Segundo informe de anlisis instrumental: Determinacin de la
concentracin de cafena en muestras de bebidasUNIVERSIDAD NACIONAL
MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICAE.A.P DE
INGENIERA AGROINDUSTRIAL
1. Resumen
En la prctica realizada efectuamos la determinacin de cafena en
las bebidas gasificadas de marca SPRITE y COCA-COLA. Para poder
realizar la prctica se us un espectrofotmetro UV-1700-SHIMADZU, que
es un espectrofotmetro de doble haz. La concentracin de cafena se
obtuvo mediante interpolacin en una curva de calibracin que se
elabor preparando concentraciones de cafena de 1, 3 y 7 ppm
aproximadamente y obteniendo sus absorbancias respectivas.
2. Objetivo
Determinar la concentracin de cafena en ppm en bebidas
gasificadas comerciales, mediante el uso de la curva de calibracin.
Conocer los fundamentos de la espectroscopia de absorcin UV.
3. Marco terico
La cafena juega un papel importante en el sabor de las bebidas
gaseosas suaves y est en la lista de ingredientes permitidos. Pero
este rol ha sido cuestionado, desde el momento que estas bebidas
son promocionadas como estimulantes, y siendo que adems esta
sustancia no es considerada como nutriente esencial para el ser
humano. (Cafena y bebidas cafeinadas, s.f.)
Las bebidas con cafena causan nerviosismo, insomnio, presin
alta, niveles altos de colesterol en la sangre, latidos cardacos
irregulares, ndulos, defectos de nacimiento, y agotamiento de
vitaminas y minerales y se ha relacionado con algunos tipos de
cncer. (Nutrition Research Center, 2012)La cafena es un diurtico
que hace que el organismo elimine agua (a travs de la orina), lo
cual puede contribuir a la deshidratacin. Sin embargo, no est claro
si la cantidad de cafena presente en las bebidas es suficiente como
para provocar la deshidratacin. Es posible que dependa de si la
persona que toma la bebida est acostumbrada a la cafena y cunta
cafena se consumi en ese da. Por las dudas, es conveniente evitar
el consumo excesivo de cafena en das calurosos, cuando los nios
necesitan reponer el agua que pierden por la
transpiracin.Sensibilidad a la cafenaLa sensibilidad a la cafena es
la cantidad de cafena capaz de producir un efecto en una persona, y
esta cantidad es variable. En promedio, cuanto ms pequea sea una
persona, menos cafena se necesitar para provocar efectos
secundarios. Sin embargo, la sensibilidad a la cafena se ve
afectada, principalmente, por la ingesta diaria de cafena. Quienes
toman regularmente bebidas con cafena desarrollan rpidamente una
menor sensibilidad a la cafena. Esto significa que requieren dosis
ms elevadas de cafena para lograr los mismos efectos que una
persona que no ingiere bebidas con cafena con frecuencia. Por lo
tanto, cuanta ms cafena tomen los nios, ms cafena necesitarn para
sentir los mismos efectos. (Galvin, 2012)
Marco legal y normativo
Espectrofotmetro Shimadzu UV-1700 PharmaSpecEste modelo es
dirigido a la industria farmacutica y especficamente diseado para
cumplir con la estricta normativa de la FDA. Sus especificaciones y
funciones (Exactitud de longitud de onda, resolucin, precisin
fotomtrica, etc.) han sido estudiadas y adecuadas a las Farmacopeas
Europeas.El equipo incorpora de serie un juego completo de patrones
(9 artculos) y las correspondientes funciones de validacin. Dispone
de un completo soporte para la Cualificacin de Instalacin y de
Operacin (IQ/OQ). Opcionalmente dispone de una versin para PC, con
funciones especficas para informes, comprobaciones de calidad.
Imagen 1: Especificaciones del espectrofotmetro UV-1700
4. Materiales y mtodo 4.1 Mtodo Se prepararon 3 soluciones de
cafena, de concentracin aproximada de 1, 3 y 5 ppm, a las cuales se
determinar su absorbancia. Con los datos obtenido se genera la
curva de calibracin. Se determinara la absorbancia de las
soluciones de las bebidas gasificadas, y mediante la curva de
calibracin obtendremos la concentracin de cafena.4.2 Materiales
4.2.1 Equipo Espectrofotmetro UV-1700-SHIMADZU 4.2.2 Material 4
vasos de precipitado de 50 ml 2 fiolas de 25 ml 4 fiolas de 50 ml 2
fiolas de 10 ml 1 pipeta volumtrica de 1 ml 1 pipeta volumtrica de
5 ml 1 pipeta volumtrica de 2 ml 1 propipeta
4.2.3 Reactivos Estndar de cafena Agua destilada 4.2.4 Muestra
Bebida gasificada COCA-COLA Bebida gasificada PEPSI
5. Procedimiento
5.1 Preparacin de la muestra
Fuente: Elaboracin propia
5.2 Preparacin de estndares
Fuente: Elaboracin propia 5.3 Procedimiento para la operacin del
espectrofotmetro ultravioleta-visible UV -1700 Shimadzu
Fuente: Elaboracin propia
5.4 Determinacin de la longitud de onda de la cafena
Fuente: Elaboracin propia
5.5 Trazar la curva con los estndares de 1, 3 y 5 ppm
Fuente: elaboracin propia
5.6 Lecturas de las muestras
Fuente: Elaboracin propia
6. Resultados
Tabla N 1: LONGITUD DE ONDA MXIMA DE LA CAFENA (BARRIDO)
Concentracin (ppm)Absorbanciamx(nm)
30,267273
Fuente: Elaboracin propia
TABLA N 2:ABSORBANCIA DE LOS PATRONES(Asumiendo que la
absorbancia de 3 ppm es la de 5 ppm y viceversa).
