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Universidad de Carabobo 
Facultad de Ciencias de la Educación 
Departamento de Biología y Química 
Asignatura: Química Analítica II 
Determinación de Ácido Fosfórico en Refrescos de Cola por 
medio de la Titulación Potenciométrica 
Alvarado Olga C.I.: 23.438.000 
Bastidas Yugenis C.I.: 22.224.923 
Martínez Adrián C.I.: 21.241.451 
Ramos Luis C.I.: 24.457.271 
Sección: 71 
Prof.: Álvaro Iván Zarate 
Bárbula, 18 de noviembre de 2014 
Resumen 
Se realizó una titulación potenciométrica para determinar la concentración del 
ácido fosfórico en diferentes bebidas gaseosas, haciendo uso de un electrodo de 
membrana para medir las variaciones del pH de la solución causadas por la 
agregación del valorante (NaOH) y determinar, así, el primer punto de equivalencia. 
Palabras Claves: potenciometría, ácido fosfórico, pH, análisis. 
Introducción 
La titulación potenciométrica es un 
método moderno de análisis químico 
que permite conocer la concentración 
del analito mediante un pHmetro, 
instrumento que posee un electrodo de 
membrana permeable que permite el 
paso de los iones de la especie que se 
quiere estudiar. En lo que respecta a la 
práctica realizada se analizaron 
muestras de diferentes refrescos de 
cola para conocer la concentración de 
ácido fosfórico en cada una de ellas, 
por lo que fue necesario eliminarle el 
dióxido de carbono, que le da su
peculiar condición de gaseosa, para 
que el analito fuera más fácil de 
detectar. El ácido fosfórico es un ácido 
poliprótico, por lo tanto en el presente 
se podrá observar su comportamiento 
mediante el método de la segunda 
derivada y su representación gráfica. 
Trabajo Experimental 
La práctica se inició pesando 
2,1713g de NaOH para preparar una 
solución a 0,054 N la cual se diluyó en 
un litro de agua. Esta solución serviría 
de valorante para determinar el 
porcentaje de ácido fosfórico en 
refrescos de cola, por medio de la 
titulación potenciométrica. 
Posterior a esto, se añadieron 40 ml 
del refresco de cola desgasificado en 
un beacker puesto sobre una plancha 
magnética con su respectivo agitador, 
se introdujo un electrodo de membrana 
permeable y uno de referencia 
plata/cloruro de plata del pHmetro, 
equipo que determinaría la acidez de la 
solución; y se procedió a realizar la 
titulación tomando en consideración 1 
ml desde el inicio hasta la séptima 
titulación y luego de allí hasta indicar 
10 ml en la bureta se añadieron por 
alícuotas de 0,5 ml. Por último se 
continuó el proceso hasta llegar a 
gastar 20 ml de valorante, nuevamente 
en porciones de 1 ml. Paralelamente se 
iban tomando los datos de pH 
respectivo en cada titulación; todo esto 
en procesos por separados para 
refrescos de las marcas Coca Cola, 
Pepsi Cola y Big Cola.
Tabla de Resultados 
Determinación de Ácido Fosfórico en Coca-Cola por medio de la Titulación 
Potenciométrica. 
Tabla de relación volumen/pH 
Vol. NaOH pH Volumen dpH/dV Vol.NaOH d 
2 
pH/dV 
2 
Añadido medio 
(mL) 
0,000 3,080 0,50 0,10 0,00 
1,000 3,180 1,50 0,11 1,00 0,01 
2,000 3,290 2,50 0,17 2,00 0,06 
3,000 3,460 3,50 0,39 3,00 0,22 
4,000 3,850 4,50 2,02 4,00 1,63 
5,000 5,870 5,50 0,40 5,00 -1,62 
6,000 6,270 6,50 0,11 6,00 -0,29 
7,000 6,380 7,25 0,12 7,00 0,01 
7,500 6,440 7,75 0,42 7,50 0,60 
8,000 6,650 8,25 0,20 8,00 -0,44 
8,500 6,750 8,75 0,20 8,50 0,00 
9,000 6,850 9,25 0,22 9,00 0,04 
9,500 6,960 9,75 0,56 9,50 0,68 
10,000 7,240 10,50 0,27 10,00 -0,58 
11,000 7,510 11,50 0,53 11,00 0,26 
12,000 8,040 12,50 0,75 12,00 0,22 
13,000 8,790 13,50 0,38 13,00 -0,37 
14,000 9,170 14,50 0,20 14,00 -0,18 
15,000 9,370 15,50 0,28 15,00 0,08 
16,000 9,650 16,50 0,10 16,00 -0,18 
17,000 9,750 17,50 0,07 17,00 -0,03 
18,000 9,820 18,50 0,08 18,00 0,01 
19,000 9,900 19,50 0,11 19,00 0,03 
20,000 10,010 10,00 0,50 20,00 0,39
Volumen del Punto de Equivalencia 
4,502 ml
Determinación de Ácido Fosfórico en Pepsi por medio de la Titulación 
Potenciométrica. 
