Comparación a través de los métodos potenciometricos (pH-

metro, conductimetro) y volumétrico del índice de acidez en

aceites vegetales que se consumen en Venezuela

Rincón Daniel

Universidad Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química.

Maracaibo, estado Zulia, Venezuela. Av. 2, El Milagro con calle 86

Código Postal: 4002; Email: vicerrectoradouru@uru.edu

RESUMEN

El objetivo general de la presente investigación es comparar a través de los métodos potenciométricos (pH-metro, conductímetro) y volumétricos el índice de acidez en los aceites vegetales comestibles que actualmente se consumen en Venezuela. Según la Norma COVENIN 325:2001 los aceites vegetales comestibles son la mezcla de aceites destinado al consumo humano, extraído de semillas y frutos oleaginosos tales como, oliva, ajonjolí, algodón, maíz, maní, soya, girasol, oleína de palma, canola y aquellos que se califiquen como tales por la autoridad sanitaria competente. El análisis de algunas de las características físicas y químicas de los aceites vegetales es necesario ya que de ellas derivan sus propiedades.  Como primer paso se seleccionaron tres (3) tipos de aceites vegetales comestibles de tres (3) marcas diferentes que actualmente consume la población venezolana, a través de una encuesta realizada a una población en específico, posteriormente se estandarizo el proceso para calcular el porcentaje de ácido oleico y sus debidos valores permitidos con respecto al peso de las muestras. Por otra parte, se establecieron los datos experimentales para el cálculo de la acidez de las diferentes marcas de aceites por medio de experimentos en el laboratorio, estos experimentos fueron realizados por duplicado para cada una de las marcas de aceite, por último se calculó el índice de acidez para cada una de las muestras y se compararon con los valores máximo permitidos por la COVENIN 325:2001 3ra Edición. Se concluye que el cálculo del índice de acidez con los métodos potenciometricos puede generar datos mucho más confiables que para las titulaciones volumétricas, sin embargo en el caso de que se necesiten valores rápidos y aproximados sigue siendo la mejor opción utilizar los métodos volumétricos para el cálculo de dicha característica de los aceites vegetales.

Palabras Claves: Norma COVENIN, aceites vegetales, índice de acidez.

Comparison by potentiometric methods (pH-meter,

conductimeter) and volumetric of the acid in vegetable oils

consumed in Venezuela

ABSTRACT

The overall objective of this research is to compare through potentiometric methods (pH-meter, conductivity) and volumetric the rating acid in vegetable oils consumed in Venezuela. According to the COVENIN 325:2001 vegetable oils are a mixture of oils for human consumption, extracted from seeds and oleaginous fruits such as olive, sesame, cotton, corn, peanuts, soybeans, sunflowers, palm Olean, canola and those who qualify by the health authority competent. The analysis of some of the physical and chemical characteristics of plant oils is necessary because of them derive their properties. As a first step were selected three (3) types of vegetable oils of three (3) different brands that currently consumes the Venezuela population, through a survey to a specific population. Then, was standardizing the process for calculating the percentage of oleic acid and allowed values due. Moreover, experimental data were established for calculating the acidity of the different brands of oils by laboratory experiments, these experiments were performed in duplicate for each of the oil marks lastly was calculated acidity for each of the samples and were compared with the maximum values allowed by the 3re edition COVENIN 325:2001. It is concluded that the calculation of the acid with potentiometric methods can generate mucho more reliable data for volumetric titrations, however in the case of fast approximate values are needed; the volumetric method remains the best option for calculating said characteristic of vegetable oils.

Keywords: COVENIN, vegetable oils, rating acid.

INTRODUCCIÓN

Actualmente existe un incremento en las marcas de productos alimenticios como los

aceites vegetales comestibles, tanto importados como nacionales dentro del mercado

venezolano. Valores altos de acidez en los aceites puede llegar a generar serios problemas

de salud para las poblaciones que lo consumen, es debido a esto que se genera la necesidad

de hacer un estudio de la calidad de los aceites vegetales comestibles que actualmente se

consumen dentro de la población venezolana.

