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1 DETERMINAÇÃO DA ACIDEZ TOTAL EM VINHO BRANCO 1 Introdução Nas últimas décadas, a elaboração e o consumo de vinhos têm crescido cada vez mais no âmbito internacional (NASCIMENTO, 2005). O vinho pode ser definido, de acordo com a portaria nº 229 do Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA), como sendo a bebida obtida da fermentação alcoólica do mosto de uva sã, fresca e madura (MAPA). O controle de algumas propriedades é de fundamental importância para a qualidade dos vinhos. Os principais tipos de vinhos são os: tintos, brancos e roses ou rosados (FERREIRA et al, 2010). Para que os vinhos brancos, assim como outros tipos, apresentem uma boa qualidade, estes são analisados e alguns parâmetros são fixados. Dentre algumas propriedades importantes, podemos citar a acidez e o pH, que contribuem para uma boa formação do mostro, além de participarem das características organolépticas dos vinhos, influenciando na estabilidade e coloração (NASCIMENTO, 2005). A acidez do vinho é dada principalmente pela presença dos ácidos tartárico, málico cítrico e acético e esta varia em função das condições climáticas, da variedade de uva, dos métodos de cultivo adotados durante o desenvolvimento da videira, dos métodos empregados durante a vinificação (acidificação ou desacidificação) e da ocorrência de alguma enfermidade de origem microbiológica. Sendo a concentração de ácido no vinho um importante parâmetro tecnológico em enologia, o profissional precisa ter domínio sobre as práticas relacionadas, para que determine a acidez total de mostros e vinhos com exatidão e precisão e assim possa controlar a maturação da uva e, juntamente com outros parâmetros, defina a data de colheita, para que possa controlar alterações indesejáveis, acompanhar os processos de vinificação, estabilização e caso necessário, realize as devidas intervenções (BACCAN et al, 2004) O ácido tartárico é o mais forte entre os ácidos orgânicos do vinho e, por isso, influi de modo determinante no pH e nas características sensoriais dos vinhos. Este fato motiva o uso da unidade “gramas/Litro de ácido tartárico” para exprimir a acidez total de uma amostra de vinho. Dentro dos padrões comerciais, a acidez do sumo fica no internado de 0,6 à 0,9% (expresso como a quantidade de ácido tartárico por 100 mL de sumo ou vinho) (BRASIL, 1999). 2 Para a determinação da acidez total em vinhos, geralmente é utilizada a titulação de neutralização como método analítico. A titulação é um dos processos mais utilizados em química analítica quantitativa. É uma técnica volumétrica em que através da medição rigorosa de volumes é possível determinar a concentração de uma solução, utilizando outra solução cuja concentração é conhecida (solução padrão). Amplamente utilizada para determinação de várias espécies químicas em concentrações moderadas a elevadas. É muito empregada em diversas matrizes (alimentos, medicamentos, produtos agrícolas, etc) para determinação de parâmetros químicos tais como acidez, alcalinidade, dureza de águas, índice de iodo, demanda química de oxigênio (DQO), etc., (SKOOG, 2006). Em face do exposto, este trabalho teve como principal objetivo determinar a concentração de ácido tartárico (acidez total) em vinho branco, através da aplicação da titulação potenciométrica. 