DERECHOS RESERVADOS

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA
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COMPARACION A TRAVES DE LOS METODOS POTENCIOMETRICOS (pHMETRO, CONDUCTIMETRO) Y VOLUMETRICOS DEL INDICE DE ACIDEZ EN
ACEITES VEGETALES QUE SE CONSUMEN EN VENEZUELA
Trabajo Especial de Grado presentado a la Universidad Rafael Urdaneta para
optar al título de:
INGENIERO QUIMICO
Autores: Br. MEJIAS N, LUIS G.
Br. RICON R, DANIEL O.
Tutor: Lic. Eudo Osorio, MSc
Maracaibo; Diciembre de 2013
COMPARACION A TRAVES DE LOS METODOS POTENCIOMETRICOS (pHMETRO, CONDUCTIMETRO) Y VOLUMETRICOS DEL INDICE DE ACIDEZ EN
ACEITES VEGETALES QUE SE CONSUMEN EN VENEZUELA
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__________________________
_________________________
VA
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S Rincon Daniel Oswaldo
E
Mejias Novielle, Luis Gerardo
Rincon
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C.I. 20.058.509
C.I. 20.058.470
C
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Dde Octubre
Urb. 18
Urb. Los Olivos
Telf. 04146933765
Telf. 04246800952
__________________
Tutor Académico
Lic. Eudo Osorio, Msc
DEDICATORIA
Este trabajo especial de grado y todo el esfuerzo realizado para su culminación, lo
dedico principalmente a Dios y a los seres que no están presentes físicamente
pero no están ausentes.
A mi madre Ana Mejía y padre Roberto Mejía y a toda mi familia, siempre
presentes representando un pilar indispensable en el logro de mis metas.
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Mejías Novielle, Luis Gerardo.
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DEDICATORIA
Todo el esfuerzo y tiempo invertido en la realización de este trabajo especial de
grado se lo dedico principalmente a mi padre Osvaldo Rincón, mi mamá Faridys
Rincón, ya que fueron y siempre han sido mis pilares de apoyo incondicional.
A Dios todopoderoso, que me abrió las puertas en muchas circunstancias cuando
otras se me cerraban y me lleno de perseverancia y fé en todo momento para el
logro de esta grandiosa meta en mi vida.
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DER
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Rincón
VARincón, Daniel Oswaldo
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AGRADECIMIENTOS
Principalmente a Dios, por darnos la fortaleza para superar todos los obstáculos y
alcanzar nuestra meta.
A nuestros padres, familiares y amigos, por brindarnos su apoyo incondicional y
sus confortables consejos durante el desarrollo del presente trabajo de grado.
Infinitas gracias.
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Xiomara Méndez quienes fueron de mucha ayuda V
en A
el alcance de nuestros
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objetivos.
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A la Universidad Rafael Urdaneta (URU) por permitirnos utilizar sus instalaciones,
A nuestro tutor académico el Licenciado Eudo Osorio, la PhD. Olga Ortiz y la Prof.
y aún más importante los conocimientos de sus profesores.
INDICE GENERAL
RESUMEN ............................................................................................................ 11
ABSTRACT ........................................................................................................... 12
INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 13
CAPITULO I .......................................................................................................... 15
1.1. Planteamiento del problema ..................................................................... 15
1.2. Objetivos de la investigación .................................................................... 17
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1.2.2. Objetivos Específicos ............................................................................
17
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1.3. Justificación..............................................................................................
17
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E
1.4. Delimitación
DERde la investigación ............................................................... 18
1.2.1.
Objetivo General ................................................................................... 17
1.4.1. Delimitación espacial ......................................................................... 18
1.4.2. Delimitación temporal ........................................................................ 18
CAPITULO II ......................................................................................................... 20
2.1. Antecedentes de la investigación. ............................................................ 20
2.2. Fundamentos teóricos .............................................................................. 21
2.2.1. Aceites vegetales comestibles ........................................................... 21
2.2.2. Acidez ................................................................................................ 21
2.2.3. Índice de acidez. ................................................................................ 22
2.2.4. Titulación potenciometrica ................................................................. 22
2.2.5. Usos Generales ................................................................................. 27
2.2.6. Aplicaciones Comunes ...................................................................... 28
2.2.7. Muestras ............................................................................................ 28
2.2.8. Titulación o valoración ....................................................................... 29
2.2.9. pH ...................................................................................................... 34
2.2.10.
Curvas de valoración ...................................................................... 35
2.2.11.
Método de Gran. ............................................................................ 37
2.2.12.
¿Qué es y porqué se mide la conductividad? ................................. 40
2.2.13.
¿Cómo se mide la conductividad? ................................................. 41
2.2.14.
Exactitud......................................................................................... 41
2.2.15.
Precisión......................................................................................... 42
2.2.16.
S
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D
Errores experimentales ..................................................................
42
VA
R
E
ES ............................................. 43
R
Errores determinadosS
o sistemáticos
O
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C
E
Errores
ERaccidentales o aleatorios ................................................... 44
D
2.2.17.
2.2.18.
2.2.19.
2.2.20.
Incertidumbre ................................................................................. 42
Error absoluto ................................................................................. 45
2.2.21.
Error relativo ................................................................................... 46
2.2.22.
Regresión lineal .............................................................................. 46
2.2.23.
Tabla de valores permitidos ........................................................... 48
2.2.24.
Expresión de resultados ................................................................. 48
2.3. Sistema de Variables .................................................................................. 50
CAPITULO III ........................................................................................................ 51
3.1. Tipo de investigación .................................................................................. 51
3.2. Diseño de la investigación .......................................................................... 52
3.3. Técnicas de recolección de datos ............................................................... 52
3.4. Instrumentos de recolección de datos. ....................................................... 53
3.5. Fases de la investigación............................................................................ 55
CAPITULO IV ........................................................................................................ 63
4.1. Seleccionar tres (3) tipos de aceites vegetales comestibles .................... 63
4.2. Establecer los datos experimentales para el cálculo de la acidez por medio
de análisis establecidos en la norma COVENIN 325:2001. ............................... 64
4.2.1. Estandarización del NaOH ................................................................ 64
4.2.2. Recolección de datos experimentales ............................................... 67
4.3. Determinar el valor del índice de acidez resultante de los diferentes
métodos potenciometricos según los criterios establecidos en la Norma
S
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seleccionadas. ...................................................................................................
74
VA
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4.3.1. pH-metro ............................................................................................
75
R
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C...................................................................................
E
4.3.2. Conductimetro
75
R
DE
COVENIN 325:2001 para las marcas de aceites vegetales comestibles
4.3.3. Método Volumétrico ........................................................................... 76
4.4. Comparar la efectividad de los métodos potenciometricos (pH-metro y
conductimetro) en las marcas de aceite vegetales comestibles seleccionados. 77
CONCLUSIONES.................................................................................................. 79
RECOMENDACIONES ......................................................................................... 80
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ...................................................................... 81
INDICE DE ILUSTRACIONES
Figura 2.1. Tipos de curvas de valoracion ............................................................ 37
Figura 2.2. Grafico de Gran para la determinacion del punto de equivalencia ...... 40
Figura 3.1. Esquemas para equipos de medicion potenciometrica ....................... 60
Figura4.1. Que tipo de aceite vegetal utiliza mayormente en su hogar? ............... 63
Figura 4.2. Que tipo de aceite consigue con mas frecuencia en los
supermercados?.................................................................................................... 64
S
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Figura 4.3. Estandarizacion de la primera solución de NaOH ............................... 65
ER
S
E
SR
Figura 4.4. Estandarizacion de la segunda solución de NaOH ............................. 66
HO
C
E
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Figura 4.5. pH-metro para el aceite de soya #1 ................................................... 68
D
Figura 4.6. conductividad para el aceite de soya #1 ............................................. 68
Figura 4.7. pH-metro para el aceite de soya #2 ................................................... 69
Figura 4.8. conductividadpara el aceite de soya #2 .............................................. 69
Figura 4.9. pH-metro para el aceite de soya #3 ................................................... 69
Figura 4.10. conductividad para el aceite de soya #3 ........................................... 69
Figura 4.11. pH-metro para el aceite de oliva #1 .................................................. 70
Figura 4.12. conductividad para el aceite de oliva #1............................................ 70
Figura 4.13. pH-metro para el aceite de oliva #2 .................................................. 71
Figura 4.14. conductividad para el aceite de oliva #2 ............................................ 71
Figura 4.15. pH-metro para el aceite de oliva #3 .................................................. 71
Figura 4.16. Conductividad para el aceite de oliva #3 ........................................... 71
Figura 4.17. pH-metro para el aceite de canola #1 .............................................. 72
Figura 4.18. conductividad para el aceite de canola #1 ........................................ 72
Figura 4.19. pH-metro para el aceite de canola #2 .............................................. 73
Figura 4.20. conductividad para el aceite de canola #2 ........................................ 73
Figura 4.21. pH-metro para el aceite de canola #3 .............................................. 73
Figura 4.22. Conductividad para el aceite de canola #3 ........................................ 73
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INDICE DE TABLAS
Tabla 2.1. Algunos indicadores comunes .............................................................. 33
Tabla 2.2. Valores de pH para varias soluciones acuosas .................................... 34
Tabla 3.1.Encuesta para la selección de aceites .................................................. 53
Tabla 3.2. Datos experimentales para las soluciones de NaOH ........................... 54
Tabla 3.3. Datos experimentales para el metodo volumetrico ............................... 54
S
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Tabla 4.1. Encuesta para la selección de aceites vegetales
VA................................. 63
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Tabla 4.2. Datos experimentales para
la
estandarizacion
de la primera solucion de
S
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CH
NaOH ....................................................................................................................
65
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Tabla 4.3. Datos experimentales para la eztandarizacion de la segunda solucion
Tabla 3.4. Tabla de datos experimentales para los aceites .................................. 55
de NaOH ............................................................................................................... 66
Tabla 4.4.Concentraciones de NaOH .................................................................... 67
Tabla 4.5. Datos experimentales para el metodo volumetrico ............................... 67
Tabla 4.6. Datos experimentales para los aceites de soya ................................... 68
Tabla 4.7. Datos experimentales para los aceites de canola ................................ 70
Tabla 4.8. Datos experimentales para los aceites de Oliva ................................... 72
Tabla 4.9. Calculo del indice de acidez usando pH-metro .................................... 75
Tabla 4.10. Calculo del indice de acidez usando conductimetro ........................... 75
Tabla 4.11. Calculo del indice de acidez usando el metodo volumetrico .............. 76
Tabla 4.12. Resumen estadistico de los resultados obtenidos de todos los metodos
estudiados ............................................................................................................ 77
Mejías N., Luis G; Rincon R. Daniel., “COMPARACION A TRAVES DE LOS
METODOS POTENCIOMETRICOS (pH-METRO, CONDUCTIMETRO) Y
VOLUMETRICOS DEL INDICE DE ACIDEZ EN ACEITES VEGETALES QUE SE
CONSUMEN EN VENEZUELA”. Universidad Rafael Urdaneta. Facultad de
Ingeniería Escuela de Ingeniería Química. Maracaibo, Venezuela (2013) 86pag.
RESUMEN
El objetivo general de la presente investigación es comparar a través de los
métodos potenciométricos (pH-metro, conductímetro) y volumétricos el índice de
acidez en los aceites vegetales comestibles que actualmente se consumen en
Venezuela. Según la Norma COVENIN 325:2001 los aceites vegetales
comestibles son la mezcla de aceites destinado al consumo humano, extraído de
semillas y frutos oleaginosos tales como, oliva, ajonjolí, algodón, maíz, maní, soya,
girasol, oleína de palma, canola y aquellos que se califiquen como tales por la
autoridad sanitaria competente. El análisis de algunas de las características físicas
y químicas de los aceites vegetales es necesario ya que de ellas derivan sus
propiedades. Como primer paso se seleccionaron tres (3) tipos de aceites
vegetales comestibles de tres (3) marcas diferentes que actualmente consume la
población venezolana, a través de una encuesta realizada a una población en
específico, posteriormente se estandarizo el proceso para calcular el porcentaje de
ácido oleico y sus debidos valores permitidos con respecto al peso de las
muestras. Por otra parte, se establecieron los datos experimentales para el cálculo
de la acidez de las diferentes marcas de aceites por medio de experimentos en el
laboratorio, estos experimentos fueron realizados por duplicado para cada una de
las marcas de aceite, por último se calculó el índice de acidez para cada una de
las muestras y se compararon con los valores máximo permitidos por la COVENIN
325:2001 3ra Edición. Se concluye que el cálculo del índice de acidez con los
métodos potenciometricos puede generar datos mucho más confiables que para
las titulaciones volumétricas, sin embargo en el caso de que se necesiten valores
rápidos y aproximados sigue siendo la mejor opción utilizar los métodos
volumétricos para el cálculo de dicha característica de los aceites vegetales.
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Palabras Claves: Norma COVENIN, aceites vegetales, índice de acidez.
N. Mejias, Luis G, Rincon R. Daniel., “COMPARISON BY POTENTIOMETRIC
METHODS (pH-METER, CONDUCTIMETER) AND VOLUMETRIC OF THE ACID
IN VEGETABLE OILS CONSUMED IN VENEZUELA”. Universidad Rafael
Urdaneta. Faculty of Engineering School of Chemical Engineering. Maracaibo,
Venezuela (2013) 86p.
ABSTRACT
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The overall objective of this research is to compare through potentiometric
methods (pH-meter, conductivity) and volumetric the rating acid in vegetable oils
consumed in Venezuela. According to the COVENIN 325:2001 vegetable oils are a
mixture of oils for human consumption, extracted from seeds and oleaginous fruits
such as olive, sesame, cotton, corn, peanuts, soybeans, sunflowers, palm Olean,
canola and those who qualify by the health authority competent. The analysis of
some of the physical and chemical characteristics of plant oils is necessary
because of them derive their properties. As a first step were selected three (3)
types of vegetable oils of three (3) different brands that currently consumes the
Venezuela population, through a survey to a specific population. Then, was
standardizing the process for calculating the percentage of oleic acid and allowed
values due. Moreover, experimental data were established for calculating the
acidity of the different brands of oils by laboratory experiments, these experiments
were performed in duplicate for each of the oil marks lastly was calculated acidity
for each of the samples and were compared with the maximum values allowed by
the 3re edition COVENIN 325:2001. It is concluded that the calculation of the acid
with potentiometric methods can generate mucho more reliable data for volumetric
titrations, however in the case of fast approximate values are needed; the
volumetric method remains the best option for calculating said characteristic of
vegetable oils.
ER
S
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SR
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C
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D
Keywords: COVENIN, vegetable oils, rating acid.
INTRODUCCIÓN
Actualmente existe un incremento en las marcas de productos alimenticios
como los aceites vegetales comestibles, tanto importados como nacionales dentro
del mercado venezolano. Valores altos de acidez en los aceites puede llegar a
generar serios problemas de salud para las poblaciones que lo consumen, es
debido a esto que se genera la necesidad de hacer un estudio de la calidad de los
aceites vegetales comestibles que actualmente se consumen dentro de la
población venezolana.
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El índice de acidez es el número de miligramos
de hidróxido de potasio
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E libres contenidos en 1gr de aceite o
requeridos para neutralizar los ácidos grasos
R
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grasa. La acidez en losE
aceites
vegetales es muy variable. El análisis de algunos
R
E
de los rasgosD
físicos y químicos de los aceites vegetales es preciso ya que de
ellas derivan sus propiedades fisicoquímicas. Los aceites pueden sufrir diferentes
transformaciones y reducir el valor nutritivo del alimento, producen compuestos
volátiles que imparten olores y sabores desagradables (Badui, 2006). Por esta
razón, el contenido de ácidos grasos libres ha sido propuesto como un índice
sensible del incipiente deterioro de los aceites.
Existen varios métodos para el análisis del índice de acidez en aceites
vegetales estipulados por diferentes leyes y normas aplicadas para cada país, con
valores permitidos, concentraciones de las soluciones y diferentes reactivos. Es de
gran importancia realizar la comparación de los métodos potenciométricos y
volumétricos para la valoración del índice de acidez, dado que se busca siempre
obtener el método que provea este valor de forma más rentable. Es importante
resaltar que todos estos métodos están sometidos a errores humanos.
El objetivo principal del presente trabajo especial de grado es comparar a
través de los métodos potenciométricos (pH-metro, conductímetro) y volumétricos
el índice de acidez en los aceites vegetales comestibles que actualmente se
consumen en Venezuela. Para lograr esta meta se llevaron a cabo los siguientes
pasos:

Selección de 3 tipos de aceites vegetales comestibles de 3 marcas
diferentes que actualmente consume la población Venezolana a través de
una encuesta compuesta de 3 simples preguntas para determinar qué tipo
de aceites y que marcas se escogerían para la realización de la parte
experimental del trabajo de investigación.

Obtención de los datos experimentales para el cálculo de la acidez de las
S
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D
establecidos en la noma COVENIN 325:2001.
Todos
VAestos experimentos se
R
E
Slos errores humanos que se puedan
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realizaran por duplicado para minimizar
R
S
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H
presentar. De esta
forma
se
presentaran
las conclusiones.
C
E
R
E
D del valor de índice de acidez resultante de los datos
Determinación
diferentes marcas de aceites vegetales comestibles por medio de análisis

experimentales obtenidos en el laboratorio a través de cálculos aritméticos.

Comparación
de
la
efectividad
de
cada
uno
de
los
métodos
potenciometricos seleccionados (pH-metro, conductimetro) y del método
volumétrico, a través de diferencias porcentuales con respecto al valor
máximo permitido para cada tipo de aceite, lo cual fue el objetivo final de la
investigación.
Con esto se consiguió demostrar el método más exacto y con mejor
eficiencia para la determinación del índice de acidez en aceites vegetales, cuyo
valor es de suma importancia al momento de calificar la calidad de un aceite
vegetal para su consumo. Así como también, la viabilidad del método volumétrico
con respecto a los métodos potenciometricos
CAPITULO I
EL PROBLEMA
En el presente capítulo se presenta una descripción del tema de
investigación abarcando principalmente el problema que se desea solucionar, se
indica como debe realizarse, a quienes les favorece, cuáles serán los posibles
logros obtenidos al finalizar el trabajo y por supuesto se definen los pasos que se
seguirán para llevar a cabo el desarrollo satisfactorio de la investigación.
1.1.
Planteamiento del problema
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D
VA
ER
S
E
Rde diferentes parámetros fisicoquímicos,
La calidad de los aceites depende
S
O
CHa través de leyes y normas. En el caso del índice de
los cuales están establecidos
E
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DElas Normas COVENIN para la caracterización de la misma.
acidez se emplea
Según la Norma COVENIN 325:2001 los aceites vegetales comestibles son
la mezcla de aceites destinado al consumo humano, extraído de semillas y frutos
oleaginosos tales como, oliva, ajonjolí, algodón, maíz, maní, soya, girasol, oleína
de palma, canola y aquellos que se califiquen como tales por la autoridad sanitaria
competente. Todos estos tipos aceites tienen un índice de acidez que debe ser
medido para establecer la calidad del mismo.
La acidez en los aceites vegetales es muy variable. Generalmente las grasas
frescas o recién preparadas o mejor conocido como aceites, no contienen ácidos
grasos libres o si los contienen se presentan en muy pequeñas cantidades, al
envejecer, especialmente sino han estado protegidos de la acción del aire y la luz
su acidez crece lentamente al principio y con cierta rapidez después. La acidez
tiene importancia tanto para aceites comestibles como para los lubricantes, porque
ni unos ni otros pueden contener ácidos grasos libres más allá de un límite dado.
Los ácidos grasos se consideran como impurezas en las grasas.
16
El método de titulación potenciométrica según (Brunatti & De Napoli, 2002),
consiste en calcular el potencial (voltaje) en una solución por medio de un
electrodo en función del volumen de agente valorante agregado. En este sentido,
el potencial que se mide se puede transformar a unidades de concentración de
una especie en solución. La ventaja de medir el potencial es que éste se
determina utilizando un electrodo que es selectivo a la especie o analito que se
quiere analizar. Por lo tanto, el voltaje que se evalúa en la solución es
representativo de la concentración de la especie en solución. Este alto grado de
S
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D
una solución que contiene múltiples especies químicas)
VAse debe a la propiedad
R
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física del electrodo con que se mide el voltaje.
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En este experimento el voltaje es selectivo a la concentración del ion hidronio
selectividad (señal analítica que puede mostrar un pequeño grupo de analitos en
en solución. Existen electrodos selectivos a otros iones tales como cloruro, el ion
ferroso, etc. La ventaja del uso de los métodos potenciométricos es que la
determinación del punto final es mucho más precisa que el determinado con
indicadores visuales.
El análisis de algunas de las características físicas y químicas de los aceites
vegetales es necesario ya que de ellas derivan sus propiedades. En los productos
alimenticios permite establecer adulteraciones e identificar productos nuevos.
Debido a la creciente demanda de productos alimenticios que ocurre actualmente
en el país; específicamente aceites vegetales comestibles, es necesario
determinar el índice de acidez por un método de alta precisión y exactitud para
indicar si se está cumpliendo con lo establecido en las normas COVENIN
325:2001.
El presente trabajo de investigación pretende realizar la comparación del
índice de acidez de varios aceites vegetales comestibles a través de dos métodos
17
potenciométricos muy conocidos como lo son: el pH-métrico y el conductimétrico,
con el objetivo de determinar una de las características que presiden la calidad de
los aceites vegetales comestibles que se encuentran dentro del mercado y
compararlo con los expresados en la normas COVENIN 325:2001.
1.2.
Objetivos de la investigación
1.2.1. Objetivo General
Comparar
a
través
de
los
métodos
potenciometricos
(pH-metro,
S
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D
comestibles que actualmente se consumen en Venezuela.
VA
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1.2.2. Objetivos Específicos
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DER
conductimetro) y volumétricos el índice de acidez en los aceites vegetales
1. Seleccionar tres (3) tipos de aceites vegetales comestibles de tres (3) marcas
diferentes que actualmente consume la población venezolana.
2. Establecer los datos experimentales para el cálculo de la acidez de las
diferentes marcas de aceites vegetales comestibles por medio de análisis
establecidos en la norma COVENIN 325:2001.
3. Determinar el valor del índice de acidez resultante de los diferentes métodos
potenciométricos y volumétricos según los criterios establecidos en la Norma
COVENIN 325:2001 3ra Edición para las marcas de aceites comestibles
seleccionadas.
4. Comparar la efectividad de los métodos potenciometricos (pH-metro,
conductimetro) y volumétricos en las marcas de aceite vegetales comestibles
seleccionados.
1.3.
Justificación
A partir del presente trabajo de investigación, se pretende comparar la
información de
uno de los parámetros que rigen la calidad de los aceites
18
vegetales que actualmente se consume la población con los que estipula la norma
COVENIN 325:2001 a través de los resultados obtenidos por los métodos
potenciométricos y volumétricos como lo son: pH-metro, el conductimetro y la
titulación, así mismo realizar la comparación de los métodos con respecto a la
valoración del índice de acidez, dado que la calidad de los aceites es de gran
importancia para justificar el cultivo de la especie que lo provee en forma rentable
así como el impacto en la salud que pueda generar su consumo.
De lo anterior se desprende que la calidad de los aceites vegetales juega un
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tiamina, caroteno, lactosa, así como las vitaminas A, D
VyAK el sistema estructural
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del ser humano.
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1.4. Delimitación de la investigación
papel importante en la alimentación por cuanto ello permite la fijación del calcio,
1.4.1. Delimitación espacial
La investigación se realizó en el Laboratorio de Química de la Universidad
Rafael Urdaneta (URU), Ubicada en la Vereda del Lago en Maracaibo, Avenida 2,
El Milagro, con calle 86, Municipio Maracaibo. Estado Zulia, Venezuela.
1.4.2. Delimitación temporal
El trabajo de investigación fue realizado en un periodo de tiempo
comprendido desde el mes Abril de 2013 hasta el mes de Diciembre de 2013.
1.4.3. Delimitación científica
El presente trabajo se enmarco en el área analítica de la Ingeniería Química,
especialmente en la parte de técnicas potenciométricas y volumétricas para la
19
determinación del índice de acidez en aceites. Los aceites comestibles fueron
seleccionados y proporcionados por los bachilleres. Como base para llevar a cabo
la investigación se necesita conocimientos de las siguientes cátedras; Química II,
Química Analítica, Métodos instrumentales de análisis.
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SR
CAPITULO II
MARCO TEORICO
La realización del presente estudio requirió de la sustentación de diversas
investigaciones
previas
que
permiten
considerarlos
como
antecedentes
documentales, así como todo un conjunto de teorías que permiten ahondar sobre
el objeto de estudio, y de los cuales se consideraron
de importancia y
estrechamente relacionado con la investigación realizada.
2.1.
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SR
Antecedentes de la investigación.
HO
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(Hernandez , Rodriguez, Zulai, & Perez, 2009) Realizaron un trabajo de
D
investigación denominado EFECTO DEL ALMACENAMIENTO DEL GRANO DE
MAIZ (ZEA MAYS) SOBRE LA CALIDAD DEL ACEITE EXTRAIDO realizado en la
Universidad de Carabobo, facultad de ingeniería, Escuela de Ingeniería Química.
En dicho trabajo, se evaluó el efecto del almacenamiento de maíz (zea mays)
sobre la calidad del aceite extraído del mismo, por lo que se tuvo la necesidad de
evaluar la calidad del aceite a través del índice de acidez del mismo.
(Albarracin, et al., 2010) Publicaron el siguiente trabajo de investigación
titulado ESTUDIOS DE CARACTERIZACION DE ACEITES USADOS EN
FRITURAS PARA SER UTILIZADOS EN LA OBTENCION DE JABON, realizado
en el departamento de ingeniería de procesos de la Universidad Nacional de
Tucumán.
En esta investigación se produce debido a que desde hacía años la industria
de los alimentos usaba el aceite vegetal solo para la cocción de frituras, y este
aceite quemado era desechado, y para dar respuesta a esta problemática se
21
determinó el índice de acidez y saponificación de los aceites usados, para ser
usado como materia prima para la fabricación de jabón.
(Novoa & Salazar, 2013) Presentan el trabajo especial de grado ante la
Universidad Rafael Urdaneta “Comparación de los métodos de titulación
fotométrica y volumétrica para la determinación de alcalinidad y dureza en aguas”.
El trabajo especial de grado se fundamentó en la comparación de dos
métodos de titulación, con el fin de detectar diferencias significativas entre los 31
S
O
D
luego comparar estos resultados a través de medidas estadísticas.
VA
R
E
S
E
R
HOS
2.2.
Fundamentos E
teóricos
C
DER
resultados obtenidos en ambos para la valoración de aguas de calderas, para
2.2.1.
Aceites vegetales comestibles
Según la Norma COVENIN 325:2001 los aceites vegetales comestibles son
la mezcla de aceites destinado al consumo humano, extraído de semillas y frutos
oleaginosos tales como, oliva, ajonjolí, algodón, maíz, maní, soya, girasol, oleína
de palma, canola y aquellos que se califiquen como tales por la autoridad sanitaria
competente.
2.2.2. Acidez
Según la norma COVENIN 325:2001 la acidez es el contenido de ácidos
grasos libres de un aceite o grasa vegetal, expresado en gramos de ácido oleico,
palmítico o laurico, por 100 gr de muestra.
22
2.2.3.
Índice de acidez.
Según la norma COVENIN 325:2001 el índice de acidez es el número de
miligramos de hidróxido de potasio requeridos para neutralizar los ácidos grasos
libres contenidos en 1gr de aceite o grasa.
2.2.4.
Titulación potenciometrica
Consiste en medir el potencial de un electrodo indicador apropiado en
función del volumen de valorante. Este tipo de titulación proporciona datos más
S
O
D
especialmente cuando se trabaja con soluciones fuertemente
VA coloreadas o turbias.
R
E
Por otra parte, presenta el inconveniente
de S
requerir mucho más tiempo que las
E
R
S
HOWest, Holler, & Crouch, 2005).
valoraciones volumétricasC
(Skoog,
E
DER
exactos que los obtenidos por métodos que usan indicadores químicos,
En este tipo de titulación el punto final se obtiene determinando el punto en el
cual ocurre un cambio de potencial relativamente alto cuando se agrega un
titulante. Además puede realizarse en forma manual o con un proceso
automatizado. Las titulaciones manuales miden el potencial después de cada
adición de titulante y luego esas lecturas se grafican contra el volumen de titulante.
En este punto el analista determina el punto de inflexión de la curva, por lo que
existe cierta inexactitud en el procedimiento.
Otro método es utilizando un potenciómetro registrador, el cual va tomando
automáticamente datos de potencial del electrodo a medida que el analista realiza
la titulación, para luego proceder a graficarlos. En este punto se tienen las mismas
dificultades que con las titulaciones potenciométricas manuales, en cuanto a la
exactitud del punto final obtenido con la curva. Una variable de este sistema lo
constituyen las titulaciones completamente automatizadas, en las cuales la bureta
se detiene mecánicamente al alcanzar el punto final (Day & Underwood, 1986).
23
2.2.4.1. Electrodos de referencia
Como lo explicado en (Skoog & Leary, 1994) los electrodos de referencia se
les conoce como aquel electrodo cuyo potencial de semicelda es conocido,
constante y completamente insensible a la composición de la disolución en
estudio. Un electrodo de referencia ideal tiene las siguientes características:

Es reversible y obedece a la ecuación de Nerst.

