informe de laboratorio de química orgánica ii: determinación de carbohidratos
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Escuela Superior Politécnica del Litoral.
Instituto de Ciencias Químicas y Ambientales
Laboratorio de Química Orgánica II.
Nombre:
Carolina Sánchez Caicedo
Profesor:
Ing. Víctor Gastón Del Rosario
Fecha:
24/07/2012
Paralelo:
1
Determinación de carbohidratos.
1. OBJETIVOS:
-‐ Reconocer y cuantificar los azúcares directamente reductores y azúcares totales por inversión.
-‐ Experimentar el método volumétrico de Lane y Eynon
2. INTRODUCCION
Entre los distintos componentes de los alimentos, después del agua, los carbohidratos son las sustancias más abundantes y más ampliamente distribuidas en la naturaleza; siendo la celulosa la biomolécula que se encuentra en mayor cantidad en la biosfera, y el almidón, la fuente energética alimentaria más empleada en el mundo.
En todos los seres vivos se encuentran presentes los carbohidratos ya que la ribosa y la desoxirribosa son parte de su material genético. De la misma forma, en las frutas y hortalizas los carbohidratos cumplen funciones estructurales y energéticas, constituyendo algunos la estructura rígida o mecánica de los tejidos vegetales; en tanto que en las semillas, raíces y tubérculos funcionan básicamente como reservas energéticas. Por otro lado, en algunos animales estos compuestos son parte de sus reservas energéticas (glucógeno) o constituyen un componente esencial de su estructura externa (quitina). Además de ser componentes naturales de muchos alimentos, la industria alimentaria emplea los carbohidratos en función de sus propiedades funcionales, usándolos como ingredientes para mejorar la aceptabilidad, palatabilidad y vida útil de diversos alimentos.
Desde el punto de vista químico, los carbohidratos pueden definirse como polihidroxialdehidos y polihidroxicetonas y sus derivados. Según la anterior definición, la denominación de carbohidrato agrupa a una gran cantidad de compuestos. En la naturaleza se encuentran carbohidratos de diferente número de carbonos y distintos grupos funcionales o susbstituyentes. Esto da origen a distintos tipos de azúcares, tales como las aldosas, cetosas, azúcares acetilados, benzoesterificados y metilados, azúcares ácidos, glicósidos y anhidroazúcares. De la misma forma, las moléculas de carbohidrato pueden incluir desde un solo monosacárido hasta varios miles de estos. Debido a lo expuesto anteriormente, la diversidad de sus orígenes y la gran variabilidad en su composición química, han surgido una variedad enorme de métodos de análisis de carbohidratos; ya sean dichos métodos: físicos, químicos o bioquímicos.
Azúcares reductores son aquellos que, como la glucosa, fructosa, lactosa y maltosa presentan un carbono libre en su estructura y pueden reducir, en determinadas condiciones, a las sales cúpricas
Determinación cuantitativa de azúcares reductores y totales (método de Lane y Eynon).
Existen diversos métodos de cuantificación de carbohidratos basados en la capacidad reductora de los azúcares que tienen libre el grupo carbonilo. Estos carbohidratos son capaces de reducir elementos como el cobre (Cu+2), el hierro (Fe+3) o el yodo (I0). En el caso específico del cobre, este es reducido desde Cu+2 a Cu+1. En este sentido, en el método de Lane y Eynon (1923) se hace reaccionar sulfato cúprico con azúcar reductor en medio alcalino, formándose oxido cuproso, el cual forma un precipitado rojo ladrillo. Este método utiliza azul de metileno como indicador, el cual es decolorado una.
PRIMERA PARTE
OBJETIVO ESPECIFICO - Separar las proteínas de la muestra en disolución. - Dejar una cantidad de esta disolución para determinar azucares reductores; y en
otra cantidad hidrolizar la sacarosa y dejar lista para determinar azucares invertidos.
3.1 MATERIALES Y REACTIVOS
Reactivos utilizados.
• Oxido de Aluminio Al2O3 20% sol. saturada 3 ml • HCl concentrado 2 ml • Na2CO3 anhidro • Miel de abejas.
Equipo de la práctica.
• Vaso de precipitación de 100 ml. • Espátula. • Balanza electrónica. • Dos matraces volumétricos de 250 ml.
• Embudo y papel filtro. • Pipetas volumétricas.