2 Objetivos Fornecer aos estudantes os conceitos básicos, sob o ponto de vista prático, da Química Analítica Quantitativa envolvendo análise instrumental por titulação potenciométrica para determinação de analitos orgânicos em amostras reais. Determinar o ponto de equivalência empregando diferentes métodos de localização de ponto final e uso de tratamento estatísticos de dados. 3 Metodologia 3.1 Titulação Potenciométrica de Neutralização: Base Forte - Ácido Forte (NaOH x HCl) A solução de NaOH foi padronizada de acordo com o seguinte procedimento: a - Em função de uma amostra de HCl com concentração ao redor de 0,10 mol L -1 , foi calculado o volume de solução padrão 0,10 mol L -1 de NaOH a ser adicionado para atingir o ponto de equivalência e finalizar a titulação tomando-se uma alíquota de 10 mL do ácido. b – Foi montada a célula potenciométrica. Pipetou-se 10 mL de solução 0,10 mol L -1 HCl, transferiu a alíquota a um béquer apropriado e adicionou cerca de 90 mL de água destilada ou deionizada. Foi introduzida a barra magnética na solução e mergulhou na mesma o eletrodo indicador e o de referência, cuidando para que o volume final seja suficiente para cobrir os eletrodos. 3 c - Mediu e anotou o pH inicial. d – Foi titulado com solução padronizada 0,10 mol L -1 de NaOH, e foi adicionando-se pequenas alíquotas de 0,20 mL até próximo do ponto final, medindo-se a mudança de potencial ou valores de pH. Ao redor do ponto final adicionou alíquotas ao redor de 0,20 mL, e finalizou após excesso da base. e – Foi traçado o gráfico para determinar o ponto de equivalência (PE). 3.2 Aplicação da titulação potenciométrica: determinação de ácido tartárico em vinho 3.2.1 Soluções, Reagentes e Amostras Solução de ácido clorídrico (HCl) 0,10 mol L-1 Solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,10 mol L-1 Amostra de vinho branco. 3.2.2 Equipamentos e Vidrarias pHmetro (EVEN PHS-3E) equipado com eletrodo de vidro combinado e as, respectivas, soluções tampão de calibração pH 4,0 e pH 7,0. Agitador magnético (THELGA) e barra magnética pequena Uma Célula de vidro ou béquer com capacidade de 100 e 250 mL Bureta de vidro com capacidade de 25 mL Pipetas volumétricas de 1,0; 10; 25 e 50 mL Erlenmeyer com capacidade de 125 mL Balão volumétrico com capacidade de 100 mL Base universal e fixador de bureta. 3.2.3 Procedimento para Análise da Amostra de Vinho Com auxílio de uma pipeta volumétrica, foi transferido 10 mL de vinho (branco) para a célula de titulação ou béquer de 100 mL, adicionando em seguida, aproximadamente, 20 mL de água destilada ou quantidade suficiente para cobrir o diafragma do eletrodo de vidro combinado. Foi titulada a mistura com a solução de NaOH padronizada (seção 3.1) contida na bureta, agitando cuidadosamente a solução na célula de titulação ou no béquer com a barra magnética e agitador adequadamente ajustado. 4 Foram anotados os valores de pH (Tabela 1) a cada volume de NaOH adicionado em intervalos apropriados de adição. Repetiu o mesmo procedimento para outra alíquota de vinho. Tabela 1. Valores de pH com os respectivos volumes de titulante gasto na reação. VNaOH (mL) pH VNaOH (mL) pH 0 3,66 0 3,22 1 3,88 1 3,35 2 4,14 2 3,52 3 4,41 3 3,76 4 4,72 4 4 5 5,18 5 4,26 5,5 5,46 5,5 4,42 6,0 5,80 6,0 4,56 6,5 6,46 6,5 4,75 7,0 7,35 7,0 4,9 7,5 8,89 7,5 5,13 8,0 9,47 8,0 5,35 8,5 9,96 8,5 5,73 9,0 10,32 9,0 6,34 10,0 10,76 9,5 7,17 11,0 11,07 10,0 8,14 12,0 11,28 10,5 9,24 13,0 