Presenta un potencial constante todo el tiempo.

Retorna a su potencial original después de haber estado sometido a
S
O
D
VA
ER
S
E
 Presenta poca histéresis con ciclos
Rde temperatura.
S
O
CH
E
R
DE
Pese a que
no hay ningún electrodo de referencia que se ajuste por completo
pequeñas corrientes.
a estas características, son varios los que se acercan mucho como lo son:
a. Electrodos de calomelanos
Son electrodos que están compuestos de mercurio en contacto con una
solución saturada de cloruro de mercurio (I) que contiene también una
concentración conocida de cloruro de potasio (Skoog & Leary, 1994).
De los
electrodos de este tipo, el más utilizado es el electrodo de calomelano saturado
(ECS) debido a la gran facilidad con la que se puede preparar.
b. Electrodos de plata / cloruro de plata
Para los electrodos de plata o de cloruro de plata el sistema es semejante al
anterior y consiste en un electrodo de plata sumergido en una disolución saturada
de cloruro de potasio y cloruro de plata:
24
Los modelos comerciales de este electrodo son semejantes en apariencia
externa a los electrodos de calomelanos, si bien en estos de plata / cloruro de
plata, el tubo interno se reemplaza por un alambre de plata recubierto con una
capa de cloruro de plata que se encuentra sumergido en una disolución de cloruro
de potasio saturada con cloruro de plata.
Los electrodos de plata/cloruro de plata tienen la ventaja de que pueden
utilizarse a temperaturas superiores a 60ºC, mientras que los electrodos de
calomelanos no. Por otra parte los iones Hg (I) reaccionan con menos
S
O
D
a la obturación de la unión entre el electrodo y la disolución
VA del analito (Skoog &
R
E
S
E
Leary, 1994).
R
OS
H
C
E
DER
componentes de la muestra que los iones plata. Tales reacciones pueden conducir
2.2.4.2. Electrodos indicadores metálicos
Junto con el electrodo de referencia se utiliza un electrodo indicador cuya
respuesta depende de la concentración del analito. Según (Day & Underwood,
1986) Los electrodos indicadores para las medidas potenciométricas son de dos
tipos fundamentales, denominados metálicos y de membrana. Estos últimos se
denominan también electrodos específicos o selectivos para iones.
a. Electrodos redox
Son electrodos que responden al potencial redox de una disolución formada
por una o más parejas redox. Los más utilizados son aquellos constituidos por oro,
platino, paladio u otros metales inertes. Estos electrodos actúan como una fuente
o como un sumidero de los electrones transferidos desde un sistema redox
presente en la disolución (Day & Underwood, 1986).
25
Hay que resaltar que los procesos de transferencia de los electrones en los
electrodos inertes no suelen ser reversibles y por lo tanto, lo electrodos inertes no
responden a muchas de las semirreacciones de las tablas de electrodos de una
forma predecible.
b. Electrodos de primera clase
Aquellos que están formados por un metal en contacto con una disolución
que contiene sus iones. Por ejemplo un hilo de plata en una disolución de nitrato
S
O
D
VA
de plata. El potencial del electrodo responde a la actividad de los iones plata en
ER
S
E
SR
disolución, entre otros.
HO
C
E
ER
Estos electrodos no son muy utilizados en el análisis potenciométrico porque
D
presentan una serie de inconvenientes tales como:

No son muy selectivos ya que responden no sólo a sus propios cationes
sino también a otros cationes más fácilmente reducibles.

Algunos de estos electrodos metálicos tan sólo se pueden utilizar en
disoluciones básicas o neutras ya que en disoluciones ácidas se disuelven.

Algunos metales se oxidan tan fácilmente que su uso queda restringido a
disoluciones previamente des aireadas, esto es, disoluciones a las que
previamente se las ha eliminado el oxígeno.

Ciertos metales, tales como hierro, cromo, cobalto y níquel no proporcionan
potenciales reproducibles.
(Day & Underwood, 1986).
c. Electrodos de segunda clase
Por otra parte tenemos los electrodos de segunda clase que están formados
por un metal en contacto con una disolución saturada de una de sus sales poco
26
solubles. Se basan en la propiedad de que algunos metales no sólo responden
hacia sus propios cationes, sino que también son sensibles a la actividad de
aniones que forman precipitados poco solubles o complejos estables con dichos
cationes (Day & Underwood, 1986).
d. Electrodos de tercera clase
Por ultimo tenemos los electrodos de tercera clase, en donde clase implica
dos equilibrios que afectan a la pareja redox Mn+ / M. Por ejemplo, un electrodo de
S
O
D
ligando común para el Ca y Hg . La reacción de intercambio
VA electrónico implica
R
E
S
E
a la pareja redox Hg / Hg.
R
OS
H
C
E
DER
tercera clase que responda al ion Ca 2+ se puede obtener utilizando AEDT como
2+
2+
2+
2.2.4.3. Electrodos selectivos de iones
Según (Day & Underwood, 1986) los electrodos selectivos de iones (ESI)
implican la medida de un potencial de membrana. Es decir, permiten la
determinación rápida y selectiva de numerosos cationes y aniones por medidas
potenciométricas directas. Se les denomina electrodos selectivos de iones por la
gran selectividad que tienen.
La respuesta de la célula electroquímica, por tanto, se basa en la interacción
entre la membrana y el analito que altera el potencial a través de dicha membrana.
La selectividad de la respuesta de potencial hacia la especie de interés depende
de la especifidad de la interacción de la membrana con esa especie.
2.2.4.4. Electrodos de membrana sensibles a los gases
Los electrodos sensibles a los gases consisten en un ESI en contacto con
una capa fina de un electrolito acuoso que se encuentra en el interior de otro ESI
27
rodeada de una membrana permeable a los gases. Los gases pasan a través de la
membrana, se disuelven en el electrólito y modifican la situación de equilibrio del
sistema. Esta modificación es detectada por el ESI y está relacionado con la
presión parcial del gas en la muestra (Day & Underwood, 1986).
2.2.4.5. Electrodos de membrana biocatalitica (biosensores)
En lo explicado en (Day & Underwood, 1986) los electrodos de membrana
biocatalitica están formados por un ESI, o un electrodo sensible a los gases en
S
O
D
VA
contacto con una capa fina de un material biocatalítico. El biocatalizador convierte
ER
S
E
SR
el sustrato (analito) en un compuesto que puede ser detectado por el electrodo.
HO
C
E
ER
D
Los electrodos de este tipo se conocen como biosensores. La capa de
biocatalizador está constituida por una enzima inmovilizada que es escogida por
su selectividad catalítica hacia el analito. Por ejemplo, la ureasa inmovilizada en
un gel de poliacrilamida situado en el extremo de un ESI para el ion NH4+, da lugar
a un electrodo selectivo para la determinación de la urea.
2.2.5. Usos Generales
Según (Brunatti & De Napoli, 2002) los métodos potenciometricos se pueden
utilizar para una gran variedad de determinaciones, como es:

Determinación cuantitativa selectiva de muchos iones inorgánicos y
orgánicos en solución.

Determinación de iones en un estado de oxidación específico dentro de una
muestra.

Determinación de constantes de estabilidad de complejos.

Determinación de velocidades y mecanismos de reacción.

Determinación cuantitativa de gases ácidos y básicos.
28

Determinación cuantitativa de productos de reacción enzimáticos.
2.2.6. Aplicaciones Comunes
Las aplicaciones más comunes y más ejecutadas a niveles de campo, que se
aplican en la actualidad son:

Análisis de iones de procesos industriales batch o continuos.

Determinación de monitoreo continuo de la calidad de aire y gases
contaminantes.

S
O
D
A
V
Desarrollo de biosensores basados en enzimas
inmovilizadas y electrodos.
R
E
Sen muestras de agricultura, medio
E
R
Determinación de iones constituyentes
OS
H
C
ambiente y farmacia.
RE
E
D
Determinación de pH.

Determinación del punto final en titulaciones de ácidos, bases y redox.



Determinación de electrolitos en fluidos fisiológicos para análisis clínicos.
(Brunatti & De Napoli, 2002)
2.2.7. Muestras
Las muestras de los análisis potenciometricos deben cumplir con ciertas
características que son explicadas en (Brunatti & De Napoli, 2002), estas son:

Estado: Se pueden analizar fácilmente la mayoría de las muestras líquidas
y gaseosas. Las muestras sólidas se pueden analizar si es posible
prepararlas en forma de solución.

Cantidad: Los límites de detección son de aproximadamente 10-5 a 10-6 M
para electrodos convencionales. Para sensores de gas, los límites de
detección varían entre 0,01 y 5 ppm.
29

