Lab Hierro en Alimentos

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Laboratorio 07

DETERMINACIÓN DE HIERRO (A.O.A.C. 1998.method 944.02) I.

OBJETIVO Cuantificar la cantidad de hierro en harinas, pan, etc.

-

II.

FUNDAMENTO

 jo de color r   jo La or tofenantr olina r eacciona con el Fe2+, or iginando un comple jo r  r o jo í  stico (ferroína) que absorbe notablemente en las regiones del espectro visible de caracter í  alrededor  de 505 nm. El Fe3+ no pr esen esenta absorción a esa longitud de onda y debe ser  reducido a Fe2+ mediante un agente reductor  apropiado, como la hidr oxi lamina, (en oxilamina ato para incr emen tar su solubilidad) (Boumans forma de clor at (Boumans et al., 1997). ementar 

Un método excelente y muy sensible para la determinación del hierro se basa en la formación de un complejo rojo-naranja de hierro (II) con o-fenantrolina. La ofenantr olin a es una base débil; en disoluc ión ácida, la principal especie es el ión fenantrolina fenantrolina PhH +. Reducción de Fe3+ a Fe2+

ocu rr e en pocos minutos en un medio ácido La r educción cuantitativa de Fe3+ a Fe2+ ocurr  (pH 3-4) de acuerdo a la siguiente ecuación:

4Fe3



2NH 2OH  4Fe2 H idr o xil amina 





N 2O  4H



 H 2O



Complejación

Después de la reducción del Fe3+ a Fe2+ , se da la for mación de un comple jo  jo con la adición de ortofena ortofenantrolina. En un medio acido la ortofenantrolina se encuentra en su forma pr otonada otonada como ion 1,1 0-fenantrolin (FenH+). La r eacción de comple comple jación puede ser  descrita por  la si guiente ecuación: (La estructura química del complejo se muestra en la Figura 1)

Fe

2



3FenH





O-fena ltrolina

4Fe(Fen)3

3



3H



lor rojo caracterí stico color  (ferroína)

Figura 1: Estructura química de la ferroína. Consiste en 3 moléculas de OP (ortofenantrolina) alrededor  de un átomo central de Fe. Los átomos de carbono de la ferroína están representados con sombras grises. Los átomos de N están repr es esentados en blanco. Alberto Luis Huamaní Huamaní

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MATERIALES Y METODOS

III.

2.1 Materiales -

Fiola de 1 L (1) Fiola de 500 mL (1) Fiola de 100 mL (10) Fiola de 25 mL (10) Pipeta de 1 mL, 5 mL, 10 mL (1 c/u) Cri soles de porcelana (10 ) Probeta de 10 mL Bombilla de extracción (1) Vaso de 150 ml (10) Luna de reloj

2.2 Equipos -

Es pect rofotómetr o Balanza analítica Muffla Baño maría Cocinilla de calentamient o Cabina de extr acción

2.3 Reactivos a) Solución de o-fenantrolina.- Disolver 0,1 g de o- fenantrolina en 80 ml de agua a 80°C, enfriar  y enrazar  a 100 mL en una fiola de 100 mL. Guardar  en frasco oscuro en refriger ación por una semana como máximo. b) Solución estándar de hierro. Disolver  3,512 g de Fe(NH4)2(SO 4)2. 6H2O en agua, adicionar  2 gotas de HCl concentrado, y enrazar  a 500 mL en una fiola de 500 mL. Diluir  10 mL de esta solución a 1 Litro. Calculations: Formula: Fe.(NH4)2.(SO4)2.6H2O Molar Mass: 392.118 g/mol Percent composition (by mass): Atom Mass Element count %(by mass) 14.24% Fe 1 55.84 c) Solución de clor hidr ato de hidr o xilamina (H2NOH.HCl).- disolver 10 g de (H2NOH.HCl) en agua en una fiola de 100 mL. d) Solución buffer acetato.- Disolver 8,3 g de NaC2H3O2 anhidr o (previamente secado a 100°C) en agua, adicionar  12 mL de ácido acético y diluir a 100 mL con agua. e)

Solución de acetato de sodio. 2M.- Disolver 272 g de NaC2H3O2.3H2O en agua y llevar a 1 Litro en una fiola.

f)

Solución buffer, pH 3,5.- Disolver 6,4 mL de solución 2M de NaC2H3O2, y 93,6 mL de 2M de HC2H3O2 (120 g/L) a 1 litro con agua.

