Técnica de titulação aplicada para determinar a precisão dos rótulos ...

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  • Publicados: 02.28.20
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Titulação

Introdução

O controle de qualidade superior certamente é um componente importante para qualquer cliente ou produto industrial. O controle de qualidade é o processo de analisar e testar mercadorias durante e após a produção, para garantir que elas foram produzidas corretamente e com precisão, juntamente com as quantidades apropriadas dos compostos químicos e químicos adequados. O controle de qualidade leva à precisão de coisas como rótulos nutricionais, nos quais a precisão é essencial. No campo farmacêutico, a título de exemplo, a imprecisão do seu rótulo pode causar a morte de um paciente. Sem rótulos precisos nos produtos, a maioria dos clientes não saberia muito bem o que estavam comprando e poderia prejudicar a si ou a outras pessoas devido à falta de conhecimento do que exatamente está no produto adquirido. Neste laboratório, coisas cotidianas, como suco de laranja e refrigerantes, eram entregues a pesquisadores com rótulos descrevendo seus respectivos conteúdos. Os pesquisadores simplesmente usaram experimentos com substâncias para determinar se os rótulos dos produtos associados eram exatos, a principal pesquisa realizada foi a titulação. A titulação é um procedimento usado para determinar a atenção de uma substância combinada, reagindo simplesmente com um reagente de concentração considerada até que uma mudança de substância seja observada (1). O material de concentração desconhecida (isto é, refrigerante e suco de laranja) é chamado analito, embora a substância de atenção conhecida seja chamada titulante. Os titulares usados ​​na titulação são frequentemente referidos como padrões ou talvez soluções padronizadas. Estes são obtidos através de um processo de titulação conhecido como padronização. A mudança química que pode ser notada é uma diferença na cor produzida por uma substância sinalizadora. Com o uso desses procedimentos, os pesquisadores procuraram determinar as quantidades dos respectivos ácidos e facetas do estômago no suco de laranja e no bicarbonato de sódio. Uma vez que esses tipos de concentrações foram determinados, as pesquisas compararam-nos com os indicados nos rótulos dos produtos nutricionais, determinando a confiabilidade da rotulagem. O objetivo geral desta pesquisa era simplesmente determinar, pelo uso da titulação, se os rótulos dos produtos publicados nesses produtos eram realmente precisos.

Métodos

Todas as alternativas usadas neste experimento foram diluídas. 5 M .. 5 M foi escolhido por regularidade e por conveniência de produção. Também um. A resposta cinco M não será muito acidulenta ou simples e será fácil trabalhar com ela. O HCl e NaOH foram ambos desejados para fornecer uma solução de 250 mL. Previa-se que 250 mL fossem o suficiente para várias titulações usando cada solução. Ambos os produtos químicos foram dados em forma de opção e tiveram concentrações de cerca de 3 moles / litro antes de serem diluídos, de modo que o método a seguir foi usado.

(M1) x (V1) = (M2) x (V2)

3x (V1) = (. 5) (250)

V1 = 41. 7mL

Agora, foi absolutamente identificado que 208,3 ml de água destilada seriam colocados em 41,7 ml de NaOH e HCl igualmente em frascos volumétricos separados de 250 ml. O NaOH e o HCl foram incluídos nos frascos primeiro acompanhados pela água não adulterada, tomando muito cuidado para não verificar a linha de 250 mL no frasco. Foi adicionado após a substância química para evitar possíveis reações perigosas. Isto terminou a diluição do. Soluções de 5 molaridades de NaOH e HCl. Após as diluições de HCl e NaOH, uma solução diluída de KHP precisava ser criada. O KHP seria empregado nas reações de titulação com soluções básicas. O KHP foi dado em forma sólida de contato e uma resposta de 100 mL foi desejada. Apenas 100mL eram necessários porque as pesquisas esperavam utilizar a resposta KHP menos tipicamente do que o NaOH ou o HCl. A fórmula a seguir foi usada para encontrar o volume exato de KHP que teria que ser diluído.

Isso estabeleceu que doze. 2g de KHP precisavam ser diluídos para fazer um remédio de 100mL. 5 molaridade. Essa técnica foi criada pela adição de 10,2 g de KHP em um balão volumétrico de 100 ml e, em seguida, a adição de água suficiente para chegar à linha de 100 ml do balão. A solução foi depois aquecida por cerca de cinco minutos a 300 até todo o KHP estar dissolvido. A solução precisava ser aquecida, pois sem temperatura o KHP não se dissolveria na água potável. Este procedimento produziu muito remédio, o que afastou o foco do remédio. O processo foi repetido ainda durante o período com significativamente menos água. Isso produziu significativamente menos solução e mais água foi adicionada posteriormente para obter o volume correto de. Solução 5M.

