miércoles, 16 de diciembre de 2015

Técnicas de Análisis Físico-Químico en Enología



TÉCNICAS DE ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICO EN ENOLOGÍA

Para conozcer y aplicar las técnicas de análisis físico-químicos es necesario:
- Interpretar los procedimientos de análisis, basados tanto en determinaciones físicas, como en técnicas de análisis volumétrico.
- Conocer el fundamento y las especificaciones de cada técnica, para poder adaptarlos a la disponibilidad material de cada laboratorio.
- Realizar las determinaciones en el laboratorio, aplicando los procedimientos, teniendo en cuenta el código de buenas prácticas y obteniendo unos resultados acordes con el problema planteado.
- Gestionar los residuos que se generen en la aplicación de las técnicas fisicoquímicas de análisis.


DETERMINACIONES FÍSICAS

Una vez concretado cuál es el problema enológico, se debe seleccionar el método para analizarlo. Normalmente las determinaciones analíticas son muy comunes en el sector, como por ejemplo, analizar la acidez volátil de un vino, y existen diferentes métodos de análisis ya muy experimentados y de uso muy generalizado. En cambio, la dificultad es mayor cuando aparecen nuevos parámetros de interés enológico, cuyos métodos analíticos es necesario investigar y experimentar.

La OIV, en su Resolución OENO 10/2005 define el método de análisis como: “El procedimiento escrito que describe el conjunto de los medios y modos operatorios necesarios para efectuar el análisis del analito, esto es: Ámbito de aplicación, principio y/o reacciones, definiciones, reactivos, aparatos, modos operatorios, expresión de resultados, precisión e informe de ensayo”.

Cuando se nos presente el dilema de elegir un método de análisis, para un problema analítico planteado. El criterio para la selección del método dependerá de la definición del problema, pero, sobre todo, serán la exactitud y precisión del resultado, quienes más condicionen el método que elegir.

En función de la exactitud, que es la propiedad fundamental de un método de análisis, éstos se pueden clasificar en:

- Métodos de referencia: Deben de ser los más exactos y suelen estar normalizados bajo normas internacionales. En muchos casos son métodos oficiales aceptados por organismos competentes en la materia (UE, OIV, etc). Suelen ser métodos complicados y lentos, por lo que se utilizan para contrastar la exactitud de otros métodos de análisis, más rápidos y menos tediosos.
- Métodos usuales: Son métodos analíticos con una exactitud menor, pero que son rápidos y sencillos. Por ello, son los más utilizados en los laboratorios enológicos. Es necesario validarlos frente a un método de referencia.
- Métodos de discriminación o cribado (screening): Métodos de análisis muy rápidos, con una exactitud suficiente para poder establecer que el analito está dentro de un intervalo de valores o que está por encima o por debajo de unos límites establecidos. Se utilizan para discriminar positiva o negativamente las muestras y analizar más rigurosamente las que son dudosas. Son los métodos equivalentes a los métodos rápidos de análisis de la OIV.


MASA VOLÚMICA Y DENSIDAD RELATIVA

La masa volúmica a 20 °C es el peso de un determinado volumen de vino o mosto, a una temperatura de 20 °C. Su símbolo es ρ20 y se expresa en g/ml.

La densidad relativa a 20 °C o densidad 20 /20 es la relación entre la masa volúmica de un vino o mosto y la del agua a la temperatura de 20 °C. Su símbolo es:
(Formula d minúscula sub 20 elevado a 20).

Es adimensional.

Fundamento teórico:

La determinación de la masa volúmica se realiza a partir de la lectura de un areómetro graduado a 20 ºC, que al introducirlo en el vino, se hunde más o menos en función de la densidad del vino. Su fundamento es el principio de Arquímedes (sabio griego).

El principio de Arquímedes se enuncia como: "todo cuerpo sumergido parcial o totalmente en un fluido, experimenta un empuje vertical hacia arriba, de igual valor que el peso del volumen de fluido desalojado".

Material y aparatos:

- Areómetro: Los areómetros empleados deben responder a las siguientes normas (I.S.O.):
- Parte cilíndrica sumergible y tallo de sección circular de 3 mm de diámetro como mínimo.
- Para vinos secos, la graduación será de 0,983 a 1,003 en milésimas y un quinto de milésima. Entre una milésima y la siguiente debe de haber 5 mm como mínimo.
- Para vinos desalcoholizados y vinos dulces, y eventualmente para mostos, se recomienda un juego de 5 areómetros graduados de 1,000-1,030; 1,030-1,060; 1,060-1,090; 1,090-1,120; 1,120-1,150. Estos aparatos estarán graduados en masas volúmicas a 20 ºC, en milésimas y 0,5 milésimas por lo menos. Entre cada milésima habrá unas separación mínima de 3 mm. En los aparatos se indicará que las lecturas deben hacerse por la parte superior del menisco.
- Termómetro contrastado: Graduado por lo menos en 1/2 grados.
- Probeta cilíndrica de 36 mm de diámetro interior y 320 mm de altura.
- Plataforma con tornillos de nivelación, para mantener vertical la probeta colocada sobre ella.

Procedimiento:

- Los areómetros se han de limpiar sucesivamente con: Solución alcohólica de hidróxido de potasio 50 g/L, solución de ácido clorhídrico diluido 1/10 y agua destilada.
- Colocar en la probeta descrita 250 ml del vino e introducir el areómetro y el termómetro. El areómetro y especialmente el tallo graduado, deberán estar limpios y desengrasados.
- Agitar para uniformar la temperatura.
- Un minuto después, hacer la lectura del termómetro.
- Retirar el termómetro y hacer la lectura de la masa aparente sobre el tallo del areómetro, después de un minuto de reposo.