Alberto Luis Huamaní Huamaní

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2.4

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Preparación de curva estandar 

Const r ucción De curva estándar con 10 puntos más cero. 1.

Prepar ar soluciones conteniendo: 0, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 y 45 mL respectivamente a partir de la solución standar  final (Figur a 2).

2. 3.

Agregar 2 mL de HCl y llevar a 100 mL con agua en una fiola de 100 mL a cada solución. Tomar 10 mL de cada uno de las soluciones en fiolas de 25 mL, agregar  1 mL de H2NOH.HCl, dejar reposar por 5 minutos y luego adicionar  5 mL de buffer acetato, 1 mL de O- fenantrolina y luego enrazar a 25 mL con agua.

4.

Leer la Absorvancia a 510 nm.

5.

Construir la curva patrón (Abs vs mg de Fe/ 25 mL)

6.

Hacer la regresión lineal por los puntos pasando por  el origen y hallar la ecuación matemática

A partir  de 3512 mg de Fe(NH 4)2(SO4)2. 6H2O = 500.13 mg Fe Fe= 55.84 Fe(NH4)2.6H2O 392.118 X Fe(NH4)2.6H2O 3.512 X= 0.5001303 Fe mg Solucion 500 500 10 10 10 1000 mL 20 2 5 10 15 mL 0.02 0.15 0.2 0.05 0.1 mg 10 10 10 10 10 mL 0.005 0.015 0.020 0.010 mg/10 mL 0.002 25 25 25 25 mL mg/25 25 0.005 0.015 0.020 0.010 mL Abs 0.002 0.023

0.042

Alberto Luis Huamaní Huamaní

0.081

0.138

0.185

25

30

40

0.25

0.3

0.4

10

10

10

0.025

0.030

0.040

0.045

25

25

25

25

0.025

0.030

0.040

0.045

0.229

0.278

0.40

0.46

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45

0.45 10

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2.5

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Determinación de Fe en muestra

1.

Pesar 5 g de muestra en crisol es de porcelana o platino.

2.

Llevar a incineración en mufla a 600°C hasta color blanco plomizo (2 horas o más).

3. 4.

Enfriar y r etirar el cr is ol de la mufla.

Adicionar 2 mL HCl concentrado, permitir  que el ácido cubra la porción de la ceniza

5.

Evaporar hasta secar  en baño maría, tapando en una de lun a de reloj.

6.

Disolver el residuo por adición de 1 mL de HCl, 3 mL de agua medida precisa, disolver con una varilla de vidri o y calentar 5 minutos.

7.

Transfer ir lavando la luna de reloj a una fiola de 100 mL y diluir  el residuo a 100 mL con agua. (si es necesario disolver las partículas visibles en el residuo de la solución).

8.

Luego filtrar  el residuo si es necesario la solución a través de papel filtro y descartar  los primeros 15  –  20 mL del filtrado.

9.

Pipetear 10 mL de la alícuota en una fiola de 25 mL.

10.

Adicionar 1 mL de solución clor hidr ato de hidr o xil amina reposar por 5 minutos

11.

Adicionar 5 mL de solución buffer (f) y 1 mL de O- fenantrolina (a) y diluir  hasta el volumen de 25 mL enrazándolo con agua.

12.

Leer la absorvancia en un espectrofotómetro a 510 nm.

13. 14.

Determinar la concentración de hierro en el gráfico ó en la ecuación de regresión lineal obtenida en el gráfico. Calcular Fe en la harina como mg/ 100g.

IV.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

V.

CONCLUSIONES

H2NOH.HCl(d),

BIBLIOGRAFÍA

VI. 

MÉTODOS OF ANALYSI S OF THE AOAC. 1998.13 th ed. Washington, D.C. the Association

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5 g de muestra

Encinera a 600°C

Ceniza fría 5 mL HCl

Evaporar en B.M. hasta secar  2 mL de HCl

Calentar 5 minutos sobre baño de vapor  tapando en una de luna de reloj

Trasnferir a una fiola de 100 mL Enrazar con agua

100 mL

Filtrar y eliminar los 10 - 15ml primeros filtrados Filtrado Pipetear 10 mL de la alícuota en una fiola de 25 mL

25 mL

 Adicionar 1 mL de solución H2NOH.HCl, reposar por 5 minutos  Adicionar 5 mL de solución buffer (f) y 1 mL de O- fenantrolina (a) Enrazar con agua hasta 25 mL Leer la absorvancia en un espectrofotómetro a 510 nm.