Após a diluição dos três produtos químicos, a padronização de NaOH e HCl foi realizada para garantir isso. algumas soluções M foram desenvolvidas.A padronização do NaOH utilizou KHP no balão de reação com 3 gotas de fenolftaleína como indicador. O KHP era o titulante do NaOH porque, no básico da padronização (NaOH), deveria ser padronizado usando uma solução ácida (KHP). O indicador fenolftaleína foi usado, pois funciona melhor com bases. Cerca de 30 mL de NaOH foram adicionados à bureta (isso foi alterado para cada tentativa) até a coleta de 20 mL e 20 mL de KHP foram colocados no balão de reação com 3 gotas de fenolftaleína. Pouco a pouco, o NaOH pingou da bureta e entrou no balão giratório, até que a solução ficou com um tom rosa claro e ficou com esse tipo de cor. Este foi o ponto em que a titulação foi considerada completa. A titulação é considerada completa neste momento, deve ter ocorrido um efeito neutralizante. Uma quantidade suficiente de NaOH fundamental foi pingada da sua bureta para neutralizar o KHP ácido. O indicador fenolftaleína é exatamente o que levou a essa mudança de cor no final da reação. Quatro ensaios foram realizados.

Posteriormente, a padronização na opção HCl foi executada usando NaOH no balão de efeito com três gotas de azul de bromotinol enquanto a indicação. O NaOH recentemente padronizado foi usado como titulante para esse efeito, porque é básico e HCL em um produto químico p e, como afirmado acima, a padronização deve ocorrer entre um ótimo ácido e base. Este indicador utilizado porque é mais eficaz com ácidos. Aproximadamente 30 ml de HCl foram incluídos na bureta (melhorada para cada ensaio) até a linha de 20 ml e 20 ml de NaOH foram adicionados ao balão de resposta com três gotas de azul de bromotinol. Gotejou-se HCl no balão até a solução ficar verde-amarelada clara. Este é o ponto em que a titulação foi considerada completa. A titulação é considerada completa neste momento apenas porque ocorreu um efeito neutralizante. Gotejou bastante HC1 acidulento da sua bureta para neutralizar o NaOH básico. O indicador azul de bromotinol é o que levou a esse tipo de mudança de cor no final da reação. Quatro ensaios foram realizados.

Em seguida, o bicarbonato de sódio foi padronizado empregando titulação com HCl devido ao titulante. Antes da titulação do bicarbonato de sódio, era necessário desenvolver um ótimo remédio aquoso. Os pesquisadores novamente optaram por fazer uma solução de 100 ml. 5 molaridade de bicarbonato de sódio. R. sua solução cinco M foi criada para ser consistente com as soluções adicionais usadas, e 100 ml foi ideal porque os pesquisadores não estavam prontos para fazer um grande número de titulações junto com a solução. A equação a seguir fala sobre como foi determinado que 4,2 g de bicarbonato de sódio produzirão isso.

Preparando refrigerantes com NaHCO3

Na = 22. 99 g / mol H = 1. 008 g / mol C = 12. 01 g / mol O = 16 g / mol

vinte e dois. 99g + 1. 008g + 12. 01g + 3 (16g) = 84g

. 1L /. 5mol / 1L 84g / (1mol NaHCO3) = 4. um par de g Preparando refrigerante

O HCl foi escolhido por ser um ótimo ácido e, para titular o bicarbonato de sódio (uma base), era necessária uma solução ácida. O azul de bromotinol também foi utilizado como um grande indicador nessa reação, pois foi usado na última titulação que tem uma base. Cerca de 30 mL de HCl foram adicionados à bureta na linha de 20 mL. Foram adicionados 20 mL na solução de refrigerantes para assar com 3 gotas de azul de bromotinol ao copo de resposta abaixo da bureta. O HCl foi lentamente pingado no frasco até o remédio mudar de cor. A titulação seria considerada total neste ponto, uma vez que o suficiente do básico o bicarbonato de sódio teria sido pingado no ácido HCl para neutralizar isso. O azul de bromotinol deveria mostrar essa reação de normalização.

