UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SANMARCOSFACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUMICAE.A.P DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

LABORATORIO N2: DETERMINACIN DE CAFENAS EN BEBIDAS GASIFICADASPROFESOR: Quim. MARIA ANGELICA RODRIGUEZ BESTCURSO: LABORATORIO DE ANALISIS INSTRUMENTALALUMNOS:1. GONZALES ESCALANTE ANDRS2. VILA CASTRO ROCIO KORINA

HORARIO: MARTES 8:00 -12:00 h

INDICE

I.INTRODUCCION3II.OBJETIVOS4III.MARCO TEORICO4IV.MATERIALES Y EQUIPOS12V.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL13VI.DATOS15VII.EJEMPLO DE CALCULOS19VIII.RESULTADOS20IX.DISCUSION DE RESULTADOS23X.CONCLUSIONES24XI.BIBLIOGRAFIA24

I. INTRODUCCION

La cafena es la sustancia psicoactiva ms ampliamente utilizada en el mundo, y su consumo para favorecer la alerta y aliviar el cansancio no produce dao en la mayora de las personas. Aunque ms dbil que otros estimulantes, la cafena comparte ciertos sntomas de la intoxicacin, tolerancia y abstinencia causados por esas sustancias en algunos individuos. La determinacin de cafena tiene mucha importancia debido a su uso en la industria farmacutica y en la industria de alimentos, ya sea como ingrediente en la elaboracin de refrescos y bebidas energticas o por su presencia en productos como el t, el mate, el cacao y el caf. Debido a su variada presencia existen diferentes tcnicas de anlisis.En el presente estudio se realiz la cuantificacin de los niveles de cafena presentes en las bebidas carbonatadas.La cuantificacin de cafena se realiz por medio de la aplicacin del mtodo de Espectrofotometra UV- VISIBLE

II. OBJETIVOS

GENERAL Determinar por medio de tcnicas espectrofotomtricas actuales la cantidad de cafena en bebidas carbonatadas de mayor consumo por nios en edad escolar y preadolescentes de colegios privados de la ciudad capital. ESPECFICO Analizar, cientfica y experimentalmente, las diferentes muestras, haciendo uso de un espectrofotmetro UV/VIS de doble haz. Comprobar por medio de una muestra representativa que los diferentes lotes de bebidas carbonatadas contengan la cantidad en las etiquetas

III. MARCO TEORICO

Las bebidas carbonatadas, no alcohlicas, se consideran como un lquido burbujeante y refrescante al que se le ha agregado cierta mezcla de ingredientes con el fin de satisfacer las preferencias de las personas que las consuman. Contienen dixido de carbono disuelto, saborizantes, colorantes, etc. A pesar de ser un producto competitivo en el mercado, algunos de los ingredientes que posee son nocivos al organismo si se consumen en exceso ya que puede producir daos a corto y largo plazo en la salud.Alcaloide (C8H10O2N4H2O) del caf, el t, el cacao y otras plantas. Tambin contienen la mayora de los refrescos de cola. Es una purina. La cafena es una xantina metilada, posee una estructura 1,3,7 trimetilxantina. Las metilxantinas poseen una escasa solubilidad, aunque sta se intensifica mucho por la formacin de complejos con muy diversos compuestos. Los complejos ms notables son los que se forman entre la teofilina y la etilendiamina. La formacin de sales dobles en complejo o sales verdaderas tambin mejora su hidrosolubilidad.Instrumentacin para la medicin de absorbancias de la luz visible y ultravioleta: espectrofotmetro UV-visible:La medicin de absorbancia de la luz por las molculas se realiza en unos aparatos llamados espectrofotmetros. Aunque pueden variar en diseo, en especial con la incorporacin de ordenadores para el anlisis de datos, todos los espectrofotmetros constan, segn se indica en la figura, de:- Una fuente de energa radiante: lmpara de deuterio y tungsteno.- Un monocromador para la seleccin de radiaciones de una determinada longitud de onda: filtros, prismas, redes de difraccin.- Un compartimento donde se aloja un recipiente transparente (cubetas o tubos) que contenga la muestra Pueden ser de vidrio, cuarzo o plstico transparente. Para medir en UV se deben usar las de cuarzo o slice fundido, porque el vidrio no transmite la radiacin UV.- Un detector de luz y un amplificador convertidor de las seales luminosas en seales elctricas.- Un registrador o sistema de lectura de datos.Desde el punto de vista operativo, el primer paso es seleccionar la fuente de luz y longitud de onda a la que se va a realizar la medida. Hay espectrofotmetros de un solo haz (con una sola celdilla para alojar la cubeta con la muestra) y de doble haz (con dos celdillas para dos cubetas); (*) en nuestro caso se trabaj con un equipo de doble haz y por lo tanto de dos cubetas.No necesita estar colocando y sacando el blanco, simplemente se coloca el blanco en una celda y en la otra los estndares, todo esto primero para construir la curva patrn. Curvas de Calibrado:Para obtener una curva de calibrado de un compuesto se preparan soluciones de diferentes concentraciones del mismo, determinndose para cada una de ellas el valor de absorbancia a max. Estos valores de absorbancia se representan en el eje de abscisas (eje de x) y los de concentracin en el eje de ordenadas (eje de y). Se observar que, a bajas concentraciones, el aumento de concentracin se corresponde con un incremento lineal en la absorbancia (zona de cumplimiento de la ley de Lambert-Beer). A concentraciones altas la linealidad se pierde y se observa que la lnea se aplana, por lo que las medidas son poco fiables.