Cálculo:

Para calcular la masa volúmica referida a 20 ºC, hay que aplicar la siguiente fórmula.
(Ro sub 20 es igual a ro sub t mas menos el cociente de c dividido entre mil).

ρ20: Es la masa volúmica referida a 20 ºC.
ρt: Es la lectura del tallo graduado del areómetro.
c: Valor de la corrección correspondiente a la temperatura del vino en el momento de la lectura, y que se obtiene de las tablas adjuntas. Se resta si la temperatura es menor de 20 ºC y se suma si es mayor.
t = Temperatura del vino en el momento de la lectura.
La densidad relativa a 20 °C la obtendremos multiplicando la masa volúmi­ca por el factor 1,0018.
Los resultados se expresan aproximándolos a la cuarta cifra decimal.



GRADO ALCOHÓLICO POR DESTILACIÓN

En las etiqueta de las botellas de vino, es obligatorio que figure este parámetro. Por definición el grado alcohólico volumétrico es el número de litros de etanol y de sus homólogos (metanol, alcoholes superiores, 2,3-butanodiol, etc.) contenidos en 100 litros de vino, medidos ambos volúmenes a la temperatura de 20 ºC. Su símbolo es “vol %”.

Fundamento teórico:

Se realiza una destilación del vino, previamente alcalinizado con una suspensión de hidróxido de calcio y se determina del grado alcohólico en el destilado, por aerometría o refractometría en los métodos usuales. En el método de referencia se determina por picnometría. Se usan areómetros, expresamente graduados en % vol. llamados alcohómetros o alcoholímetros.

Material y reactivos:

- Aparato de destilación compuesto por:
. Manta calefactora.
. Matraz de destilación de fondo redondo y 1litro de capacidad.
. Columna rectificadora, de unos 20 centímetros.
. Refrigerante terminado en un tubo afilado, para conducir el destilado al fondo del matraz aforado receptor que deberá contener algunos ml de agua.
- Matraz aforado de 200 ml.
- Termómetro contrastado de 0-35 ºC, con apreciación 0,5 ºC.
- Probetas de 10 y 250 ml.
- Areómetro (alcohómetro) contrastado de clase II, graduado entre 5 y 15 % vol.
- Plataforma con tornillos de nivelación.
- Suspensión de hidróxido de calcio 2 Molar. (Preparar vertiendo 1 litro de agua caliente, sobre 120 gramos de óxido de calcio).

Procedimiento:

- Si se trata de vinos jóvenes o espumosos, debe de eliminarse el dióxido de carbono por agitación o ultrasonidos.
- A continuación, se llena un matraz aforado de 200 ml con el vino.
- Se pasa el contenido al matraz de destilación, evitando toda pérdida, y se lava 4 veces el matraz aforado con unos 5 ml de agua destilada cada vez, que se agregan al matraz de destilación. Se añaden unos 10 ml de la suspen­sión de hidróxido de calcio para alcalinizar el vino y algunas gotas de silicona líquida para evitar la espuma y/o unos fragmentos de piedra pómez, para regular la ebullición en el caso de vinos dulces o licores tipo crema. Se enlaza el matraz de destilación al refrigerante y se conecta la manta calefactora.
- Se destilan aproxima­damente 3/4 del volumen primitivo, recogiendo el destilado en el mismo matraz usado para medir el vino. Se completa con agua destilada hasta el enrase y se agita para conseguir una buena homogeneización.
- Se vierte el destilado en una probeta de 250 ml. Se introduce el termómetro y se lee la temperatura al cabo de 1 minuto. Se retira el termómetro y se introduce el alcohómetro. Se han de realizar por lo menos 3 lecturas del grado alcohólico aparente, por la parte inferior del menisco, después del minuto de reposo del alcohómetro. Se puede utilizar una lupa para fa­cilitar la lectura.

Cálculo:

El grado alcohólico volumétrico se obtiene de la lectura del alcohómetro, efectuando la corrección, si la temperatura no es de 20 ºC, mediante tablas. Se expresa en % vol a 20 ºCcon 2cifras decimales debiendo aproximarse la segunda a 0 o 5.



GRADO ALCOHÓLICO POR MÉTODOS EBULLOSCÓPICOS

Cada vez se usa menos esta técnica y se va sustituyendo por otros métodos algo menos engorrosos y más rápidos. Algunos de estos métodos ya entran en el campo del análisis instrumental. Otros métodos que podemos encontrar en laboratorios enológicos, son los llamados ebulloscópicos.

Fundamento teórico:

El método ebulloscópico se basa en la variación del punto de ebullición que experi­mentan los líquidos hidroalcohólicos, según su proporción de alcohol.

En condiciones normales (760 mm Hg/cm2 ≡ 101,3 kPa) el punto de ebullición del agua es 100 ºC y el del alcohol etílico, 78,5 ºC. Una mezcla de alcohol y agua, que se manten­ga constante mediante un refrigerante a reflujo, hervirá a una temperatura intermedia entre la del agua y la del alcohol, tanto más próxima a la del agua cuanto menos alcohol contenga y viceversa.

Así, buscando una correlación entre temperatura de ebullición y porcentaje de alcohol, podemos aproximarnos al valor del porcentaje de alcohol de la mezcla. Decimos aproximarnos, porque el contenido en extracto seco de un vino, hace que no se comporte exactamente igual que una mezcla hidroalcohólica.