Preparación: Se requiere poca preparación para muestras líquidas y
gaseosas. Las muestras sólidas se deben preparar en solución. Los sólidos
orgánicos que no se disuelven fácilmente (tales como alimentos, vegetales
y productos farmacéuticos) se deben calcinar primero, y luego extraer los
iones empleando un solvente adecuado.
2.2.8. Titulación o valoración
Las titulaciones incluyen un número de métodos cuantitativos que se basan
S
O
D
VA
en la determinación de la cantidad en volumen de un reactivo patrón de
ER
S
E
SR
concentración conocida, denominada valorante, necesario para reaccionar por
HO
C
E
ER
completo con un analito.
D
La valoración se lleva a cabo agregando lentamente la solución patrón desde
una bureta, a una solución de analito, hasta completar la reacción entre los dos. El
volumen de valorante necesario para completar la reacción se determina por
diferencia entre la lectura final y la inicial. Las soluciones patrón usadas en estas
valoraciones son ácidos o bases fuertes, ya que estas reaccionan completamente
con el analito, lo que genera un punto de equivalencia definido.
Estas reacciones tienen una estequiometria conocida y reproducible y son
ampliamente utilizadas en analítica para determinación de ácidos, bases,
oxidantes, reductores, iones metálicos, proteínas y muchas otras especies (Skoog,
West, Holler, & Crouch, 2005).
2.2.8.1.
Punto de equivalencia y punto final de la valoración
El punto de equivalencia de una titulación es un punto teórico que se alcanza
cuando la cantidad de solución patrón añadida es químicamente equivalente a la
cantidad de analito en la muestra (Skoog, West, Holler, & Crouch, 2005).
30
Es un resultado ideal, donde la cantidad de valorante añadida es la necesaria
para que reaccione estequiométricamente con el analito. Sin embargo, lo que
realmente se mide es el punto final, el cual se aprecia por un cambio brusco de
una propiedad del sistema reaccionante.
El valor exacto del pH al que se produce el cambio de color de un indicador
puede calcularse a partir de la constante de disociación de dicho indicador. Para
que el ojo humano aprecie el cambio de color se necesita un exceso de entre 5 y
S
O
D
produce el cambio de color del indicador: margen de
pH es igual a la media
VA
R
E
Sácido, que no es más que la medida
E
logarítmica de la constante de disociación
del
R
OS
H
cuantitativa de la fuerza
del
ácido
en la solución, la constante de equilibrio de la
C
E
R
E
reacción ácidoD
base, más o menos uno.
10 veces. Haciendo esta consideración se obtiene el margen de pH en el cual se
Según lo anterior, un indicador dado es adecuado para determinar el pH
solamente en la zona donde tiene lugar el cambio de color; ahora bien, si el
cambio de pH en el punto de equivalencia es muy grande es posible no ser tan
restrictivo en la elección del indicador.
La diferencia entre el punto de equivalencia y el punto final es el error de
valoración, que es básicamente inevitable. Elegir una propiedad física cuyo
cambio no sea difícil de observar hace posible conseguir que el punto final esté
muy cerca del punto de equivalencia (Harris, 2007). Para obtener resultados
óptimos en la valoración, se debe hacer lo posible por asegurar que toda
diferencia entre el punto final y el punto de equivalencia, llamada error de
valoración, sea mínima (Skoog, West, Holler, & Crouch, 2005).
31
Normalmente es posible establecer el error de la valoración con una
valoración en blanco, que consiste en realizar el mismo procedimiento pero sin el
analito (Harris, 2007).
2.2.8.2.
Patrón primario
Mediante el proceso de estandarización se puede conocer con exactitud la
concentración del valorante. Para ello se emplea una titulación, en la que
reacciona este valorante con un patrón primario, que es un compuesto de elevada
pureza que sirve como material de referencia (Skoog, West, Holler, & Crouch,
S
O
D
VA
2005).
ER
S
E
Rlas siguientes características:
El patrón primario debe cumplirS
con
O
CH
E
R
DE
a. Debe encontrarse disponible en una forma pura o de pureza conocida. El
porcentaje de impurezas no debe ser mayor de un 0.02%, además debe ser
posible determinar las impurezas mediante ensayos cualitativos.
b. Debe ser estable. Fácil de secar y no debe ser tan higroscópica como para
perder agua mientras se pesa. No debe perder peso al contacto con el aire.
c. Debe tener un peso equivalente razonablemente elevado para minimizar
errores al pesar (Day & Underwood, 1986).
d. Debe tener un coste moderado.
e. Debe poseer una solubilidad razonable con el medio de valoración.
Existen pocos compuestos que se aproximen a este criterio. Comercialmente
existen limitados patrones primarios, por lo que pueden usarse compuestos menos
puros o patrones secundarios, cuya pureza se establece mediante análisis
minuciosos (Skoog, West, Holler, & Crouch, 2005).
32
2.2.8.3.
Titulación volumétrica
Como en toda valoración, este método se basa en reacciones químicas entre
la solución patrón y el analito. El punto de equivalencia química se detecta por
medio de un indicador acido-base, que es un ácido orgánico o una base orgánica
débil cuya forma disociada tiene un color distinto que su base o acido conjugado;
este indicador produce un cambio físico observable, el punto final, cuando se
alcanza el punto de equivalencia o valores cercanos a él. Los grandes cambios en
la concentración de analito o valorante ocurren en la del punto de equivalencia,
con lo que se modifica el aspecto del indicador; los cambios típicos incluyen
S
O
D
VA
aparición o desaparición de color o turbidez, o cambio de color.
ER
S
E
SR
HO
C
E
coloidales
DERinfluyen en el
Variables como la temperatura y la presencia de solventes orgánicos y
partículas
intervalo de pH en el que un indicador
específico cambia de color. Algunos de estos efectos pueden hacer que el
intervalo de transición del indicador se desplace en varias unidades de pH.
Este tipo de titulación es muy susceptible a dos tipos de errores. El primero
ocurre cuando el pH que modifica el color del indicador es distinto al PH del punto
de equivalencia, por lo que es importante seleccionar un indicador adecuado para
el procedimiento a realizar (Skoog, West, Holler, & Crouch, 2005). Cualquier
indicador cuyo cambio de color se encuentre cerca del punto final de la titulación
proporcionará una localización más exacta del punto de equivalencia (Harris,
2007). El segundo error se origina por la limitada capacidad del ojo humano para
distinguir el color intermedio del indicador. La extensión de este error depende del
cambio de pH de reactivo en el punto de equivalencia, la concentración del
indicador y la sensibilidad del ojo a los dos colores extremos del indicador (Skoog,
West, Holler, & Crouch, 2005).
33
La diferencia entre el punto final observado, es decir, el cambio de color del
indicador, y el verdadero punto de equivalencia se llama error del indicador. Si se
añade una gran cantidad de indicador a la mezcla a valorar, se introduce un error
variable según el indicador debido a que los indicadores son ácidos o bases y
reaccionarían con el analito o el valorante, por lo que nunca se debe añadir más
de unas pocas de disolución diluida del indicador. Para utilidad práctica se supone
que los moles del indicador son despreciables frente a los moles del analito.
En la siguiente tabla se muestra una lista de indicadores comunes,
S
O
D
busca un indicador cuyo intervalo de transición se acerque
VA lo más posible a la
R
E
S El error en la valoración por la
E
zona de mayor pendiente de la curva de
titulación.
R
S
O
H
no coincidencia del punto
final
con
el punto de equivalencia será más pequeño
C
E
R
E
D esté la curva de titulación en las cercanías del punto de
cuanto más inclinada
incluyendo el intervalo de transición y el viraje de color. En términos generales se
equivalencia (Harris, 2007).
Tabla 2.1. Algunos indicadores comunes.
Indicador
Intervalo de transición (pH)
Color de la forma acida
Violeta de metilo
0.0 – 1.6
Amarillo
Color de la forma básica
Azul
Rojo de cresol
0.2 – 1.8
Rojo
Amarillo
Azul de timol
1.2 – 2.8
Rojo
Amarillo
Púrpura de cresol
1.2 – 2.8
Rojo
Amarillo
Eritrosina disódica
2.2 – 3.6
Anaranjado
Rojo
Anaranjado de metilo
3.1 – 4.4
Rojo
Anaranjado
Rojo congo
3.0 – 5.0
Violeta
Rojo
Anaranjado de etilo
3.4 – 4.8
Rojo
Amarillo
Verde de bromocresol
3.8 – 5.4
Amarillo
Azul
Rojo de metillo
4.8 – 6.0
Rojo
Amarillo
Rojo de clorofenol
4.8 – 6.4
Amarillo
Rojo
Púrpura de bromocresol
5.2 – 6.8
Amarillo
Púrpura
p-Nitrofenol
5.6 – 7.6
Incoloro
Amarillo
Tornasol
5.0 – 8.0
Rojo
Azul
Azul de bromotimol
6.0 – 7.6
Amarillo
Azul
Rojo de fenol
6.4 – 8.0
Amarillo
Rojo
Rojo neutro
6.8 – 8.0
Rojo
Naranja
Rojo de cresol
7.2 – 8.8
Amarillo
Rojo
α-Naftolftaleína
7.3 – 8.7
Amarillo
Azul
Púrpura de cresol
7.6 – 9.2
Amarillo
Púrpura
Azul de timol
8.0 – 9.6
Amarillo
Azul
Fenolftaleína
8.0 – 9.6
Incoloro
Rojo
(Harris, 2007)
34
2.2.9. pH
Siglas de potencial de hidrógeno, es una medida de la acidez/alcalinidad de
una solución acuosa a una temperatura específica, usualmente de 20 a 25 ºC. Se
mide en una escala continua de 0 a 14, siendo ácidas las disoluciones con pH
menores a 7 y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH 7 indica la
neutralidad de la disolución.
Tabla 2.2. Valores de pH para varias soluciones acuosas.
pH
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
pHS
O
D
VA 0
1 mol dm R
HCl
E
Sde batería
E
Ácido
1
R
S
Acidez/Alcalinidad
Ejemplos
-3
HO
C
E
ER
Muy ácido
D
Ligeramente ácido
Neutro
Jugo gástrico
Vinagre
Jugo de tomate
Champú suave
Saliva
Agua pura
Leche de
magnesia
10
11
12
13
Ligeramente alcalino
Amoníaco
casero
14
Alcalino
1 mol dm-3
NaOH
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Las mediciones de pH también son realizadas en muestras más complejas
como alimentos, aceites, emulsiones, proteínas, lodos, lechadas y líquidos no
acuosos.
El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro,
midiendo la diferencia de potencial entre dos electrodos. También se puede medir
de forma aproximada empleando indicadores ácidos o bases débiles que
35
presentan diferente color según el pH. Generalmente se emplea papel indicador,
que se trata de un papel impregnado de una mezcla de indicadores cualitativos
para la determinación del pH (Prichard, 2003).
2.2.9.1.
pH-metro
El pH-metro es un sensor utilizado en el método electroquímico para medir el
pH de una disolución. La determinación de pH consiste en medir el potencial que
se desarrolla a través de una fina membrana de vidrio que separa dos soluciones
S
O
D
VA
con diferente concentración de protones. En consecuencia se conoce muy bien la
ER
S
E
SR
sensibilidad y la selectividad de las membranas de vidrio delante el pH.
HO
C
E
ER
D
Una celda para la medida de pH consiste en un par de electrodos, uno de
calomel (mercurio, cloruro de mercurio) y otro de vidrio, sumergidos en la
disolución a la que se quiere medir el pH.
La varita de soporte del electrodo es de vidrio común no conductor, mientras
que el bulbo, que es el extremo sensible del electrodo, está formado por un vidrio
polarizable o vidrio sensible al pH. El voltaje en el interior del bulbo es constante,
porque se mantiene su pH en 7, de manera que la diferencia de potencial solo
depende del pH del medio externo. El alambre que se sumerge en su interior
permite conducir este potencial hasta un amplificador (Lopez, Gomez, Rivas, &
Losada, 1974).
2.2.10.
Curvas de valoración
Es una gráfica que representa la forma en que varía una propiedad
fisicoquímica de la solución o función p, en relación al volumen del agente
valorante. Permite visualizar como varía esta propiedad en el transcurso de la
36
valoración y permite determinar con certeza el punto final de la valoración y otras
características de la misma (Riaño, 2007).
En toda curva de titulación, Los dos puntos finales más usuales implican
cambio de color debido a un indicador y cambio de potencial de un electrodo que
responde a la concentración del reactivo o analito. En estas curvas el volumen del
reactivo se representa en el eje horizontal y la concentración del analito o reactivo
en el eje vertical.
S
O
D
titulaciones, en el primero, llamado curva sigmoidea,
VA las observaciones
R
E
S
E
importantes se hallan en una pequeña región
en torno al punto de equivalencia, de
R
S
HelOeje vertical en una curva de valoración sigmoidea
generalmente ±0.1 a ±0.5
mL,
C
E
DpEdelRanalito o reactivo, o el potencial de un electrodo sensible al
es una función
Existen dos tipos generales de curvas de valoración que se usan en
analito o reactivo. En el segundo tipo, llamado curva de segmento lineal, se
realizan medidas de ambos lados y alejadas del punto de equivalencia; en esta
curva el eje vertical representa la lectura de un instrumento que es directamente
proporcional a la concentración de reactivo o analito. De entre las dos, las curvas
sigmoideas presentan ventajas de rapidez y utilidad mientras que el tipo de
segmento lineal es ventajoso para reacciones en las que se necesita un exceso
considerable de analito (Skoog, West, Holler, & Crouch, 2005).
En la figura a continuación se puede observar en detalle los dos tipos
generales de curvas de valoración, a la izquierda e identificada con la letra A se
encuentra la curva sigmoidea; mientras que a la derecha y con la letra B, se puede
observar la curva de segmento lineal.
37
S
O
D
VA
Figura 2.1 Tipos de curvas de valoración (Skoog, West, Holler, & Crouch, 2005)
ER
S
E
R
2.2.11.
Método de Gran.
S
O
CH
E
R
DE Hernandez, 2009) el método de Gran se basa en el ajuste
Según (Matilla
mediante mínimos cuadrados de la recta resultante de representar la función de
Gran para la valoración de un ácido fuerte con una base fuerte viene dada por la
siguiente expresión:
(
Siendo
)
(Ec. 2.1)
el volumen inicial de la valoración, esta ecuación conduce a una
recta de ecuación
, En donde m es la pendiente y b es la ordenada en
el origen. Cuando G es igual a cero, X es igual al volumen en el punto de
equivalencia, pudiéndose calcular este mediante el coeficiente
⁄ .
2.2.11.1. Uso de un gráfico de Gran para hallar el punto final en
titulaciones potenciométricas.
Este tipo de gráficos utiliza datos tomados antes del punto final, para
localizar al mismo. Considerando la valoración de un ácido débil (HA) con una
base fuerte (BOH):
38
[
]
[
[
]
(Ec. 2.2)
]
Dónde:
Ka: constante de disociación del ácido
[H+]: Concentración molar del ion hidrógeno
[HA]: Concentración molar del ácido débil
[A–]: Concentración molar de la base conjugada del ácido
γH+: Coeficiente de actividad del ion hidrógeno
γA–: Coeficiente de actividad de la base conjugada del ácido
γHA: Coeficiente de actividad del ácido débil
S
O
D
VA
ER
S
E
SR
HO
C
E
responde a la actividad
DER del ion hidrógeno, no a la concentración.
Será necesario incluir los coeficientes de actividad porque el electrodo de pH
En cualquier punto que esté entre el punto inicial y el punto final de la
titulación, puede decirse que, aproximadamente, cada mol de BOH convierte un
mol de HA en un mol de A–, siempre y cuando la reacción química sea 1 a 1. Si se
han valorado Va mL de HA (de concentración formal Fa) con Vb de BOH (de
concentración formal Fb) se puede decir que:
[
[
(Ec. 2.3)
]
(Ec. 2.4)
]
Sustituyendo los valores de [
] y [
] en la constante de equilibrio se
obtiene:
[
]
(
Que puede transformarse en:
)
(Ec 2.5)
39
[
Sabiendo que [
]
]
(
)
(Ec. 2.6)
)
(Ec. 2.7)
se tiene que:
(
El término entre paréntesis de la derecha es:
S
O
D
VA
(Ec. 2.8)
ER
S
E
R de equivalencia. Por consiguiente la
Donde Ve es el volumen en S
el punto
O
H como:
Cescribirse
ecuación del métodoR
puede
E
DE
(Ec 2.9)
Un gráfico que represente
Gran. Si
en función de Vb se llama gráfico de
es constante, el gráfico es una línea recta con pendiente
,y
abscisa en el origen del eje x, Ve puede expresarse en cualquier unidad, pero se
deben usar las mismas unidades en los dos ejes. En la figura siguiente se puede
observar un ejemplo de gráfico de Gran, donde ambos ejes han sido expresados
en microlitros.
40
S
O
D
VA
Figura 2.2 Grafico de Gran para la determinación del punto de equivalencia
ER
S
E
La función de Gran nunca llega
a 0R
en el eje x porque – nunca es cero, por lo
S
O
H
ElaCcurva para hallar el valor de Ve (Harris, 2007).
tanto, se debe extrapolar
R
E
D
(Harris, 2007)
2.2.12.
¿Qué es y porqué se mide la conductividad?
La conductividad es la capacidad de una disolución de conducir la corriente
eléctrica. La conductividad es una medida de la concentración iónica total que
tiene una disolución. Se aplica en una gran variedad de industrias. En algunos
casos se conoce la naturaleza de los iones y se utiliza para determinar la
concentración de los mismos. Por ejemplo en la industria alimentaria se utiliza un
conductimetro para medir la “salinidad” de las muestras y se aplica en control de
calidad.
En general, la medida de conductividad es una forma rápida y sencilla de
determinar la fuerza iónica de una disolución. Su principal inconveniente es que es
una técnica no específica.
41
2.2.13.
¿Cómo se mide la conductividad?
Un sistema completo para la medida de conductividad está formado por los
siguientes elementos básicos:

Célula de conductividad.

Sonda de temperatura.