El índice de acidez es el número de miligramos de hidróxido de potasio requeridos

para neutralizar los ácidos grasos libres contenidos en 1gr de aceite o grasa. El análisis de

algunos de los rasgos físicos y químicos de los aceites vegetales es preciso ya que de ellas

derivan sus propiedades fisicoquímicas. Los aceites pueden sufrir diferentes

transformaciones y reducir el valor nutritivo del alimento, producen compuestos volátiles

que imparten olores y sabores desagradables (Badui, 2006). Por esta razón, el contenido de

ácidos grasos libres ha sido propuesto como un índice sensible del incipiente deterioro de

los aceites.

El objetivo principal del presente trabajo especial de grado es comparar a través de

los métodos potenciométricos (pH-metro, conductímetro) y volumétricos el índice de

acidez en los aceites vegetales comestibles que actualmente se consumen en Venezuela.

Con esto se consiguió demostrar el método más exacto y con mejor eficiencia para

la determinación del índice de acidez en aceites vegetales, cuyo valor es de suma

importancia al momento de calificar la calidad de un aceite vegetal para su consumo.

FUNDAMENTOS TEORICOS

Aceites vegetales comestibles

Según la Norma COVENIN 325:2001 los aceites vegetales comestibles son la

mezcla de aceites destinado al consumo humano, extraído de semillas y frutos oleaginosos

tales como, oliva, ajonjolí, algodón, maíz, maní, soya, girasol, oleína de palma, canola y

aquellos que se califiquen como tales por la autoridad sanitaria competente.

Acidez

Según la norma COVENIN 325:2001 la acidez es el contenido de ácidos grasos

libres de un aceite o grasa vegetal, expresado en gramos de ácido oleico, palmítico o

laurico, por 100 gr de muestra.

Índice de acidez.

Según la norma COVENIN 325:2001 el índice de acidez es el número de

miligramos de hidróxido de potasio requeridos para neutralizar los ácidos grasos libres

contenidos en 1gr de aceite o grasa.

Método de Gran.

El método de Gran se basa en el ajuste mediante mínimos cuadrados de la recta

resultante de representar la función de Gran para la valoración de un ácido fuerte con una

base fuerte. Viene dada por la siguiente expresión:

G=( V i+V )∗10−pH

Siendo V i el volumen inicial de la valoración, esta ecuación conduce a una recta de

ecuación Y=mX+b, En donde m es la pendiente y b es la ordenada en el origen. Cuando G

es igual a cero, X es igual al volumen en el punto de equivalencia

Este tipo de gráficos utiliza datos tomados antes del punto final, para localizar al

mismo.

Un gráfico que represente la función Vb∗10−pH en función de Vb se llama gráfico

de Gran. En la figura siguiente se puede observar un ejemplo de gráfico de Gran, donde

ambos ejes han sido expresados en microlitros.

Figura 1.- Gráfico de Gran para la determinación del punto de equivalencia. La función de

Gran nunca llega a 0 en el eje x porque – nunca es cero.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Seleccionar tres (3) tipos de aceites vegetales comestibles de tres (3) marcas

diferentes.

Se seleccionaron tres (3) tipos de aceites a través de una encuesta que se realizó a un

grupo de 25 personas. Dicha encuesta está compuesta por tres (3) simples preguntas donde

se contempla el tipo de aceite vegetal más usado, el tipo de aceite que actualmente; a

consideración, se consigue en el mercado y la marca de aceite de su preferencia.

2. Establecer los datos experimentales para el cálculo de la acidez de las

diferentes marcas de aceites vegetales comestibles.

Teniendo en cuenta que todos los instrumentos de laboratorio están calibrados y lavados

adecuadamente se procede a:

Preparación del fenolftaleína al 1 % p/v

Para preparar 50 mL del indicador fenolftaleína al 1% p/v se pesaron 0,5 g de

fenolftaleína en polvo en una balanza analítica. Este se pasó a un vaso de precipitado y,

haciendo uso de una pipeta volumétrica, se adicionó 25 mL de agua destilada y 25 mL de

etanol, se agito hasta la disolución total del sólido.

Preparación y estandarización de la solución de NaOH 0.002 N

Normalmente se prepara la solución a aproximadamente 0.002 molar y se valora

después con un patrón primario ácido.