• Papel indicador. • Equipo para baño
4.1 PROCEDIMIENTO
a) Pesar 2 gr. de miel de abejas en un vaso de 100 ml. Disolver en 20 o 25 ml de agua destilada y transferir a un matraz volumétrico de 250 ml.
b) Añadir 3 ml de alúmina gel (Oxido de aluminio) para que se precipiten las proteínas; agitar y luego agregar agua destilada hasta 250 ml y filtrar.
c) Medir 50 ml del filtrado con una pipeta y llevarlo a un matraz volumétrico de 250 ml, rotúlelo como matraz #1 (M1). Mida otra vez 50 ml, ahora para un matraz # 2 (M2).
d) Agregar agua destilada en M1 hasta completar los 250 ml y agitar bien. Esta solución está lista para determinar la concentración de azúcar reductor por titulación.
e) Agregar 2 ml de HCl concentrado en M2 y mantenerlo por 20 minutos en un baño maría a 70°C.
f) Enfriar la solución después de sacarla del baño maría, dejando caer agua de la llave por fuera del matraz; luego, pasarla a un vaso de 100 ml para neutralizarla agregado poco a poco Na2CO3 anhidro, hasta que se observe pH neutro en el papel indicador.
g) Luego, adicionar agua destilada hasta llegar a 250 ml y agitar. Esta solución tratada está lista para determinar la concentración de azúcar invertido por el método de Lane – Eynon.
5.1 DATOS
Acción Observación Pesar 2 gr. de miel de abejas en un vaso de 100 ml. Disolver en 20 o 25 ml de agua destilada y transferir a un matraz volumétrico
Se disuelve por completo quedando una muestra muy diluida
Añadir 3 ml de alúmina gel (Oxido de aluminio) para que se precipiten las proteínas; agitar y luego agregar agua destilada hasta 250 ml y filtrar.
La solución queda sobesaturada, por lo que no se disolvía por completo y hubo que realizar varios intentos.
Agregar agua destilada en M1 hasta completar los 250 ml y agitar bien.
Solución diluida presentando poca turbiedad
SEGUNDA PARTE
OBJETIVO
Comprobar la propiedad reductora de los azucares con las sales de cobre en un medio alcalino y caliente.
Utilizando el método volumétrico de Lane-‐Eynon, determinar la cantidad de los azucares reductores en la solución de M1; y también cuantificar los azucares invertidos de la solución de M2.
3.2 MATERIALES Y REACTIVOS
Reactivos utilizados.
• Azul de metileno, solución al 1%, 1 gota
Reactivos de Fehling
• Solución A: contiene 34, 639 gr CuSO4.5H2O disueltos en agua destilada hasta 500 ml. • Solución B: contiene 173 gr. de tartrato de sodio y potasio, y 50 gr de NaOH disueltos
en agua destilada hasta 500 ml.
Equipo de la práctica.
• Matraces Erlenmeyer • Mechero • Bureta con llave de teflón de 50 ml • Soporte universal y agarradera de bureta • Tres capsulas de porcelana • Aro de calentamiento y malla
4.2 PROCEDIMIENTO
a) Enjuagar la bureta de 50 ml, con la solución azucarada M2 y llenarla con cuidado de no dejar burbujas de aire entre la llave y el terminal de la bureta. Fijarla al soporte con la agarradera.
b) Introducir en una capsula 5 ml de Solución A y 5 ml de solución B con una pipeta (en total se deben tener 10 ml de reactivo Fehling) y añadir 40 mol de agua destilada
c) Armar un sistema con la bureta en el soporte y en la parte inferior la capsula sobre una malla asentada en un aro de calentamiento y debajo un mechero. Se le añade en frio 15 ml de solución azucarada M2 de la bureta y se procede a calentar la capsula.
d) Esperar que empiece a hervir la solución de la capsula, para agregar la solución azucarada de la bureta, hasta que desaparezca el color azul del reactivo de Fehling.
e) Adicionar inmediatamente sin dejar de calentar, una gota de azul de metileno y continuar la titulación hasta llegar a ala decoloración completa del indicador; se observará un sedimento rojo, que nos indica la precipitación del oxido cuproso (CuO)
f) Anotar el consumo de la solución azucarada. Realizar los cálculos respectivos.
g) Repita este procedimiento utilizando la otra solución azucarada M1.
h) Realizar los cálculos pertinentes haciendo uso de la tabla de factores para el cálculo de azucares reductores
5.2 DATOS
Acción Reacción Agregar el óxido de aluminio a la disolución de miel de abeja
Se forma una solución con coloración amarillenta suave, y un precipitado fino por la presencia de oxido
Al filtrar la solución Se elimina exceso de oxido de aluminio. Baño María de M2 con HCl Se libera una gran cantidad de vapor calor.