Tabla de relación volumen/pH 
Vol. NaOH pH Volumen dpH/dV Vol.NaOH d 
2 
pH/dV 
2 
Añadido medio 
(mL) 
0,000 3,160 0,50 0,03 0,00 
1,000 3,190 1,50 0,07 1,00 0,04 
2,000 3,260 2,50 0,15 2,00 0,08 
3,000 3,410 3,50 0,31 3,00 0,16 
4,000 3,720 4,50 1,10 4,00 0,79 
5,000 4,820 5,50 0,69 5,00 -0,41 
6,000 5,510 6,50 0,32 6,00 -0,37 
7,000 5,830 7,25 0,26 7,00 -0,06 
7,500 5,960 7,75 0,20 7,50 -0,12 
8,000 6,060 8,25 0,24 8,00 0,08 
8,500 6,180 8,75 0,24 8,50 0,00 
9,000 6,300 9,25 0,20 9,00 -0,08 
9,500 6,400 9,80 0,18 9,50 -0,03 
10,100 6,510 10,60 0,20 10,10 0,03 
11,100 6,710 11,60 0,23 11,10 0,03 
12,100 6,940 12,60 0,24 12,10 0,01 
13,100 7,180 13,60 0,34 13,10 0,10 
14,100 7,520 14,60 0,51 14,10 0,17 
15,100 8,030 15,60 0,68 15,10 0,17 
16,100 8,710 16,60 0,31 16,10 -0,37 
17,100 9,020 17,60 0,22 17,10 -0,09 
18,100 9,240 18,60 0,15 18,10 -0,07 
19,100 9,390 19,60 0,13 19,10 -0,02 
20,100 9,520 10,05 0,47 20,10 0,34
Volumen del Punto de Equivalencia 
4,658 ml
Determinación de Ácido Fosfórico en Big Cola por medio de la Titulación 
Potenciométrica. 
Tabla de relación volumen/pH 
Vol. NaOH pH Volumen dpH/dV Vol.NaOH d 
2 
pH/dV 
2 
Añadido medio 
(mL) 
0,000 2,110 0,50 0,82 0,00 
1,000 2,930 1,50 0,04 1,00 -0,78 
2,000 2,970 2,50 0,07 2,00 0,03 
3,000 3,040 3,50 0,08 3,00 0,01 
4,000 3,120 4,50 0,09 4,00 0,01 
5,000 3,210 5,50 0,13 5,00 0,04 
6,000 3,340 6,50 0,19 6,00 0,06 
7,000 3,530 7,25 0,26 7,00 0,07 
7,500 3,660 7,75 0,30 7,50 0,08 
8,000 3,810 8,25 0,30 8,00 0,00 
8,500 3,960 8,75 0,44 8,50 0,28 
9,000 4,180 9,25 0,34 9,00 -0,20 
9,500 4,350 9,80 0,03 9,50 -0,61 
10,100 4,370 10,60 0,60 10,10 0,94 
11,100 4,970 11,60 0,45 11,10 -0,15 
12,100 5,420 12,60 0,39 12,10 -0,06 
13,100 5,810 13,60 0,32 13,10 -0,07 
14,100 6,130 14,60 0,25 14,10 -0,07 
15,100 6,380 15,60 0,17 15,10 -0,08 
16,100 6,550 16,60 0,43 16,10 0,26 
17,100 6,980 17,60 0,20 17,10 -0,23 
18,100 7,180 18,60 0,52 18,10 0,32 
19,100 7,700 19,60 0,31 19,10 -0,21 
20,100 8,010 10,05 0,40 20,10 0,09
Volumen del Punto de Equivalencia 
5,116 ml
Cálculos Típicos 
Primera Etapa: 
H3PO4(ac) H+ 
(ac) + H2PO4 
- 
(ac) 
Segunda Etapa: 
H2PO4 
- 
(ac) H+ 
(ac) + H2PO4 
= 
(ac) 
Tercera Etapa: 
H2PO4 
= 
(ac) H+ 
(ac) + PO4 
3- 
(ac) 
Cálculo de la concentración del 
Valorante: 
2,1713푔 푒푥푝푒푟푖푚푒푛푡푎푙푒푠 푥 
98 푔 푝푢푟표푠 
100 푔 푡표푡푎푙푒푠 
= 2,1279 푔 푝푢푟표푠 
푛 = 
푔푠푡표 
푃푀 
= 
2,1279 푔 
29,997 
푔 
⁄푚푙 
= 0,0532 푚표푙 
푀 = 
푛푠푡표 
푙푠표푙푢푐 
= 
0,0532 푚표푙 
1 푙 
= 0,0532 푀 ≈ 푁 
Volumen del punto de equivalencia en 
Coca-Cola: 4,502 푚푙 
Cálculo de la concentración del ácido: 