La representacin de Lambert-Beer, A = cl, nos permitir calcular el valor del coeficiente de extincin molar, que corresponde a la pendiente de la recta.

IV. MATERIALES Y EQUIPOS

Equipos:

01 Espectrofotmetro UV 1700 - SHIMADZU. Agitador magntico.

A la izquierda se observa el equipo de espectrofotometra UV-1700-SHIMADZU; y a la derecha se observa el agitador magntico para desgacificar las muestras de gaseosa.

Materiales:

04 vasos de 50 mL. 02 fiolas de 25 mL. 04 fiolas de 50 mL. 02 fiolas de 10 mL. 01 pipeta volumtrica de 1 mL. 01 pipeta volumtrica de 2 mL. 01 pipeta volumtrica de 5 mL. 01 pipeta volumtrica de 3 mL. 01 propipeta.

Reactivos:

Estndar de cafena. Agua destilada. 04 Muestras de bebidas gasificadas (guarana, inka kola, 7up y red bull)

V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

A. PREPARACIN DE LA MUESTRA:

Colocar 50 mL de la bebida gasificada en un vaso de 100 mL, luego desgacificar en un agitador magntico por 15 minutos.(excepto con el red bull) Tomar 1 mL de la bebida desgacificada y llevar a volumen de 50 mL en una fiola con agua detilada.

B. PREPARACIN DE ESTNDARES:

Pesar 0,100 g de cafena y llevar a fiola de 100 mL. Enrasar con agua destilada. Tomar 1 mL de la solucin anterior y llevar a volumen de 100 mL en fiola con agua destilada. (patrn A: 10 ppm). Tomar del patrn A 5 mL y llevar a fiola de 50 mL. Enrasar con agua destilada. Tomar del patrn A 3 mL y llevar a fiola de 10 mL. Enrasar con agua destilada. Tomar del patrn A 5 mL y llevar a fiola de 10 mL. Enrasar con agua destilada.

C. PROCEDIMIENTO PARA LA OPERACIN DEL ESPECTROFOTMETRO ULTRAVIOLETA VISIBLE UV 1700, SHIMADZU:

Encender el supresor de picos y el estabilizador. Antes de encender el espectrofotmetro retirar del compartimiento de muestra la bolsa que contiene el desecante. Encender el espectrofotmetro, levantar la pantalla y esperar a que se realice la verificacin del instrumento. Encender la computadora. Presionar el espectrofotmetro F4 (PC CONTROL) y cerrar la pantalla. Ingresar al software UV PROBE haciendo clic en el cono UV PROBE. Ingresar al modo SPECTRUM y hacer clic en CONECT, luego seleccionar BASELINE para hacer la correccin de la lnea base (rango: 190 400 nm). Colocar en el compartimiento de muestra las celdas (muestra y referencia) con el blanco y presionar AUTOZERO.

D. DETERMINACIN DE LA LONGITUD DE ONDA DE LA CAFENA:

Colocar en el compartimiento de la muestra uno de los patrones. Presionar START. Seleccionar la longitud de onda de la cafena. Retirar el patrn del compartimiento de muestra y descartar lan solucin. Ir al modo PHOTOMETRIC, seleccionar METHOD e ingresar el valor obtenido de la longitud de onda de la cafena. Llenar la tabla con el blanco (BK) y los estndares (ST1; ST2; ST3). Colocar nuevamente le blanco en las 2 celdas. Hacer click en blanco (BK) y luego click en READ. Retirar el blanco del compartimiento de muestra y descartar.

E. TRAZAR LA CURVA CON LOS ESTNDARES DE 1, 3, 5 y 10 ppm:

Colocar en la celda de muestra el estndar de 1 ppm y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin. Lavar la celda 2 veces con la solucin estndar de 3 ppm y llenarla. Colocar en la celda de muestra el estndar de 3 ppm y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin. Lavar la celda 2 veces con la solucin estndar de 5 ppm y llenarla. Colocar en la celda de muestra el estndar de 1 ppm y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin.

F. LECTURAS DE LAS MUESTRAS:

Llenar la tabla con las muestras (M1; M2; M3; M4 y M5). Lavar la celda 3 veces con agua destilada. Colocar en la celda de muestra M1 y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin. Lavar la celda 3 veces con agua destilada. Colocar en la celda de muestra M2 y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin. Lavar la celda 3 veces con agua destilada. Colocar en la celda de muestra M3 y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin. Lavar la celda 3 veces con agua destilada. Colocar en la celda de muestra M4 y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin. Lavar la celda 3 veces con agua destilada. Colocar en la celda de muestra M5 y hacer click en READ. Retirar y descartar la solucin.