Instrumento de medida.
El conductimetro mide la conductividad eléctrica de los iones en una
S
O
D
VA
disolución. Para ello aplica un campo eléctrico entre dos electrodos y mide la
ER
S
E
R
S
efectos de capa sobre los electrodos,
etc. se aplica una corriente alterna.
O
CH
E
R
DE
resistencia eléctrica de la disolución. Para evitar cambios en las sustancias,
Las unidades de medida habituales son los S/cm. Otras formas alternativas
de expresar la conductividad de una disolución.
2.2.14.
Exactitud
Capacidad de un instrumento de acercarse al valor de la magnitud real.
Depende de los errores sistemáticos que intervienen en la medición, denotando la
proximidad de una medida al verdadero valor y, en consecuencia, la validez de la
medida.
Suponiendo varias mediciones, no se mide el error de cada una, sino la
distancia a la que se encuentra la medida real de la media de las mediciones
(cuán calibrado está el aparato de medición). Esta cualidad también se encuentra
en instrumentos generadores de magnitudes físicas, siendo en este caso la
capacidad del instrumento de acercarse a la magnitud física real. Por todo esto, la
exactitud es la cercanía del valor experimental obtenido, con el valor exacto de
42
dicha medida. El valor exacto de una magnitud física es un concepto utópico, ya
que es imposible conocerlo sin incertidumbre alguna (Mongay, 2005).
2.2.15.
Precisión
Capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones
diferentes realizadas en las mismas condiciones. Esta cualidad debe evaluarse a
corto plazo.
La precisión refleja la proximidad de distintas medidas entre sí, y es función
S
O
D
VA
exclusiva de los errores accidentales. Es un parámetro relevante, especialmente
ER
S
E
R el verdadero valor de la magnitud
zona dentro de la cual está comprendido
S
O
CH
E
(Mongay, 2005)
R
DE
en la investigación de fenómenos físicos, cuando los resultados se indican en una
2.2.16.
Incertidumbre
La incertidumbre está relacionada con el proceso de medida y con la
precisión del instrumento; se trata del máximo error de la medida. Por regla
general, se toma como incertidumbre la precisión del aparato, algunas veces
aunque no sea demasiado correcto se toma la mitad de la precisión como
incertidumbre (Mongay, 2005).
2.2.17.
Errores experimentales
Un error experimental es una desviación del valor medido de una magnitud
física respecto al valor real de dicha magnitud. En general son ineludibles y
dependen del procedimiento elegido y la tecnología disponible para realizar la
medición (Mongay, 2005)
43
2.2.18.
Errores determinados o sistemáticos
Tienen que ver con la metodología del proceso de medida, es decir, la forma
de realizar la medida. No son directamente calculables y deben eliminarse de la
experimentación para que no superpongan su acción a la de los errores aleatorios.
Generalmente se clasifican en:
a. Personales: Debido a los juicios que hace el analista. Aparecen cuando se
presentan errores importantes en métodos establecidos:


S
O
D
lectura existe la tendencia a redondear a 0 o a 5,
A prioridad a los valores
Vdar
R
E
pares y preferir los valores bajos.RES
OunSobservador mira oblicuamente un indicador o
H
Error de paralaje: Cuando
C
RE
escala D
delE
aparato.
Estimación de la posición de una aguja sobre una escala: al interpolar la

Definición del color final de la titulación.

Errores al enrasar soluciones en el material volumétrico.

Tendencia subjetiva a elegir valores más favorables.
Este tipo de errores se minimizan trabajando cuidadosamente y haciendo
empleo de la autodisciplina. Los sistemas automatizados ayudan también a
disminuir estos errores.
b. Del método: Se deben al comportamiento químico y/o físico no ideal de
reactivos y reacciones:

Solubilidad finita de toda sustancia: un exceso de lavado disuelve
parcialmente un precipitado.

Contaminantes: un mal lavado puede mantener contaminantes en el
precipitado.

Reacciones lentas.
44

Volatilidad de los reactivos.

Mala elección del indicador o viraje lento del mismo.
Muchos de estos errores requieren un conocimiento profundo de la muestra y
del comportamiento físico-químico del analito para su eliminación.
c. Instrumentales: Debidos a discrepancias entre el valor real y el nominal. Se
corrigen con calibraciones periódicas de los instrumentos:

Puesta a cero. En algunos casos errores de fabricación del aparato de
medida que desplazan la escala.

S
O
D
VA
Contenido y vertido del material volumétrico, especialmente cuando se le ha
ER
S
E
SR
sometido a variaciones térmicas.


HO
C
E
R por retención accidental de restos de muestras pasadas
Efecto D
de E
memoria
Reactivos con contenido de purezas.
en los instrumentos.
En general, los errores sistemáticos son los más importantes dentro del
análisis. La mayor forma de detectarlos y corregirlos es validando el método, para
lo que se requiere:

Determinar la misma muestra por un método de referencia

Utilizar dos o más métodos analíticos independientes.

Proceder al análisis en laboratorios colaboradores
Según la fase en la que se produzca este tipo de error puede llegar a afectar
un solo resultado o a todo el análisis (Mongay, 2005).
2.2.19.
Se
Errores accidentales o aleatorios
producen
por
causas
difíciles
de
controlar;
se
distribuyen
estadísticamente en torno a una medida que sería la correcta (Cromer, 2007). Son
45
directamente calculables y aparecen por causas de naturaleza errática e
imprevisible. Este tipo de errores afectan la precisión o reproducibilidad de un
experimento.
Pueden tener lugar por exceso o por defecto con igual probabilidad y
reducirse hasta límites admisibles, pero jamás son eliminados por completo sin
importar el método que se emplee. Ejemplos típicos de este tipo de error lo
constituyen la sensibilidad de una balanza, la calibración del enrase del material
volumétrico graduado o aforado y la interpolación en las divisiones de una escala
S
O
D
VA
(Mongay, 2005)
ER
S
E
SR
Para evitar este tipo de error se deben tomar varias medidas de la
HO
C
E
ER
experiencia y realizar un tratamiento estadístico de los resultados. Se toma como
D
valor o medida más cercana a la realidad la media aritmética de las medidas
tomadas (Cromer, 2007).
Los errores aleatorios se consignan por el número de cifras significativas con
el que se expresa la magnitud, que reflejan el número de dígitos necesarios para
describir el valor de la magnitud sin alterar la precisión. Cuando no se indica la
precisión se presupone que la última cifra oscila entre más y menos una unidad;
en la práctica, cuando se trata de resultados analíticos, se suele aceptar el uso de
dos cifras significativas (Mongay, 2005)
2.2.20.
Error absoluto
Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como exacta.
Puede ser positivo o negativo, según si la medida es superior al valor real o
inferior. Tiene unidades, las mismas que las de la medida (Mongay, 2005).
46
2.2.21.
Error relativo
Es el cociente entre el error absoluto y el valor exacto. Si se multiplica por
100 se obtiene el tanto por ciento de error. Al igual que el error absoluto puede ser
positivo o negativo porque puede ser por exceso o por defecto (Mongay, 2005).
2.2.22.
Regresión lineal
Es un método matemático que modela la relación entre dos o más variables.
Utiliza la relación entre una variable con valores conocidos y otra variable con
S
O
D
VA
valores desconocidos para estimar dichos valores desconocidos. Entre esas dos
ER
S
E
SR
variables existe relación de dependencia cuando los valores de una dependen de
otra, es decir, cuando al variar una de ellas la otra experimenta cambios
determinados.
HO
C
E
ER
D
Si la variable Y depende de la variable X, esta relación se expresa por
( ) donde se acostumbra a denominar a la variable dependiente Y a X como
la variable independiente. El designar una variable como independiente y
dependiente se hace referencia al significado matemático de la dependencia, pero
en ningún punto implica dependencia estadística ni relación causa y efecto, por lo
que el análisis no permite obtener conclusiones en ese respecto (Quintana, 1996).
2.2.23. Media Aritmética
La media aritmética, que también se conoce simplemente como media o
promedio, es una medida de la tendencia central o localización de un conjunto de
valores. También puede expresarse en términos del valor esperado o valor
promedio a la larga de la variable aleatoria (Montgomery, 2003).
Se calcula por medio de la siguiente formula:
47
(EC. 2.10)
∑
̅
Dónde:
̅ Media aritmética
n: número de datos
xi: Valor numérico de la variable i.
Cuando la medida es del conjunto de las poblaciones se suele denotar por el
símbolo μ y cuando es la medida de una muestra de la población se utiliza
̅
(Guisande, y otros, 2006).
S
O
D
VA
2.2.24. Desviación estándar
ER
S
E
Es la medida de dispersión deSla R
población alrededor del valor esperado de
O
H
EUnaCdistribución de probabilidad para datos con una alta
la variable a estudiar.
R
E
D
tendencia central está agrupada más estrechamente alrededor del centro de los
datos (Blank & Taquin, 2006). Es una medida del grado de proximidad de los
datos en torno al valor de la media. Cuando menor es la desviación estándar, más
estrechamente se agrupan los datos alrededor de la media. Se calcula mediante la
siguiente ecuación
√
∑
(
̅)
Con frecuencia se hace referencia a la varianza,
(Ec. 2.11)
, como la medida de la
dispersión. La desviación estándar es simplemente la raíz cuadrada de la
varianza, de manera que pueda utilizarse cualquier medida. Sin embargo, debe
observarse que la desviación estándar tiene las mismas unidades que los datos,
mientras que la varianza tiene las mismas unidades de los datos al cuadrado; por
lo tanto, suele preferirse la desviación estándar por encima de la varianza (Blank &
Taquin, 2006).
2.2.25. Desviación estándar relativa
48
La desviación estándar relativa o coeficiente de variación es un parámetro
estadístico independiente de las unidades de medida empleada que puede ser
expresada en términos de porcentaje (Varcarcel y Rios, 2002). Se calcula al dividir
la desviación estándar entre la media de la serie de datos. Se expresa en partes
por mil (ppmil) o en porcentaje, multiplicando por 1000 ppmil o 100%
respectivamente.
(Ec. 2.12)
̅
A la desviación estándar relativa, multiplicada por 100% también se le
conoce como coeficiente de variación.
ER
S
E
SR
S
O
D
VA
̅
(Ec. 2.13)
HO
C
E
calidad de los datos
que la desviación estándar absoluta (Blank & Taquin, 2006).
DER
La desviación estándar relativa proporciona una visión más clara de la
2.2.23.
Tabla de valores permitidos
La Norma venezolana COVENIN 325:2001 establece un valor máximo
permitido de 0.2% de ácidos grasos libres para los aceites vegetales. Este valor
está relacionado al peso de la muestra. El valor de 0.2% de ácidos grasos libres
para los aceites vegetales está establecido a partir de métodos volumétricos.
2.2.24.
Expresión de resultados
El porcentaje de ácidos grasos libres en la mayoría de los tipos de grasas y
aceites, se calcula como ácido oleico, aunque en aceites de diferentes tipos como
lo son el de almendra, de palmiste y coco, se calcula como ácido laurico y en el
aceite de palma en términos de ácido palmítico.
La acidez de la muestra se calcula por medio de las formulas siguientes:
49
(Expresada como ácido oleico)
(Ec. 2.14)
(Expresada como ácido laurico)
(Ec. 2.15)
(Expresada como ácido palmítico)
(Ec. 2.16)
Siendo:

A: acidez expresada como ácido oleico, ácido laurico o como ácido
palmítico, en porcentaje.

V: Volumen de la solución de hidróxido de sodio gastados en la valoración
de la muestra en mililitros.
S
O
D
VA

N: normalidad de la solución de hidróxido de sodio.

G: masa de la muestra en gramos.



ER
S
E
R
282: peso molecular del ácido
oleico.
S
O
CdelHácido laurico.
200: peso molecular
E
R
DE
256: peso molecular del ácido palmítico.
Los ácidos grasos libres se expresan frecuentemente en términos del índice
de acidez. El índice de acidez se calcula por medio de las formulas siguientes:
(Como ácido oleico)
(Ec. 2.17)
(Como ácido laurico)
(Ec. 2.18)
(Como ácido palmítico)
(Ec. 2.19)
Siendo:

Ia: índice de acidez

A: acidez expresada como ácido oleico, ácido laurico o como ácido
palmítico, en porcentaje.

Factores de 1.99, 2.80, 2,19.
50
2.3. Sistema de Variables
Objetivo General: Comparar a través de los métodos potenciometricos (pH-metro, conductimetro) y volumétricos el
índice de acidez en los aceites vegetales comestibles que actualmente se consumen en Venezuela.
Objetivos específicos
Variable
Sub-variable
Seleccionar tres (3) tipos de aceites vegetales
R
S
HO
comestibles de tres (3) marcas diferentes que
actualmente consume la población venezolana.
C
E
R
DE
Establecer los datos experimentales para el
cálculo de la acidez de las diferentes marcas de
aceites vegetales comestibles por medio de
análisis establecidos en la norma COVENIN
325:2001.
Determinar el valor del índice de acidez resultante
de los diferentes métodos potenciométricos y
volumétricos según los criterios establecidos en la
S
O
D
A
V
R
E
ES
Marcas de aceites vegetales
Indicador

Tipos de aceites

pH-Metro

Conductimetro

Titulación
Índice de acidez

Cálculos.
Efectividad de los métodos

Medidas estadísticas
comestibles

Métodos potenciometricos

Método Volumétrico
Índice de acidez
en aceites
vegetales
Norma COVENIN 325:2001 3ra Edición para las
marcas de aceites comestibles seleccionadas.
Comparar la efectividad de los métodos
potenciometricos (pH-metro, conductimetro) y
volumétricos, en las marcas de aceite vegetales
comestibles seleccionados.
potenciometricos
CAPITULO III
MARCO METODOLOGICO
El marco metodológico es el procedimiento a seguir para alcanzar el objetivo
de la investigación, está compuesto por el diseño, tipo, y la modalidad de la
investigación, fases de la investigación, población y muestra, técnica e instrumento
de recolección de datos, validación del instrumento y análisis de los resultados.
(Arias, 2004) Expone que “la metodología del proyecto incluye el tipo de
investigación, las técnicas y los procedimientos que serán utilizados para llevar
S
O
D
VA
acabo la indagación. Es el “como” se realizará el estudio para responder al
problema” (p.45)
ER
S
E
SR
HO
C
E
3.1. Tipo de investigación
DER
Toda investigación refiere un proceso que busca la obtención de una
información que dé lugar a aplicar un conocimiento determinado. En consecuencia
el tipo de investigación a emplear directamente es de tipo descriptivo, por cuanto
se busca determinar la calidad de los aceites vegetales comestibles venezolanos
que se encuentran actualmente en el mercado, midiendo el índice de acidez a
través de métodos potenciometricos (pH-metro, conductimetro) y volumétricos
para cada uno de ello, con la finalidad de comparar el resultado obtenido según
los valores de índices de acidez con los establecidos en la norma COVENIN
325:2001 3era revisión.
En tal sentido, al referir al tipo de investigador (Hurtado, 2010) expone que el
objetivo de las investigaciones descriptivas es el de la describir de manera precisa
el fenómeno de estudio, por lo que el propósito fundamental de ella es presentar
un evento estudiado para el cual se exponen sus características, por lo que este
tipo de investigación no amerita la formulación de una hipótesis, y las variables
establecidas no necesariamente presentan relaciones de causalidad entre ellas.
52
3.2. Diseño de la investigación
El diseño de la investigación refiere la realización de un conjunto de
actividades y técnicas debidamente organizadas que permitan recolectar y
efectuar un análisis de los datos obtenidos pues al considerar toda la información
obtenida con ello se permite lograr el objetivo propuesto.
Por lo que el diseño de la investigación a aplicar es del tipo experimental, al
particular, (Hernandez, Fernandez, & Baptista, 2006) los diseños experimentales
S
O
D
A
dependientes. Asimismo, pueden utilizar pre-pruebas
yV
post-pruebas
para analizar
R
E
S
E del tratamiento experimental. Desde
la evolución de los grupos antes y después
R
S
O
Hexperimentales
C
luego, no todos los diseños
utilizan pre-pruebas pero la postE
R
E
prueba es D
necesaria para determinar los efectos de las condiciones
pueden abarcar una o más variables independiente y una o más variables
experimentales.
Al mismo particular, (Hurtado, 2010) refiere que en el diseño experimental, el
investigador interviene sobre las denominadas variables independiente y las
modifica de una manera planificada e intencional para observar el efecto que se
produce por la manipulación realizada, por lo que es necesario un control de las
variables de orden extraño y descartar aquellas que puedan interferir o producir
cambios
originados por
elementos o
factores
diferentes a
la
variable
independiente.
3.3. Técnicas de recolección de datos
Está conformada por el conjunto de medios que permiten al investigador
recolectar la información precisa para el logro de los objetivos establecidos, pues
se precisa de todas las indicaciones, observaciones y registros
de los
acontecimientos inmediatos ,y del cual el investigador toma en consideración para
todos el proceso con la finalidad de producir un análisis posterior . En la presente
investigación se utilizaron la siguiente técnica:
53

