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Técnicas Instrumentales de Análisis 2º CFGS Análisis i Control de Calidad Página 1 de 9 Fecha de edición : 30 - 09 - 2014 2014-2015 Fecha de revisión : 30 – 10 - 2014 Castell I Domènech Departamento Químicas PNT 8 DET. SACAROSA EN LECHE CONDENSADA MEDIANTE POLARIMETRÍA Y REFRACTOMETRÍA REALIZADO POR: Noelia Luis y Unai Martínez FIRMA PROFESOR REVISADO POR: Luis Álvarez 1.- OBJETIVO DE LA PRÁCTICA. El objetivo de este PNT es determinar el tanto por cien (%) de sacarosa en una muestra de leche condensada entera mediante la utilización de un refractómetro y un polarímetro. 2.- CAMPO DE APLICACIÓN Este PNT especifica un método polarimétrico y refractómetro para la determinación de sacarosa en leche condensada azucarada. El método también es aplicable a la leche condensada parcialmente desnatada y a la leche condensada desnatada 3.- FUNDAMENTOS Contenido de sacarosa de leche condensada azucarada: es el contenido de SACAROSA INALTERADA Rotación óptica de la sacarosa La sacarosa pertenece a genero de las sustancias ópticamente activas, es decir, sustancias capaces de cambiar la posición del plano de polarización de la luz polarizada que las atraviesa (una luz en el que las oscilaciones se verifican en un plano determinado). La actividad óptica está vinculada con la presencia de átomos asimétricos de carbono en la molécula de sacarosa. Por sus propiedades físicas y químicas no se diferencian, pero los isómeros ópticos se distinguen uno del otro por su estructura como un objeto asimétrico de su imagen especular. El proceso de inversión del azúcar es la descomposición hidrolítica de la sacarosa ( !" !! !! ) en glucosa y fructosa !" !! !! + ! ! !" ! + ! !" ! Lactosa y otros azucares La lactosa y otros azucares solubles en agua, como la galactosa, interfieren en las medidas ópticas (polarimetría y refractometría) impidiendo una correcta obtención de resultados.

Técnicas Instrumentales de Análisis Análisis i Control … · El método también es aplicable a la leche condensada parcialmente desnatada y a la leche condensada desnatada 3.-

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    DET. SACAROSA EN LECHE CONDENSADA MEDIANTE POLARIMETRA Y REFRACTOMETRA

    REALIZADO POR: Noelia Luis y Unai Martnez FIRMA PROFESOR

    REVISADO POR: Luis lvarez

    1.- OBJETIVO DE LA PRCTICA. El objetivo de este PNT es determinar el tanto por cien (%) de sacarosa en una muestra de leche condensada entera mediante la utilizacin de un refractmetro y un polarmetro. 2.- CAMPO DE APLICACIN Este PNT especifica un mtodo polarimtrico y refractmetro para la determinacin de sacarosa en leche condensada azucarada. El mtodo tambin es aplicable a la leche condensada parcialmente desnatada y a la leche condensada desnatada 3.- FUNDAMENTOS Contenido de sacarosa de leche condensada azucarada: es el contenido de SACAROSA INALTERADA

    Rotacin ptica de la sacarosa

    La sacarosa pertenece a genero de las sustancias pticamente activas, es decir, sustancias capaces de cambiar la posicin del plano de polarizacin de la luz polarizada que las atraviesa (una luz en el que las oscilaciones se verifican en un plano determinado). La actividad ptica est vinculada con la presencia de tomos asimtricos de carbono en la molcula de sacarosa. Por sus propiedades fsicas y qumicas no se diferencian, pero los ismeros pticos se distinguen uno del otro por su estructura como un objeto asimtrico de su imagen especular. El proceso de inversin del azcar es la descomposicin hidroltica de la sacarosa (!"!!!!) en glucosa y fructosa

    !"!!!! + ! !!"! + !!"!

    Lactosa y otros azucares

    La lactosa y otros azucares solubles en agua, como la galactosa, interfieren en las medidas pticas (polarimetra y refractometra) impidiendo una correcta obtencin de resultados.

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    Reacciones qumicas que suceden - En la adicin inicial de amoniaco (NH3) se lleva la lactosa hasta su

    mutorrotacin final

    - El actico aadido, adems de usarse para disminuir el pH alcalino que ha dejado el amoniaco, tambin afecta a la solubilidad de las protenas (casena). Estas protenas se desnaturalizan (coagulan). El cido actico tambin separa la Alfa-lactoalbmina de la glucosa y la galactosa de la lactosa. Adems hidroliza la sacarosa, pero manteniendo la lactosa y otros azucares prcticamente no hidrolizados.

    - El acetato de cinc [Zn(CH3COO)2] o tambin llamado Reactivo

    Carrez I se utiliza para clarificar la disolucin y facilitar as la filtracin.

    - El ferrocianuro de potasio [K4[Fe(CN)6]] o tambin llamado

    Reactivo Carrez II se utiliza para precipitar y unir los cogulos de protenas que se han formado con el cido actico y formar masas de mayor peso para que se posen por gravedad.