Material y reactivos:

- Ebullómetro: Existen varios modelos, algunos como el Salleron ya son joyas de museo, o el Barus. Aquí te propongo el ebullómetro GAB, aunque existen otros equipos semejantes, de otras casas comerciales.
- Disco de cálculo o aplicación informática.
- Patrón de referencia para enología (vino blanco y tinto).
- Material general de laboratorio.

Procedimiento y cálculos:

- Se miden sucesivamente las temperaturas de ebullición de agua destilada, patrón de vino y el vino problema. Con los datos obtenidos, se calibra el disco de cálculo y se calcula el grado alcohólico del vino.


EXTRACTO SECO

El extracto seco total (EST). Se define como el conjunto de todas las sustancias que no se volatilizan a 100 ºC y el extracto seco sin azúcar (ESSA) es la diferencia entre el EST y el azúcar total.

Fundamento teórico:

El extracto seco total se calcula indirectamente a partir de la masa volúmica y el grado alcohólico volumétrico del vino.

Para su cálculo se ha de determinar, previamente, la masa volúmica y el grado alcohólico volumétrico del vino.

Cálculo:

El extracto seco total (EST) y el extracto seco sin azúcar (ESSA) se expresan en gramos por litro (g/L) de sacarosa y con un decimal.

Se calculan a partir de las fórmulas siguientes, que han sido deducidas a partir de las Tablas de Extracto Seco Total (EST) del Método Oficial:

(EST en gramos partido litro, es igual a, abre paréntesis, 2589 coma 8 por MV, cierra paréntesis; menos, abre paréntesis, cero coma cero dos seis por GAV al cuadrado, cierra paréntesis; más, abre paréntesis, 3 coma 64 por GAV, cierra paréntesis; menos 2584 coma 2).

ESSA = EST – A

Donde:

MV = Masa volúmica, gramos/mililitro
GAV = Grado alcohólico volumétrico, % volumen.
A = Azúcar total, gramos/Litro



ANÁLISIS VOLUMÉTRICO

Métodos de análisis volumétrico, de volumetrías, de valoraciones, son términos que en ocasiones resultan confusos, por lo que es necesario definirlos con claridad.

Un método de análisis volumétrico, también llamado volumetría, es aquel en el cual medimos el volumen de una disolución de concentración exactamente conocida, necesario para reaccionar completamente con la o las sustancias que pretendemos determinar.

Los términos de valoración y titración son equivalentes y se refieren al proceso que se realiza en una determinación analítica mediante un método volumétrico.

Analito: Muestra en la que se pretende determinar algún parámetro.

Reactivo valorante: Es aquel que se añade y reacciona con el analito, hasta que la reacción se completa. Una disolución de concentración conocida de este reactivo, se denomina disolución patrón, valorante patrón o disolución valorada. Su concentración hay que conocerla con exactitud.

El equipo mínimo necesario para realizar una volumetría es el siguiente:
- Bureta: Que pueden tener diferentes diseños y volúmenes o ser de clase A o B, en función de la precisión exigida. También existen buretas para zurdos.
- Soporte y pinza para bureta: Existen diferentes modelos.
- Pipetas: Pueden ser manuales (graduadas o aforadas) o automáticas.
- Matraces erlenmeyer: Por su forma, permiten una fácil agitación sin provocar salpicaduras.

Como ya sabrás, el material empleado en el laboratorio no tiene una forma determinada por capricho, sino que se debe a una mejor adaptación al uso previsto.

Para realizar una volumetría se debe proceder como sigue:
1. Llena la bureta con la disolución valorante, cebandola y enrasando con exactitud a cero.
2. Con ayuda de una pipeta y un absorbedor (pipeteador o aspirador) si se trata de una pipeta manual, toma un volumen exacto del analito y viértelo en el matraz erlenmeyer. Recuerda, hay que esperar unos segundos con la pipeta apoyada y posición vertical, para que el volumen vertido sea exacto.
3. Sujetando con la mano derecha el cuello del matraz (izquierda para los zurdos), sitúalo debajo de la bureta y, agitando continuamente en sentido circular, hay que dejar caer lentamente la disolución valorante, controlando la llave de la bureta con la mano izquierda (con la derecha si eres zurdo).
4. El proceso finaliza cuando se detecta el punto final de valoración.



FUNDAMENTO TEÓRICO

Los métodos de análisis volumétrico se tratan de métodos analíticos basados en una determinada reacción química cuantitativa.“todas las reacciones químicas transcurren equivalente a equivalente”. Así pues, en una volumetría, añades reactivo valorante sobre el analito, hasta que el número de equivalentes de reactivo valorante se iguala al número de equivalentes de la sustancia que pretendemos determinar.

Denominamos punto de equivalencia al punto de la valoración en el que se han mezclado cantidades equivalentes de analito y reactivo valorante.

Pero no todas las reacciones químicas son susceptibles de ser usadas en las volumetrías. Para que una reacción química pueda ser utilizada como base en un método volumétrico, deberá cumplir las siguientes condiciones:

- Debe ser cuantitativa, o lo que es lo mismo, reaccionar totalmente.
- Debe transcurrir de forma rápida.
- Debe ser estequiométrica, es decir, que exista una relación bien definida y conocida entre el analito y el reactivo valorante.
- Debe existir un procedimiento sencillo, para poner de manifiesto el punto de equivalencia.

Para calcular la cantidad de analito presente. Analizamos la definición de punto de equivalencia, ya que se define como el punto en el que han reaccionado cantidades equivalentes de reactivo valorante y de analito. Así, en este punto podemos decir que:

Número de equivalentes de valorante = Número de equivalentes de analito.