11,41 11,0 9,9 11,5 10,22 12,0 10,53 12,5 10,76 13,0 10,94 13,5 11,08 14,0 11,2 14,5 11,28 15,0 11,35 15,5 11,43 16,0 11,47 17,0 11,58 18,0 11,67 19,0 11,74 20,0 11,8 21,0 11,81 5 4 Resultados e discussão Foi realizada a titulação potenciométrica de uma solução de ácido clorídrico (0,1 mol/L) com uma solução padronizada de NaOH (0,0773 mol/L), a partir de uma bureta e um eletrodo combinado de vidro. As medições de pH a cada respectivo volume adicionado de base estão listados na tabela a seguir: VNaOH (mL) pH 0 1,42 1 1,44 2 1,46 3 1,50 4 1,55 5 1,60 6 1,66 7 1,72 8 1,80 9 1,87 10 1,99 11 2,13 12 2,31 13 2,73 13,5 2,99 14 5,63 14,5 10,37 15 10,82 15,5 11,06 16 11,22 17 11,44 18 11,60 19 11,71 20 11,80 Volumes de NaOH gasto em cada titulação: 1ª titulação: 12,8 mL 2ª titulação: 12,9 mL 3ª titulação: 13,3 mL Tabela 2. Valores de pH obtidos de uma solução de HCl (0,1 mol/L)a cada acréscimo de volume do titulante (NaOH 0,0773 mol/L). 6 A partir dos dados obtidos na Tabela 2, e com a utilização do software ORIGIN 8.5, pôde-se construir a curva de titulação potenciométrica do tipo sigmoide (Figura 1) do ácido clorídrico em função do volume (mL) de base (NaOH) adicionado, com o intuito de observar o ponto de equivalência (PE) da neutralização. 0 5 10 15 20 0 2 4 6 8 10 12 B ( p H ) A (Volume (NaOH)) B 1ª titulação C1 x V1 = C2 x V2 0,1x 10 = C2 x 12,8 C2 = 0,0781 mol/L 2ª titulação C1 x V1 = C2 x V2 0,1x 10 = C2 x 12,9 C2 = 0,0775 mol/L 3ª titulação C1 x V1 = C2 x V2 0,1x 10 = C2 x 13,1 C2 = 0,0763 mol/L Em seguida foi feita a média das concentrações de NaOH das três titulações, para encontrar a concentração de NaOH padronizada: M = 0,0781 + 0,0775 + 0,0763 3 M = 0,23194 3 M = 0,0773 mol/L de NaOH padronizada. X = 14,2628205; Y = 8,18992472 Figura 1. Curva de titulação de uma solução de HCl de concentração desconhecida em função dos volumes de titulante padronizado (NaOH 0,0773 mol/L) adicionados. Mediante os volumes obtidos anteriormente, foi calculada a concentração (mol/L) de NaOH em cada titulação: Ponto de equivalência (PE) Volume NaOH (mL) Volume (mL) pH Inflexão pH ≈ 3 a 11 7 No entanto, este método não é o mais conveniente para determinação do volume final de base de uma titulação, já que o mesmo apresenta uma faixa de valores e não somente um ponto específico. Existem outros métodos, como Gráficos de 1ª e 2ª Derivada, que são mais confiáveis e precisos na identificação do ponto de equivalência. Em uma segunda etapa do experimento foi realizado outras duas titulações potenciométricas, desta vez de uma amostra de vinho branco, em que seu titulante foi a solução padronizada de NaOH (0,0773 mol/L), com o intuito de desvendar o teor de ácido tartárico da amostra. Semelhantemente à titulação realizada anteriormente, foi possível construir os gráficos que auxiliam na detecção do ponto de equivalência (PE) da titulação potenciométrica do vinho em função do volume de NaOH adicionado. Encontrando-se a equação do ponto de equivalência (PE) no gráfico, sabe-se então o volume de NaOH e seu respectivo valor de pH, representados abaixo. 