    - El HCl aadido en una porcin de muestra filtrada se utiliza para que

    en un calentamiento posterior no se vuelvan a activar la lactosa y otros azucares ya que este acido los deja virtualmente desactivados.

    Polarmetro

    El dispositivo que se utiliza para medir el efecto de la luz polarizada sobre

    los compuestos pticamente activos es un polarmetro. El analizador de un polarmetro no es ms que otro polarizador. Si el tubo del polarmetro est vaco, o si se encuentra presente una sustancia pticamente inactiva, los ejes de la luz polarizada plana y del analizador estarn completamente paralelos cuando el instrumento da una lectura de 0 y el observador detectar que se transmite una cantidad mxima de luz. Si por lo contrario, el tubo contiene una sustancia pticamente activa, por ejemplo una solucin de un enantimero, el plano de polarizacin de la luz habr girado un ngulo a medida que pasa a travs del tubo. Para detectar la mxima brillantez de la luz el observador tendr que hacer girar () el eje del analizador en direccin de las manecillas del reloj o en

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    direccin contraria. Si el analizador gira en direccin de las manecillas del reloj, se dice que la rotacin es positiva (+). Si la rotacin es contraria a la de las manecillas del reloj, se dice que la rotacin es negativa (-). Se dice tambin que una sustancia que hace girar la luz polarizada plana en la direccin de las manecillas del reloj es dextrgira y la que hace girar la luz polarizada plana en direccin opuesta es levgira.

    El ngulo vara de acuerdo al nmero de molculas con actividad ptica

    que se encuentren en el trayecto de la luz polarizada, por lo que la rotacin observada depender de la longitud de la trayectoria que recorra la luz polarizada a travs de la muestra pticamente activa y de la concentracin si est en solucin El ngulo depende de la longitud de onda de la luz empleada, razn por la cual los polarmetros trabajan con luz de una determinada longitud de onda.

    Refractmetro ABBE

    El refractmetro de ABBE permite obtener una medicin del ndice de

    refraccin de un lquido depositndolo sobre una superficie de vidrio, colocndolo en un dispositivo ptico, y ajustando un botn para conducir una placa iluminada hacia el centro de un retculo. La idea es iluminar el lquido a analizar con luz rasante y determinar el ngulo lmite e que depende del ndice n buscado y del ndice N del material sobre el que reposa el lquido y en el cual el rayo rasante penetra.

    4.- REFERENCIAS TELEMATICAS

    B.O.E. 4-2-1989 https://www.boe.es/boe/dias/1989/02/04/pdfs/A03439-03447.pdf Mtodo 5 Apartado 5.3

    B.O.E. 21-7-1977 http://www.boe.es/boe/dias/1977/07/21/pdfs/A16281-16290.pdf Mtodo 9 Apartado 9.3

    ISO 2911:2004

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    5.- DESARROLLO 5.1.- Materiales

    Vasos de precipitados (100 y 250 mL) Matraces aforados (50, 100 y 250 mL) Pipeta graduada Varilla agitadora Cuentagotas Vidrio reloj Embudo Papel de filtro Soporte, nuez y aro Papel indicador pH Vasos para guardar la muestra (X2) Probeta

    5.2.- Reactivos

    Agua destilada cido actico (CH3COOH) 5% V/V cido clorhdrico (HCl) 6M Sacarosa al 0%, 10%, 20% y 40% p/V Ferrocianuro de potasio [K4(Fe(CN)6)] al 10 % p/V Acetato de cinc [Zn(CH3COO)2] 20% p/V Rojo neutro Muestra (leche condensada) Etanol

    5.3.- Equipos

    Balanza precisin ( 0,001 g) Bao termosttico (0,1 C) Polarmetro Refractmetro ABBE

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    5.4.- Tratamiento previo de la muestra

    La muestra se debe homogenizar perfectamente con una varilla, esptula o agitacin.

    5.5.- Prescripciones previas y condiciones de ensayo

    Todas las medidas se harn a temperatura de laboratorio, esto quiere decir que la temperatura se debe dejar estabilizarse antes de medir

    El polarmetro deber estar encendido al menos media hora (30 min) antes de proceder a las medidas

    5.6.- Procedimiento operativo 5.6.1.- Preparacin de las disoluciones

    Disolucin amoniaco: se toman 20mL de NH3, aforar a 100mL Disolucin cido clorhdrico (HCl) 6M; se toman 50mL HCl,

    aforar a 100mL Disolucin cido actico (HAc) 5%; se toman 6mL HAc, aforar a

    100mL Disolucin [K4(Fe(CN)6)] al 10%; se pesan 28.66g, disolver y

    aforar a 250mL Disolucin [Zn(CH3COO)2] al 22%; se pesan 65.79g, disolver y

    aforar a 250mL Disolucin sacarosa al 0% 10% 20% y 40%; se pesan 0, 10, 20 y

    40g, disuelven cada una y aforan a 100mL 5.6.2.- Preparacin de muestra

    1. Pesar unos 50 g de leche condensada en un vaso de precipitado 2. Adicionar 50 mL de agua destilada caliente (el volumen es

    orientativo no es necesario que sea exacto ya que solo ser para homogenizar la muestra) y mezclar bien