Por fim, o suco de laranja com ácido ascórbico padronizado por titulação. Esta padronização foi executada com NaOH como titulante, uma vez que é uma base mais a bebida de laranja continha um ácido. A fenolftaleína foi utilizada desde a indicação, pois reage bem com as bases. Aproximadamente 30 mL de NaOH foram adicionados à bureta (isso mudou em relação a ambos os ensaios) até a linha de 20 mL. 20 ml de suco de laranja e três gotas de fenolftaleína foram adicionados ao balão de resposta. O NaOH foi pingado pouco a pouco no frasco até o remédio ficar com uma cor laranja escura. Essa mudança geralmente é que a cor foi motivada pela presença da fenolftaleína e foi o ponto em que a reação foi considerada completa. A titulação está cheia neste ponto, principalmente porque o suficiente do NaOH básico foi pingado na bebida acidulenta de laranja para neutralizá-la. Este método foi realizado duas vezes.

Resultados / Discussão

Os resultados da padronização de NaOH são os seguintes.

NaOH (aq) + C_8H_5KO_4 (aq) 'KNaC_8H_5KO_4 (aq) + H_2O (l)

(20mL de KHP) / x (0,5 mol de KHP) / (1 L de KHP) vezes (1 mol NaOH) / (1 Mol KHP) vezes 1 / ((44. 55mL-27. 00mL)) =. 570 M de NaOH

(20mL de KHP) / x (.5 Mol de KHP) / (1 L de KHP) por (1 Mol NaOH) / (1 Mol KHP) botão traseiro 1 / ((33. 22mL-15. 00mL)) =. 549M de NaOH

(20 mL de KHP) / x (0,5 mol de KHP) / (1 D de KHP) x (1 mol NaOH) / (1 mol KHP) x 1 / ((40, 80 mL-22. 40 mL)) =. 543M de NaOH

O regular dos três ensaios é o seguinte.

(.570M +. 549M +. 543M) / 3 =. 554M de NaOH

Esses resultados mostram que a solução de NaOH foi testada quase inteiramente com precisão. 5M antes da titulação. Apenas três ensaios são mostrados pelo motivo de o terceiro ter sido excluído. O terceiro estudo foi descartado porque foi adicionado excesso de NaOH, resultando em uma cor muito escura de qualquer cor. Esse tipo de cor escura ocorreu porque a solução optou por ir muito além do ponto de titulação igual.

Os resultados da padronização do HCl são os seguintes.

HCl (aq) + NaOH (aq) 'NaCl (aq) + H2O (l)

(20 mL de NaOH) / x (554 mol de NaOH) / (1 L de NaOH) vezes (1 Mol HCl) / (1 Mol NaOH) vezes 1 / ((41,44 mL-20,00 mL)) =. 517M de HCl

(20 mL de NaOH) / por (. 554 mol de NaOH) / (1 T de NaOH) x (1 Mol HCl) / (1 Mol NaOH) x 1 / ((40. 52mL-20. 00mL)) =. 540 milhões de HCl

(20 mL de NaOH) / x (. 554 mol de NaOH) / (1 L de NaOH) por (1 Mol HCl) / (1 Mol NaOH) botão voltar 1 / ((39. 80 mL-19. 00 mL) ) =. 533M de HCl

O típico dos três ensaios pode ser o seguinte.

(. 517M ​​+. 540M +. 533M) / 3 =. 530 milhões de HCl

Esses resultados mostram que o remédio foi praticamente completamente efetivamente medido para ser. 5M antes das titulações. Apenas três estudos são exibidos porque o segundo estudo foi excluído. O outro estudo foi excluído, pois foi adicionado excesso de HCl, resultando também na cor amarela. Essa cor amarela ocorreu porque a solução havia ido longe demais no ponto de titulação igual. Esses dois efeitos provam que as duas alternativas padrão usadas foram avaliadas com precisão. Como as duas soluções eram tão corretas, poderiam ser consideradas suficientes para serem usadas nos 2 processos que se seguiram.

O motivo geral deste laboratório foi decidir a confiabilidade da rotulagem do refrigerante e da bebida de laranja. Para fazer esse tipo de etiqueta, esses dois produtos precisavam ser examinados. O rótulo no bicarbonato de sódio indica que o tamanho da porção pode ser 5g e 1258. 56mg de sódio por porção. A quantidade de outros produtos químicos no rótulo é realmente zero. Como o sal é o único produto químico descrito com um valor quantitativo em torno do rótulo, a suposição é que essa substância é o que fornece suas propriedades fundamentais. E assim as titulações dos resultados do refrigerante preparado seriam comparadas com a porcentagem de sódio explicada pelo rótulo dos ingredientes. Os cálculos a seguir mostram o valor da proporção de sódio dentro do refrigerante.