Teniendo en cuenta que el peso molecular del hidróxido de sodio es de 39,99707

g.mol-,1 para preparar una solución de 2 litros de NaOH 0.002N exento de carbonatos fue

necesario:

Pesar 0.16 gramos aproximadamente de NaOH sólido. Pasar a un vaso precipitado

y se adicionó la cantidad necesaria de agua destilada para disolver.

Una vez disuelta la solución, se vertió en un matraz o balón aforado de 2000 mL, y

se enrasó con agua destilada.

Preparación de la solución de hidrogenoftalato de potasio 0.002 N

Pesar, aproximadamente, 0.2 gramos del reactivo sólido en una balanza analítica.

Este se trasvasó a un matraz o balón aforado de 500 mL, y se procedió a enrasar con la

misma.

Para valorar la solución de NaOH 0.002 N se usó el patrón primario

hidrogenoftalato de potasio

Se agregó la solución de NaOH en una bureta de 50 mL.

Se tomó una muestra de 25 mL de hidrogenoftalato de potasio 0.002 N y se trasvasó

a un vaso de precipitado de 150 mL,

Se agregaron 3 gotas del indicador fenolftaleína y se introdujo el electrodo en la

porción de muestra.

Se tomó el pH de la solución y luego se tituló con NaOH agregando incrementos

hasta observar el cambio de coloración del indicador a rosa pálido.

Con los datos de la estandarización se registró una ecuación de la recta, donde el

volumen del punto de equivalencia vino dado por la división del intercepto con el eje X

entre la pendiente de la recta. Para calcular la concentración del hidróxido de sodio fue

necesaria la siguiente ecuación:

V 1∗C1=V 2∗C2

Método volumétrico

Para la preparación de las muestras de aceite se realizó lo siguiente:

Se pesaron aproximadamente 10gr de aceite de cada tipo y de las diferentes marcas.

Se preparó una solución alcohol etílico – éter con una proporción molar de 50:1.

En cada una de las muestras se colocó 10ml de la solución preparada de alcohol

etílico – éter y 3 gotas de fenolftaleína.

Se tituló con el NaOH

En el momento que el aceite cambia de color se anotó el volumen de NaOH gastado. Todas

las muestras fueron realizadas por duplicado para cada uno de los aceites.

Métodos Potenciometricos

Para la titulación con el pH-metro se realizó la misma preparación se las muestras sin

embargo al momento de titular con NaOH se agregó de a 5ml y se anotó el valor de pH

obtenido para cada punto. Se tituló hasta un volumen gastado de NaOH entre los 30 a 35ml.

De igual manera se realizó esta práctica para el conductimetro, anotando la medida de

conductividad para cada punto obtenido al agregar 5ml.

3. Determinar el valor del índice de acidez resultante de los diferentes métodos

Acidez de los aceites vegetales comestibles

El cálculo del índice de acidez se basó en la norma COVENIN 325:2001, el cual

indica que para la mayoría de los aceites el índice de acidez se expresa en % de ácido

oleico; a excepción de los aceites fabricados con almendra, palmiste y coco, primero se

procedió a calcular la acidez con la siguiente expresión:

A=0,282∗V∗N∗100G

Índice de acidez de los aceites vegetales comestibles

Después de haber obtenido la acidez se procede a calcular el índice de acidez usando

la siguiente expresión:

Ia=1,99∗A

Siendo Ia el índice de acidez y A la acidez expresada como ácido oleico. Este

procedimiento se realiza para cada una de las muestras de aceites vegetales preparadas en la

laboratorio.

