relatorio qa 10-dez

Escola Superior de Tecnologia da Saúde de Coimbra

Determinação da Concentração de

Ácido Fosfórico num Refrigerante

Dietética e Nutrição, 1º ano

Química Alimentar (prática) – Isabel Andrade

Marta Leal

10 de Dezembro de 2010

Química Alimentar (prática)

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Índice

Introdução……………………………………………………………………………………………………………………..3

Materiais e Métodos……………………………………………………………………………………………………..6

Resultados……………………………………………………………………………………………………………………..8

Conclusão……………………………………………………………………………………………………………………12

Bibliografia………………………………………………………………………………………………………………….13


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Introdução

O ácido fosfórico, apesar de ser o ácido mais comum do fósforo e ser usado

por indústrias na fabricação de refrigerantes, xaropes e fertilizantes, é um elemento

pouco conhecido pela população. Este ácido, quando consumido em excesso, pode

provocar alguns malefícios à saúde, como, por exemplo, interferir na absorção e

utilização do cálcio pelos ossos, prejudicando sua formação e levando futuramente a

uma osteoporose.1

Coca-Cola é a marca de refrigerante com sabor de noz-de-cola pertencente à

The Coca-Cola Company comercializada em mais de 200 países. O refrigerante

normal tem como ingredientes, água gaseificada, açúcar, extracto de noz de cola,

cafeína, corante caramelo IV, ácido fosfórico (E338) e aroma natural. É um produto

não alcoólico, sem glúten e não contém quantidades significativas de proteínas,

gorduras totais, gorduras saturadas, gorduras trans e fibras alimentares.2

A fórmula exacta da Coca-Cola é um segredo industrial protegido por várias

patentes, e nem sequer são conhecidas quais as matérias-primas usadas.

Uma reacção ácido-base é, muitas vezes, utilizada em laboratório como ponto

de partida para a determinação rigorosa da concentração desconhecida de uma

solução, ácida ou alcalina, sendo o processo utilizado, neste caso, designado de

titulação ácido-base ou volumetria de ácido-base.3

Para que seja possível realizar a titulação é necessário ter em conta três

aspectos importantes: a) o conhecimento da reacção química, que deve ser única,

rápida e completa; b) a medição rigorosa de volumes e massas; c) a detecção do


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ponto final da titulação, através de uma variação brusca de uma propriedade, física ou

química, do titulado, que deve ser facilmente detectável.3

Uma titulação, então, não é mais que a adição de uma solução titulante contida

numa bureta a uma solução contida num Erlenmeyer, o titulado, até se atingir o ponto

de equivalência, que corresponde à situação em que todo o titulado reagiu

completamente com o titulante – reacção completa e estéquiométrica.4

Na prática é muito difícil detectar exactamente o ponto de equivalência, sendo,

por isso, detectado o ponto final através da variação brusca de uma propriedade do

titulado. O ponto final raramente coincide com o ponto de equivalência,

correspondendo a um ligeiro excesso (ou defeito) de volume do titulante adicionado.

Chama-se erro de titulação à menor diferença possível entre o ponto de equivalência

e o ponto final.4

A detecção do ponto final pode ser realizada através de um indicador

colorimétrico de ácido-base ou um medidor de pH.4

Numa titulação colorimétrica é utilizada a alteração de uma propriedade física,

a cor, para a determinação do ponto de equivalência/ponto final.4

Um indicador colorimétrico de ácido-base é uma substância (ácido ou base

orgânica, fracos), em solução aquosa, ou outra, cuja cor varia num intervalo de pH

conhecido. Para que a titulação seja executada correctamente, deve ser possível

escolher um indicador que assinale, da forma mais precisa possível, o momento em

que se atingiu o ponto de equivalência.4

Devido à coloração da Coca-Cola era impossível realizar uma titulação

colorimétrica, pois não iríamos conseguir identificar o ponto de viragem, sendo assim,

utilizamos um medidor de pH – titulação potenciométrica.


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Estequiometria: baseia-se na lei da conservação das massas, na lei das proporções

definidas e na lei das proporções múltiplas. Em geral, as reacções químicas combinam

proporções definidas de compostos químicos. Já que a matéria não pode ser criada ou

destruída, a quantia de cada elemento deve ser a mesma em antes, durante e após a

reacção.

Por o NaOH ser um sólido higróscópico, é impossível obter-se a concentração

exacta de hidróxido de sódio, pois a absorção da humidade aumenta o número de

moléculas a ele associadas. Por isso é necessário realizar uma aferição da solução de

NaOH, utilizando para isso um padrão primário de hidrogenoftalato de potássio

(HFK) de acordo com a seguinte reacção:

C6H4(COOH)COOK (aq) + NaOH (aq) C6H4(COONa)COOK (aq) + H20 (l)

Objectivos:

o Aferição do título de uma solução de hidróxido de sódio a partir de um padrão

primário;

o Determinação experimental da concentração de ácido fosfórico num

refrigerante;


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Material e Métodos

Materiais:

o Balança;

o Gobelé;

o Vareta de vidro;

o Balão de diluição;

o Balão de Erlenmeyer;

o Funil;

o Bureta;

o Suporte universal;

o Pipeta;

o Pompete;

o Placa de aquecimento;

o Medidor de pH;

o Eléctrodo e Agitador Magnético;

o Pipeta de Pasteur;

o Fenolftaleína;

o Água destilada;

o Hidrogenoftalato de potássio;

o Coca-cola;

o Bata;

o Luvas;


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Métodos: o trabalho desenvolvido foi baseado no protocolo experimental fornecido

na própria aula.

o Preparação da solução de NaOH;

o Aferição da solução de NaOH;

o Determinação da concentração de Ácido Fosfórico;

É necessário referir que todos os procedimentos foram realizados com a

utilização de luvas e bata, bem como com o cuidado de não aspirar os vapores

provenientes dos reagentes utilizados, por questões de segurança.