Concentracin (ppm)Absorbancia
10,047
50,263
70,280
Fuente: Elaboracin propia
TABLA N 3: ABSORBANCIA Y CONCENTRACIN DE LAS BEBIDAS
GASIFICADAS.
MuestrasAbsorbanciaConcentracin de acuerdo al espectrofotmetro
(ppm)
Muestra 1 (pepsi cola)0,1261,705
Muestra 2 (Coca cola)0,1381,929
Fuente: Elaboracin propia
TABLA N 4: ABSORBANCIA Y CONCENTRACIONES REALES DE LAS BEBIDAS
GASIFICADAS
MuestrasAbsorbanciaConcentracin de acuerdo al espectrofotmetro
(ppm)Concentracin a partir de la ecuacin por la curva patrn
(ppm)
Muestra 1 (pepsi cola)0,1261,7052,609
Muestra 2 (Coca cola)0,1381,9292,902
Fuente: Elaboracin propia
7. Discusin de Resultados
Para la obtencin de estos resultados, tuvimos que asumir la
preparacin de estndares 1, 5 y 7 ppm para un mejor eficacia en
resultados. Se tuvo que recurrir a esta suposicin ya que al
preparar el estndar de 5 ppm se aadi 2 ml ms, haciendo que se forme
el estndar de 7 ppm. Siempre se trabajar de acuerdo a la longitud
de onda del barrido, que muestra la longitud de onda de mxima
absorcin de la cafena. Las concentraciones por medio de la grfica
de la ecuacin por la curva patrn, fue para la pepsi cola de 2,609 o
260,9 ppm y para la coca cola 2,902 o 290,2 ppm. En comparacin de
la teora se registra que en la coca cola se encuentra 279,3 ppm y
en la pepsi cola 318,3. Los resultados nos muestran que para la
coca cola se obtuvo un resultado algo aceptable, y para la pepsi
cola un valor ms alejado, lo que hace que esta prctica se realiz de
manera poco eficaz. En la grfica de longitud mxima se obtuvo dos
bandas de absorcin, de las cuales no se toma en cuenta la primera
que tiene la mxima absorcin ya que se encuentra cercana a la regin
ultravioleta.
8. Conclusiones
Se tuvo error al preparar la soluciones estndar, pero lo tomamos
como estndares al 1, 5 y 7 para evitar errores mucho mayores. En la
teora se puede obtener la cantidad de cafena tanto de la pepsi como
de la coca cola. Siendo la pepsi la que contiene mayor cantidad de
cafena. Las muestras gasificadas muestran valores de cafena dentro
de lo permitido. Se puede concluir que la relacin
concentracin-absorbancia es directamente proporcional, de acuerdo
tambin al mtodo grfico de la curva de calibracin
9. Recomendaciones
La eliminacin del gas de las muestras debe efectuarse de manera
eficiente, ya que el gas causa una tipo de interferencia en la
absorcin. Siempre cuando se trabajan con estos equipos, seguir los
pasos que se mencionan: Lavar las celdas con agua para evitar
alterar la absorcin o contaminacin antes de leer cualquier muestra
o estndar. Una correcta y efectiva prctica de laboratorio va a
depender de cuan eficaz se han preparado los estndares y las
muestras. Siempre se tiene que esperar a que todo el equipo se
muestre en perfecto estado para la prctica. Realizar cuidadosamente
la preparacin tanto de los estndares como las muestras al analizar,
ya que puede suceder como esta prctica, detectar errores en las
diluciones u otro tipo de error.
10. Bibliografa Nutrition Research Center, 2012, Peligros de
tomar COCA-COLA y otras gaseosas. Revisada el 04 de mayo del 2015
de
http://www.organicbuenosaires.com/es/2012/07/12/dangers-of-coke-soft-drinks-soda
Cafena y bebidas cafeinadas, s.f. Galvin, 2012, La cafena y su
hijo Revisada el 04 de mayo del 2015 de
http://kidshealth.org/PageManager.jsp?dn=KidsHealth&lic=1&ps=107&cat_id=20259&article_set=92544
11. Anexos
11.1 Ejemplo de clculosClculos:Preparacin de estndares:A partir
de W (cafena estndar) = 0.102 g disueltos en 100 ml de agua
desionizada procedemos a determinar las concentraciones de las
diluciones.
Luego se extrae 1 ml y se enrasa a 100 ml con agua destilada y
se determina la nueva concentracin (patrn A):
Se extrae 5, 3 y 5 ml del patrn A y se diluye a 50, 10 y 10 ml
respectivamente con agua desionizada. Hallamos la concentracin para
5 ml de patrn A y dilucin a 50 ml.
Lo mismo se debe realizar para las otras concentraciones.
Determinacin de las concentraciones de las muestras a partir de
la ecuacin generada por la curva patrn:
Universidad Nacional Mayor de San Marcos