RESULTADOS

Tabla 1. Cálculo del índice de acidez usando el pH-metro

Muestra Tipo Peso (g) m b ml NaOH acidez indice de acidez1 Soya 10.84 -1.3E-06 2.0E-05 15.12 0.07 0.142 10.45 -1.3E-06 2.0E-05 15.48 0.08 0.151 Soya 10.22 -1.0E-06 1.6E-05 15.40 0.08 0.152 10.08 -9.5E-07 1.5E-05 15.32 0.08 0.161 Soya 10.02 -1.3E-06 2.0E-05 15.15 0.09 0.172 10.28 -1.1E-06 1.7E-05 15.00 0.08 0.171 Oliva 10.58 -1.4E-06 2.3E-05 16.53 0.09 0.182 10.06 -1.6E-06 2.5E-05 15.72 0.09 0.181 Oliva 10.44 -1.2E-06 1.9E-05 15.38 0.09 0.172 10.69 -1.3E-06 2.0E-05 15.23 0.08 0.161 Oliva 10.50 -1.3E-06 2.0E-05 15.20 0.07 0.152 10.46 -1.2E-06 1.9E-05 15.46 0.08 0.151 Canola 10.84 -1.1E-06 1.7E-05 14.71 0.07 0.142 10.69 -8.2E-07 1.2E-05 14.90 0.07 0.141 Canola 10.21 -9.4E-07 1.4E-05 15.06 0.09 0.172 10.06 -7.8E-07 1.2E-05 14.78 0.08 0.171 Canola 10.29 -9.9E-07 1.5E-05 14.92 0.08 0.17

Tabla 2. Cálculo del índice de acidez usando el conductimetro

Muestra Tipo Peso (g) m b ml NaOH acidez indice de acidez1 Soya 10.84 4.07 -53.46 13.12 0.06 0.122 10.45 4.39 -61.90 14.09 0.07 0.141 Soya 10.22 5.01 -77.84 15.53 0.08 0.162 10.08 4.51 -64.33 14.26 0.07 0.151 Soya 10.02 3.81 -54.83 14.40 0.08 0.172 10.28 3.17 -43.92 13.85 0.08 0.151 Oliva 10.58 2.20 -33.67 15.30 0.08 0.172 10.06 2.13 -29.42 13.80 0.08 0.161 Oliva 10.44 3.47 -50.19 14.46 0.08 0.162 10.69 2.18 -31.40 14.38 0.08 0.151 Oliva 10.50 3.47 -50.19 14.46 0.07 0.142 10.46 2.28 -33.40 14.63 0.07 0.141 Canola 10.84 4.20 -65.25 15.52 0.07 0.152 10.69 4.27 -62.76 14.70 0.07 0.141 Canola 10.21 4.22 -63.59 15.06 0.09 0.172 10.06 4.29 -63.08 14.70 0.08 0.171 Canola 10.29 4.23 -63.78 15.08 0.08 0.17

Tabla 3. Cálculo del índice de acidez a través del método volumétrico

Muestra Tipo Peso (g) acidez indice de acidez1

Soya10.842 0.099 0.198

2 10.4537 0.103 0.2041

Soya10.2174 0.087 0.174

2 10.0759 0.087 0.1731

Soya10.0162 0.106 0.211

2 10.2813 0.113 0.2251

Oliva10.5802 0.167 0.333

2 10.0634 0.172 0.3431

Oliva10.4439 0.111 0.220

2 10.6903 0.112 0.2231

Oliva10.5001 0.167 0.333

2 10.4596 0.168 0.3341

Canola10.8407 0.099 0.196

2 10.6903 0.098 0.1961

Canola10.2065 0.113 0.224

2 10.0582 0.113 0.2251

Canola10.287 0.112 0.224

2 10.536 0.111 0.220

Tabla 4. Resumen estadístico de los resultados obtenidos de todos los métodos estudiados

aceite σ (g/100 ml ) DER (ppmil) CV (%)

Titulacion VolumetricaSOYA 0.198 0.021 100.000 10.000%OLIVA 0.286 0.053 172.410 17.240%CANOLA 0.214 0.014 47.620 4.760%

Titulacion potenciometrica (pH-Metro)SOYA 0.158 0.011 62.500 6.250%OLIVA 0.165 0.013 58.820 5.880%CANOLA 0.158 0.014 62.500 6.250%

Titulacion potenciometrica (Conductimetro)SOYA 0.147 0.015 66.670 6.670%OLIVA 0.154 0.010 66.670 6.670%

X ( (g/100 mL)

ANALISIS DE RESULTADOS

Como se muestra en las tablas existe una variación en los índices de acidez para cada

uno de los métodos y esto es debido a la eficacia de cada uno. El más notable en este caso

es para el método volumétrico donde los datos obtenidos se separan en gran medida con

respecto a los métodos potenciometricos. Por otra parte tenemos que aunque los valores

para el pH-metro y el conductimetro son muy parecidos, el pH-metro tiene una mayor

precisión al momento de alcanzar el punto de equivalencia de la solución, punto clave para

calcular la acidez como porcentaje de ácido oleico y posteriormente el índice de acidez.

