Universidad de Carabobo

Facultad de Ciencias de la Educación

Departamento de Biología y Química

Asignatura: Química Analítica II

Determinación de Ácido Fosfórico en Refrescos de Cola por

medio de la Titulación Potenciométrica

Sección: 71

Prof.: Álvaro Iván Zarate

Bárbula, 20 de noviembre de 2014

RESUMEN

Esta práctica consistió básicamente en medir el pH de distintas especies de refrescos de

cola, utilizando como medio para ello el uso de electrodos de plata – cloruro de plata, y

junto con un potenciómetro evaluar los distintos niveles de pH.

INTRODUCCIÓN

En la química analítica muchos son los

métodos que se emplean para tener un

éxito completo en lo que se desea lograr.

Los métodos potenciométricos son

aquellos que se basan en medir el

potencial en una celda electroquímica el

paso de corriente apreciable. En base a

esto, se puede utilizar la potenciometría

para determinar puntos finales de

valoraciones. Más recientemente, las

concentraciones iónicas selectivas son

medidas a través del uso de electrodos de

membrana diseñados específicamente.

La potenciometría es una técnica

electroanalítica con la que se puede

determinar la concentración de una

especie electroactiva en una disolución

empleando un electrodo de referencia (un

electrodo con un potencial constante con

el tiempo y conocido) y un electrodo de

trabajo (un electrodo sensible a la especie

electroactiva).

Por otro lado un modo más simple de

aplicar este método es a través de una

celda galvánica la cual según Chang

(2010) “una celda galvanice o voltaica es

un dispositivo experimental para generar

electricidad mediante una reacción redox

espontánea”. Este método requiere de un

Ánodo, un cátodo y un puente salino

Tomando en cuenta que el nivel de

acidez o ph en la solución, es medido con

un potenciómetro, este depende de la

fuerza de la pareja de electrodos y su

sensibilidad la cual es proporcionada por

la membrana.

Distintas son las sustancias con las

cuales se pueden emplear este método, los

refrescos de cola son especies bastante

buenas para usarse como ejemplo debido

a su alto nivel de ácido fosfórico. El ácido

fosfórico es dañino para el calcio de los

huesos y uno de los mayores

contribuyentes al aumento de la

osteoporosis.

Con la realización de esta práctica se

busca medir el nivel de ácido fosfórico

que existe en este tipio de refresco,

usando como método la potenciometría.

PROCEDIMIENTO

EXPERIMENTAL.

EXPERIENCIA 1_ Determinación de

nivel de Ácido Fosfórico en

COCACOLA.

Luego de preparar la solución de

Hidróxido de Sodio, se armó el sistema y

se llenó la bureta. Posterior a esto se

comenzó a titular en un beaker de 250 la

solución de Coca-Cola con agua

destilada, ya con el electrodo dentro.

Se fue desalojando el Hidróxido de

sodio de la bureta con intervalo de 1 ml,

hasta llegar a los 10 ml donde la medida

que se desalojaba era de 0,5 ml hasta

llegar a 15 ml donde nuevamente se

comenzó a desalojar 1 ml por lectura. A

mitad de proceso se aplicaron 40 ml más

de agua destilada y se continuó titulando.

Tomando las medidas arrojadas por el

potenciómetro.

EXPERIENCIA 2_ Determinación de

nivel de Ácido Fosfórico en PEPSI.

Se comenzó a titular en un beaker de 250

la solución de Pepsi con agua destilada,

ya con el electrodo dentro.

Se fue desalojando el Hidróxido de

sodio de la bureta con intervalo de 1 ml,

hasta llegar a los 10 ml donde la medida

que se desalojaba era de 0,5 ml hasta

llegar a 15 ml donde nuevamente se

comenzó a desalojar 1 ml por lectura. A

mitad de proceso se aplicaron 40 ml más

de agua destilada y se continuó titulando.

Tomando las medidas arrojadas por el

potenciómetro.

EXPERIENCIA 3_ Determinación de

nivel de Ácido Fosfórico en PEPSI.

Se comenzó a titular en un beaker de

250 la solución de Big Cola con agua

destilada, ya con el electrodo dentro.

