Composi+º+úo Centesimal - Cinzas - 2011 - 2

Prévia do material em texto

Composição Centesimal – 
Cinzas 
Composição Centesimal - Cinzas 
 Cinzas 
 Resíduo inorgânico da Combustão/Oxidação de 
material orgânico sob condições controladas 
 Resíduo Mineral Fixo 
 Minerais Totais vs Específicos 
 
Cinzas em Alimentos 
 Variações 
 Práticas Agronômicas 
 Alimentação de Animais 
 Importância Nutricional 
 Macrominerais  P, Fe, Ca, Mg, Na e K 
 Microminerais Zn, Cu, Se, I, Mn, Cr, Mo e B 
 Minerais Tóxicos  Cd, Pb, Hg, As e Al 
 Alimentos em contato com solo 
 Se elevado pode indicar limpeza inadequada 
 
Cinzas em Alimentos 
 Farinha de Trigo. 
 Teor de cinza vs 
farelo na farinha 
 
 
Farinha de Trigo – Cinzas/Extração 
 Índices de farinha de trigo são tratados 
pela Instrução Normativa no 8 de 2 de 
junho de 2005 do MAPA. 
Porcentagem de Cinzas 
Alimentos In Natura Seco 
Farinha de Trigo 0,30,8 0,340,91 
Pão 1,72,6 2,64,7 
Leite 0,7 5,4 6,0 
Queijo 1,06,0 2,010,0 
Mariscos 2,12,3 10,713,3 
Sardinha 2,73,9 7,37,4 
Olivas 2,45,8 12,023,4 
Laranja 0,5 3,9 
Abacate 1,5 4,0 
Tomate 0,6 10,2 
Carne (boi) 0,81,0 1,93,2 
Feijão 3,64,0 4,04,4 
Análise de Cinzas 
 Método Seco 
 Cinzas Totais 
 Cinzas Solúveis e Insolúveis 
 Alcalinidade nas cinzas (Solúveis e Insolúveis) 
 Métodos Úmidos 
 Digestão 
 Determinação de específicos 
 
Cinzas – Método a Seco 
Preparação 
do Cadinho 
•Limpeza e Incineração 
•Resfriamento e Tara 
Preparação 
da Amostra 
•Pesagem da Amostra (5-10 g) 
•Secagem Lenta (Estufa, Infravermelho ou chama) 
Incineração 
•Incineração (cinzas brancas) 
•Temperatura (500-550°C) 
Finalização 
•Resfriamento a 200°C 
•Dessecador 
•Massa Final 
Cinzas – Método a Seco 
 Temperatura entre 500-600°C 
 550 °C ou rampas. 
 Material orgânico + O2 
 CO2 e óxidos de nitrogênio 
 Minerais + O2 
 Óxidos, sulfatos, fosfatos, cloretos e silicatos 
 Pode ser utilizado como preparação de 
amostras para minerais específicos 
 Fe, Se, Pb e Hg 
 parcialmente voláteis 
 Baixa repetibilidade 
 
Cinzas – Método a Seco 
 Carboidratos 
 Polimerizar e formar espuma 
 Alto teor de proteínas e carboidratos 
 Gotas de óleo (Azeite de oliva) 
 Rampa de Incineração 
 Lipídeos 
 Altos teores 
 Extração com éter 
 Eliminar o éter antes de inicia a combustão 
 Gordura de porco  explosão na abertura da 
porta 
Cinzas – Método a Seco 
 Redução de partículas (grãos) 
 Utilizar equipamentos em titânio ou aço inox 
 Glicerina,álcool e hidrogênio aceleram a 
incineração 
 Utilizar tampas em amostras ricas em sal 
para evitar respingos. 
 
Cinzas – Solúveis / Insolúveis 
 Dissolver em água quente 
 ~60 mL 
 Passar por filtro de papel 
 Especial (Baixo teor de cinzas) 
 Secar o líquido 
 Incinerar em cadinhos separados 
 Líquido = Cinzas Solúveis 
 Papel = Cinzas Insolúveis 
 Aplicado a Frutas 
 Insolúveis  Sílica (Areia) 
Cinzas – Alcalinidade 
 Aplicado em Frutas, Hortaliças, Carnes e 
cereais 
 Solúveis 
 Filtrado Frio 
 Titular contra HCl 0,1 N 
 Metil Orange 
 Expresso em mL de HCl 1N/100g de Amostra 
 Insolúveis 
 Adicionar 10-15 mL de HCl 0,1 N ao papel Incinerado 
 Aquecer e resfriar 
 Titular o excesso contra NaOH 0,1N 
 Metil Orange 
 Expresso em mL de HCl 1N/100g de Amostra 
Cinzas - Cinzas Sulfatadas 
 Aplicado em açúcares, xaropes e aditivos 
 Pesar a amostra 
 Adicionar 5 mL de H2SO4 a 10%; 
 Secar amostra 
 Incinerar em mufla a 550°C 
 2 a 3 mL de H2SO4 a 10% 
 Secar amostra 
 Incinerar em mufla a 550°C 
Exercício 
 Foi realizada uma análise de cinzas de 
Farinha de Trigo em mufla. Determine a 
cinzas total e a cinzas na base seca. 
 Os seguintes dados forma coletados pelo 
laboratorista: 
 Umidade = 11,5% 
 Peso de Amostra = 5,2146 g 
 Tara = 28,5053 g 
 Peso Final do Cadinho = 28,5939 g 
Exercício 
 Cinzas 
 28,5939 g – 28,5053 g = 0,0886 
 Total 
 0,0886/5,2146 = 1,70% 
 Base seca 
 1,70%/(100%-11,5%)= 1,92% 
Exercício 
 E para se ter o conteúdo máximo de 
0,8%. Qual o peso do cadinho + cinzas? 
Exercício 
 Cinzas 
 5,2146 x 0,8% = 0,0417 g 
 Cinzas + Cadinho 
 28,5053 g + 0,0417 g = 28,5470 g 
 