Tamanho da porção = 5000mg

Sódio = 1258. 56mg / porção

(1258. 56mg Na) / (5000mg de bicarbonato de sódio) x100 = 25. 17%

Este cálculo determina que o bicarbonato de sódio tem aproximadamente 25% de propriedade padrão, o que seria esperado dentro do experimento de titulação. Este cálculo é usado porque mostra que para cada 5000mg de refrigerantes há 1258. 56 magnésio de sal. O sódio pode ser o produto químico usado para calcular a importância do bicarbonato de sódio porque é o único produto químico listado na embalagem do refrigerante. Portanto, deve-se supor que o sódio é o que dá à preparação de refrigerante, seus atributos básicos. No entanto, se a titulação referente ao bicarbonato de sódio foi realizada, nenhum dado foi registrado porque a solução não mudava de cor, ela simplesmente mudou de um tom mais escuro de azul para um pouco mais claro. Esse tipo de mudança de cor ocorreu apenas devido à diluição causada pela adição de liquefeito claro (HCl) para a solução. A principal razão pela qual a solução não mudou de cor ocorre porque o bromotinol foi usado como um indicador. O bromotinol é um ótimo indicador que certamente deve ser usado com ácidos que os refrigerantes não possuem. Como o bicarbonato de sódio não muda de cor, simplesmente não há cálculos para determinar a quantidade de base no interior do bicarbonato de sódio. Além disso, a titulação não produziria efeitos porque a reação não foi concluída. Mesmo que o indicador correto tenha sido usado, a solução ainda não terá mudado de cor porque o remédio não foi senão neutralizado. Com esta resposta, pode ser necessário haver uma segunda titulação apenas porque uma segunda reação antes da solução pode ser neutralizada.

A embalagem do suco de frutas promete que existe 160% do valor diário recomendado para a vitamina C, que é o ácido que faz parte do suco de laranja (3). O valor diário recomendado para o suplemento C é geralmente considerado 90 mg (4). A fórmula a seguir decide quanto suplemento C havia no suco de cor laranja.

Vitamina C no suco de limão = 160% do valor diário

Valor diário = 90mg

(160%) / (100%) = x / 90mg

x = (160) (90) / 100

x = 144 mg =.144g de vitamina C

Isso identificou que existe. 144g de cada porção de vitamina C no suco de frutas utilizado na fórmula. Em seguida, um cálculo teve que ser usado para decidir a porcentagem teórica de vitamina C no teste de 20g utilizado em cada teste. A fórmula a seguir determina esse tipo de.

Fornecendo tamanho = 57g

Sódio =. 144g / porção

(144g de vitamina C) / (57g de suco de frutas) x100 =. 25%

Este cálculo estabelece que o suco de frutas ficou aproximadamente. 25% de casas ácidas, o que seria esperado da sua resposta de titulação. A seguir, são revelados os benefícios da reação de titulação da bebida de laranja.

((23. 50 mL-20. 00 mL)) / x (554 mol de NaOH) / (1 L de NaOH) botão voltar (1 mol de ácido ascórbico) / (1 mol NaOH) 1 / (0,20 L de ácido ascórbico) =. 0970M de ácido ascórbico

Apenas um estudo da titulação do suco de laranja é exibido aqui, pois os pesquisadores falharam no primeiro e houve simplesmente tempo para outro estudo. No primeiro teste, a solução abaixo da bureta converteu uma cor vermelho-laranja escuro em vez de apenas uma fruta escura. Essa cor escura sugeria que a reação tinha ido além do limite, produzindo benefícios imprecisos para o primeiro julgamento. Este cálculo mostra que a concentração de vitamina C no suco de laranja era. 0970mol / litro, porque apenas. Utilizou-se 020 L de suco de laranja, o seguinte determina a quantidade de mols de substância química ascórbica p realmente dentro da amostra de suco de laranja.

(. 0970mol de ácido ascórbico) / (1L de suco de limão) = x / (. 020L de suco de laranja)

x = (. 0970mol) (. 020L) / 1L

x = 1. 9410-3 moles de ácido ascórbico

Dado que a quantidade de moles de vitamina C na amostra de suco de laranja foi estabelecida, isso pode ser convertido em gramas para procurar a porcentagem de ácido na bebida de laranja. A equação a seguir mostra isso.