G. GRFICAS DE LA CURVA PATRN:

Con los datos obtenidos de absorbancia y concentracin, trace la curva patrn.

H. DETERMINACIN DE LAS CONCENTRACIONES DE LAS MUESTRAS:

Con las absorbancias obtenidas de la medicin de las muestras, obtenga la concentracin de cada una de las muestras ubicndolas en la curva patrn.

VI. DATOS

TABLA N1: CONCENTRACIONES Y ABSORBANCIAS DE LAS SOLUCIONES STNDAR

Concentracin(ppm)[ ]Absorbancia273.0 nm

Bk00.000

St110.059

St230.181

St350.299

St4100.581

BK : Blanco)St1 : Cafena 1 ppm(5 mL en 50 mL)St2 : Cafena 3 ppm(3 mL en 10 mL)St3 : Cafena 5 ppm(5 mL en 10 mL)St3 : Cafena10 ppm(5 mL en 10 mL)

TABLA N2: CONCENTRACIONES Y ABSORBANCIAS DE LAS MUESTRAS DE GASEOSAS

Concentracin(ppm)[ ]Absorbancia

M!4.2250.249

M22.6060.155

M35.1860.305

M40.8250.051

M57.8060.457

Observacin: [ ] = concentracin obtenida de la lectura del equipo.M1 : Guaran (1 mL en 50 mL)M2 : Inka kola (1 mL en 50 mL)M3 : Inka Kola (2 mL en 50 mL)M4 : 7up(10 mL en 50 mL)M5 : Red bull(2 mL en 100 mL)

VII. GRAFICAS

GRFICA N1: CURVA DE CALIBRACIN

GRFICA N2: CONCENTRACIN DE LAS MUESTRAS VS ABSORBANCIA

VIII. RESULTADOS

Concentracin(ppm)[ ]Concentracin(ppm)[ ]Absorbancia

M!4.2254.2320.249

M22.6062.6140.155

M35.1865.1960.305

M40.8250.8240.051

M57.8067.8120.457

[ ] = concentracin obtenida de la lectura del equipo.[ ] = concentracin obtenida en la curva de calibracin.M1 : Guaran (1 mL en 50 mL)M2 : Inka kola (1 mL en 50 mL)M3 : Inka Kola (2 mL en 50 mL)M4 : 7up(10 mL en 50 mL)M5 : Red bull(2 mL en 100 mL)La obtencin de las concentraciones de las muestras M1, M2, M3, M4 y M5, se obtuvieron por la ecuacin de la grfica de la curva de calibracin de las muestras estndar de cafena.Y=0.0581.X + 0.0031X= (Y 0.0031)/ 0.0581Siendo X : Concentracin Y : AbsorbanciaIX. DISCUSION DE RESULTADOS

Al momento de hacer las lecturas el equipo arroja varios picos de las cuales con ayuda de la teora (que nos dar como referencia en que se dar la correcta lectura, por ejemplo, para la cafena 273 nm) se descartar las lecturas de los dems picos.

Las concentraciones de las muestras obtenidas en la curva de calibracin de las muestras estndar difieren de las lecturas que arroj el equipo.

E las 5 muestras, todas se encuentran dentro del rango de 0-10ppm, los cuales tambin concuerdan con la lectura del equipo aunque su valor difiere por una pequea diferencia.

Segn la etiqueta de Red Bull, contiene 32 mg por 100 mg, la muestra contuvo 6.4 ppm, y comparando con los resultados difiere significativamente.

X. CONCLUSIONES

Los mtodos de instrumentacin son muy susceptibles a errores cometidos por el analista, as que se debe tener cuidado al momento de preparar las muestras ya que estas son diluidas y esto afectara en la lectura de las absorbancias.

La que tiene ms contenido de cafena fue la bebida energizante Red Bull y la que tiene menos concentracin es la gaseosa 7UP.

Los niveles de cafena encontrados en las bebidas carbonatadas analizadas, variaron de acuerdo a la marca.

XI. BIBLIOGRAFIA

Espectrofotometra: Espectros de absorcin y cuantificacin calorimtrica de biomolculas. Nieves Abril Daz, Antonio Brcena Ruz, Emilio Fernndez Reyes. Bioqumica y Biologa Molecular Universidad de Crdova.

Skoog D. West D. Anlisis Instrumental Edit. Mc. Graw Hill Mexico 1992.

Anlisis Qumico e Instrumental Moderno-Autores: Harold F. Walton/Jorge Reyes Pag. 213.

Fundamentos de la Qumica Analtica- Octava edicin-Autores: Skoog, West, Holler, Crouch Pgs: 770, 781, 795 - 800

XII. ANEXO