Número de equivalentes = Volumen (litros) x Normalidad (equivalentes/litro), por lo que podemos escribir que:
(V mayúscula sub V por N mayúscula sub V es igual a V mayúscula sub A por N mayúscula sub A)

o también V mayúscula sub V por N mayúscula sub V, igual a número de …. o también VV * NV = nº equivalentes de analito, donde

VV= Volumen (litros) de reactivo valorante.
NV= Concentración Normal del reactivo valorante (equivalentes por litro).
VA= Volumen (litros) de analito.
NA= Concentración Normal de analito (equivalentes por litro).

Para obtener valores de concentración en otras unidades, es sólo cuestión de recordar las nociones de estequiometría.

HAc es el ácido acético, como se ve más débil que el ácido clorhídrico y por eso tiene una curva de valoración con el punto de inflexión mucho menos marcado.


TIPOS DE VOLUMETRÍAS

Los métodos volumétricos o volumetrías los podemos clasificar, según la reacción química que ocurre, en:

- Volumetrías ácido – base o de neutralización.
- Volumetrías de oxidación reducción (Redox).
- Volumetrías de precipitación.
- Volumetrías de formación de complejos.

En análisis enológico se utilizan las de neutralización y las de oxidación-reducción.

Según la forma de llevarla a cabo, podemos clasificarlas en:
- Directas: En las que se mide el volumen de disolución valorante consumido. (ejemplo: análisis de acidez total)
- Indirectas: En ellas, el analito se hace reaccionar con otro reactivo, y el producto resultante es valorado con la disolución valorante. En realidad, determinamos el analito indirectamente, midiendo el volumen consumido en valorar una tercera sustancia. (ejemplo: análisis de sulfuroso por Paul-Rankine)
- Por retroceso: Cuando la reacción entre la disolución valorante y el analito no es lo suficientemente rápida (ejemplo: análisis de azucares reductores Rebelein), se puede proceder como sigue:
. En vez de añadir lentamente la disolución valorante, se añade de golpe un exceso de disolución valorante sobre el analito.
. Se deja un tiempo de reacción y posteriormente,
. Se valora el exceso de “reactivo valorante” con una “disolución valorada” diferente.


DETERMINACIÓN DEL PUNTO FINAL

Punto final de una valoración es el punto en el cual se detecta el punto de equivalencia.

Lo ideal sería que el punto final y el punto de equivalencia coincidiesen, aunque no siempre es así.

La diferencia entre el punto final y el punto de equivalencia es lo que denominamos error de valoración.

Para detectar el punto de equivalencia se pueden utilizar:
- Indicadores añadidos en pequeñas dosis al analito, o
- Métodos instrumentales como potenciometría o conductometría.

Un indicador, es una sustancia química que cambia alguna de sus propiedades, cuando se alcanza el punto de equivalencia.

Los más usuales, cambian de color al cambiar el medio (presentan diferente color según el pH o el potencial redox). Otros forman un compuesto insoluble al cambiar el medio (turbidez, precipitado, etc).

Para saber qué indicador hay que usar: “Se empleará el indicador cuyo intervalo de viraje (o cambio de otra propiedad) coincida con el punto de equivalencia”. Pero esto no nos aclara demasiado, por lo que usaremos criterios más sencillos.


Indicadores para volumetrías de neutralización:

Si la reacción es de neutralización, tomaremos los siguientes criterios:

- Reacción de un ácido fuerte con una base fuerte, en las que el pH del punto de equivalencia es 7, y para disoluciones con una concentración superior a 0,01 Normal, el indicador tendrá un intervalo de viraje comprendido entre pH = 5,5 y pH = 8,5. Ejemplo: Ácido clorhídrico + hidróxido de sodio se usa Indicador azul de bromotimol.
- Reacción de un ácido fuerte y una base débil, en las que el pH del punto de equivalencia es un
puesto que el ácido conjugado de la base débil tiende a ionizar el agua dando protones, luego disminuye el pH, el indicador tendrá un intervalo de viraje entre pH = 3 y pH = 5. Ejemplo: Ácido clorhídrico + hidróxido amónico se usa Indicador naranja de metilo.
- Reacción de un ácido débil y una base fuerte en las que el pH del punto de equivalencia es un pH < 7 puesto que la base conjugada del ácido débil tiende a ionizar el agua dando iones hidroxilo, luego aumenta el pH, el indicador tendrá un intervalo de viraje entre pH = 8 y pH = 10,5. Ejemplo: Ácido acético + hidróxido de sodio se usa Indicador fenolftaleina.

 
Indicadores para volumetrías de oxidación y reducción.

Los indicadores para volumetrías de oxidación-reducción cambian alguna propiedad, generalmente el color, a un potencial próximo al potencial del punto de equivalencia.

Cuando usamos volumetrías con yodo, se puede emplear el almidón como indicador, ya que forma un complejo azul intenso con las disoluciones de yodo.

Mientras no aparecieron los actuales métodos instrumentales, la imaginación y los trabajos de los químicos analíticos, fueron decisivos para lograr adaptar las técnicas a todos los posibles analitos. Así, la cantidad de indicadores iba aumentando continuamente, aunque hoy en día son muchos los que ya están en desuso.


PATRONES PRIMARIOS Y DISOLUCIONES VALORADAS


Para poder utilizar un reactivo como valorante, deberá poder prepararse una disolución del mismo, cuya concentración sea exactamente conocida y estable en un plazo determinado.

Para lograr este objetivo podemos recurrir a patrones primarios (también llamado estándar primario) o, cuando no sea posible, a disoluciones valoradas (también llamados estándares secundarios), cuya concentración exacta se obtiene mediante estandarización frente a un patrón primario.