Cabe destacar que una de las características primordiales del aceite de oliva es que

tiene un porcentaje de ácido oleico mayor que cualquier otro tipo de aceite, por esta razón

es posible conseguir valores de índice de acidez para el aceite de oliva que estén muy

cercanos a los valores máximos permitidos por la Norma COVENIN 325:2001.

De los estudios potenciometricos señalados anteriormente se resalta la desviación

estándar y el coeficiente de variación, los cuales fueron considerados como una medida de

la repetitividad del método. A pesar de que la desviación estándar para la mayoría de los

métodos presento valores por debajo del 10%; cuyo valor cabe dentro de la definición de

aceptable para el coeficiente de variación, se observó que el coeficiente de variación optimo

fue obtenido por la titulación potenciometrica a través del conductimetro, con valores que

varían entre 5 a 7% para todos los aceites vegetales estudiados.

Por otro lado, los métodos presentan coeficientes de variación notoriamente simulares

entre cada uno de los aceites, con valores que van desde 4% a 17% para la titulación

volumétrica y de 5% a 6% para las titulaciones potenciometricas.

Tomando en cuenta el valor máximo permitido por la Norma COVENIN 325:2001

para el índice de acidez, se observó que para el método volumétrico se encuentran en el

tope de acidez permitida y para los métodos potenciometricos se localizan en rangos

menores en comparación a la titulación volumétrica, con algunas excepciones para el aceite

de oliva.

CONCLUSIONES

Se seleccionaron como objetos de estudio, 3 diferentes tipos de aceites vegetales que

consume la población venezolana de manera cotidiana, de estos 3 diferentes tipos se

escogieron 3 marcas distintas. En cuanto a la preparación de las muestras para su posterior

análisis, fue necesario tener especial cuidado con el tiempo de almacenamiento después de

haber abierto cada una de las botellas, con el fin de prevenir la contaminación y el cambio

de propiedades de las muestras.

El método de titulación potenciometrica es más preciso que el método de titulación

volumétrica o método visual, en cuanto a la medición del índice de acidez en aceites

vegetales comestibles de diferentes tipos. Igualmente, en cuanto a la forma de procesar los

resultados obtenidos experimentalmente, la titulación potenciometrica para el pH-metro

resulto tener una mayor efectividad con el método gráfico de Gran; que al utilizar el

conductimetro.

Se observaron discrepancias en cuanto a los resultados analíticos obtenidos con el

método Volumétrico, debido que la detección del punto de equivalencia se realiza mediante

el viraje de color de un indicador químico, lo que presenta la desventaja de depender

enormemente de la apreciación del analista.

En líneas generales, el método de titulación potenciométrica ofrece puntos de

equivalencia más confiables, obteniendo mejores resultados al disminuir la cantidad de

errores de medición humana. Sin embargo, se requiere un mayor tiempo de análisis para su

aplicación en comparación con las titulaciones volumétricas por lo que, en base a los

resultados obtenidos, se justifica el uso de titulaciones volumétricas en aquellos casos en

que se requiera una medición rápida y aproximada.

AGRADECIMIENTOS

Principalmente a Dios, por darnos la fortaleza para superar todos los obstáculos y alcanzar

nuestra meta.

A nuestros padres, familiares y amigos, por brindarnos su apoyo incondicional y sus

confortables consejos durante el desarrollo del presente trabajo de grado. Infinitas gracias.

A nuestro tutor académico el Licenciado Eudo Osorio, la PhD. Olga Ortiz y la Prof.

Xiomara Méndez quienes fueron de mucha ayuda en el alcance de nuestros objetivos.

A la Universidad Rafael Urdaneta (URU) por permitirnos utilizar sus instalaciones, y aún

más importante los conocimientos de sus profesores.

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