Técnica de
Observación Directa, en este sentido, (Hurtado, 2010) refiere
que todo tipo de técnica se presenta como un proceso de recopilación,
selección y registro de información donde el investigador directamente está
relacionado con el objeto de estudio y utiliza sus sentidos en la recopilación
de los datos necesarios para resolver un problema de investigación.
3.4. Instrumentos de recolección de datos.
Refiere todo instrumento conformado con los datos aportados de los cuales
S
O
D
VA
el investigador utilice para registra y almacenar la información. En este sentido,
ER
S
E
SR
(Arias, 2004) refiere al instrumento de recolección de datos como el dispositivo, o
formato en cualesquiera de sus formas se digitalizado o en papel que permitirá
HO
C
E
ER
registrar y almacenar los datos obtenidos.
D
En la presente investigación se utilizaran tablas de registro de información a
partir de la recolección de datos en las cuales se organizaran según las variables
a utilizar, con el fin de cumplir con los objetivos debidamente establecidos.
Tabla 3.1. Encuesta para la selección de aceites vegetales.
Tipo de aceite
Preguntas
Soya Maíz Canola
Oliva
Coco
¿Qué tipo de aceite vegetal utiliza
mayormente en su hogar?
¿Qué tipo de aceite consigue con más
frecuencia en los supermercados?
En la tabla 3.1 se presentan las preguntas a realizar para cuantificar la selección
del tipo de aceite a utilizar como muestra de estudio.
54
Tabla 3.2. Datos experimentales para la estandarización de las soluciones de
NaOH.
ml NaOH pH
0
5
10
15
20
25
29
30
35
40
Vb*10^(-pH)
S
O
D
VA
ER
S
E
SR
En la tabla 3.2 se refieren los valores de pH para la estandarización de la
HO
C
E
ER
solución de NaOH.
D
Tabla 3.3. Datos experimentales para el método volumétrico
Muestra
1
2
1
2
1
2
Tipo
Peso (g)
ml NaOH
N NaOH
Aceite #1
Aceite #2
Aceite #3
En la tabla 3.3 se reseñan los datos obtenidos a través de la titulación para
conseguir el punto de equivalencia de la solución.
55
Tabla 3.4. Tabla de datos experimentales para los aceites
IT
E
#2
A
C
E
IT
E
#1
metodo pH
Conductimetro
ml NaOH pH (1) vb1*10^(-pH1) pH (2) vb2*10^(-pH2) conductividad (1) conductividad (2)
A
C
E
IT
E
#3
A
C
E
S
O
D
VA
ER
S
E
SR
HO
C
E
ER
D
En la tabla 3.4. Se establecen los datos de pH y conductividad para
diferentes volúmenes de NaOH en la solución en sus respectivas muestras.
3.5. Fases de la investigación
3.5.1. Fase I: Seleccionar tres (3) tipos de aceites vegetales comestibles de tres
(3) marcas diferentes que actualmente consume la población venezolana
3.5.1.1. Preguntas
En esta primera fase de la investigación se seleccionaron tres (3) tipos de
aceites a través de una encuesta que se realizó a un grupo de 25 personas. Dicha
encuesta está compuesta por tres (3) simples preguntas donde se contempla el
tipo de aceite vegetal más usado, el tipo de aceite que actualmente; a
consideración, se consigue en el mercado y la marca de aceite de su preferencia.
56
Con esta información se realizaron estadísticas para concluir que los tipos de
aceites que actualmente consume la población venezolana son los de soya, oliva y
canola.
3.5.1.2. Selección
Se procedió a seleccionar tres (3) marcas distintas para cada uno de los
diferentes tipos de aceites y a la obtención de los mismos. Los nombres de las
marcas no serán mencionados para proteger la integridad de las empresas que los
fabrican, debido a que el incide de acidez es una característica que está incluida
S
O
D
recolección de datos se enumeraron como N° 1, N°V2A
y N° 3 para cada uno
R
E
S
E
respectivamente.
R
OS
H
C
E
R
E
D
3.5.2. Fase II: Establecer los datos experimentales para el cálculo de la acidez de
en los estándares de calidad para aceites vegetales comestibles. En las tablas de
las diferentes marcas de aceites vegetales comestibles por medio de análisis
establecidos en la norma COVENIN.325:2001
3.5.2.1. Verificación y calibración del pH-metro
a. Se lavó y, posteriormente, se sumergió el electrodo en agua destilada,
donde se obtuvieron valores de pH cercanos a 6.
b. El pH-metro fue ajustado a modo de calibración y se registraron las
lecturas de las soluciones buffer o tampones de pH 4 y 7 respectivamente, según
las condiciones del fabricante y cuidando de lavar apropiadamente en electrodo
entre cada medición. Debió además verificarse la temperatura de funcionamiento,
esto es, la temperatura ambiental, que debe mantenerse en valores entre los 15 y
25 ºC para realizar las determinaciones.
57
c. Se midió el pH de una solución patrón o de control con un pH conocido
para verifica la correcta lectura del equipo. Este valor fue registrado para
determinar si el equipo está en condiciones de lectura.
d. Se lavó nuevamente el electrodo y se sumergió en su correspondiente
solución de mantención, cuidando de conservar una temperatura ambiental de 15
a 25 ºC.
3.5.2.2. Preparación del fenolftaleína al 1 % p/v
S
O
D
VA calibrada según las
fenolftaleína en polvo en una balanza analítica previamente
R
E
S
E
instrucciones del fabricante. Este se pasó
a un vaso de precipitado anteriormente
R
OS uso de una pipeta volumétrica, se adicionó
H
C
lavado con agua destilada
y,
haciendo
RE
E
D
25 mL de agua destilada y 25 mL de etanol, agitando con una varilla de vidrio
Para preparar 50 mL del indicador fenolftaleína al 1% p/v se pesaron 0,5 g de
hasta la disolución total del sólido.
3.5.2.3. Preparación y estandarización de la solución de NaOH 0.002 N
El NaOH sólido es una substancia higroscópica, es decir, tiene la propiedad
de absorber humedad del medio ambiente; además forma carbonatos de sodio
con facilidad, por lo tanto, no puede ser considerada como un patrón primario y
prepararse por pesada directa. Normalmente se prepara la solución a
aproximadamente 0.002 molar y se valora después con un patrón primario ácido.
Teniendo en cuenta que el peso molecular del hidróxido de sodio es de
39,99707 g.mol-,1 para preparar una solución de 2 litros de NaOH 0.002N exento
de carbonatos fue necesario:
1. Pesar 0.16 gramos aproximadamente de NaOH sólido, en una balanza
analítica previamente calibrada según las instrucciones del fabricante. Este se
58
pasó inmediatamente a un vaso de precipitado anteriormente lavado y se adicionó
la cantidad necesaria de agua destilada para disolver con la ayuda de una varilla
de vidrio.
2. Una vez disuelta la solución, se vertió en un matraz o balón aforado de
2000 mL, previamente lavado con agua destilada y se enrasó con la misma. Este
preparado debió almacenarse en envases de vidrio para evitar la carbonación de
la misma, recordando lavar varias veces el interior del envase con pequeñas
porciones de la disolución de NaOH que se desea estandarizar antes de su
almacenamiento.
S
O
D
VA
ER
S
E
SR
Para valorar la solución de NaOH 0.002 N se usó el patrón primario
HO
C
E
ER
hidrogenoftalato de potasio
D
Para la estandarización de la solución previamente preparada, se agregó la
solución de NaOH en una bureta de 50 mL anteriormente lavada con agua
destilada. Se tomó, con una pipeta volumétrica, una muestra de 25 mL de
hidrogenoftalato de potasio 0.002 N y se trasvasó a un vaso de precipitado de 150
mL, anticipadamente lavado con agua destilada. A continuación se agregaron 3
gotas del indicador fenolftaleína y se introdujo el electrodo en la porción de
muestra, ajustando por medio del sistema de corrección del pH-metro la
temperatura a la cual se llevó a cabo la determinación; fue necesario además
tener especial cuidado de que el electrodo se encontrara por encima del nivel del
agitador magnético. Se tomó el pH de la solución y luego se tituló con NaOH
agregando incrementos cada dos minutos hasta observar el cambio de coloración
del indicador a rosa pálido.
Con los datos de la estandarización se registró una ecuación de la recta,
donde el volumen del punto de equivalencia vino dado por la división del intercepto
59
con el eje X entre la pendiente de la recta. Para calcular la concentración del
hidróxido de sodio fue necesaria la siguiente ecuación:
(Ec. 3.1)
(Ec. 3.2)
Dónde:
V1: Volumen gastado de hidróxido de sodio.
C1: Normalidad del hidróxido de sodio.
S
O
D
VA
ER
S
E
R
S
C1: Normalidad del hidrogenoftalato
de potasio.
O
CH
E
R
DE
V2: Volumen de hidrógenoftalato de potasio.
3.5.2.4. Preparación de la solución de hidrogenoftalato de potasio 0.002 N
Teniendo en cuenta que el peso molecular del hidrogenoftalato de potasio es
de 204,23 g.mol-,1, para preparar una solución de 500 mL fue necesario pesar,
aproximadamente, 0.2 gramos del reactivo sólido en una balanza analítica
previamente calibrada. Este se trasvasó a un matraz o balón aforado de 500 mL,
anteriormente lavado con agua destilada y se procedió a enrasar con la misma.
3.5.2.5. Toma de datos experimentales a partir de la práctica de laboratorio
A. Método volumétrico:
Para la preparación de las muestras de aceite se realizó lo siguiente:
60

En un matraz Erlenmeyer se pesaron aproximadamente 10gr de aceite de
cada tipo y de las diferentes marcas.

Se preparó una solución alcohol etílico – éter con una proporción molar de
50:1.

En cada una de las muestras se colocó 10ml de la solución preparada de
alcohol etílico – éter y 3 gotas de fenolftaleína.