Un patrón primario es una sustancia lo suficientemente pura y estable para que, mediante una simple pesada y su posterior dilución, se pueda preparar una disolución de concentración exacta y conocida. Sus características son:

- Elevada pureza y sin moléculas de hidratación.
- Estables al aire y a las temperaturas de secado.
- Fáciles de adquirir y de coste moderado.
- Fácilmente solubles y que tengan una masa molar elevada para minimizar los errores en la pesada.

Una disolución de un reactivo valorante ideal para una volumetría debe:

- Ser suficientemente estable, de forma que sólo sea necesario determinar una vez su concentración.
- Reaccionar rápidamente y completamente con el analito.
- Reaccionar de forma selectiva con el analito de acuerdo con una reacción ajustada sencilla.

La exactitud del método volumétrico, está condicionada a las características del patrón primario utilizado y no puede ser mayor que la exactitud de la concentración de la disolución patrón utilizada en la valoración.


VOLUMETRÍAS ÁCIDO-BASE

Una volumetría ácido – base, es aquélla en la que la reacción principal es la de neutralización.

Se puede clasificar en dos grupos:

- Alcalimetrías: Cuando se pretende determinar la concentración de una sustancia básica, empleando un ácido fuerte de concentración conocida como sustancia valorante.

En este caso, el reactivo valorante suele ser una disolución de ácido clorhídrico, ya que la mayoría de los cloruros que se forman en las reacciones son solubles en agua. En menor medida se emplea el ácido sulfúrico, aunque presenta como inconveniente que forma sales insolubles con el calcio y el bario.

La disolución de ácido clorhídrico valorante, se prepara de forma aproximada en el laboratorio por dilución, a partir del ácido clorhídrico concentrado (de concentración entre 10,5 y 12 Normal). Después de preparada y envasada, se debe valorar frente a un patrón primario, carbonato de sodio anhidro o mejor tetraborato de sodio decahidratado, que es más estable y su masa molar es más elevada.

Esta técnica se usa, en enología, para determinar la alcalinidad de las cenizas.

- Acidimetría: Cuando se pretende determinar la concentración de una sustancia ácida. El reactivo valorante para este tipo de volumetría suele ser una disolución de hidróxido de sodio o de potasio, aunque presentan el inconveniente de que siempre contienen una pequeña proporción de carbonato, que es necesario tener en cuenta a la hora de elegir el indicador.

Para preparar una disolución valorante de hidróxido de sodio, partiremos del producto sólido (calidad para análisis), y por pesada y posterior disolución con agua hervida, obtenemos una disolución de concentración aproximada a la calculada.

Para saber su concentración exacta es necesario valorarla frente a un patrón primario, que para este caso se suele emplear el ftalato ácido de potasio (biftalato de potasio), o mediante una disolución de ácido clorhídrico valorado.

Esta técnica se usa, en enología, para determinar la acidez total y la acidez volátil. El nitrógeno fácilmente asimilable se determina en vinos y mostos por una volumetría indirecta con NaOH.

Si se hace una representación gráfica de un proceso de valoración de neutralización, de manera que en el eje de ordenadas representas el valor del pH a lo largo del proceso y en el eje de abscisas el volumen de reactivo valorante que vas añadiendo, obtendrás un gráfico conocido como curva de valoración. En el punto de equivalencia observamos que una pequeña variación de volumen, supone un cambio brusco del pH, tanto mayor cuánto más fuertes son el ácido y la base y cuanto mayor es la concentración de los mismos. El indicador usado para detectar el punto final debe cambiar de color en el intervalo de equivalencia.


ACIDEZ TOTAL

Como adivinarás, la acidez total (AT) es la suma de los ácidos valorables del vino y mosto cuando se lleva el pH a 7, añadiendo una solución de hidróxido de sodio. La matización es que no se debe incluir en la acidez el dióxido de carbono. Algunos organismos internacionales como la AOAC, aconsejan llevar a pH 8,2 en lugar de 7, por tratarse de una valoración de ácidos débiles con una base fuerte.

Fundamento teórico:

Se trata de una volumetría de neutralización, en la que el reactivo valorante es una disolución valorada de hidróxido de sodio, en presencia de azul de bromotimol como indicador del punto final. Para vinos tintos, se recomienda utilizar un pH-metro para detectar el punto final. El método se puede automatizar.

Material y reactivos:

- pHmetro con electrodos para medida de pH.
- Erlenmeyer de 200 ml.
- Pipeta de 10 ml.
- Bureta de 10 ml.
- Solución Tampón pH 7,00 ± 0,02 (20 ºC)
- Solución Tampón pH 4,00 ± 0,02 (20 ºC)
- Azul de bromotimol solución 0,4 %
- Disolución de hidróxido de sodio 0,100 N comercial o preparada y valorada frente a patrón primario.

Procedimiento:

1. En caso de que el vino o el mosto contengan cantidades importantes de dióxido de carbono y dióxido de azufre, se han de eliminar por agitación o haciendo el vacío.
2. Si se utiliza el pH-metro, se ha de calibrar mediante las soluciones tampón de pH 7,00 y 4,00.
3. Tomar 10 ml de muestra y pasarlos a un erlenmeyer, añadir 10 ml de agua destilada y valorar lentamente con hidróxido de sodio 0,10 N, agitando constantemente hasta pH = 7.0 o color verde-azulado en el caso de haber añadido unas gotas de azul de bromotimol. Hacer la determinación, como mínimo, por duplicado.
4. Se puede preparar un patrón de coloración verde-azulado, sustituyendo los 10 ml de muestra por la solución tampón de pH = 7. Este patrón servirá para comparar el cambio de color en el punto de equivalencia.