0,004502 푙 
푛푁푎푂퐻 = 푛퐻3푃푂4 
푛 = 푀 푥 푙 = 0,004502 푙 푥 0,0532 푀 
= 0,000239 푚표푙 
푀 = 
0,000239 푚표푙 
0,04 푙 
= 0,0059 푀 푒푛 퐶표푐푎 
− 퐶표푙푎 
푀 = 0,0061 푀 푒푛 푃푒푝푠푖 
푀 = 0,0067 푀 푒푛 퐵푖푔 퐶표푙푎 
Contenido de ácido fosfórico en 
bebidas gaseosas: 
Marca de bebida 
gaseosa 
Contenido de H3PO4 
(g por 100ml) 
Coca-cola 42,5 
Pepsi 35 
Centro de nutrición Larissa Páez 
Por consiguiente: 
La concentración experimental de la 
coca-cola en relación gramos de ácido 
fosfórico por 100 ml es: 
0,1푙푥0,0059 푀 = 5,9푥10−04푚표푙 
5,9푥10−04푚표푙 푥 
98푔 
푚표푙 
= 0,058푔 
0,058푔푥 
1000푚푔 
1푔 
= 58 푚푔 
 58 mg por 100ml de coca-cola. 
 59,78 mg por 100ml de pepsi. 
 65, 66 mg por 100ml de big 
cola.
Error relativo (porcentual): 
Para la coca-cola 
%푬 = 
|42,5푚푔 − 58푚푔| 
42,5 푚푔 
풙ퟏퟎퟎ = 36,47% 
 70,80 % error relativo en la 
Pepsi 
 69,44 % error relativo en la Big 
cola 
Nota: Se promedia el valor real de la 
Coca-cola y la Pepsi para asignarle un 
valor real a la big-cola(38,75 mg por 
100ml), ya que se desconoce su 
concentración. 
Análisis y Discusión de 
Resultados 
La determinación de la 
concentración del ácido fosfórico en 
las distintas marcas de bebidas 
gaseosas se logró gracias al 
mecanismo de la titulación 
potenciométrica; “haciendo uso de un 
electrodo de membrana que mide el 
potencial que se genera entre el 
interior de la misma con el exterior en 
base a la actividad del ion hidrógeno”, 
comenta Underwood (1986), en 
consecuencia, considerando así que 
dicha actividad se ve afectada por la 
adición de valorante, que disminuye la 
cantidad de iones hidronios en la 
solución; logrando que ocurra un 
cambio de potencial relativamente 
grande que indica el primer punto de 
equivalencia alcanzado en un 
determinado volumen. 
Por consiguiente, en la práctica el 
reporte de valores arrojados (pH) por 
el método potenciométrico, permite 
analizar tales variables de manera 
matemática con el criterio de la 
primera y segunda derivada, según 
Underwood, A (1986), logrando así, 
hallar los máximos y mínimos que 
facilitan las relaciones para encontrar 
el volumen de equivalencia y así 
determinar las concentraciones de 
ácido fosfórico en las distintas bebidas 
gaseosas, y representarlo gráficamente. 
En tal sentido, analizando los dos 
primeros puntos de inflexión que 
reportan las gráficas en razón a los 
cambios de potenciales por unidades 
de volumen agregados de titulante, se 
puede evidenciar la diferencia entre 
dichos puntos, donde el primero es 
claramente notorio, el segundo se
presenta como un ligero cambio o 
pequeña inflexión. 
