Universidad de Carabobo

Facultad de Ciencias de la Educación

Departamento de: Biología y Química

Cátedra: Química Analítica II

DETERMINACIÓN DEL ÁCIDO FOSFÓRICO EN LOS

REFRESCOS DE COLA

BACHILLERES:

Bogado Maria

Lucena Mailin

Páez Yuleisys

Bárbula, Noviembre del 2014

RESUMEN

Se realizó la practica con el objetivo de calibrar un medidor de pH con soluciones

buffer estándares, esto con la finalidad de valorar el contenido de ácido fosfórico en

las bebidas gaseosas como la Coca-Cola, la Pepsi y la Big-cola, utilizando el método

potenciómetro. Se tomaron 40ml de refresco cola y 40ml de agua destilada titulando

así con hidróxido de sodio (NaOH) para obtener finalmente, los valores del pH y

determinar la concentración ya antes mencionado en las bebidas gaseosas.

Introducción

Los métodos potenciométricos se

basan en las medidas del potencial de

celdas electroquímicas en ausencia de

corrientes apreciables. Dicho de otra

manera, los métodos potenciométricos

son aquellos que miden la diferencia

de potencial entre dos electrodos de

una célula galvánica en condiciones de

intensidad de corriente cero, siendo su

objetivo determinar la concentración

de los analito a partir de los datos de

potenciales de electrodo.

Se utiliza un electrodo de

referencia, como el electrodo de

calomelanos, el cual posee de manera

inherente un potencial constante y

conocido en relación con el tiempo.

También se requiere de la presencia de

un electrodo de trabajo por el método

utilizado ejemplo el electrodo de

vidrio, el cual se caracteriza por contar

con una gran sensibilidad en relación

con la especie electro activa, en el caso

del electrodo de vidrio, posee una

especial sensibilidad frente al ión

Hidrógeno.

Existen dos métodos principalmente

para realizar mediciones

potenciométricas. El primero es hacer

una sola medición de potencial de la

celda se llama Potenciometría directa y

se utiliza principalmente para calcular

el pH de la solución acuosa. En el

segundo el ión se puede titular y el

potencial se mide en función del

volumen del titulante y se llama

titulación potenciométrica, la cual es

utilizada para la medición de un

potencial y así poder detectar el punto

de equivalente de una titulación. El

único requisito es que la reacción

incluya un aumento o disminución de

un ión sensible al electrodo. Este

método se aplicó con la finalidad de

determinar la concentración de ácido

fosfórico contenida en los refrescos

cola (Coca-Cola, Pepsi-cola y big-

cola), para el cual se utilizó NaOH

como titulante, cabe destacar que la

titulación se realizó desalojando 20

mL del titulante en intervalos y de esta

manera poder obtener varios valores de

pH.

Parte Experimental

Se preparó una solución de

Hidróxido de Sodio a 0,05 N en donde

primeramente se pesó 2,1713g de

NaOH el cual se diluyo en un litro de

agua. Seguidamente se tomó una

bureta y se enrazó con la solución de

NaOH, posteriormente en un beacker

se añadieron 40 ml de refresco Pepsi

Cola junto a 40 ml de agua destilada,

seguidamente se procedió a titular con

la solución de Hidróxido de Sodio para

Así medir el pH a través de un

dispositivo el cual tenía conectado dos

electrodos uno de vidrio y el otro

calomelanos. Se midió varias veces el

pH y se fue añadiendo el titulante por

mL dentro de la solución que contenía

el refresco de cola. Este procedimiento

se realizó hasta determinar la cantidad

de ácido fosfórico que contenía dicho

refresco. Una vez terminada la

experiencia se realizó el mismo

proceso, pero en este caso utilizando

otras marcas de refrescos como lo son:

La Coca-Cola y la Big Cola.

TABLA DE DATOS DE LA PEPSI-COLA

Vol. NaOH Añadido

(mL)