Figura 1: Flujo para cuantificación de hierr o en la muestr a

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2 gotas de HCl, 3,512 g de Fe(NH4)2(SO4)2. 6H2O

Fe = 0,50155 g 500 mL

Enrazar a 500 mL con agua

Tomar 10 mL

agua

1 Litro

2 mL

5 mL

+ 2 mL HCl

+ 2 mL HCl

 Agua

100 mL

10mL + 1 mL H2NOH.HCl

10 mL

15 mL

20 mL

25 mL

30 mL

35 mL

40 mL

45 mL

+ 2 mL HCl

+ 2 mL HCl

+ 2 mL HCl

+ 2 mL HCl

+ 2 mL HCl

+ 2 mL HCl

+ 2 mL HCl

+ 2 mL HCl

 Agua

100mL

10 mL + 1 mL H2NOH.HCl

 Agua

 Agua

100mL

 Agua

 Agua

100mL

100mL

 Agua

100mL

Agua

100mL

Agua

100 mL

Agua

100 mL

100 mL

10 mL

10 mL

10 mL

10 mL

10 mL

10 mL

10 mL

10 mL

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

25 mL 25 mL

25 mL

25 mL

25 mL

25 mL

25 mL

25 mL

25 mL

25 mL

Reposar 5 minutos

 Adicionar a cada uno 5 mL de buffer acetato  Adicionar 1 mL de O- fenantrolina Enrazar a 25 mL con agua Leer la ABS a 510 nm

Figura 2: Diagrama para la constr ucción de la curva standart con Hierr o del Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O

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E jer cicio r esuelto: se desea determinar la cantidad de hier ro en una muestr a de papapan fortificado, para ello se peso 5 g de pan y se llevó a incineración hasta obtener ceniza, esta ceniza es tratada de acuerdo a la metodología estudiada y obteniéndose una Lectur a de Abs. =0,435. De acuerdo a las especificaciones el pan deberá temer 5 mg de hierro por 75 g de pan, se cumple o no con las especificaciones dadas?.

Solución: La función de la cur va patr ón de abs. En función de la concentración de fe (mg/25 ml alícuota) es:

Abs. = 9,763 X(mg Fe/ 25 ml alícuota )

 X  

0,435



9,763

0,045 mg Fe/25 mL alicuota

Calculo de hierro en los 10 mL de solución Haciendo balance de masa para hierro entre 10 mL de solución

mg



0,045 mg

Calculo de hierro en los 100 mL

0,045 mg ……………………10 mL X

………………………………………100

mL

…………………

5 g muestra

X = 0,45 mg Calculo para los 75 g de pan

0,45 mg………………… 5 g muestra Y ……………………..75 g muestra Y = 6,75 mg X = 6.75 mg Fe / 75 g de pan Conclusión

Resultado obtenido en el labor ator io fue de 6,75 mg Fe/75g de pan, que es super ior  al límite de 5 mg/75 g de papapan fortificado, el contenido de hierro se encuentra dentro del r ango establecido, el cual cumple con los requisitos establecidos.

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LAB. Nº 07 TEMA: DETERMINACIÓN ES PECTROFOT OMÉTRICA DE HIERRO EN ALIMENTOS CURSO: ANALISIS DE ALIMENTO GRUPOS: MARTES , JUEVES Y VIERNES FECHA: 01 al 5 de noviembre del 2011 MATERIALES

Fiola de 1000 mL Fiola de 500 mL Fiola de 100 mL Fiola de 25 mL Pipeta de 1 mL Pipeta de 5 mL pipeta de 10 mL vaso de 150 mL soporte para embudo Embudo de vidrio Luna de reloj vagueta papel tisue bombilla de succion

cantidad

1 1 10 10 2 2 2 3 1 2 3 1 1

REACTIVOS

Fe.(NH4)2.(SO4)2.6H2O acido clorhidrico O- Fenantrolina Clorhidrato de hidroxilamina (H2NOH.HCl)

 Acetatodesodio(NaC2H3O2) acido acetico EQUIPOS A USAR

Balanza Espectrofotometro

Ing. Alberto HUAMANI HUAMANI

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