1ª Titulação Vol. NaOH (mL) pH 6,77 8,01 Utilizando-se os dados acima, foi realizado o cálculo abaixo para encontrar a concentração de ácido tartárico presente no vinho branco, sendo igual a 0,313 mol/L e 0,461 mol/L, respectivamente. Para obter o teor de ácido tartárico, foi utilizado o valor da concentração em mol/L obtido acima, e aplicado na equação abaixo e o cálculo foi realizado da seguinte forma: Onde: MM (ácido tartárico) = 150,09 g/mol -1 2ª Titulação Vol. NaOH (mL) pH 9,95 8,01 1ª Titulação C1 x V1 = C2 x V2 0,0773 x 6,77 = (C2 x 10)x2 20C2 = 0,5233 mol/L C2 = 0,0262 mol/L 2ª Titulação C1 x V1 = C2 x V2 0,0773 x 9,95 = (C2 x 10)x2 20C2 = 0,769 mol/L C2 = 0,0384 mol/L 8 Desta maneira, foi encontrado o percentual em m/V do ácido tartárico presente no vinho branco, igual a 0,393 e 0,576%, respectivamente, com média de 0,484%. Tal valor enquadra-se nos padrões de qualidade estabelecidos pela Portaria nº 371 de 19 de setembro de 1974 do Ministério da Agricultura. O teor máximo de acidez total sugerido para vinhos é de 0,6% a 0,9% de ácido tartárico (MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, 1974). Comparando-se as curvas de titulação de ambas as amostras (HCl e vinho branco), foi possível observar que a curva do HCl apresentou maior inflexão comparada à curva da amostra de vinho. Foi possível perceber também que o volume (mL) de NaOH gasto na 2ª titulação obteve um valor bem diferente do valor gasto na 1ª titulação, sendo 9,95 mL na 2ª titulação e 6,76 mL na 1ª titulação. Este elevado volume (9,95 mL) de NaOH para viragem, se deve ao fato de algum erro instrumental, principalmente no pHmetro, pois pode ter ocorrido bolhas ao redor do bulbo no eletrodo, assim impedindo a detecção do pH. Caso tenha ocorrido outros tipos de erros durante a titulação, o que é chamado de erro relativo, este pode ser quantificado pela seguinte expressão: 1ª Titulação C = m MM x V 0,0262 = m 150,09 x 0,1 m = 0,393 g/100 mL m = 0,393% (m/V) Onde : XM = valor encontrado (teor (%) de ácido tartárico encontrado) XV = valor verdadeiro (teor (%) de ácido tartárico estabelecido pela Legislação) 2ª Titulação C = m MM x V 0,0384 = m 150,09 x 0,1 m = 0,576 g/100 mL m = 0,576% (m/V) Er = xM − xV xV x100 Média = 0,393g + 0,576g = 0,484% (m/V) 2 9 1ª Titulação 2ª Titulação Substituindo-se na expressão seguinte, foi encontrado então a média do erro relativo (Er) das titulações: O erro relativo é um termo que expressa a exatidão, a qual se refere a proximidade do valor de uma medida está do valor real. Assim, quanto menor o erro relativo, maior é a exatidão. Neste contexto, é possível observar que houve um alto valor de erro relativo nas titulações, sendo de 19,3%, representando grande afastamento da exatidão. Este elevado valor pode ser oriundo de algum erro ocorrido na etapa da titulação para padronização do NaOH, e consequentemente foi mantido durante a titulação da amostra, que neste caso foi o vinho branco. Er = xM − xV xV x100 Er = │0,393 – 0,6│ x 100 0,6 Er = 0,345 x 100 Er = 34,5% Er = xM − xV xV x100 Er = │0,576 – 0,6│ x 100 0,6 Er = 0,04 x 100 Er = 4% M = 0,393 + 0,576 = 0,969 = 0,484g 2 2 Em seguida foi calculada a média das massas de ácido das duas titulações para encontrar a média do erro relativo: Er = xM − xV xV x 100 Er = │0,484 – 0,6│x 100 0,6 Er = │- 0,193│ x 100 Er = 19,3% 10 5 Conclusão Com base nos resultados acima obtidos e sabendo que o teor de ácido tartárico no vinho branco de acordo com os padrões exigidos pela Legislação Brasileira é de 0,6 a 0,9%, observa-se então que a amostra analisada encontra-se dentro dos padrões permitidos, a qual foi encontrado o teor de 0,484%. Além disso, com a execução de duas titulações potenciométricas, pôde-se assim compará-los com base nos perfis de suas respectivas curvas potenciométricas. Referências BACCAN, N., ANDRADE, IC, GODINHO, O. E. S et al. Química Analítica Quantitativa Elementar. 