Estandarización de una técnica cuantitativa para determinar etanol en una

muestra problema por microdifución y espectrofotometría.

Reporte de estancia I y II

Ramos, S, J; Martínez, J, F

Departamento de Ingeniería Agroindustrial, Universidad Politécnica de Guanajuato, Avenida

Universidad Norte S/N. Predio “La Palma”, Cortázar, Guanajuato, CP 38343

Resumen

En el presente trabajo se llevó acabo la estandarización una técnica para cuantificar alcohol en

muestras problema mediante una curva de calibración creada a base de concentraciones

conocidas de etanol en un rango de 1% a 5% v/v, dichas soluciones fueron previamente

sometidas a microdifución en celdas improvisadas con tapas superiores de cajas Petri las cuales

en su interior contenían dos compartimientos, uno con una solución de carbonato de potasio

saturado en combinación con la muestra problema y en la otra una mezcla sulfocromica, dicha

celda se colocó en él interior de una estufa de secado y posteriormente leídas en el

espectrofotómetro a una longitud de onda de 400 nanómetros.

Palabras clave: estandarización, etanol, mezcla sulfocromica, microdifución.

Introducción

El etanol (C2H6O) es un líquido incoloro, volátil, con un olor característico y sabor picante.

También se conoce como alcohol etílico. Sus vapores son más pesados que el aire. El etanol se

utiliza industrialmente para la obtención de acetaldehído, vinagre, butadieno, cloruro de etilo y

nitrocelulosa, entre otros. Es muy utilizado como disolvente en síntesis de fármacos, plásticos,

lacas, perfumes, cosméticos, etc. También se utiliza en mezclas anticongelantes, como

combustible, como antiséptico en cirugía, como materia prima en síntesis y en la preservación de

especímenes fisiológicos y patológicos. El llamado alcohol desnaturalizado consiste en etanol al

que se le agregan sustancias como metanol, isopropanol o, incluso, piridinas y benceno. Estos

compuestos desnaturalizantes son altamente tóxicos por lo que, este tipo de etanol, no debe de

ingerirse. Para la determinación de alcohol de usan diversos métodos la mayoría de ellos

costosos o no muy eficaces, y entre esos métodos se creyó que combinando la microdifución y

espectrofotometría se podía obtener una técnica eficaz para su cuantificación.

La espectrofotometría UV-visible es una técnica analítica que permite determinar la

concentración de un compuesto en solución. Se basa en que las moléculas absorben las

radiaciones electromagnéticas y a su vez que la cantidad de luz absorbida depende de forma

lineal de la concentración. Para hacer este tipo de medidas se emplea un espectrofotómetro, en

el que se puede seleccionar la longitud de onda de la luz que pasa por una solución y medir la

cantidad de luz absorbida por la misma.

La microdifución es una técnica que sirve para hacer reaccionar vapores empleando una celda

con un pequeño espacio de cabeza, la cual en si interior contiene dos o más compartimientos,

dicha celda debe estas completamente sellada.

Objetivo

Estandarizar una técnica combinada para cuantificar etanol a través de microdifución y

espectrofotometría en muestras problema por medio de una curva de calibración realizada a

partir de lecturas de absorbancia obtenidas en un espectrofotómetro.

Justificación

Debido al elevado costo de las técnicas cuantitativas más confiables para determinar etanol en

muestras problema, es necesario estandarizar una técnica que nos reduzca dichos costos, y que

al mismo tiempo presente una alta confiabilidad en los resultados, ya que este tipo de

determinación es una de las más importantes en industrias dedicadas a producir etanol.

Materiales y métodos

Se prepararon 5 soluciones de etanol a concentraciones conocidas (1%,2%,3%4% y 5%), una

solución de carbonato de potasio saturada, una solución de ácido sulfúrico al 13.72%, una

mezcla sulfocromica la cual fue realizada con una solución de 500 ml de ácido sulfúrico al

12.88% mas 0.75g de dicromato de potasio, posteriormente se realizó un barrido en el

espectrómetro para determinar en qué longitud de onda arrojaba un valor de absorbancia

confiable para realizar la curva de calibración, dicha longitud de onda fue 400 nm, el siguiente

paso fue calibrar a cero el espectrofotómetro en la opción de fotometría y a una longitud de onda

de 400 nm con la solución de ácido sulfúrico al 13.72%, después de esto de prosiguió a crear

una solución que bajo las condiciones mencionadas nos diera una lectura de absorbancia igual

a 1, dicha absorbancia nos dio al mezclar 1 ml de la mezcla sulfocromica más 1.6 ml de la

solución de ácido al 13.72%, a continuación se realizó una solución a la que llamaremos solución

madre la cual es equivalente a la solución que nos arrojó absorbancia de 1 ya que se mezcló

20ml de mezcla sulfocromica y 32 ml de la solución de ácido sulfúrico al 13.72%, posteriormente

dentro de las tapas superiores de cajas Petri ( celdas improvisadas) se introdujeron dos

taparroscas, la primera contenía 3 ml de la solución madre y la otra 2ml de la solución de

carbonato de potasio saturada más 1 ml de una de las muestras de etanol ( naturalmente esto se

realizo 5 veces ya que son el número de soluciones conocidas de etanol) y dichas celdas fueron

selladas herméticamente con cinta plástica, y colocadas en el interior de una estufa de secado a

35°C por 20 minutos exactamente cada una, inmediatamente y sin demora de tiempo

transcurridos los 20 minutos para cada celda se leyeron en el espectrómetro el contenido de la

tapa con la solución madre para después realizar una curva de calibración “absorbancia vs

concentración de etanol”.

Resultados

Absorbancia Concentración de etanol

0.765 1%

0.694 2%

0.517 3%

0.488 4%

0.4 5%

En base a estos resultados de se procedió a comprobar el poder de esta técnica obteniendo los

siguiente tabla.

Concentración real Concentración dada por esta técnica

Absorbancia

Muestra preparada a 4.5% 4.348% 0.46

Concentración determinada por cromatografía de gases 2.28%

2.207% 0.661

Concentración de un marca de cerveza comercial 3.9%

4.071 0.486

Conclusiones

La mayoría de las técnicas para la determinación cuantitativa de etanol suelen ser poco

confiables debido a diferentes factores o muy costosas, en este trabajo se demuestra que tiene

una alta confiabilidad y que prácticamente no es muy costosa, lo cual la hace una técnica

excelente para cuantificar alcohol en una muestra problema de cualquier tipo, de igual manera

se llegó a la conclusión de que al sacar la celda de la estufa y quitarle la cinta plástica hay que

leer inmediatamente en el espectrofotómetro ya que la solución madre después de reaccionar

dentro de la celda, su color el altamente degrado por la luz y/o el oxígeno en muy poco tiempo, lo

cual afecta directamente la lectura de la absorbancia, este es el único inconveniente que se le

pudo atribuir a la técnica.

y = -10.648x + 9.2462R² = 0.9967

0

1

2

3

4

5

6

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

% de alcohol

Lineal (% de alcohol)

Eje "x" abs, Eje "y" % de etanol

Bibliografía

http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/12etanol.pdf

http://www.uco.es/dptos/bioquimica-biol-mol/pdfs/08_ESPECTROFOTOMETR%C3%8DA.pdf

http://www.outreach.canterbury.ac.nz/chemistry/documents/ethanol.pdf

http://www.udea.edu.co/portal/page/portal/bibliotecaSedesDependencias/unidadesAcademicas/F

acultadMedicina/BilbiotecaDiseno/Archivos/Departamentos/Alcoholes-farmacologia-toxicologia-

medicina-udea.pdf