Se fue desalojando el Hidróxido de sodio

de la bureta con intervalo de 1 ml, hasta

llegar a los 10 ml donde la medida que se

desalojaba era de 0,5 ml hasta llegar a 15

ml donde nuevamente se comenzó a

desalojar 1 ml por lectura. A mitad de

proceso se aplicaron 40 ml más de agua

destilada y se continuó titulando.

Tomando las medidas arrojadas por el

potenciómetro.

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE

RESULTADOS

En dicha práctica se determinó la

concentración del Ácido Fosfórico en los

refrescos de cola, comercialmente

conocidos con los nombres de (Coca-

Cola, Pepsi y BigCola), empleando el

método potenciométrico, según

Underwood. (Pag-379) “Existen dos

métodos para hacer mediciones

experimentales. El primero es hacer una

sola medición del potencial de celda; esto

es lo suficiente para determinar la

actividad del ion que nos interesa. El

segundo el ion que se puede titular y el

potencial se mide en función del volumen

del titulante. La titulación

potenciométrica utiliza la medición de un

potencial para detectar el punto de

equivalencia de una titulación.”

El método potenciométricos son unos

de los más modernos, el cual consiste en

medir el pH mediante una celda

electroquímica sin paso de corriente

apreciable. Se utilizo un electrodo de

vidrio para medir el pH, basándonos en

Underwood “ El electrodo de vidrio

comercial común consiste en un bulbo de

vidrio delgado que contiene un electrodo

de referencia interno, que casi siempre es

de plata-cloruro de plata. La actividad del

ion hidrógeno dentro del bulbo es

constante. El bulbo se sumerge en la

solución a la que se le va a calcular el pH

y se provoca un contacto electrolítico

entre la solución de prueba y un electrodo

de referencia externo”. Este electrodo fue

sumergido en una solución de 40 ml de

refresco a analizar y 40 ml de agua

destilada, el cual se procedió a titular con

una solución de NaOH a 0.05N

desalojando 20 ml del titulante. Este

procedimiento se realizó 2 veces más con

los respectivos refrescos, notando así una

diferencia apreciable entre los pH.

Tomando en cuenta el punto de

equivalencia se determinó

experimentalmente la concentración de

H3PO4 en los refrescos de cola

obteniendo los siguientes resultados:

Coca-Cola = 0.0059 M

Pepsi= 0.0062 M

BigCola= 0.0068 M

Se puede apreciar que el refresco de

cola conocido como “BogCola” tiene una

mayor concentración de H3PO4.

Es importante señalar, el contenido de

H3PO4 en relación a los gramos, por cada

100 ml de la bebida gaseosa, sobrepasa la

ingesta recomendada debido a que el

H3PO4 es el responsable de la

desmineralización del organismo,

especialmente es el máximo secuestrador

de los elemento más importantes para el

cuerpo como el Calcio, Magnesio, Sodio

y Hierro e inclusive es más dañino que el

azúcar blanca.

H3PO4 es un líquido de consistencia de

jarabe, sin color ni edor, se usa como

agente acidificador para darle a las colas

un sabor más fuerte. Las colas son más

ácidas que el limón o el vinagre,

justamente por eso el uso del ácido

fosfórico, la gran cantidad de azúcar se

utiliza para balancear la acidez.

CÁLCULOS TÍPICOS

* H3PO4 *NaOH

H+ OH-

Concentración de la base (valorante)

0,05 N = 0,05 M → Teoricamente

Gr pesados de NaOH→2,1713g

(98% pureza) . PM= 39,997 g/mol

2,1713𝑔𝑟 × 98%

100𝑔𝑟→ 2,1279 𝑔𝑟 𝑝𝑢𝑟𝑜𝑠

𝑛 =𝑔𝑠𝑡𝑜

𝑃𝑀=

2,1279 𝑔𝑟

39,997 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙= 0,0532 𝑚𝑜𝑙

𝑀 =𝑛𝑠𝑡𝑜

𝐿𝑠𝑜𝑙=

0,0532 𝑚𝑜𝑙

1𝐿= 0,0532𝑁

Volumen del punto de equivalencia

Coca-Cola = 4,502ml → 0,004502 L

Calculando la concentración de H3PO4

nNaOH = nH3PO4

n= M x L

n= 0,0532 N x 0,004502 L

n= 0,000239 mol

𝑀 =0,000239

0,04𝐿= 0,0059 𝑀

Volumen del punto de equivalencia

Pepsi = 4,658ml → 0,004658 L

n= M x L

n= 0,0532 N x 0,004658L

n= 0,000249 mol

𝑀 =0,000249

0,04𝐿= 0,0062 𝑀

Volumen del punto de equivalencia

BigCola = 5,1117ml → 0,005117 L

n= M x L

n= 0,0532 N x 0,005117 L

n= 0,000272 mol

𝑀 =0,000272

0,04𝐿= 0,0068 𝑀

Tabla de Resultados

Determinación de Ácido Fosfórico en Coca-Cola por medio de la Titulación

Potenciométrica.