    3. Dejar enfriar a temperatura ambiente

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    4. Aadir 5 mL de amoniaco 10% 5. Agitar y dejar en reposo 15 min 6. Aadir 3 gotas de rojo neutro (el intervalo del rojo neutro es rojo-

    6.88.4-amarillo) 7. Comprobacin de neutralidad: comprobar el pH con la tira de pH

    y en caso de no ser neutro aadir cido actico hasta neutralidad (o hasta que la mezcla se vuelva roja a causa del indicador)

    8. Aadir 12,5 mL [Zn(CH3COO)2] a la muestra 9. Aadir 12,5 de [K4(Fe(CN)6)]a la muestra 10. Homogenizar la muestra y en caso de generarse espuma eliminar

    con una gotas de Etanol 11. Enrasar a un matraz de 250 mL 12. Preparar el montaje de filtracin (cualquier tipo de filtracin es

    vlida siempre que sea con papel de filtro estndar) 13. Comenzar filtracin y desechamos las primeros 25 mL (puedes

    medir los 25 mL usando una probeta de pequea) 14. Del filtrado coger 40 mL y apartarlos como muestra 2 15. El resto del filtrado se etiqueta como muestra 1 y con esta se

    puede comenzar la medicin con el polarmetro y el refractmetro 16. Continuamos con la muestra 2 (inversin de la sacarosa) 17. Aadimos 6 mL de HCl 6M en la muestra 2 18. Calentamos a 60C durante 10 minutos 19. Dejar en reposo durante 1 hora y aforamos a 50 mL y etiquetar

    como muestra 2

    5.6.3.- Lectura con el refractmetro

    1. Proceder a la realizar una curva de calibracin 2. Limpiar con sumo cuidado el refractmetro con la mezcla de

    alcohol del laboratorio 3. Dirigir el refractmetro hacia una fuente de luz y abrir la platina

    de iluminacin

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    4. Aadir unas gotas de agua destilada en el prisma y leer con el refractmetro (tericamente debera ser 1,333 en ndice de refraccin ya que el contenido en azcar es 0%)

    5. Repetir el mismo procedimiento con diluciones al 10%, 20% y 40% de sacarosa

    6. Leer le ndice de refraccin con la muestra 1 y 2

    5.6.4.- Lectura con el polarmetro

    1. Llenar el tubo del polarmetro de 20 cm con agua destilada con precaucin de que no queden burbujas

    2. Una vez lleno y cerrado lo ponemos en le polarmetro buscar hasta que no haya un punto de penumbra (cuando no se pueden diferenciar las tres zonas de luz) y medimos lo grados rotados (al ser agua destilada debera ser 0 en caso de que no lo sea, los grados del blanco debe restarse a cada lectura realizada con el polarmetro)

    3. Realizamos el mismo por procedimiento pero con las muestras 1 y 2 conociendo la temperatura de ambas al realizar la medicin (se requiere para los clculos)

    6.- CALCULOS Y FRMULAS 6.1.- Refractmetro ABBE

    Se trata de realizar una curva de calibracin con las soluciones de sacarosa a concentracin conocida y determinar la ecuacin de la recta a esos valores.

    = +

    = = /100

    Con cada dato debe sustituirse el ndice de refraccin y despejar la

    concentracin de sacarosa con la muestra 1 y 2

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    =

    Recordatorio: Hay que tener en cuenta la dilucin para obtener la concentracin

    de la leche condensada original 6.2.- Polarmetro

    Utilizar la frmula para determinar el % sacarosa

    % = 1,25

    m = Es la masa de la muestra de prueba en gramos A = Es la lectura directa del polarmetro antes de la inversin B = Es la lectura del polarmetro despus de la inversin L = Es el largo, en dm, del tubo del polarmetro Q = Es el factor de divisin de la inversin

    La siguiente frmula de valores exactos para Q, para varias fuentes de luz con correcciones, donde sea necesario, para concentracin y temperatura.

    = 0.8825+ 0.0006 9 0.0033( 20)

    C = Es el porcentaje de azcares totales en la solucin invertida de acuerdo a la lectura polarimetra.

    = 100

    [] = rotacin especfica de la sacarosa (+66.74) A = grados rotados en la muestra 2 (inversin de la

    sacarosa) C = concentracin g/100mL L= longitud del polarmetro en dm T = Es la temperatura en grados Celsius, de la solucin

    invertida durante la lectura polarimetra.

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    V = Es el volumen en mL a lo cual la muestra es diluida antes de la filtracin V= Es la correccin, en mL por el volumen del precipitado formado durante la clarificacin

    = 100 (1,08 + 1,55)

    m = Es la masa de la muestra de prueba en gramos G = Porcentaje de grasa en la muestra. P = Siendo el porcentaje de protena en la muestra

    Advertencia: Debe tenerse en cuenta la dilucin para obtener la concentracin de la leche condensada original