Se tituló con el NaOH, En el momento que el aceite cambia de color se
anotó el volumen de NaOH gastado.
S
O
D
VA
Todas las muestras fueron realizadas por duplicado para cada uno de los aceites.
ER
S
E
SR
HO
C
E
ER
B. Métodos Potenciometricos
D
Para la titulación con el pH-metro se realizó la misma preparación se las muestras
sin embargo al momento de titular con NaOH se agregó de a 5ml y se anotó el
valor de pH obtenido para cada punto. Se tituló hasta un volumen gastado de
NaOH entre los 30 a 35ml.
Figura. 3.1. Esquema de equipos para medición potenciometrica
61
De igual manera se realizó esta práctica para el conductimetro, anotando la
medida de conductividad para cada punto obtenido al agregar 5ml.
3.5.3. Fase III: Determinar el valor del índice de acidez resultante de los diferentes
métodos potenciométricos y volumétricos según los criterios establecidos en la
Norma COVENIN 325:2001 3ra Edición para las marcas de aceites comestibles
seleccionadas.
3.5.3.1. Acidez de los aceites vegetales comestibles
S
O
D
El cálculo del índice de acidez se basó en la norma
VACOVENIN 325:2001, el
R
E
Sel índice de acidez se expresa en %
E
cual indica que para la mayoría de los aceites
R
OlosSaceites fabricados con almendra, palmiste y
H
de ácido oleico; a excepción
de
C
E
R
E
D
coco, primero se procedió a calcular la acidez con la siguiente expresión:
(Ec. 2.10)
En donde A es la acidez expresada como porcentaje de ácido oleico, V es el
volumen de la solución de hidróxido de sodio gastados en la titulación para cada
una de las muestras de aceite, N es la normalidad de la solución de hidróxido de
sodio, G es la masa de la muestra expresada en gramos y el peso molecular del
ácido oleico es 282.
3.5.3.2. Índice de acidez de los aceites vegetales comestibles
Después de haber obtenido la acidez se procede a calcular el índice de
acidez usando la siguiente expresión:
(Ec. 2.12)
62
Siendo Ia el índice de acidez y A la acidez expresada como ácido oleico.
Este procedimiento se realiza para cada una de las muestras de aceites vegetales
preparadas en la laboratorio.
3.5.4. Fase IV: Comparar la efectividad de los métodos potenciometricos (pHmetro, conductimetro) y volumétricos en las marcas de aceite vegetales
comestibles seleccionados.
En la última fase de la investigación se realiza una comparación estadística
S
O
D
VA
de los datos obtenidos de índice de acidez para las diferentes muestras de aceites
ER
S
E
SR
(Soya, Oliva, Canola).
HO
C
E
ER
Se presentaran los datos en dos tablas, una donde muestre los resultados de
D
todos los índices de acidez obtenidos a través de los diferentes métodos
potenciometricos y por el método volumétrico, exponiendo de igual manera el valor
máximo permitido de porcentaje de ácido oleico.
Se calcula la media aritmética (Ec. 2.10), la desviación estándar (Ec. 2.11),
la desviación estándar relativa (Ec. 2.12) y el coeficiente de variación (Ec. 2.13) a
través de las ecuaciones que se enuncian en el trabajo de investigación, para así
determinar cuál es el coeficiente óptimo. De esa forma se determina el método
más eficiente. Todos estos valores se muestran en una segunda tabla.
CAPITULO IV
ANALISIS DE RESULTADOS
4.1. Seleccionar tres (3) tipos de aceites vegetales comestibles
Tabla 4.1. Encuesta para la selección de aceites vegetales
Tipo de aceite
Soya Maíz Canola
Preguntas
¿Qué tipo de aceite vegetal utiliza
10
¿Qué tipo de aceite consigue con más
Soya
Maiz
Canola
S6
O
7
D
VA
2
SER
E
R
S
15
HO
C
frecuencia en los supermercados?
E
DER
mayormente en su hogar?
Oliva
Oliva
0
4
6
Coco
0
0
Coco
Figura 4.1. ¿Qué tipo de aceite vegetal utiliza mayormente en su hogar?
En la gráfica que se presenta a continuación se expresan los resultados para
la primera pregunta (¿Qué tipo de aceite vegetal utiliza mayormente en su hogar?)
de la encuesta que se realizó para escoger los tipos de aceites. Como se muestra
en la gráfica los aceites de soya, canola y oliva son los más utilizados para
consumo hoy en día en los hogares.
64
Soya
Maiz
Canola
Oliva
Coco
Figura 4.2. ¿Qué tipo de aceite consigue con más frecuencia en los
supermercados?
S
O
D
VA
ER
S
E
R
(¿Qué tipo de aceite consigue con
más
frecuencia en los supermercados?) donde
S
O
H
ECde soya, canola y oliva son los productos que se
se encontró que elR
aceite
E
D
En la gráfica 4.2. Se expresan los resultados para la segunda pregunta
frecuentan en los anaqueles de los supermercados.
Para la última parte de la encuesta se preguntó la marca de aceite más usada
dentro de los tipos de aceites previamente escogidos (Soya, canola y oliva).
Debido a que el índice de acidez es una característica de calidad que debe
presentar todos los aceites vegetales comestibles, no se pueden nombrar las
marcas de aceites utilizadas, con el fin de proteger la integridad de los mismos.
Sin embargo, en el trabajo especial de grado se plasmaron de la siguiente
manera: Aceite #1, Aceite #2 y Aceite #3.
4.2. Establecer los datos experimentales para el cálculo de la acidez por
medio de análisis establecidos en la norma COVENIN 325:2001.
4.2.1. Estandarización del NaOH
Las concentraciones en las soluciones de NaOH no fueron las expresadas
por la norma COVENIN, esto es debido a que las normas establecen una solución
65
muy concentradas para la cantidad de muestra que indican, por lo que no se
podría apreciar con gran exactitud el punto de equivalencia de la solución (punto
en el cual la solución cambiaria de color a rosado pálido en el método visual). Para
reducir el error porcentual y para facilitar los cálculos matemáticos se estandarizo
el NaOH.
Los resultados se presentan a continuación en las siguientes tablas:
Tabla 4.2. Datos experimentales para la estandarización de la 1ra solución de
S
O
D
ml NaOH pH Vb*10^(-pH)VA
ER
S
0
3,61 E0,00E+00
R 3,79E-04
5OS4,12
CH10 4,45 3,55E-04
E
R
15
4,77
2,55E-04
DE
NaOH
20
25
29
30
35
40
5,13
5,72
7,58
8,08
9,13
9,73
1,48E-04
4,76E-05
7,63E-07
2,50E-07
2,59E-08
7,45E-09
Primera solucion pH-metro
0,0004
Vb*10^(-pH)
0,00035
0,0003
0,00025
0,0002
0,00015
0,0001
0,00005
0
0
10
20
30
40
50
ml NaOH
Figura 4.3. Estandarización de la primera solución de NaOH con pH-metro
66
En la tabla 4.3 se presenta la gráfica obtenida a través del método grafico de
Gran para la estandarización de la primera solución de NaOH.
Se tuvieron que preparar dos volúmenes de la solución para la realización
total de los experimentos. Se trató de buscar una concentración de NaOH
parecida en ambas soluciones. Ambas soluciones se estandarización y prepararon
por métodos potenciometricos.
Tabla 4.3. Datos experimentales de la estandarización de 2da solución de NaOH
ml NaOH
0
5
10
15
20
25
30
35
pH vb*10^(-pH)
3,5
0
3,99
5,12E-04
4,38
4,17E-04
4,76
2,61E-04
5,3
1,00E-04
7,72
4,76E-07
9,18
1,98E-08
9,83
5,18E-09
S
O
D
VA
ER
S
E
SR
HO
C
E
ER
D
segunda solucin pH-metro
0,0006
Vb*10^(-pH)
0,0005
0,0004
0,0003
0,0002
0,0001
0
0
10
20
30
40
ml NaOH
Figura 4.4. Estandarización de la segunda solución de NaOH con pH-metro
A partir de estas graficas se sacaron los datos de la recta para los cálculos
de la concentración de la solución. Para ambas graficas se tomaron las secciones
67
de la curva donde la tendencia de una recta se mantenía. Pudiéndose obtener las
siguientes concentraciones a partir de los cálculos realizados.
Tabla 4.4. Concentraciones de NaOH
Nro. de solución concentración NaOH
1
0,00183
2
2,05E-03
4.2.2. Recolección de datos experimentales
S
O
D
VA
En las tablas que se presentan a continuación se muestran los datos
ER
S
E
SR
obtenidos en la práctica de laboratorio para las diferentes muestras de aceites
HO
C
E
Se muestran
DER también las
vegetales seleccionados a partir de las encuestas realizas a un grupo de
personas.
gráficas obtenidas a partir de los datos
conseguidos y las ecuaciones expresadas en los capítulos anteriores por los
métodos potenciometricos (pH-metro y conductimetro).
Tabla 4.5. Datos experimentales para el método volumétrico
Muestra
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Tipo
Soya
Soya
Soya
Oliva
Oliva
Oliva
Canola
Canola
Canola
Peso (g)
10,842
10,4537
10,2174
10,0759
10,0162
10,2813
10,5802
10,0634
10,4439
10,6903
10,5001
10,4596
10,8407
10,6903
10,2065
10,0582
10,287
10,536
ml NaOH
20,9
20,8
17,3
17
18,4
20,1
30,6
30
20
20,7
30,4
30,4
20,7
20,4
19,9
19,7
20
20,2
N NaOH
1,83E-03
1,83E-03
1,83E-03
1,83E-03
2,05E-03
2,05E-03
2,05E-03
2,05E-03
2,05E-03
2,05E-03
2,05E-03
2,05E-03
1,83E-03
1,83E-03
2,05E-03
2,05E-03
2,05E-03
2,05E-03
68
SO
YA
#2
SO
YA
#1
Tabla 4.6. Datos experimentales para los aceites de soya
metodo pH
Conductimetro
ml NaOH pH (1) vb1*10^(-pH1) pH (2) vb2*10^(-pH2) conductividad (1) conductividad (2)
0
4,8
0
4,78
0
0,91
1
5
5,56
1,38E-05
5,57
1,35E-05
2,19
2,26
10
6,2
6,31E-06
6,18
6,61E-06
6,58
5,76
15
7,58
3,95E-07
7,3
7,52E-07
15,04
14,86
20
9,11
1,55E-08
9,28
1,05E-08
28,66
27,08
25
9,77
4,25E-09
9,85
3,53E-09
47,1
45,75
30
10,13
2,22E-09
10,15
2,12E-09
69,4
71,02
0
5,4
0
5,53
0
1,09
1
5
5,69
1,02E-05
5,72
9,53E-06
2,53
1,77
10
6,2
6,31E-06
6,25
5,62E-06
4,53
5,07
15
9,12
1,14E-08
8,82
2,27E-08
12,11
13,96
20
9,96
2,19E-09
9,67
4,28E-09
23,08
25,8
25
10,43
9,29E-10
10,16
1,73E-09
46,1
46,9
30
10,6
7,54E-10
10,42
1,14E-09
73,2
70,9
5
5,58
1,32E-05
5,64
1,15E-05
1,61
1,73
10
6,15
7,08E-06
6,25
5,62E-06
3,58
3,11
15
8,73
2,79E-08
8,6
3,77E-08
11,34
9,72
20
9,52
6,04E-09
9,51
6,18E-09
22,43
19,6
25
10,08
2,08E-09
9,9
3,15E-09
38,1
35,1
30
10,45
1,06E-09
10,35
1,34E-09
60,5
51,3
S
O
D
VA
ER
S
E
SR
SO
YA
#3
HO
C
E
ER
D
0,000016
0,000014
0,000012
0,00001
0,000008
0,000006
0,000004
0,000002
0
ml NaOH vs conductividad
80
60
muestra 1
muestra 2
µS/cm
Vb*10^(-pH)
ml NaOH vs vb1*10^(-pH1)
muestra 1
40
muestra 2
20
0
0
20
ml NaOH
40
Figura 4.5. Grafica de pH-metro para el
aceite de soya #1
0
20
ml NaOH
40
Figura 4.6. Conductividad para el aceite
de soya #1
69
ml NaOH vs vb1*10^(-pH1)
ml NaOH vs vb1*10^(-pH1)
0,000012
0,000006
muestra 1
0,000004
muestra 2
0,000002
0
0
10
20
30
ml NaOH
R
S
HO
40
C
E
R
DE
Figura 4.7. pH-metro para el aceite de soya #2
Vb*10^(-pH)
0,000008
0,000014
0,000012
0,00001
0,000008
0,000006
0,000004
0,000002
0
S
O
D
A
V
R
E
ES
0
10
20
muestra 1
muestra 2
30
40
ml NaOH
Figura 4.8. pH-metro para el aceite de soya #3
ml NaOH vs conductividad
ml NaOH vs conductividad
80
70
70
60
60
50
50
40
muestra 1
30
muestra 2
20
µS/cm
µS/cm
Vb*10^(-pH)
0,00001
40
30
muestra 1
20
muestra 2
10
10
0
0
0
10
20
30
40
ml NaOH
Figura 4.9. Conductividad para el aceite de soya #2
0
10
20
30
40
ml NaOH
Figura 4.10. Conductividad para el aceite de
soya #3
70
OL
IV
A
#3
OL
IV
A
#2
OL
IV
A
#1
Tabla 4.7. Datos experimentales para los aceite de oliva
5
10
15
20
25
30
35
0
5
10
15
20
25
30
35
0
5
10
15
20
25
30
35
5,49
6,04
6,84
8,34
8,42
9,3
9,6
5,37
5,6
6,15
7,8
9,15
9,71
10,08
10,34
5,3
5,57
6,16
7,78
9,13
9,75
10,1
10,4
1,62E-05
9,12E-06
2,17E-06
9,14E-08
9,50E-08
1,50E-08
8,79E-09
0
1,26E-05
7,08E-06
2,38E-07
1,42E-08
4,87E-09
2,50E-09
1,60E-09
0
1,35E-05
6,92E-06
2,49E-07
1,48E-08
4,45E-09
2,38E-09
1,39E-09
1,73E-05
8,51E-06
1,43E-06
9,57E-08
2,62E-08
1,34E-08
6,98E-09
0
1,35E-05
6,61E-06
4,13E-07
1,66E-08
5,60E-09
2,67E-09
1,79501E-09
0
1,26E-05
6,76E-06
4,74E-07
1,55E-08
4,45E-09
2,93E-09
1,71E-09
2,04
4,58
12,2
22,53
36,7
50,4
61,3
0,9
1,86
3,62
10,47
21,28
33,6
53,8
72,4
0,9
1,86
3,62
10,47
21,28
33,6
53,8
72,4
1,15
4,34
12,54
22,95
35,9
49,2
60,7
0,93
1,87
3,75
15,03
24,65
34,7
47,9
63,3
0,93
1,87
3,75
15,03
24,65
34,7
47,9
63,3
S
O
D
VA
ER
S
E
SR
HO
C
E
ER
D
5,46
6,07
7,02
8,32
8,98
9,35
9,7
5,33
5,57
6,18
7,56
9,08
9,65
10,05
10,29
5,36
5,6
6,17
7,5
9,11
9,75
10,01
10,31
ml NaOH vs vb1*10^(-pH1)
ml NaOH vs conductividad
0,00002
70
50
0,00001
muestra 1
muestra 2
0,000005
µS/cm
Vb*10^(-pH)
60
0,000015
40
muestra 1
30
muestra 2
20
10
0
0
0
20
ml NaOh
40
Figura 4.11. pH-metro para el aceite
de oliva #1
0
10
20
30
40
ml NaOH
Figura 4.12. Conductividad para el
aceite de oliva #1
71
ml NaOH vs vb1*10^(-pH1)
ml NaOH vs vb1*10^(-pH1)
0,000016
0,000016
0,000012
0,000014
0,000012
0,00001
0,000008
muestra 1
0,000006
muestra 2
0,000004
0,000002
0
10
20
DE
ml NaOH
30
40
0,000008
0,000006
0,000004
muestra 1
muestra 2
0,000002
0
0
10
20
30
ml NaOH
40
Figura 4.14. pH-metro para el aceite de oliva #3
Figura 4.13. pH-metro para el aceite de oliva #2
ml NaOH vs conductividad
ml NaOH vs conductividad
80
80
70
70
60
60
50
40
muestra 1
30
muestra 2
20
µS/cm
µS/cm
S
O
D
VA
0,00001
SER
S RE
O
H
C
RE
0
Vb*10^(-pH)
Vb*10^(-pH)
0,000014
50
40
muestra 1
30
muestra 2
20
10
10
0
0
10
20
30
40
ml NaOH
Figura 4.15. Conductividad para el aceite de oliva #2
0
0
10
20
ml NaOH
30
40
Figura 4.16. Conductividad para el aceite de oliva #3
72
A
N
O
LA
#2
C
A
N
O
LA
#1
Tabla 4.8. Datos experimentales para los aceites de canola
metodo pH
Conductimetro
ml NaOH pH (1) vb1*10^(-pH1) pH (2) vb2*10^(-pH2) conductividad (1) conductividad (2)
0
5,3
0
5,45