pH

Volumen

medio

dpH/dV

Vol.NaOH

d2pH/dV2

0,000 3,160 0,50 0,03 0,00

1,000 3,190 1,50 0,07 1,00 0,04

2,000 3,260 2,50 0,15 2,00 0,08

3,000 3,410 3,50 0,31 3,00 0,16

4,000 3,720 4,50 1,10 4,00 0,79

5,000 4,820 5,50 0,69 5,00 -0,41

6,000 5,510 6,50 0,32 6,00 -0,37

7,000 5,830 7,25 0,26 7,00 -0,06

7,500 5,960 7,75 0,20 7,50 -0,12

8,000 6,060 8,25 0,24 8,00 0,08

8,500 6,180 8,75 0,24 8,50 0,00

9,000 6,300 9,25 0,20 9,00 -0,08

9,500 6,400 9,80 0,18 9,50 -0,03

10,100 6,510 10,60 0,20 10,10 0,03

11,100 6,710 11,60 0,23 11,10 0,03

12,100 6,940 12,60 0,24 12,10 0,01

13,100 7,180 13,60 0,34 13,10 0,10

14,100 7,520 14,60 0,51 14,10 0,17

15,100 8,030 15,60 0,68 15,10 0,17

16,100 8,710 16,60 0,31 16,10 -0,37

17,100 9,020 17,60 0,22 17,10 -0,09

18,100 9,240 18,60 0,15 18,10 -0,07

19,100 9,390 19,60 0,13 19,10 -0,02

20,100 9,520 10,05 0,47 20,10 0,34

Vol. NaOH

Máximo 0,79 4,00

Mínimo -0,41 5,00

Volumen del Punto de Equivalencia 4,658 ml

VA (mL) 10,00 CA (mol/L) 4,66

VB (mL) 4,658 CB (mol/L) 10,00

TABLA DE DATOS DE LA COCA-COLA

Vol. NaOH Añadido

(mL)

pH

Volumen

medio

dpH/dV

Vol.NaOH

d2pH/dV2

0,000 3,080 0,50 0,10 0,00

1,000 3,180 1,50 0,11 1,00 0,01

2,000 3,290 2,50 0,17 2,00 0,06

3,000 3,460 3,50 0,39 3,00 0,22

4,000 3,850 4,50 2,02 4,00 1,63

5,000 5,870 5,50 0,40 5,00 -1,62

6,000 6,270 6,50 0,11 6,00 -0,29

7,000 6,380 7,25 0,12 7,00 0,01

7,500 6,440 7,75 0,42 7,50 0,60

8,000 6,650 8,25 0,20 8,00 -0,44

8,500 6,750 8,75 0,20 8,50 0,00

9,000 6,850 9,25 0,22 9,00 0,04

9,500 6,960 9,75 0,56 9,50 0,68

10,000 7,240 10,50 0,27 10,00 -0,58

11,000 7,510 11,50 0,53 11,00 0,26

12,000 8,040 12,50 0,75 12,00 0,22

13,000 8,790 13,50 0,38 13,00 -0,37

14,000 9,170 14,50 0,20 14,00 -0,18

15,000 9,370 15,50 0,28 15,00 0,08

16,000 9,650 16,50 0,10 16,00 -0,18

17,000 9,750 17,50 0,07 17,00 -0,03

18,000 9,820 18,50 0,08 18,00 0,01

19,000 9,900 19,50 0,11 19,00 0,03

20,000 10,010 10,00 0,50 20,00 0,39

Vol. NaOH

Máximo 1,63 4,00

Mínimo -1,62 5,00

VA (mL) 40,00 CA (mol/L) 0,002475846

VB (mL) 4,502 CB (mol/L) 0,02

Volumen del Punto de Equivalencia

4,502 ml

TABLA DE DATOS DE LA BIG COLA

Vol. NaOH Añadido

(mL)

pH

Volumen

medio

dpH/dV

Vol.NaOH

d2pH/dV2

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

Vol. NaOH

Máximo 0,94 10,10

Mínimo -0,78 1,00

VA (mL) 10,00 CA (mol/L) 5,12

VB (mL) 5,116 CB (mol/L) 10,00

Volumen del Punto de Equivalencia

5,116 ml

Cálculos Típicos

g Pesados 2,1713 g

g exp= 2,1713 g

98 g Puros

100 g Totales

2,1713 g x 98 g

100 g = 2,1279 g puros

2,1279 g x 1 mol

39,98 g = 0,0532 moles

NaOH n= g sto

PM

Concentración Teórica del Valorante

0,05 N ≈ 0,05 M

Calculo de la concentración

experimental del NaOH

M = 0,0532 moles

1 L = 0,0532 M

Calculo de la concentración del

ácido en la Coca-Cola

Volumen en el punto de equivalencia

4,50 mL = 0,004502 L

𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑛𝐻3 𝑃𝑂4

n= M x L =0,004502 L x 0,0532 mol/L

n=0,000239 mol

M= 0,000239 mol

0 ,04 L

M= 0,0059 M ≈ N

Calculo de la concentración del

ácido en la Pepsi-Cola

Volumen en el punto de equivalencia

4,658 mL = 0,004658 L

n= M x L

n=0,004658 L x 0,0532 mol/L

n=0,00025 mol

M = 0,00025 mol

0,04 L

M= 0,0062 M = N

Calculo de la concentración del

ácido en la Big-Cola

Volumen en el punto de equivalencia

5,116mL = 0,005116 L

n= M x L

n=0,005116 L x 0,0532 mol/L

n=0,00027 mol

M = 0,00027 mol

0,04 L M= 0,0068

M ≈ N

Análisis y Discusión de

Resultados

Para la práctica realizada se

determino la concentración de ácido

fosfórico en las bebidas de cola (Pepsi-

Cola, Coca-Cola y Big-Cola), para la

determinación de la misma se utilizó el

método de titulación potenciométrica

siendo este uno de los métodos

modernos más utilizados en la química

analítica. El cual se basa en: “La

medida del potencial de celdas

eléctricas sin paso de corriente

apreciable” (Skoog 2005). Para este

método no se utilizan indicadores

debido a que el equipo esta

comprendido de un electrodo de

referencia, un electrodo indicador y un

dispositivo de medidas de potenciales.