 E para se ter uma escala de 0,01% na 
análise, qual a massa a balança deveria 
pesar? 
Exercício 
 5,2146 x 0,01% = 0,0005 g 
 
 Necessitamos de uma balança de 4 casas 
no mínimo 
Método a Seco - Cadinhos 
 Cadinhos de quartzo 
 Resistente a ácidos e halogênios 
 Não resistente a álcalis e temperaturas 
elevadas 
 
Método a Seco - Cadinhos 
 Cadinhos Vycor 
 Estáveis a 900 °C 
Método a Seco - Cadinhos 
 Cadinhos Pyrex 
 Limitados a 500°C 
 
 
Método a Seco - Cadinhos 
 Cadinhos de Porcelana 
 Mais Baratos 
 Similares aos de quartzo 
 Não suportam altas variações de temperatura 
 
Método a Seco - Cadinhos 
 Cadinhos de Platina 
 Muito Inerte 
 Melhor 
 Caros 
 
Mufla – Método a Seco 
Microondas – Método a Seco 
 Menor Tempo 
 40 min vs 4 h 
 Temperaturas de 
1200°C 
 Circulação do ar no 
forno 
 Cadinho 
 Utilizar os de fibra de 
quartzo 
 Resfriam rápido e são 
inquebráveis 
 
Método a Seco 
 Marcação dos cadinhos 
 Não requer reagentes 
 Não requer branco 
 Pequena atenção é necessário ao início da 
combustão 
 Pode ser feita de uma só vez várias 
amostras 
 Tempo de combustão às vezes é grande 
 Equipamento barato 
 
 
Método a Seco 
 Pode ser utilizado para a preparação de 
amostra. 
 Perda de minerais por interação com 
cadinho ou volatilização 
 Elementos voláteis: 
 As , B, Cd, Cr, Cu, Fe, Pb, Hg, Ni, P, V e Zn 
 
Cinzas – Método ùmido 
 Outras definições 
 Oxidação úmida 
 Digestão úmida 
 Utilizado em análise de minerais 
específicos 
 Menor perda por volatilização 
 Utiliza tempos curtos de oxidação 
 Utiliza reagentes que necessitam atenção 
 Corrosivos 
 Explosivos 
Método ùmido - Reagentes 
 Reagentes 
 Ácido Nítrico 
 Ácido Sulfúrico + Peróxido de Hidrogênio 
 Ácido Perclórico 
 Tendência a explosão 
 Não interfere na Espectometria de Absorção atômica 
 Atenção no uso com produtos com alto lipídeo 
 Ácido Clorídrico 
 Misturas  mais eficientes 
 
Método úmido - Procedimento 
 Pesar 1 g de amostra 
 3 mL de ácido Sulfúrico + 5 mL de Ácido Nítrico 
 Aquecer em chapa de aquecimento a 200°C e 
manter 
 Fumaça amarela 
 Depois Fumaça branca +licor negro 
 Adicionar 3-5 mL de ácido Nítrico 
 Manter como líquido até que a líquido se torne incolor; 
 Reduzir o volume 
 Diluir em volume conveniente para a análise 
Método úmido + seco 
 Evaporar amostra 
 Queimar em chapa elétrica 
 Até que a fumaça cesse; 
 Incinerar a 525°C / 3-8 h 
 Resfrie 
 Adicione 0,5 – 3,0 mL de Ácido Nítrico 
 Aquecer em chapa elétrica 
 Incinerar a 525 °C/ 1-2 h 
 Repetir os passos até alcançar os resultados (3 
últimos) 
 Dissolver em ácido Nítrico 1M e qsp 50 mL 
 
Método Úmido - Microondas 
 Redução de tempo de análise 
 Ácido Nítrico, clorídrico, fluorídrico e 
sulfúrico 
 Sistema fechado ou aberto 
 Depende de temperatura 
 Sistema fechado 
 
 Regulagem de rampas 
 
 
 
Microondas – Sistema Fechado 
 Pressão (Até 1500 
psi) 
 Sensores de T°C 
e Pressão no 
frasco controle 
 Digestão em 30 
min 
 Pressão  resfriar 
antes de abrir 
 Utilizado para 
outras análises 
 
Microondas – Sistema Aberto 
 Amostras 
 Acima de 10 g 
 Amostras com muito 
gás 
 Opções 
 Condensadores 
 Adição automática de 
reagentes 
 Evaporação de 
reagente 
 Eliminação de fumaça 
Seca vs Úmida 
Seca Úmida 
Imprecisa Precisa 
Global Por Mineral 
Longo Tempo Tempo Curto 
Rotina mais simples Rotina mais elaborada 
Sem Reagentes Reagentes Perigosos 
Mais Barata Mais Caro 
Amostras de 10g Amostras pequenas 
Perda de Voláteis Mantém Voláteis 
Espectrometria Atômica 
λ = hc/(Eexc −Eest) 
 
 Eexc = Energia no estado excitado 
 Eest = Energia no estado estável 
 C = velocidade da luz 
 H = constante de Planck 
 λ = Comprimento de onda 
 
Absorção Atômica 
 Absorção da energia pelo átomo 
A chama é branda e não excita os atomos 
Emissão Atômica 
Espectrômetro de Emissão de Chama / Fotometro de Chama 
Emissão Atômica - ICP 
 Maior Temperatura do Plasma 
 Aquecimento Indutivo do Ag 
 Não há combustão