(. 00194mol Nutricional C) / por (176. 12g de vitamina C) / (1mol de vitamina C) =. 35g de vitamina C

Este cálculo determinou que dentro da amostra de suco de laranja obtida havia. 35g de vitamina C. A densidade do ácido ascórbico pode ser 1. 69 g / cm3. A equação a seguir converte gramas em mililitros.

(.35g de ácido ascórbico) / botão voltar 1mL / (1.69g de ácido acórbico) =. 207mL de ácido ascórbico

Esse tipo de determina que na amostra havia. 207 ml de ácido ascórbico, essa equação pode determinar qual porcentagem do suco de limão pode compor.

Suco de laranja = 20 ml

Ácido Ascórbico =. 207mL

(. 207 mL de ácido ascórbico) / (20 mL de suco de laranja) x100 = 1. 03% de ácido ascórbico

A porcentagem calculada de vitamina C dentro da bebida de laranja é, portanto, 1. 03%. As medidas acima determinaram o fato de que o rótulo do suco de laranja mencionou que havia aproximadamente. Acidez ascórbica a 25% no suco de frutas. O teste de controle de qualidade determinou que esse percentual estava realmente mais próximo de 1) 03%. Este experimento comprovou que as informações sobre rotulagem nutricional nunca são tão apropriadas quanto podem parecer. 25% é muito diferente de 1) 03% e é uma parte necessária das informações para os consumidores. Também é importante utilizar os elementos certos ao testar a precisão e a confiabilidade de um item. Uma maneira de aprimorar os procedimentos será usar o indicador adequado para obter a titulação do refrigerante de cozimento, que seria o metil avermelhado ou a metil laranja (5). Também um item ácido diverso, como o vinagre branco, pode ser usado em vez do suco de laranja. Isso seria benéfico, pois os rótulos dos produtos de vinagre geralmente indicam explicitamente a quantidade de ácido que deve estar no item. Isso simplesmente reduziria o número de cálculos, tornando mais simples para os pesquisadores. Esses testes realizados com este laboratório decidiram que o suco de laranja rotulado na verdade não era totalmente preciso. Lamentavelmente, os métodos empregados na pesquisa não conseguiram decidir a precisão do rótulo do bicarbonato de sódio. Isso terá que ser determinado por testes adicionais ao usar a estratégia apropriada.

Conclusão

Para concluir, o objetivo desta tentativa foi testar a precisão dos rótulos de nutrição dos produtos dos clientes. Os pesquisadores descobriram que a confiabilidade dos rótulos nutricionais nem sempre pode ser confiável. Eles também descobriram que suas padronizações particulares de NaOH e HCl estavam muito corretas.

NaOH (554-5) /. 5 x 100 = 10. Erro de 8%

HCl (. 53-. 5) /. seu problema de cinco x100 = 6%

Esses erros percentuais são extremamente pequenos nas operações experimentais envolvidas. Através da experimentação, os pesquisadores descobriram que os métodos utilizados não são suficientes para encontrar a atenção de materiais simples no refrigerante. Em ensaios futuros, esse procedimento precisaria ser alterado para obter benefícios precisos. Os especialistas também descobriram que, na titulação do suco de laranja, a quantidade testada de solução de ácido ascórbico na amostra de suco de cor laranja não era igual à quantidade listada no rótulo da bebida.Esse tipo de imprecisão para o fabricante pode ter efeitos potencialmente devastadores sobre os consumidores.

Conexão de análise

O controle de qualidade é um fator muito importante para todos os produtos comerciais e para clientes. Sem controle de qualidade, é possível que os produtos não sejam fabricados corretamente e, consequentemente, não possam ser empregados da maneira que deveriam ser utilizados. Testar a qualidade dos produtos é definitivamente um negócio importante e com certeza o negócio com o qual a Intertek obteve sucesso. Tyrone Cowland é o administrador da Seção de Minerais da Intertek. Cowland e os rapazes são empregados para testar itens de outras empresas quanto à sua qualidade. A empresa da Cowland testa produtos de vários fabricantes, incluindo BP, ExxonMobil, McDonald's, Nikon, IKEA, Space e muitos outros. Sem os laboratórios da Intertek, essas empresas podem produzir produtos que não são adequados para a produção em massa, além de levar a clientes insatisfeitos e potencialmente danificados. (6)

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