Determinacion De Ácido Fosfórico En Bebidas Gaseosas

1. Objetivos:

* Determinar la concentración ácido fosfórico en una bebida gaseosa disponible en el mercado nacional (Coca-Cola).
* Emplear la espectroscopia de absorción UV-Visible en la determinación de la concentración de analitos, en este caso ácido fosfórico.
* Verificar el cumplimiento de la ley de Beer-Lambert.

2. Introducción:

La espectroscopia UV-Visible seencarga del análisis de la radiación (en el rango de 200nm - 780nm) que es absorbida, o transmitida, por una sustancia (generalmente en solución). Tener presente que, para que una radiación electromagnética interaccione con alguna sustancia, la longitud de onda de la radiación debe ser del mismo tamaño o menor a las dimensiones al cuerpo a analizar1. En este sentido la espectroscopia UV-visibleinteracciona con las moléculas, más específicamente con los electrones de los enlaces presentes en ella, produciendo saltos entre los diferentes orbitales moleculares que pudieran existir. La gran limitación que presenta esta técnica es que también provoca cambios vibracionales y rotacionales en la molécula, razón por la cual el espectro casi siempre se observa en forma de campanas (picosrelativamente anchos y continuos). Sin embargo, si nos permite identificar muy bien los saltos entre los orbitales en estado basal y estado excitado:

Evidentemente los saltos más altos demandaran mayor energía y una menor longitud de onda, estos saltos serán σ→σ*, luego estarán los π→π*, y los de menor energía η→π*, σ*.2,3
Ley de Beer – Lambert
Esta ley es producto de la contribución de sus dosparticipes, y su deducción parte con un haz de luz (de cierta longitud de onda) con una intensidad inicial (I); esta al atravesar la muestra comenzara a absorber cierta cantidad de luz que será directamente proporcional a la concentración de la muestra por cada diferencial de longitud que atraviese. La igualdad se dará con la correspondiente constante de proporcionalidad1,5:
dI=-k*c*I*dLDonde, el signo menos es porque la intensidad de luz decrece,” c” es la concentración,” I” la intensidad de la luz y “L” es la longitud de la celda. Acomodando apropiadamente e integrando en la longitud de la celda a utilizar se obtiene la siguiente relación:

lnIoIf=k*c*L
Esta relación se cumplirá en general, sin embargo para concentraciones bajas (c < 0.01M) la ecuación se puede aproximarcomo:
A=lgIoIf=ε*c*L Ley de Beer-Lambert
Donde “A” es absorbancia, y “ε” es el coeficiente de extinción molar (propio de cada muestra a una longitud de onda determinada). Además en general esta relación se cumplirá cuando la absorbancia este entre 0 y 2.2,5
Determinación de fosfatos
Para la medición de fosfatos hay diversos métodos como: el verde de malaquita, el Mo-Blue, elcolorimétrico, entre otros. En el experimento desarrollado se analizó y utilizo el Método Colorimétrico, este consiste en hacer reaccionar una muestra de fosfatos con una solución de molibdato de amonio (en medio ácido) en presencia de vanadio, que también reacciona, y dan lugar al vanadomolibdofosfato de amonio. La ecuación de la reacción se muestra a continuación:(PO4)-3+(VO3)-+11(MoO4)-2+22H+→P(VMo11O40)-3+11H2O
Esta especie (NH4)3PVMo11O40 es soluble en agua, su solución es de color amarillo y su intensidad es proporcional a la cantidad de fosfatos de partida. Entonces al analizarlos en un espectrómetro UV-Visible absorberá cerca de los 420nm. Esto puede presentar un problema dependiendo del origen de la muestra, púes especies como Fe (+3), silicatos y arseniatos absorben a longitudes deonda cercanas, por eso es necesario correr un blanco en el análisis.4,5
3. Materiales, reactivos y equipos:

* 6 fiolas de 100mL
* 1 pipeta de 10mL
* 1 pipeta graduada de 1mL
* 1 luna de reloj
* 1 erlenmeyer de 250mL
* KH2PO4 (p.a.)
* Reactivo colorante (preparado con 0,1 g de NH4VO3 en 15 mL de HNO3(cc), 4g de (NH3)6Mo7O24.4H2O(s) en 40 ml de agua, y...