0.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000

pH

Vol. NaOH (mL)

Curva de Titulación (Coca-Cola)

Volumen del Punto de Equivalencia

4,502 ml

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.50 8.50 13.50 18.50 23.50

dp

H/p

V

Volumen Medio (Vm mL)

Primera Derivada (Coca-Cola)

-2.00

-1.00

0.00

1.00

2.00

5.50 10.50 15.50dp

H'/

pV

'

Vol. NaOH (mL)

Segunda Derivada (Coca-Cola)

Determinación de Ácido Fosfórico en Pepsi por medio de la Titulación Potenciométrica.

0.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000

pH

Vol. NaOH (mL)

Curva de Titulación (Pepsi)

Volumen del Punto de Equivalencia

4,658 ml

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

3.50 8.50 13.50 18.50 23.50

dp

H/p

V

Volumen Medio (Vm mL)

Primera Derivada (Pepsi)

-0.60

-0.40

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

5.50 10.50 15.50

dp

H'/

pV

'

Vol. NaOH (mL)

Segunda Derivada (Pepsi)

Determinación de Ácido Fosfórico en big cola por medio de la Titulación Potenciométrica.

Vol. NaOH pH Volumen dpH/dV Vol.NaOH d2pH/dV2

Añadido

medio

(mL)

0,000 2,110 0,50 0,82 0,00

1,000 2,930 1,50 0,04 1,00 -0,78

2,000 2,970 2,50 0,07 2,00 0,03

3,000 3,040 3,50 0,08 3,00 0,01

4,000 3,120 4,50 0,09 4,00 0,01

5,000 3,210 5,50 0,13 5,00 0,04

6,000 3,340 6,50 0,19 6,00 0,06

7,000 3,530 7,25 0,26 7,00 0,07

7,500 3,660 7,75 0,30 7,50 0,08

8,000 3,810 8,25 0,30 8,00 0,00

8,500 3,960 8,75 0,44 8,50 0,28

9,000 4,180 9,25 0,34 9,00 -0,20

9,500 4,350 9,80 0,03 9,50 -0,61

10,100 4,370 10,60 0,60 10,10 0,94

11,100 4,970 11,60 0,45 11,10 -0,15

12,100 5,420 12,60 0,39 12,10 -0,06

13,100 5,810 13,60 0,32 13,10 -0,07

14,100 6,130 14,60 0,25 14,10 -0,07

15,100 6,380 15,60 0,17 15,10 -0,08

16,100 6,550 16,60 0,43 16,10 0,26

17,100 6,980 17,60 0,20 17,10 -0,23

18,100 7,180 18,60 0,52 18,10 0,32

19,100 7,700 19,60 0,31 19,10 -0,21

20,100 8,010 10,05 0,40 20,10 0,09

0.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000

pH

Vol. NaOH (mL)

Curva de Titulación (Big Cola)

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

3.50 8.50 13.50 18.50 23.50

dp

H/p

V

Volumen Medio (Vm mL)

Primera Derivada (Big Cola)

Volumen del Punto de Equivalencia

5,116 ml

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

5.50 10.50 15.50

dp

H'/

pV

'

Vol. NaOH (mL)

Segunda Derivada (Big Cola)

CONCLUSIÓN

Se logró el objetivo de la práctica el

cual era conocer el contenido de Ácido

Fosfórico que contienen los refrescos de

cola (Coca-Cola, Pepsi y BigCola). El

ácido fosfórico es el responsable del

sabor de los refrescos de cola. El

consumo excesivo de estas bebidas

gaseosas causa la desmineralización de

los huesos. A este tipo de bebidas se le

suele colocar grandes cantidades de

azúcar para así balancear su acidez. De

los 3 refresco de cola analizados se pudo

determinar que el que contenía mayor

nivel de ácido fosfórico era la BigCola.