En consecuencia, tal fenómeno 
responde a las constantes de ionización 
del ácido fosfórico, la primera etapa de 
ionización se presenta casi completa, 
en la segunda etapa la molécula iónica 
(dihidrógeno de fosfato) se le hace 
difícil ceder un ion hidronio al medio, 
es decir, en tal etapa la neutralización 
es intermedia, esto demuestra el 
comportamiento de los dos primeros 
puntos de equivalencia, como 
manifiesta Whitten (2008). 
Igualmente, si se analizan las 
curvas de titulación en el trayecto del 
primer punto de equivalencia entre el 
ácido débil y la base fuerte, se observa 
claramente como la solución en las 
primeras adiciones de base fuerte 
busca mantener el pH en el intervalo 
inicial; conociendo la naturaleza de los 
ácidos débiles, como comenta 
Underwood, A(1986), “forman un 
solución amortiguadora al aumentar la 
concentración de su par conjugado”, es 
decir, el ácido fosfórico antes de 
adicionar el valorante se encuentra 
disociado débilmente de la siguiente 
manera: 
H3PO4+H2O H3O++H2PO4 
- 
A medida que ocurre la titulación 
incrementa la concentración del ion 
H2PO4 
-, por lo tanto, la velocidad con 
la que comienza a incrementar el pH 
es lenta y gradual, ha dicho fenómeno 
también se le conoce como 
tamponamiento químico, y es lo que 
hace difícil seleccionar indicadores 
para señalar el punto de equivalencia 
en titulaciones manuales; pero tal 
hecho no presenta ningún 
inconveniente con la potenciométrica 
directa. 
Por otra parte, el contenido de 
ácido fosfórico en relación a los 
gramos por cada 100 ml de volumen 
de la bebida gaseosa sobrepasa a los 
estándares nutricionales recomendados 
por diversas organizaciones de salud, 
que consideran que la alta ingesta de 
ácido fosfórico afecta la asimilación 
del calcio en el organismo. Igualmente, 
están por encima de los valores que 
dicta el centro nutricional Larissa Páez 
para la marca de Coca-cola y Pepsi, sin
embargo, dicho centro de salud afirma 
que el contenido de ácido fosfórico en 
las bebidas gaseosas son 
extremadamente bajos como para 
asociarlos a la mala absorción o 
asimilación del calcio, si el consumo 
no es en exceso. 
Por último considerando los 
errores experimentales cometido 
durante el manejo de las muestras y el 
desarrollo de las titulaciones, además, 
que el análisis se efectuó una sola vez 
se debe considerar así un margen de 
error determinado en los resultados 
para efectuar los análisis 
correspondientes sobre la gravedad de 
las altas concentraciones de ácido 
fosfórico en las bebidas gaseosas 
reportados en el presente informe. 
Conclusiones 
La potenciometría directa se 
encuentra dentro de los métodos 
electroquímicos de análisis basados en 
la medida del potencial de celdas sin el 
paso de corriente apreciable. Por ello 
el método utilizado de la 
potenciometría directa es rápido, y 
factible, ya que permitió el estudio de 
la actividad de la especie aniónica en 
el caso del ácido fosfórico (H3PO4) que 
poseen los refrescos de cola. 
En cuanto al electrodo de 
membrana utilizado para determinar el 
pH de la solución de refresco de cola, 
este posee una concentración constante 
en el interior de la membrana, esto le 
permitió la medición de la actividad de 
los protones en la disolución del 
analito que se encuentra en el exterior. 
Ahora tocando el punto concerniente al 
ácido fosfórico; este es un compuesto 
químico utilizado en la industria 
alimenticia, comúnmente en bebidas 
carbonatadas con sabor a cola o limón, 
y tiene la finalidad de acidular la 
solución, es decir, sirve como 
regulador de la acidez. 
Asimismo, se pudo apreciar en la 
curva de titulación que el H3PO4 es la 
un ácido poliprótico, que posee tres 
átomos de hidrogeno ionizables, es un 
ácido débil, y en la experiencia se notó 
fácilmente el primer punto de 
equivalencia y en cuanto al segundo 
fue notado ligeramente, estos sirvieron 
para la realización del método de la
segunda derivada y obtener las gráficas 
que expresan los determinados valores. 
Por último, comparando los valores 
en relación a la concentración del 
ácido fosfórico en los refresco en 
contraste a los estándares y 
recomendaciones de los organismos de 
salud, es recomendable hacer el 
llamado para que se realicen análisis 
sobre el contenido de bebidas gaseosas 
aquí estudiadas y verificar así si dichas 
compañías están incurriendo en los 
procesos de elaboración de las mismas. 