3 ed. São Paulo: Edgard Blucher Ltda, 2004. BRASIL. Padrões de Identidade e Qualidade - Vinho, Derivados da Uva e do Vinho. Brasília, DF: Coordenação de Inspeção Vegetal e Serviço de Inspeção Vegetal, 1999, 25p. FERREIRA, E. T. D; et. al. Processo de produção do vinho fino tinto. IV Encontro de Engenharia de Produção Agroindustrial. FECILCAM, Campo Mourão-PR, 2010. NASCIMENTO, J. A., Análises de vinhos usando um sistema automático em fluxo batelada, espectrometria UV-VIS e métodos quimiométricos. João Pessoa, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos, UFPB, 2005. Portaria nº 371, de 19/09/74 - Regulamento técnico para Rotulagem de Alimentos - Ministério da Agricultura e do Abastecimento, Brasil. SKOOG, D. A. et al. Fundamentos de Química Analítica. 8ª ed. São Paulo: THOMSON, 2006. 11 DETERMINAÇÃO DO ÁCIDO ACETILSALICÍLICO (AAS) EM AMOSTRA DE COMPRIMIDO1 Introdução O Ácido Acetilsalicílico é proveniente da salicina, (antitérmico e analgésico), extraída da planta Salixalba, mais conhecida como salgueiro Branco. Este fármaco foi descrito inicialmente por Rafaele Piria em 1829, e sofreu algumas modificações estruturais até que houvesse a produção do Ácido Acetilsalicílico. Em 1897, com a descoberta do AAS, Felix Hoffman sintetizou a Aspirina, primeiro medicamento produzido e comercializado com esse princípio ativo (CALIXTO; SIQUEIRA JUNIOR, 2008). O uso do AAS proporciona efeitos benéficos, age na prevenção de doenças cardiovasculares, reduz a prevalência de infarto do miocárdio, derrames cerebrais, o tromboembolismo pulmonar e entre outros. Ele possui uma ampla abrangência, mas, se torna limitado, pois dependendo do organismo pode trazer o risco de efeitos adversos indesejáveis. (GABRIEL et al., 2006). O AAS deve ser determinado por reação com uma base forte com a qual o AAS reage rapidamente e completamente, portanto, compatível com o método volumétrico. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi a avaliação quantitativa do teor de princípio ativo em comprimidos de ácido acetilsalicílico de 500 mg, através da aplicação da titulação potenciométrica. 2 Metodologia Foi pesado 2 comprimidos de AAS (anotando a massa obtida) e, em seguida, foi triturado (por maceração) os comprimidos em um almofariz com pistilo até um fino pó homogeneamente distribuído no almofariz. Para o preparo da amostra, foi considerado que o AAS não é totalmente solúvel em água a temperatura ambiente. Foi pesado e dissolvido a massa equivalente a um comprimido contendo de ácido acetilsalicílico (AAS) em, aproximadamente, 15 mL de etanol, transferido para um balão volumétrico de 100 mL e completado o volume final com água destilada. Caso a amostra de comprimido não contenha os 500 mg de AAS, refazer os cálculos para obter a massa necessária a obtenção de uma concentração equivalente ou refaça os cálculos com base na massa dos comprimidos para gastar o mesmo volume do procedimento anterior. 