0
0,71
0,7
5
5,64
1,15E-05
5,78
8,30E-06
1,32
1,31
10
6,35
4,47E-06
6,43
3,72E-06
3,23
3,58
15
8,12
1,14E-07
8,28
7,87E-08
9,91
11,06
20
9,29
1,03E-08
9,4
7,96E-09
21,66
23,81
25
9,86
3,45E-09
9,85
3,53E-09
40,2
41,6
30
10,14
2,17E-09
10,14
2,17E-09
63,7
66,5
0
5,3
0
5,5
0
0,75
0,7
5
5,72
9,53E-06
5,8
7,92E-06
1,35
1,33
10
6,33
4,68E-06
6,49
3,24E-06
3,21
3,5
15
8,15
1,06E-07
8,26
8,24E-08
9,92
11,02
20
9,32
9,57E-09
9,35
8,93E-09
21,68
23,9
25
9,9
3,15E-09
9,9
3,15E-09
40,3
41,8
30
10,16
2,08E-09
10,18
1,98E-09
63,9
66,8
0
5,33
0
5,48
0
0,65
0,72
5
5,7
9,98E-06
5,78
8,30E-06
1,28
1,3
10
6,35
4,47E-06
6,45
3,55E-06
3,25
3,46
15
8,11
1,16E-07
8,2
9,46E-08
9,87
10,95
20
9,28
1,05E-08
9,32
9,57E-09
21,8
22
25
9,91
3,08E-09
9,85
3,53E-09
40
41,6
30
10,12
2,28E-09
10,15
2,12E-09
64,1
65,9
S
O
D
VA
ER
S
E
SR
C
HO
C
E
ER
C
A
N
O
LA
#3
D
ml NaOH vs conductividad
0,000014
70
0,000012
60
0,00001
50
0,000008
muestra 1
0,000006
muestra 2
0,000004
µS/cm
Vb*10^(-pH)
ml NaOH vs vb1*10^(-pH1)
40
muestra 1
30
muestra 2
20
0,000002
10
0
0
20
40
ml NaOH
Grafica 4.17. pH-metro para el aceite
de canola #1
0
0
20
ml NaOH
40
Grafico 4.18. Conductividad para el
aceite de canola #1
73
ml NaOH vs vb1*10^(-pH1)
ml NaOH vs vb1*10^(-pH1)
0,00001
0,000012
0,000008
0,00001
0,000006
muestra 1
0,000004
muestra 2
0,000002
0
0
10
20
30
40
H
C
E
R
ml NaOH
DE
R
S
O
Grafico 4.19. pH-metro para el aceite de canola #2
Vb*10^(-pH)
Vb*10^(-pH)
0,000012
0,000006
R
E
S
E
0,000004
0,000002
0
10
20
30
40
Grafico 4.20. pH-metro para el aceite de canola #3
ml NaOH vs conductividad
70
70
60
60
50
50
muestra 1
muestra 2
20
µS/cm
µS/cm
muestra 2
ml NaOH
80
30
muestra 1
0
ml NaOH vs conductividad
40
S
O
D
VA
0,000008
40
30
muestra 1
20
muestra 2
10
10
0
0
0
0
10
20
30
40
ml NaOH
Grafico 4.21. Conductividad para el aceite de canola
#2
10
20
30
40
ml NaOH
Grafico 4.22. Conductividad para el aceite de canola
#3
Como se puede apreciar desde la tabla 4.5 hasta la tabla 4.8 así como en las
figuras desde el 4.5 hasta el 4.22 los datos se recolectaron con la mayor precisión
posible y tratando en lo posible de minimizar errores humanos.
4.3. Determinar el valor del índice de acidez resultante de los diferentes
métodos potenciometricos según los criterios establecidos en la
Norma COVENIN 325:2001 para las marcas de aceites vegetales
comestibles seleccionadas.
S
O
D
VA
Posteriormente a la toma de datos, se tomaron los puntos de las gráficas
ER
S
E
R
S
obtuvieron los datos de M y B. O
Para
el caso del pH-metro se realizó la regresión
CH (sin incluir cuando los ml de la solución NaOH son
E
lineal con los 3 primeros
puntos
R
E
D
igual a 0), mientras que para el caso del conductimetro se utilizaron los últimos 4
donde la curva tendía a una línea recta y a través de la regresión lineal se
puntos, después se procedió a despejar el valor de X haciendo Y=0 para obtener
los mililitros en la cual se produjo el cambio con el fin de proceder al cálculo de la
acidez y el índice de acidez en las muestras preparadas.
(Ec. 4.1)
A continuación se muestran a través de tablas, los porcentajes de acidez
obtenidos a partir de los datos obtenidos de ml de NaOH por el método grafico de
Gran y las ecuaciones 2.10 y 2.12 que expresa la norma para el cálculo del índice
de acidez.
De igual manera se muestra el porcentaje de acidez que se calculó a través
del método volumétrico.
75
4.3.1. pH-metro
Tabla 4.9. Cálculo del índice de acidez usando el pH-metro.
Muestra
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Tipo
Soya
Soya
Soya
Oliva
Oliva
Oliva
Peso (g)
10,842
10,4537
10,2174
10,0759
10,0162
10,2813
10,5802
10,0634
10,4439
10,6903
10,5001
10,4596
10,8407
10,6903
10,2065
10,0582
10,287
10,536
m
-1,3E-06
-1,3E-06
-1,0E-06
-9,5E-07
-1,3E-06
-1,1E-06
-1,4E-06
-1,6E-06
-1,2E-06
-1,3E-06
-1,3E-06
-1,2E-06
-1,1E-06
-8,2E-07
-9,4E-07
-7,8E-07
-9,9E-07
-8,2E-07
D
Canola
Canola
acidez
0,072
0,076
0,078
0,078
0,087
0,084
0,090
0,090
0,085
0,082
0,075
0,076
0,070
0,072
0,085
0,085
0,084
0,081
indice de acidez
0,143
0,152
0,155
0,156
0,174
0,168
0,180
0,180
0,169
0,164
0,149
0,152
0,139
0,143
0,170
0,169
0,167
0,162
S
O
D
VA
ER
S
E
SR
HO
C
E
ER
Canola
b
2,0E-05
2,0E-05
1,6E-05
1,5E-05
2,0E-05
1,7E-05
2,3E-05
2,5E-05
1,9E-05
2,0E-05
2,0E-05
1,9E-05
1,7E-05
1,2E-05
1,4E-05
1,2E-05
1,5E-05
1,2E-05
4.3.2. Conductimetro
Tabla 4.10. Cálculo del índice de acidez usando el conductimetro
Muestra
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Tipo
Soya
Soya
Soya
Oliva
Oliva
Oliva
Canola
Canola
Canola
Peso (g)
10,842
10,4537
10,2174
10,0759
10,0162
10,2813
10,5802
10,0634
10,4439
10,6903
10,5001
10,4596
10,8407
10,6903
10,2065
10,0582
10,287
10,536
m
4,07
4,39
5,01
4,51
3,81
3,17
2,20
2,13
3,47
2,18
3,47
2,28
4,20
4,27
4,22
4,29
4,23
4,39
b
-53,46
-61,90
-77,84
-64,33
-54,83
-43,92
-33,67
-29,42
-50,19
-31,40
-50,19
-33,40
-65,25
-62,76
-63,59
-63,08
-63,78
-66,58
acidez
0,062
0,070
0,078
0,073
0,083
0,078
0,084
0,079
0,080
0,078
0,071
0,072
0,074
0,071
0,085
0,084
0,085
0,083
indice de acidez
0,124
0,138
0,156
0,145
0,165
0,155
0,166
0,158
0,159
0,155
0,141
0,144
0,147
0,141
0,170
0,168
0,169
0,166
76
4.3.3. Método Volumétrico
Tabla 4.11. Cálculo del índice de acidez a través del método volumétrico
Muestra
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Tipo
Soya
Soya
Soya
Oliva
Oliva
Oliva
Peso (g)
10,842
10,4537
10,2174
10,0759
10,0162
10,2813
10,5802
10,0634
10,4439
10,6903
10,5001
10,4596
10,8407
10,6903
10,2065
10,0582
10,287
10,536
Canola
Canola
indice de acidez
0,198
0,204
0,174
0,173
0,211
0,225
0,333
0,343
0,220
0,223
0,333
0,334
0,196
0,196
0,224
0,225
0,224
0,220
S
O
D
VA
ER
S
E
SR
HO
C
E
Canola
ER
D
acidez
0,099
0,103
0,087
0,087
0,106
0,113
0,167
0,172
0,111
0,112
0,167
0,168
0,099
0,098
0,113
0,113
0,112
0,111
Como se muestra en las tablas 4.9, 4.10 y 4.11, existe una variación en los
índices de acidez para cada uno de los métodos y esto es debido a la eficacia de
cada uno. El más notable en este caso es para el método volumétrico donde los
datos obtenidos se separan en gran medida con respecto a los métodos
potenciometricos. Por otra parte tenemos que aunque los valores para el pH-metro
y el conductimetro son muy parecidos, el conductimetro tiene una mayor precisión
al momento de alcanzar el punto de equivalencia de la solución, punto clave para
calcular la acidez como porcentaje de ácido oleico y posteriormente el índice de
acidez.
Cabe destacar que una de las características primordiales del aceite de oliva
es que tiene un porcentaje de ácido oleico mayor que cualquier otro tipo de aceite,
por esta razón es posible conseguir valores de índice de acidez para el aceite de
77
oliva que estén muy cercanos a los valores máximos permitidos por la Norma
COVENIN 325:2001.
A su vez, el aceite de canola para las dos últimas muestras tiene un índice
de acidez un poco elevado, esto se podría deber al tiempo de almacenamiento de
este aceite dentro del laboratorio.
4.4. Comparar la efectividad de los métodos potenciometricos (pH-metro y
conductimetro) en las marcas de aceite vegetales comestibles
S
O
D
VA
seleccionados.
ER
S
E
En la tabla 4.12 se muestra los R
resultados estadísticos del análisis de las
S
O
H y los métodos estudiados. La primera columna
C
muestras para los aceites
utilizados
E
R
E
de resultados,D
corresponde a la medida aritmética de las muestras, la segunda
columna indica la desviación estándar para cada una de los aceites, la tercera
columna indica la desviación estándar relativa para cada variedad de aceite y,
finalmente, la cuarta columna corresponde al porcentaje del coeficiente de
variación.
Tabla 4.12. Resumen estadístico de los resultados obtenidos de todos los
métodos estudiados.
Titulacion Volumetrica
Titulacion
potenciometrica (pHMetro)
Titulacion
potenciometrica
(Conductimetro)
SOYA
OLIVA
CANOLA
SOYA
OLIVA
CANOLA
SOYA
OLIVA
CANOLA
X ̅ (g/100 mL)
0,20
0,30
0,21
0,16
0,17
0,16
0,15
0,15
0,16
σ (g/100 ml )
0,02
0,05
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
DER (ppmil)
95,28
181,29
60,51
64,01
73,51
78,11
90,74
56,90
71,47
CV (%)
9,53%
18,13%
6,05%
6,40%
7,35%
7,81%
9,07%
5,69%
7,15%
78
De los estudios potenciometricos señalados anteriormente se resalta la
desviación estándar y el coeficiente de variación, los cuales fueron considerados
como una medida de la repetitividad del método. A pesar de que la desviación
estándar para la mayoría de los métodos presento valores por debajo del 10%;
cuyo valor cabe dentro de la definición de aceptable para el coeficiente de
variación, se observó que el coeficiente de variación optimo fue obtenido por la
titulación potenciometrica a través del conductimetro, con valores que varían entre
7 a 9% para todos los aceites vegetales estudiados.
S
O
D
Avan desde 6% a 18%
simulares entre cada uno de los aceites, con valoresV
que
R
E
S las titulaciones potenciometricas.
para la titulación volumétrica y de 6% a R
8%E
para
OS
H
C
E
R
E
D
Tomando en cuenta el valor máximo permitido por la Norma COVENIN
Por otro lado, los métodos presentan coeficientes de variación notoriamente
325:2001 para el índice de acidez, se observó que para el método volumétrico se
encuentran en el tope de acidez permitida y para los métodos potenciometricos se
localizan en rangos menores en comparación a la titulación volumétrica, con
algunas excepciones para el aceite de oliva.
CONCLUSIONES
Se seleccionaron como objetos de estudio, 3 diferentes tipos de aceites
vegetales que consume la población venezolana de manera cotidiana, de estos 3
diferentes tipos se escogieron 3 marcas distintas. En cuanto a la preparación de
las muestras para su posterior análisis, fue necesario tener especial cuidado con
el tiempo de almacenamiento después de haber abierto cada una de las botellas,
con el fin de prevenir la contaminación y el cambio de propiedades de las
muestras.
S
O
D
VA
ER
S
E
Ren cuanto a la medición del índice de
titulación volumétrica o métodoO
visual,
S
H
Ccomestibles
E
acidez en aceites vegetales
de diferentes tipos. Igualmente, en cuanto
R
E
D
a la forma de procesar los resultados obtenidos experimentalmente, la titulación
El método de titulación potenciometrica es más preciso que el método de
potenciometrica para el conductimetro resulto tener una mayor efectividad con el
método grafico de Gran; que al utilizar el pH-metro.
Se observaron discrepancias en cuanto a los resultados analíticos obtenidos
con el método Volumétrico, debido que la detección del punto de equivalencia se
realiza mediante el viraje de color de un indicador químico, lo que presenta la
desventaja de depender enormemente de la apreciación del analista.
En líneas generales, el método de titulación potenciométrica ofrece puntos
de equivalencia más confiables, obteniendo mejores resultados al disminuir la
cantidad de errores de medición humana. Sin embargo, se requiere un mayor
tiempo de análisis para su aplicación en comparación con las titulaciones
volumétricas por lo que, en base a los resultados obtenidos, se justifica el uso de
titulaciones volumétricas en aquellos casos en que se requiera una medición
rápida y aproximada.
RECOMENDACIONES
Emplear el método de titulación potenciométrica para la determinación del
índice de acidez en aceites vegetales comestibles, haciendo uso del gráfico de
Gran.
Al utilizar el método del gráfico de Gran en titulaciones potenciométricas,
eliminar los puntos de la valoración en los que se cometen más errores, es decir,
los puntos iniciales de la valoración y los que están muy próximos al punto de
equivalencia.
S
O
D
VA
ER
S
E
R
Aplicar el método de titulación
potenciométrica
para la estandarización de
S
O
H
EC en el laboratorio.
diversas disoluciones
utilizadas
R
E
D
Realizar análisis del índice de acidez en otros aceites vegetales de diferentes
tipos y marcas, en diferentes condiciones de almacenamiento y compararlas con
las obtenidas en este trabajo especial de grado.
Realizar diferentes pruebas estipuladas por la Norma COVENIN para la
determinación de parámetros que rigen la calidad de los aceites.
81
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Anexos
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1. Toma de datos del método volumétrico a aceite
de oliva.
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2. Punto de equivalencia alcanzado a través del
método potenciometrico para aceite de soya.
3. Toma de datos del método volumétrico a aceite
de oliva.
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4. Punto de equivalencia alcanzado a través del
método volumétrico para aceite de canola.
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5. pH-metro utilizado para las pruebas. Marca
BOECO BT-500
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6. Toma de datos de laboratorio a través del
método potenciometrico (pH-metro).
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