Referencias 
Chang, R (2013) “Química undécima 
edición” Editorial McGraw-Hill, 
México. 
Day Jr. R, Underwood A. Química 
Analítica Cuantitativa. (1989). 
Pearson. Naucalpan de Juárez, Estado 
de México. 
Whitten, K (2008) “Química octava 
edición” Editorial Cengage Learnig, 
México. 
Fuente electrónica sobre el contenido 
del ácido fosfórico en las bebidas 
gaseosas: 
http://www.centrodenutricion.co.cr/co 
ntent/articulo/contenido-de- 
%C3%A1cido-fosf%C3%B3rico-en-bebidas. 
html

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Informe de potenciometria

  • 1. Universidad de Carabobo Facultad de Ciencias de la Educación Departamento de Biología y Química Asignatura: Química Analítica II Determinación de Ácido Fosfórico en Refrescos de Cola por medio de la Titulación Potenciométrica Alvarado Olga C.I.: 23.438.000 Bastidas Yugenis C.I.: 22.224.923 Martínez Adrián C.I.: 21.241.451 Ramos Luis C.I.: 24.457.271 Sección: 71 Prof.: Álvaro Iván Zarate Bárbula, 18 de noviembre de 2014 Resumen Se realizó una titulación potenciométrica para determinar la concentración del ácido fosfórico en diferentes bebidas gaseosas, haciendo uso de un electrodo de membrana para medir las variaciones del pH de la solución causadas por la agregación del valorante (NaOH) y determinar, así, el primer punto de equivalencia. Palabras Claves: potenciometría, ácido fosfórico, pH, análisis. Introducción La titulación potenciométrica es un método moderno de análisis químico que permite conocer la concentración del analito mediante un pHmetro, instrumento que posee un electrodo de membrana permeable que permite el paso de los iones de la especie que se quiere estudiar. En lo que respecta a la práctica realizada se analizaron muestras de diferentes refrescos de cola para conocer la concentración de ácido fosfórico en cada una de ellas, por lo que fue necesario eliminarle el dióxido de carbono, que le da su
  • 2. peculiar condición de gaseosa, para que el analito fuera más fácil de detectar. El ácido fosfórico es un ácido poliprótico, por lo tanto en el presente se podrá observar su comportamiento mediante el método de la segunda derivada y su representación gráfica. Trabajo Experimental La práctica se inició pesando 2,1713g de NaOH para preparar una solución a 0,054 N la cual se diluyó en un litro de agua. Esta solución serviría de valorante para determinar el porcentaje de ácido fosfórico en refrescos de cola, por medio de la titulación potenciométrica. Posterior a esto, se añadieron 40 ml del refresco de cola desgasificado en un beacker puesto sobre una plancha magnética con su respectivo agitador, se introdujo un electrodo de membrana permeable y uno de referencia plata/cloruro de plata del pHmetro, equipo que determinaría la acidez de la solución; y se procedió a realizar la titulación tomando en consideración 1 ml desde el inicio hasta la séptima titulación y luego de allí hasta indicar 10 ml en la bureta se añadieron por alícuotas de 0,5 ml. Por último se continuó el proceso hasta llegar a gastar 20 ml de valorante, nuevamente en porciones de 1 ml. Paralelamente se iban tomando los datos de pH respectivo en cada titulación; todo esto en procesos por separados para refrescos de las marcas Coca Cola, Pepsi Cola y Big Cola.