12 Foi retirado uma alíquota de 25 mL com uma pipeta volumétrica e transferida para a célula de titulação ou béquer de 100 mL, adicionando em seguida, aproximadamente, 20 mL de água destilada. Foi titulada a amostra com a solução de NaOH padronizada (seção 3.1 da prática anterior) contida na bureta, agitando cuidadosamente a solução na célula de titulação ou no béquer com a barra magnética e agitador adequadamente ajustado. Foi anotado os valores de pH (Tabela 1 e 2) a cada volume de NaOH adicionado em intervalos apropriados de adição. 3 Resultados e discussão Os dados obtidos durante o experimento estão representados na Tabela 1 abaixo. Tabela 1. Dados obtidos no experimento Massa pesada do comprimido Volume de NaOH gasto na titulação pH obtido 0,6170 g Média (g) = 0,61215 g 7,28 mL 8,58 0,6073 g A adição de etanol foi necessária, pois o comprimido de ácido acetilsalicílico não é totalmente solúvel em água, ocorrendo a seguinte reação: C8H3O2COOH(aq) + NaOH(aq) → C8H7O2COONa(aq) + H2O(l) A partir da massa molar do ácido acetilsalicílico (180 g/mol), encontrou-se a massa de AAS, sendo igual a 405 mg. C1 x V1 = C2 x V2 0,0773 x 7,28 = C2 x 25 25C2 = 0,5627 C2 = 0,0225 mol/L C = m MM x V 0,0225 = m 180 x 0,1 m = 0,405 g/100 mL m = 0,405% (m/V) x 1000 mg m = 405 mg 500 mg -------- 100% 405 mg -------- X 500x = 40500 X = 81% 13 Do valor declarado, 500 mg, encontramos 405 mg de ácido acetilsalicílico, correspondendo a 81% dessa quantidade foi informada. Segundo a Farmacopeia Brasileira (2010, p. 569) comprimidos de ácido acetilsalicílico deve conter, no mínimo, 95,0% e, no máximo, 105% da quantidade declarada de ácido acetilsalicílico. A partir dos cálculos realizados tem-se que o teor de ácido acetilsalicílico encontrado na amostra em questão está um pouco abaixo dos limites admitidos pela Farmacopeia Brasileira. Este se deve por algum erro de procedimento, seja de diluição do comprimido ou na titulação. Foi determinado também o erro relativo do procedimento O erro relativo é um termo que expressa a exatidão, a qual se refere a proximidade do valor de uma medida está do valor real. Assim, quanto menor o erro relativo, maior é a exatidão. Neste contexto, é possível observar que houve um alto valor de erro relativo nas titulações, sendo de 19%, representando grande afastamento da exatidão. Este elevado valor pode ser oriundo de algum erro ocorrido na etapa da titulação para padronização do NaOH, e consequentemente foi mantido durante a titulação da amostra. Conclusão Com o auxílio da metodologia empregada, foi possível concluir que a amostra estudada encontra-se com teor de ácido salicílico abaixo do estabelecido pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária no quesito teor de princípio ativo. Demonstra-se também através dos resultados obtidos, que titulação potenciométrica é uma técnica de baixo custo e fácil execução é muito útil para avaliação da qualidade de fármacos. Er = xM − xV xV x100 Er = │405 – 500│ x 100 500 Er = 0,19 x 100 Er = 19% 14 Referências CALIXTO, J. B.; SIQUEIRA JUNIOR, J. M. Desenvolvimento de medicamentos no Brasil: desafios. Gazeta médica da Bahia, v. 78, n. 1, 2008. Disponível em: Acesso em: 03 jul. 2018. FARMACOPEIA Brasileira. Brasília: Agência Nacional de Vigilância Sanitária, 2010. 5 ed. 1 vol. P. 446. 2 vol. P.19, 569. GABRIEL, A. S. et al. Avaliação da agregação plaquetária e dosagem do fibrinogênio em pacientes com doenças cardiovasculares e sua correlação com o uso de aspirina e fatores de risco coronariano. Rev. Braz J Cardiovasc, v, 21, n.3, p. 289-294, 2006. Disponível em: < http://www.scielo.br/pdf/bjcvs/v21n3/a08v21n3.pdf>. Acesso em: 03 jul. 2018.