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Resultados

Cálculos:

1. Preparação da solução de NaOH;

Partimos de uma solução de NaOH de 0,2M (mol/L)

M(NaOH)

= 40 g/mol

Pesagem efectuada: 2,0485g

2. Aferição da solução de NaOH:

Pela estequiometria da reacção partimos de uma solução de HFK de 0,2M (mol/L)

Titular: 20ml de HFK

M(HFK)

= 204,23 g/mol

HFK = ?

0,2 mol ________________ 1000 ml

mol __________________ 250 ml

=

= 0,05 mol

=

= 0,05 x 40 = 2,0g

0,2 mol ________________ 1000 ml

mol __________________ 20 ml

=

= 0,004 mol

=

= 0,004 x 204,23

= 0,81692g


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1ª Pesagem efectuada: 0,8169g

2ª Pesagem efectuada: 0,8170g

Média das massas: 0,81695g

1º Volume de titulante gasto: 19,60 ml

2º Volume de titulante gasto: 19,90 ml

Média dos Volumes: 19,75ml

3. Determinação da concentração de ácido acético fosfórico:

Volume de H3PO4: 50 ml = 0.05L

Volume (ml) pH –

1ª Tit.

pH –

2ª Tit.

pH

médio

0,0 2.39 2.55 2.47

0,5 2.63 2.72 2.68

1,0 3.36 3.14 3.25

1,5 4.96 4.75 4.86

2,0 5.54 5.38 5.46

2,5 5.82 5.73 5.76

3,0 6.04 5.95 5.99

3,5 6.22 6.18 6.20

4,0 6.39 6.34 6.37

4,5 6.52 6.50 6.51

5,0 6.66 6.63 6.65

5,5 6.81 6.81 6.81

6,0 6.99 6.99 6.99

6,5 7.17 7.15 7.16

7,0 7.39 7.37 7.38

CNaOH

=

x

=

x

= 0,20254 mol/L


10

7,5 7.66 7.74 7.70

8,0 8.18 8.27 8.23

8,5 9.01 9.13 9.07

9,0 9.52 9.60 9.56

9,5 9.85 9.86 9.86

10,0 10.01 10.07 10.04

Volume gasto no 1º ponto de viragem: 0,0015 L

Volume gasto no 2º ponto de viragem: 0,009 L

Volume médio utilizado: 5,25x10-3

L

V(H3PO4) =

= 5,25x10

-3 L

C(H3PO4) x V(H3PO4) = C(NaOH) x V(NaOH)

C(H3PO4) x 0,05 = 0,20254 x 5,25x10-3

C(H3PO4) = 0,021267 mol/L

Depois de efectuados os cálculos é possível constatar que concentração de

ácido fosfórico na Coca-Cola não é muito significativa, o que afasta os efeitos

prejudiciais a ele associados. Contudo, isso não significa que se possa consumir o

refrigerante em grande quantidade.

Por o valor de ácido fosfórico não vir referenciado em nenhuma tabela

nutricional é impossível fazer uma comparação entre o valor real (a concentração no


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produto quando embalado) e o valor obtido, o que nos impede de ter uma noção

exacta do desvio percentual associado aos resultados.

É também necessário ter em conta todos os erros inerentes ao procedimento,

sejam eles sistemáticos ou aleatórios, podem ter contribuído para qualquer diferença

entre o valor real da acidez e o valor obtido.


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Conclusão

Depois de uma análise da actividade laboratorial é necessário destacar alguns

factores importantes: a necessidade da utilização de um padrão primário para a

aferição rigorosa da concentração da solução de hidróxido de sódio, a importância da

realização de mais que um ensaio para a minimização dos erros e a determinação o

mais precisa possível da concentração de ácido fosfórico.

Sendo assim podemos concluir que, apesar da concentração de E338 por litro

não ser muito elevada e de à partida não comportar grandes riscos inerentes a este

ácido isso não pode significar um consumo despreocupado de refrigerantes (a Coca-

Cola em particular).


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Bibliografia

1. SHVOONG. Determinação da Concentração de Ácido Fosfórico em

Bebidas à base de Cola (em português). Página visitada em Janeiro de

2011.

2. COCA-COLA Brasil. Informações nutricionais, ingredientes, validade

(em português). Página visitada em Janeiro de 2011.

3. DANTAS, M.C., et al. Jogo de Partículas, Química - 11º ano, Ciências

Físico-Químicas (1ª Ed.), Texto Editora, LDA., Lisboa. 2004;

4. SIMÕES, T.S., et al. Química em Contexto, Química A – 11º ano,

Ciências Físico-Químicas (1ª Ed.), Porto Editora, Porto. 2008

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