Cálculos:

La acidez total del vino y mostos (AT) se expresa normalmente en gramos de ácido tartárico por litro de vino, con un decimal. También se puede expresar en miliequivalentes por litro o en g/L de ácido sulfúrico.
(AT en mayúscula, paréntesis, gramos partido litro, cierra paréntesis, es igual a v minúscula por N mayúscula por 75, dividido por 10).

O si se utiliza factor donde
 (AT en mayúscula, abre paréntesis gramos partido litro, cierra paréntesis, es igual a v minúscula por 0 coma 1, por f minúscula, por 75, dividido por 10).

AT: Acidez total expresada en gramos de ácido tartárico por litro.
v: Volumen en ml, de solución de hidróxido de sodio consumidos.
N: Concentración Normal (equivalentes/litro) del hidróxido de sodio.
f: Factor de corrección para la concentración.
75: Peso equivalente del ácido tartárico (o del ácido sulfúrico, en caso de expresarla en este ácido).


ACIDEZ VOLÁTIL

La acidez volátil (AV) es el conjunto de ácidos grasos de la serie acética que se hallan en el vino, libres o combinados, formando sales. El más importante es el ácido acético. Se excluyen los ácidos láctico, succínico y butírico, así como el carbónico y el sulfuroso.

La acidez volátil (AV), se expresa en gramos de ácido acético por litro de vino.

Fundamento teórico:

Para separar los ácidos volátiles, evitando la interferencia de los ácidos excluidos, se debe recurrir a una destilación con arrastre de vapor, que es la base de método oficial de la OIV. Pero, para los análisis rutinarios, se utilizan métodos de destilación directa, con resultados más aproximados, como el Mathieu o el García Tena.

Método García Tena: Se basa en una destilación fraccionada del vino, una vez eliminado el dióxido de carbono y una poste­rior valoración ácido-base de la segunda porción del destilado.

Material y reactivos:

- Microdestilador o vola­tímetro García Tena, com­puesto por un matraz de destilación, puente de unión, refrigerante y mechero de alcohol.
- Probetas de 5,1 ml y 3,2 ml.
- Erlenmeyer de 50 ml.
- Pipeta de 11 ml.
- Bureta de 10 ml.
- Fenolftaleína solución 1 %.
- Hidróxido de sodio 0,02 N.

Procedimiento:

1. En el matraz de destilación se colocan 11 ml de vino desprovisto de dióxido de carbono y se conecta al aparato de destilación. A la salida del refrigerante se coloca la probeta de 5,1 ml y se procede a la destilación.
2. Cuando el destilado alcanza el trazo superior de la probeta se sustituye por la de 3,2 ml, dándose por terminada la destilación cuando se alcanza este volumen.
3. El destilado recogido en la probeta de 3,2 ml se vierte en un erlenmeyer y se valora con la solución de hidróxido de sodio 0,02 M, en presencia de unas gotas de fenolf­taleína, hasta obtener un color ligeramente rosado.

Cálculos:

Acidez volátil (AV) g/L = 0,366 x V

Donde V es el volumen en ml, de hidróxido de sodio 0,02 M consumido.

La fórmula de cálculo y, en concreto, el factor 0,366 no está nada claro, aunque los resultados obtenidos presentan una exactitud suficiente. Es una técnica empírica.



CENIZAS

Las cenizas de un vino en principio no tienen nada que ver con los métodos volumétricos, pero para poder determinar por volumetría la alcalinidad de las cenizas, debemos de obtener antes las cenizas, lo cual justifica que se incluyan.

Se denominan cenizas de un vino, al conjunto de los productos de incineración del residuo de evaporación de un volumen conocido del vino, realizada de manera que se puedan obtener todos los cationes (excepto amonio) en forma de carbonatos y otras sales minerales anhidras.

Materiales y aparatos:

- Horno eléctrico regulable (tipo mufla).
- Baño de agua y baño de arena.
- Lámpara de infrarrojo.
- Cápsula de platino o de cuarzo de 70 mm de diámetro y 25 mm de altura, con fondo plano.

Procedimiento:

- Coloca 20 ml de vino en una cápsula tarada, en balanza que aprecie 1/10 de mg.
- Evapora con precaución en baño de agua, hasta consistencia siruposa, continuando el calentamiento sobre baño de arena con moderación y durante una media hora. Es conveniente ayudar a la evaporación con la aplicación de rayos infrarrojos, hasta carbonización. Cuando ya no se desprendan vapores, lleva la cápsula al horno eléctrico a 525 °C ± 25° y con aireación continua.
- Después de 5 minutos de carbonización completa, saca la cápsula del horno, deja enfriar y añade 5 ml de agua que se evaporan en baño de agua y lleva, de nuevo, al horno a 525 °C ± 25°.
- Si la combustión de las partes carbonosas no se consigue en 15 minutos, vuelve a comenzar la operación de adición de agua, evaporación y recalcinación.
- Cuando se trate de un vino rico en azúcares, te recomendamos adicionar unas gotas de aceite puro vegetal al extracto antes de comenzar la calcinación, para impedir el desbordamiento de la masa del contenido. La duración de la primera carbonización deberá ser, en este caso, de 15 minutos.
- Después de enfriar en el desecador la cápsula con las cenizas, deberás pesarla.

Cálculos:

Calcular el contenido en cenizas expresado en gramos por litro.

Cenizas = 50 P g/l

Donde:

P = peso en gramos de las cenizas contenidas en 20 ml de vino.

