Determinación Analítica De Hierro

LABORATORIO QUÍMCA EXPERIMENTA Y APLICADA

“DETERMINACION ANALITICA DE HIERRO EN EL VINO”

PROTOCOLO

GRUPO: 2801

PROFESORES: VICTORIA ORALIA HERNANDEZ PALACIOS

JOSE ANTONIO PIÑA TAVERA

FECHA DE ENTREGA: 5 DE MARZO DE 2014

METALES EN VINOS

INTRODUCCIÓN

Los metales que se encuentran en el vino pueden provenir de la uva, así como también de la maquinaria que se utilice, ya que el mosto y el vino atacan los metales.

Un alto contenido de metales en el vino puede provocar enturbiamientos ya que estos se insolubilizan quedando afectados el color o limpidez de los vinos. Según su solubilidad, los metales pueden dividirse en tres categorías:

1 - fácilmente solubles, como el Fe y el Zn.

2 - difícilmente solubles, como el Cu, Al y Pb.

3 - prácticamente insoluble como el Sn, Ag, acero inoxidable, aleaciones de cobre y zinc.

Estas alteraciones que se producen en los vinos a causa de los metales se dan en ciertos casos en potenciales oxidativos y en otros en reductivos.

Para evitar estos problemas se sugieren ciertos tratamientos como por ej. con el ác. cítrico, con polifosfatos, con ác. Etilen-diamino-tetra-acético (EDTA), productos con los cuales los metales se combinan formando complejos y evitando así la quiebra. Otra forma de protección sería por el agregado de sustancias al estado coloidal que evitan la insolubilización del Fe y Cu como ser la goma arábiga. Una tercera forma, que es la más común, es la eliminación de los metales haciéndolos precipitar al formar compuestos insolubles con ciertas sustancias como ser el ferrocianuro de potasio, o el fitato; también se ha estudiado la eliminación de los metales por el uso de resinas de intercambio iónico.

Calendarización de actividades

DESMETALIZACIÓN

El exceso de metales en los vinos puede provocar alteraciones de color por lo que al existir una cantidad elevada de ellos deberán eliminarse haciéndolo precipitar formando sales insolubles con ferrocianuro de potasio (K4Fe(CN)6). El ferrocianuro de potasio es un compuesto que puede presentarse en forma anhidra, siendo su PM = 368.34 g/mol, o puede presentarse hidratado conteniendo hasta 3 moléculas de agua, variando así su peso molecular. Es de aspecto cristalino, de color amarillo, disolviéndose fácilmente en agua (22.5 g/100 mL a 20°C).

En ciertas condiciones y por acción de los ácidos minerales diluidos o de ácidos orgánicos en caliente, pueden generar ácido cianhídrico, el que es altamente venenoso siendo mortal en dosis de 60 mg.

El ferrocianuro desarrolla en el vino una acción química compleja dando como resultado la insolubilización y precipitación de los metales (Zn, Cu, Fe y Mn) en distintas proporciones. Como el Fe se encuentra en el vino bajo forma ferrosa y férrica, se combina de distinta manera según su estado de oxidación.

El ferrocianuro de potasio en medio ácido y con cierta dosis de hierro da compuestos denominados azul de Turnbull que es la sal ferrocianuro ferroso (Fe2[Fe(CN)6]) el cual no se combina en proporciones definidas, y azul de Prusia que es la sal ferrocianuro férrico (Fe4[Fe(CN)6]3), y con el cobre da lugar a un compuesto insoluble de color pardo rojizo llamado rojo de Van Dyek.

Pero en el caso de la clarificación azul no interesa la cantidad de uno u otro que se formen sino que se formen compuestos insolubles que dan orígen a disoluciones coloidales cuyo tamaño de partícula oscila entre 0.1-0.001 μ.

La incorporación del ferrocianuro de potasio al vino hace que se formen coloides negativos de las sales de ferrocianuro con los distintos metales, de ahí la necesidad de introducir cierta cantidad de coloide pero positivo como son los clarificantes proteicos para que ambos formen flóculos que sean más rápidos de sedimentar, fácil de filtrar y lo más hidrófobo posible para que haya las menores pérdidas por absorción. De no ser así el ferrocianuro asociado a los metales tendría que adaptarse a un medio que en parte los estabiliza con los taninos, pectinas y gomas, y cuya precipitación es muy lenta.

Se debe calcular la cantidad exacta de ferrocianuro a agregar al vino a tratar, ya que un exceso de éste puede forma ácido cianhídrico el cual es tóxico (60 mg), tratando en lo posible por lo tanto, de no eliminar totalmente los metales.

Para calcular la cantidad de ferrocianuro a agregar se tienen dos técnicas:

1- ferrómetro de Hubert.

2- clarificación azul.

FERRÓMETRO DE HUBERT

Es un tubo de vidrio que se afina en la parte inferior la cual está graduada y en la que se leerá el precipitado formado.

En él se colocan 50.00 mL de vino agregando 3 o 4 gotas de ferrocianuro de potasio en solución al 10%, se agita y se deja en posición vertical durante 24 horas, al cabo de las cuales se lee el precipitado formado.

Para asegurarnos de que no quede ferrocianuro en exceso en el vino se tendrá en cuenta un margen de seguridad que se descontará de la lectura efectuada (3 mg). A dicho resultado se lo multiplica por 6, obteniendo de esta forma los mg de ferrocianuro capaces de hacer precipitar los mg de hierro que contiene el vino, teniendo en cuenta que 1 mg de Fe precipita con aproximadamente 6 mg de ferrocianuro.

La formación de ferrocianuro férrico se da según la siguiente reacción:

4 Fe+3 + 3 K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12 K+

El ión ferroso no se combina en proporciones definidas con el ferrocianuro de potasio, sino que conforme a las condiciones del vino forma ferrocianuro ferroso o ferrocianuro de hierro (II) y potasio.

Fe+2 + K4[Fe(CN)6] K2Fe[Fe(CN)6] + 2 K+ →

→ 2 Fe+2 + K4[Fe(CN)6] Fe2[Fe(CN)6] + 4 K+

Suponiendo que todo el precipitado formado es de ferrocianuro férrico, tenemos:

PM (K4[Fe(CN)6] . 3H2O) = 422.39 g/mol

PE (K4[Fe(CN)6] . 3H2O) = PM/4 = 105.6 g/Eq

PM Fe = 56 g/mol

PE Fe = PM/3 = 18.67 g/Eq

Entonces:

105.6 g ferrocianuro -------- 18.67 g Fe x -------- 1 g Fe x = 5.65 g ferrocianuro de potasio

El cálculo para la precipitación del ión ferroso exige 3.78 o 7,56 g de ferrocianuro de potasio según la sal precipitada. De los cálculos anteriores es que surge el factor de 6 que se toma para el cálculo del agregado de ferrocianuro de potasio.

Así por ejemplo si la lectura efectuada en el ferrómetro es de 8 mg (cada raya equivale a 2 mg), restando el margen de seguridad nos quedarán 5 mg de hierro que hay que eliminar.

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