Solución Volumen consumido (ml) Matraz M1 29 Matraz M2 21
6. CÁLCULOS
A continuación se muestra los cálculos realizados en la práctica:
F x 100 = FATml
FA x dilución x dilución x 100 = mg % Azuc. Reductor. ó Invertido100 x m x alícuota
mg % Az. Red. ó Inv. = % de Azúcar reductor o % de Azuc. invertido1000 mg/g
a) Matraz 1
Azúcar Reductor:
FA =50.429 ∗ 100
FA = 173.793
mg%azu reductor =179.3 ∗ 250 ∗ 250100 ∗ 2 ∗ 50 ∗ 100 = 108620.69
FA = 178.62 mg
%azu reductor = 108620.691000 mg/g = 108.62
Azúcar Invertido: 51.8x100
29 = FA
178.62 x 250 x 250 x 100100 x 2 x 50 = mg % Az. Invertido
mg % Az. Invertido = 111637.931
Donde:
F = Valor obtenido de la tabla (en Dextrosa ó en Azúcar invertido)
Tml = ml gastados en la titulación
FA = mg de dextrosa o Azúcar invertido (calculado en la fórmula)
dilución = volumen total de cada disolución
m = peso de muestra
mg% Az. Invertido
1000 mg/g = % Az. Invertido
% Az. Invertido = 111.64
b) Matraz 2:
Azúcar Reductor:
50.4 x10021 = FA
FA = 240 mg
240 x 250 x 250 x 100
100 x 2 x 50 = mg % Az.Reductor
mg % Az.Reductor = 150000
mg% Az.Reductor1000 mg/g = % Az.Reductor
% Az.Reductor = 150
Azúcar Invertido:
51.8x10021 = FA
FA = 246.67 mg
246.67 x 250 x 250 x 100100 x 2 x 50 = mg % Az. Invertido
mg % Az. Invertido = 154166.67
mg% Az. Invertido
1000 mg/g = % Az. Invertido
% Az. Invertido = 154.17
7. REACCIÓN:
8. RESULTADOS:
Matraz % Azúcares reductores % Azúcares invertidos
1 108.62 111.64 2 150 154.27
9. OBSERVACIONES
La práctica se realizo de manera ordenada, una practica muy extensa, el tiempo destinado para su realización no fue lo suficiente para la misma, a pesar de esto se realizo completa y con éxito, cumpliendo asi los objetivos propuestos.
10. RECOMENDACIONES
Se recomienda continuar leyendo previamente la practica debido a que su realización es mas extensa, laboriosa, requiere de pulcritud en cada uno de los pasos a seguir y el tiempo destinado muchas veces no es el suficiente, de esta manera tenemos ya conocimientos de lo que se elaborara y adquirimos cierta habilidad para conseguirlo.
Se recomienda asegurarse de que la limpieza de los materiales de trabajo sea la adecuada, o en su defecto realizar un lavado rápido de los mismos antes de comenzar la práctica.
11. CONCLUSIONES
Se obtuvo mediante este extenso método la determinación de las azucares presentes en la muestra de miel.
En el método Lane-‐Eynon se titula con el reactivo de Fehling caliente en dos etapas, primero se añade una cantidad de reactivo de Fehling tal que se lleve a cabo la totalreducción y después se determina el punto final con azul de metileno por goteo, es necesario un control de la temperatura y se sugieren dos titulaciones.
12. BIBLIOGRAFIA
-‐ Documentos guía subidos al sidweb por Ing. Victor Gaston del Rosario
-‐ Wikipedia.org, enciclopedia libre
a. Qué son azúcares directamente reductores y totales por inversión?
Los azúcares reductores son aquellos que poseen su grupo carbonilo (grupo funcional) intacto, y que a través del mismo pueden reaccionar con otras moléculas. El azúcar invertido es la combinación de glucosa y fructosa. Su nombre hace referencia a que el poder rotatorio de la solución frente a la luz polarizada es invertido por el proceso de hidrólisis que separará la sacarosa en sus dos subunidades.
b. ¿En qué consiste el método volumétrico de Lane y Eynon?
Consiste en la cuantificación de carbohidratos basados en la capacidad reductora de los azúcares que tienen libre el grupo carbonilo, se hace reaccionar sulfato cúprico con el azúcar reductor en medio alcalino, formándose óxido cuproso, el cual es rojo ladrillo. Este
método utiliza azul de metileno como indicador, el cual es decolorado una vez que todo el cobre se ha reducido, lo que indica el fin de titulación.
c. Escriba la reacción de reducción del Cobre a causa de una azúcar reductora
d. Escriba la reacción de descomposición de la sacarosa en fructosa y glucosa.
e. ¿Para qué añadimos óxido de aluminio en la disolución de miel de abeja?
Se añade óxido de aluminio para que se realice la precipitación de las proteínas contenidas en la solución.
f. ¿Cómo cuantificamos los azúcares reductores y los azúcares invertidos?
Mediante la titulación indicada en el segundo procedimiento de esta práctica, en donde se utilizan 10 mL de soluciones Fehling.
g. ¿Para qué utilizamos carbonato de sodio anhidro?
Para que nuestro producto obtenido llegue a pH neutro desde un pH ácido.