  • 3. Tabla de Resultados Determinación de Ácido Fosfórico en Coca-Cola por medio de la Titulación Potenciométrica. Tabla de relación volumen/pH Vol. NaOH pH Volumen dpH/dV Vol.NaOH d 2 pH/dV 2 Añadido medio (mL) 0,000 3,080 0,50 0,10 0,00 1,000 3,180 1,50 0,11 1,00 0,01 2,000 3,290 2,50 0,17 2,00 0,06 3,000 3,460 3,50 0,39 3,00 0,22 4,000 3,850 4,50 2,02 4,00 1,63 5,000 5,870 5,50 0,40 5,00 -1,62 6,000 6,270 6,50 0,11 6,00 -0,29 7,000 6,380 7,25 0,12 7,00 0,01 7,500 6,440 7,75 0,42 7,50 0,60 8,000 6,650 8,25 0,20 8,00 -0,44 8,500 6,750 8,75 0,20 8,50 0,00 9,000 6,850 9,25 0,22 9,00 0,04 9,500 6,960 9,75 0,56 9,50 0,68 10,000 7,240 10,50 0,27 10,00 -0,58 11,000 7,510 11,50 0,53 11,00 0,26 12,000 8,040 12,50 0,75 12,00 0,22 13,000 8,790 13,50 0,38 13,00 -0,37 14,000 9,170 14,50 0,20 14,00 -0,18 15,000 9,370 15,50 0,28 15,00 0,08 16,000 9,650 16,50 0,10 16,00 -0,18 17,000 9,750 17,50 0,07 17,00 -0,03 18,000 9,820 18,50 0,08 18,00 0,01 19,000 9,900 19,50 0,11 19,00 0,03 20,000 10,010 10,00 0,50 20,00 0,39
  • 4. Volumen del Punto de Equivalencia 4,502 ml
  • 5. Determinación de Ácido Fosfórico en Pepsi por medio de la Titulación Potenciométrica. Tabla de relación volumen/pH Vol. NaOH pH Volumen dpH/dV Vol.NaOH d 2 pH/dV 2 Añadido medio (mL) 0,000 3,160 0,50 0,03 0,00 1,000 3,190 1,50 0,07 1,00 0,04 2,000 3,260 2,50 0,15 2,00 0,08 3,000 3,410 3,50 0,31 3,00 0,16 4,000 3,720 4,50 1,10 4,00 0,79 5,000 4,820 5,50 0,69 5,00 -0,41 6,000 5,510 6,50 0,32 6,00 -0,37 7,000 5,830 7,25 0,26 7,00 -0,06 7,500 5,960 7,75 0,20 7,50 -0,12 8,000 6,060 8,25 0,24 8,00 0,08 8,500 6,180 8,75 0,24 8,50 0,00 9,000 6,300 9,25 0,20 9,00 -0,08 9,500 6,400 9,80 0,18 9,50 -0,03 10,100 6,510 10,60 0,20 10,10 0,03 11,100 6,710 11,60 0,23 11,10 0,03 12,100 6,940 12,60 0,24 12,10 0,01 13,100 7,180 13,60 0,34 13,10 0,10 14,100 7,520 14,60 0,51 14,10 0,17 15,100 8,030 15,60 0,68 15,10 0,17 16,100 8,710 16,60 0,31 16,10 -0,37 17,100 9,020 17,60 0,22 17,10 -0,09 18,100 9,240 18,60 0,15 18,10 -0,07 19,100 9,390 19,60 0,13 19,10 -0,02 20,100 9,520 10,05 0,47 20,10 0,34
  • 6. Volumen del Punto de Equivalencia 4,658 ml
  • 7. Determinación de Ácido Fosfórico en Big Cola por medio de la Titulación Potenciométrica. Tabla de relación volumen/pH Vol. NaOH pH Volumen dpH/dV Vol.NaOH d 2 pH/dV 2 Añadido medio (mL) 0,000 2,110 0,50 0,82 0,00 1,000 2,930 1,50 0,04 1,00 -0,78 2,000 2,970 2,50 0,07 2,00 0,03 3,000 3,040 3,50 0,08 3,00 0,01 4,000 3,120 4,50 0,09 4,00 0,01 5,000 3,210 5,50 0,13 5,00 0,04 6,000 3,340 6,50 0,19 6,00 0,06 7,000 3,530 7,25 0,26 7,00 0,07 7,500 3,660 7,75 0,30 7,50 0,08 8,000 3,810 8,25 0,30 8,00 0,00 8,500 3,960 8,75 0,44 8,50 0,28 9,000 4,180 9,25 0,34 9,00 -0,20 9,500 4,350 9,80 0,03 9,50 -0,61 10,100 4,370 10,60 0,60 10,10 0,94 11,100 4,970 11,60 0,45 11,10 -0,15 12,100 5,420 12,60 0,39 12,10 -0,06 13,100 5,810 13,60 0,32 13,10 -0,07 14,100 6,130 14,60 0,25 14,10 -0,07 15,100 6,380 15,60 0,17 15,10 -0,08 16,100 6,550 16,60 0,43 16,10 0,26 17,100 6,980 17,60 0,20 17,10 -0,23 18,100 7,180 18,60 0,52 18,10 0,32 19,100 7,700 19,60 0,31 19,10 -0,21 20,100 8,010 10,05 0,40 20,10 0,09
  • 8. Volumen del Punto de Equivalencia 5,116 ml