El electrodo utilizado fue un

electrodo de vidrio que según Skoog lo

describe de la siguiente manera:

El electrodo indicador se

compone de una membrana de vidrio delgada, sensible al pH,

que se sella en el extremo de un tuvo de vidrio o

plástico de pared gruesa.

El tubo contiene un

pequeño volumen de ácido clorhídrico diluido,

saturado con cloruro de plata. (En algunos electrodos, la disolución

interna es un tapón que contiene iones cloruro).

(pág. 605)

Cabe destacar que para la titulación se

utilizó una muestra de 40mL de

refresco Coca-Cola y 40 mL de agua

destilada, titulando con NaOH hasta

desalojar 20mL del mismo en

porciones pequeñas para obtener

diversos valores de pH y con estos

valores poder realizar las curvas de

titulación utilizando la primera y

segunda derivada, para de esta manera

obtener un volumen de equivalencia,

el cual se utiliza en la determinación

de la concentración de ácido fosfórico

contenido en la bebida antes

mencionada, es importante resaltar

que esto se realizó dos veces mas pero

utilizando refresco Pepsi-Cola y Big-

Cola.

Con las concentraciones del ácido

calculadas queda en evidencia que el

contenido del mismo sobrepasa los

niveles establecidos por la

organización mundial de la salud y a

su vez se nota que la Big-Cola posee

una concentración de ácido que los

otros dos refrescos, por otra parte se

observa que la Coca-Cola la bebida

que contiene menor concentración de

ácido fosfórico y a su vez con difiere

de mucha cantidad con la Pepsi-Cola.

De esta misma manera se observa

que estas concentraciones son

mayores que las establecidas por la

organización mundial de la salud, esto

debido a que una elevada

concentración de este tipo de ácidos

produce una desmineralización en el

cuerpo humano y a su vez hace que

disminuyan los niveles de calcio en el

organismo.

Finalmente, es importante

mencionar que el ácido fosfórico se

utiliza en todas las bebidas gaseosas

para producir su gasificación y en los

alimentos envasados debido a que la

disminución del pH reduce la

capacidad de multiplicación de

bacterias y hongos lo que favorece la

conservación de los ingredientes, así

como para estabilizar el sabor, lo cual

da el sabor ácido y podría decirse que

son mas fuertes que el limón o

vinagre, para balancear la acidez se

utiliza gran cantidad de azúcar.

Conclusiones

El método de titulación

potenciométrica es un proceso

utilizado para conocer la concentración

de soluciones, a partir de una solución

estándar cuya concentración debe ser

conocida, aprovechando las

variaciones de una fuerza

electromotriz inducida entre un

electrodo indicador y uno de

referencia, hasta detectar a diferentes

intervalos durante el proceso de una

valoración que cantidades

químicamente equivalentes de las dos

que hayan reaccionado. Este método

resultó bastante sencillo de aplicar, así

como también es preciso, por lo que se

necesita mucha concentración y

precaución al momento de aplicarlo.

La cantidad de ácido fosfórico

contenido en los refrescos de cola se

determinó a través de las distintas

variaciones de pH, esta sustancia

dentro de los refrescos de cola cumple

un papel fundamental, como lo es

conservar los ingredientes de las

bebidas de cola y estabilizar su sabor.

Cabe destacar que esta sustancia

también es utilizada en preparación de

fertilizantes, resinas, pulidores,

limpiadores de metal, en el tratamiento

de agua y fibras textiles, y en la

preparación de sales fosforosas.

Finalmente, se pudo determinar la

concentración del ácido fosfórico

dentro de los refrescos cola, siendo

esta una cantidad un poco elevada, lo

cual causa efectos negativos dentro del

organismo humano, entre los que

destacan la desmineralización.

Referencias Bibliográficas

Skoog, Douglas A., Donal M. Weste

F., Holler y Stanley R. Crouch (2005),

Fundamentos de la Química Analítica

1era Edición. Cengaje Learning

Editores, S.A. Mexico.

Rubinson J. (2000), Química

Analítica, 1era Edición. Pertice Hall,

México.

Diccionario de Química, Editorial

Larousse, 1era edición, México.

http://www.cities-

eu.org/sites/default/files/attachments/e

s/071_ES_QMS_CocaCola.pdf