Dar los resultados con una aproximación de 0,03 g/L.


ALCALINIDAD TOTAL DE LAS CENIZAS

Una vez que tenemos las cenizas, podremos determinar su alcalinidad, que se define como la suma de los cationes, diferentes del amonio, combinados con los ácidos orgánicos del vino.

Fundamento teórico:

El procedimiento se basa en una volumetría por retroceso, en la que se valora el exceso de ácido sulfúrico que no reacciona con las cenizas, con una disolución valorada de hidróxido de sodio.

Material y reactivos:

- Baño de agua.
- Pipeta de 10 ml.
- Varilla de vidrio.
- Bureta.
- Disolución de ácido sulfúrico 0,1 N.
- Anaranjado de metilo solución 0,1 %.
- Disolución de hidróxido de sodio 0,1 N.

Procedimiento:

1. Añadir a las cenizas ya pesadas, 10 ml de ácido sulfúrico 0,1 N y llevar la cápsula a un baño de agua hirviendo durante un cuarto de hora, frotando varias veces el fondo de la cápsula con una varilla de vidrio para activar la disolución de las partículas difíciles de disolver.
2. Añadir enseguida dos gotas de anaranjado de metilo solución 0,1 % y valorar el exceso de ácido sulfúrico con hidróxido de sodio 0,1 N, hasta que el indicador vire a amarillo.

Cálculos:

Para calcular la alcalinidad de las cenizas, aplicar las fórmulas siguientes:

Alcalinidad de las cenizas = 5 (10 - V) miliequivalentes /litro.

Alcalinidad de las cenizas = 0,345 (10 - V) gramos de carbonato de potasio /litro.

Donde V = volumen en ml de hidróxido de sodio 0,1 N utilizados.

Los resultados se deben de expresar, con una aproximación de 0,5 gramos por litro.


NITRÓGENO FÁCILMENTE ASIMILABLE

El nitrógeno es un elemento de vital importancia en el metabolismo de las levaduras, ya que forma parte de un importante número de moléculas biológicas (aminoácidos, ADN, ARN, etc). Por lo tanto, es importante que el nivel de nitrógeno, además de otros elementos, sea suficiente para garantizar el proceso de multiplicación de las levaduras. Pero tan sólo el nitrógeno que se encuentra en forma amoniacal o en forma de aminoácidos libres (excepto la prolina), puede ser utilizado por las levaduras, siendo esta fracción, la que se conoce como nitrógeno fácilmente aprovechable o asimilable (NFA).

Fundamento teórico:

El método para la determinación de nitrógeno aprovechable es el de Sörensen o titulación con formaldehído. Este método consiste en bloquear la función amina, por adición de un exceso de formaldehído. La prolina no es bloqueada. Este bloqueo supone un descenso de pH, proporcional al contenido en nitrógeno amoniacal y amínico, que será cuantificado mediante una disolución de hidróxido de sodio 0,1 N.

Material y reactivos:

- pH-metro.
- Agitador magnético, con varillas teflonadas (moscas).
- Vasos de precipitado 250 ml.
- Matraz aforado 200 ml.
- Matraz aforado 100 ml.
- Pipetas 10 ml.
- Bureta 25 ml Clase A.
- Disolución de hidróxido de sodio 1 N.
- Disolución de hidróxido de sodio 0.10 N.
- Formaldehído al 35%

Procedimiento:

1. Calibrar el pH-metro, según manual de instrucciones o Instrucción Técnica correspondiente.
2. Tomar 100 ml del mosto a analizar, y pasarlos a un vaso de precipitado de 250 ml.
3. Poner sobre el agitador magnético y acoplar el electrodo combinado, de modo que no se toque con la varilla del agitador.
4. Añadimos NaOH 1N hasta pH = 8.0, mediante una pipeta.
5. Esperar 15 minutos
6. Pasar el mosto a pH 8.0 a un matraz de 200 ml y enrasar con agua destilada.
7. De esta muestra, se cogen 100 ml y se pasan a un vaso de 250 ml.
8. Añadir al vaso 25 ml de formaldehído, agitar y esperar 15 minutos.
9. Poner el vaso sobre el agitador, introducir una varilla (mosca). Acoplar el electrodo de modo que no toque con la varilla agitadora.
10. Valorar con hidróxido de sodio 0.1 N hasta pH 8.0.
11. Repetir el proceso con los otros 100 ml de muestra a pH = 8.0.

Cálculos: 
 y Donde:

Vm: Volumen medio de hidróxido de sodio 0,1N consumido para llevar la muestra a pH = 8

NFA: Es el nitrógeno fácilmente asimilable expresado en miligramos por litro de mosto.


ANHÍDRIDO SULFUROSO. MÉTODO DE REFERENCIA

El procedimiento de análisis de anhídrido sulfuroso por el método de Paul-Rankine es el de referencia.

La IUPAC recomienda utilizar la nomenclatura de dióxido de azufre, aunque en algunos casos se utilize la nomenclatura antigua de anhídrido sulfuroso, por ser muy común en enología.

Fundamento teórico:

El SO2 liberado por arrastre con una corriente de aire, se hace borbotear sobre una solución diluida y neutra de peróxido de hidrógeno, lo que provoca su oxidación a ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico así formado se valora con una solución estandarizada de hidróxido de sodio.

Si el proceso se realiza en frío (20 ºC), se consigue la extracción del dióxido de azufre libre y si se realiza en caliente (100 ºC), se liberará el SO2 combinado.

Por lo tanto podemos decir que se trata de una volumetría de neutralización y también una volumetría indirecta.