  • 9. Cálculos Típicos Primera Etapa: H3PO4(ac) H+ (ac) + H2PO4 - (ac) Segunda Etapa: H2PO4 - (ac) H+ (ac) + H2PO4 = (ac) Tercera Etapa: H2PO4 = (ac) H+ (ac) + PO4 3- (ac) Cálculo de la concentración del Valorante: 2,1713푔 푒푥푝푒푟푖푚푒푛푡푎푙푒푠 푥 98 푔 푝푢푟표푠 100 푔 푡표푡푎푙푒푠 = 2,1279 푔 푝푢푟표푠 푛 = 푔푠푡표 푃푀 = 2,1279 푔 29,997 푔 ⁄푚푙 = 0,0532 푚표푙 푀 = 푛푠푡표 푙푠표푙푢푐 = 0,0532 푚표푙 1 푙 = 0,0532 푀 ≈ 푁 Volumen del punto de equivalencia en Coca-Cola: 4,502 푚푙 Cálculo de la concentración del ácido: 0,004502 푙 푛푁푎푂퐻 = 푛퐻3푃푂4 푛 = 푀 푥 푙 = 0,004502 푙 푥 0,0532 푀 = 0,000239 푚표푙 푀 = 0,000239 푚표푙 0,04 푙 = 0,0059 푀 푒푛 퐶표푐푎 − 퐶표푙푎 푀 = 0,0061 푀 푒푛 푃푒푝푠푖 푀 = 0,0067 푀 푒푛 퐵푖푔 퐶표푙푎 Contenido de ácido fosfórico en bebidas gaseosas: Marca de bebida gaseosa Contenido de H3PO4 (g por 100ml) Coca-cola 42,5 Pepsi 35 Centro de nutrición Larissa Páez Por consiguiente: La concentración experimental de la coca-cola en relación gramos de ácido fosfórico por 100 ml es: 0,1푙푥0,0059 푀 = 5,9푥10−04푚표푙 5,9푥10−04푚표푙 푥 98푔 푚표푙 = 0,058푔 0,058푔푥 1000푚푔 1푔 = 58 푚푔  58 mg por 100ml de coca-cola.  59,78 mg por 100ml de pepsi.  65, 66 mg por 100ml de big cola.
  • 10. Error relativo (porcentual): Para la coca-cola %푬 = |42,5푚푔 − 58푚푔| 42,5 푚푔 풙ퟏퟎퟎ = 36,47%  70,80 % error relativo en la Pepsi  69,44 % error relativo en la Big cola Nota: Se promedia el valor real de la Coca-cola y la Pepsi para asignarle un valor real a la big-cola(38,75 mg por 100ml), ya que se desconoce su concentración. Análisis y Discusión de Resultados La determinación de la concentración del ácido fosfórico en las distintas marcas de bebidas gaseosas se logró gracias al mecanismo de la titulación potenciométrica; “haciendo uso de un electrodo de membrana que mide el potencial que se genera entre el interior de la misma con el exterior en base a la actividad del ion hidrógeno”, comenta Underwood (1986), en consecuencia, considerando así que dicha actividad se ve afectada por la adición de valorante, que disminuye la cantidad de iones hidronios en la solución; logrando que ocurra un cambio de potencial relativamente grande que indica el primer punto de equivalencia alcanzado en un determinado volumen. Por consiguiente, en la práctica el reporte de valores arrojados (pH) por el método potenciométrico, permite analizar tales variables de manera matemática con el criterio de la primera y segunda derivada, según Underwood, A (1986), logrando así, hallar los máximos y mínimos que facilitan las relaciones para encontrar el volumen de equivalencia y así determinar las concentraciones de ácido fosfórico en las distintas bebidas gaseosas, y representarlo gráficamente. En tal sentido, analizando los dos primeros puntos de inflexión que reportan las gráficas en razón a los cambios de potenciales por unidades de volumen agregados de titulante, se puede evidenciar la diferencia entre dichos puntos, donde el primero es claramente notorio, el segundo se
  • 11. presenta como un ligero cambio o pequeña inflexión. En consecuencia, tal fenómeno responde a las constantes de ionización del ácido fosfórico, la primera etapa de ionización se presenta casi completa, en la segunda etapa la molécula iónica (dihidrógeno de fosfato) se le hace difícil ceder un ion hidronio al medio, es decir, en tal etapa la neutralización es intermedia, esto demuestra el comportamiento de los dos primeros puntos de equivalencia, como manifiesta Whitten (2008). Igualmente, si se analizan las curvas de titulación en el trayecto del primer punto de equivalencia entre el ácido débil y la base fuerte, se observa claramente como la solución en las primeras adiciones de base fuerte busca mantener el pH en el intervalo inicial; conociendo la naturaleza de los ácidos débiles, como comenta Underwood, A(1986), “forman un solución amortiguadora al aumentar la concentración de su par conjugado”, es decir, el ácido fosfórico antes de adicionar el valorante se encuentra disociado débilmente de la siguiente manera: H3PO4+H2O H3O++H2PO4 - A medida que ocurre la titulación incrementa la concentración del ion H2PO4 -, por lo tanto, la velocidad con la que comienza a incrementar el pH es lenta y gradual, ha dicho fenómeno también se le conoce como tamponamiento químico, y es lo que hace difícil seleccionar indicadores para señalar el punto de equivalencia en titulaciones manuales; pero tal hecho no presenta ningún inconveniente con la potenciométrica directa. Por otra parte, el contenido de ácido fosfórico en relación a los gramos por cada 100 ml de volumen de la bebida gaseosa sobrepasa a los estándares nutricionales recomendados por diversas organizaciones de salud, que consideran que la alta ingesta de ácido fosfórico afecta la asimilación del calcio en el organismo. Igualmente, están por encima de los valores que dicta el centro nutricional Larissa Páez para la marca de Coca-cola y Pepsi, sin
  • 12. embargo, dicho centro de salud afirma que el contenido de ácido fosfórico en las bebidas gaseosas son extremadamente bajos como para asociarlos a la mala absorción o asimilación del calcio, si el consumo no es en exceso. Por último considerando los errores experimentales cometido durante el manejo de las muestras y el desarrollo de las titulaciones, además, que el análisis se efectuó una sola vez se debe considerar así un margen de error determinado en los resultados para efectuar los análisis correspondientes sobre la gravedad de las altas concentraciones de ácido fosfórico en las bebidas gaseosas reportados en el presente informe. Conclusiones La potenciometría directa se encuentra dentro de los métodos electroquímicos de análisis basados en la medida del potencial de celdas sin el paso de corriente apreciable. Por ello el método utilizado de la potenciometría directa es rápido, y factible, ya que permitió el estudio de la actividad de la especie aniónica en el caso del ácido fosfórico (H3PO4) que poseen los refrescos de cola. En cuanto al electrodo de membrana utilizado para determinar el pH de la solución de refresco de cola, este posee una concentración constante en el interior de la membrana, esto le permitió la medición de la actividad de los protones en la disolución del analito que se encuentra en el exterior. Ahora tocando el punto concerniente al ácido fosfórico; este es un compuesto químico utilizado en la industria alimenticia, comúnmente en bebidas carbonatadas con sabor a cola o limón, y tiene la finalidad de acidular la solución, es decir, sirve como regulador de la acidez. Asimismo, se pudo apreciar en la curva de titulación que el H3PO4 es la un ácido poliprótico, que posee tres átomos de hidrogeno ionizables, es un ácido débil, y en la experiencia se notó fácilmente el primer punto de equivalencia y en cuanto al segundo fue notado ligeramente, estos sirvieron para la realización del método de la
  • 13. segunda derivada y obtener las gráficas que expresan los determinados valores. Por último, comparando los valores en relación a la concentración del ácido fosfórico en los refresco en contraste a los estándares y recomendaciones de los organismos de salud, es recomendable hacer el llamado para que se realicen análisis sobre el contenido de bebidas gaseosas aquí estudiadas y verificar así si dichas compañías están incurriendo en los procesos de elaboración de las mismas. Referencias Chang, R (2013) “Química undécima edición” Editorial McGraw-Hill, México. Day Jr. R, Underwood A. Química Analítica Cuantitativa. (1989). Pearson. Naucalpan de Juárez, Estado de México. Whitten, K (2008) “Química octava edición” Editorial Cengage Learnig, México. Fuente electrónica sobre el contenido del ácido fosfórico en las bebidas gaseosas: http://www.centrodenutricion.co.cr/co ntent/articulo/contenido-de- %C3%A1cido-fosf%C3%B3rico-en-bebidas. html