Material y reactivos:

- Aparato de Paul o Rankine, con compresor o con trompa de vacío.
- Pipetas de 10 y 30 ml.
- Bureta de 25 ml.
- Ácido fosfórico al 85 %.
- Peróxido de hidrógeno al 0,9 % (3 vol).
- Solución de hidróxido de sodio 0,01M.
- Indicador de Tashiro (rojo de metilo al 0,1 % y azul de metileno al 0,1 % en relación 2:1, en alcohol etílico).

Procedimiento para el SO2 libre:

1. Coloca en el borboteador 10 ml de la solución de peróxido de hidrógeno, 3 gotas del indicador y neutraliza con la solución de hidróxido de sodio 0,01M hasta color verde oliva.
2. Introduce 30 ml de vino el matraz de 100 ml de fondo redondo y conecta con el sistema de arrastre.
3. Deja caer 10 ml de ácido fosfórico desde el dosificador y haz borbotear el aire, mediante el compresor o la trompa de vacío, durante 20 minutos.
4. Desconectar el sistema de arrastre, retira el depósito del borboteador y valorar el ácido sulfúrico formado con hidróxido de sodio 0,01M hasta color verde oliva. Sea v el volumen gastado.

Procedimiento para el SO2 combinado:

5. Vuelve a conectar el borboteador.
6. Lleva a ebullición el matraz que contiene el vino, calentando con la manta calefactora y manténlo así mientras se hace pasar la corriente de aire, durante otros 20 minutos.
7. Desconecta el sistema de arrastre, retira el depósito del borboteador y valora de nuevo el ácido sulfúrico formado, con hidróxido de sodio 0,01M hasta color verde oliva. Sea v’ el volumen gastado.

Cálculos: 
 v = ml hidróxido de sodio 0,01M consumido en la valoración del SO2 libre

v’ = ml hidróxido de sodio 0,01M consumido en la valoración del SO2 combinado


VOLUMETRÍAS DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN

Las volumetrías de oxidación reducción o redox, están basadas en procesos químicos en los que existe transferencia de electrones entre las especies que reaccionan.

Estos procesos son importantes en el análisis enológico, porque son muchos los métodos analíticos que se apoyan en un proceso redox.

La oxidación implica la pérdida de electrones por una sustancia, mientras que la reducción es el proceso por el cual una sustancia gana electrones.

En cualquier reacción de oxidación – reducción la relación de moles de sustancia oxidada con respecto a los moles de sustancia reducida es tal, que el número de electrones perdidos por una especie, es igual al número ganado por la otra.

El peso equivalente de una sustancia en un proceso redox, se obtiene dividiendo su peso molecular entre el número de electrones que intercambia en el proceso por unidad de fórmula.

Por lo tanto, para poder utilizar una reacción redox como método analítico, debemos conseguir que entre el reactivo valorante y el analito, se produzca una transferencia de electrones. Así, el reactivo valorante puede ser un oxidante, cuando el analito se comporte como un reductor frente a él. De igual manera, se utilizará un reactivo valorante que sea un reductor, si el analito se comporta como oxidante.

En las volumetrías redox, la curva de valoración no presenta un intervalo de equivalencia amplio, sino que ocurre a un potencial definido, por lo que es más difícil encontrar un indicador adecuado. Por ello se recurre, a menudo, a métodos instrumentales para detectar el punto final de la valoración.

En análisis enológico, se utilizan algunas volumetrías redox, sobre todo, en métodos usuales y aproximados, como:

- La determinación de anhídrido sulfuroso libre y combinado.
- La determinación de azúcares reductores.


SULFUROSO LIBRE

En la mayoría de las etiquetas de las botellas de vino, figura un texto que dice “contiene sulfitos”. Ello se debe a que el dióxido de azufre, SO2, es a día de hoy un aditivo de difícil sustitución en el proceso de elaboración del vino.

Del anhídrido sulfuroso añadido al vino, una parte se combina y otra fracción queda libre, siendo esta última el objeto de este procedimiento.

Fundamento teórico:

El método analítico usual, método Ripper, para el anhídrido sulfuroso libre y total en vinos y mostos, se basa en una determinación volumétrica redox, en la que el anhídrido sulfuroso es oxidado por una disolución normalizada de yodo, en presencia de un indicador (almidón, Iotec, o Theodene) o mediante un potenciómetro con electrodos redox.

La reacción fundamental de este proceso es:

 (Formula I mayúscula sub 2 más ese mayúscula O mayúscula sub 2 más Hache mayúscula sub 2 O mayúscula para dar dos de I mayúscula con signo menos, más ese mayúscula O mayúscula sub 4 con dos negativos, más 2 hache mayúscula con signo más).

Material y reactivos:

- Bureta de 5 ml.
- Erlenmeyer de 250 ml.
- Pipetas aforadas de 1, 5 y 10 ml.
- Yodo 0,02 N (N/50).
- Agua destilada.
- Ácido sulfúrico 1/3 (670 ml de agua destilada + 330 ml de ácido sulfúrico concentrado).
- Almidón al 1 %

Procedimiento:

- En un erlenmeyer de 250 ml se introducen 10 ml de vino con una pipeta seca o lavada con la muestra.
- Se añaden 5 ml de ácido sulfúrico 1/3 y 1 ml de almidón.
- Se valora con yodo N/50 hasta color azul persistente durante 15 segundos.

Cálculos:

Si utilizamos una disolución de yodo de concentración 0,02 N (N/50), y teniendo en cuenta que el peso equivalente del anhídrido sulfuroso es 32 (64 dividido 2), el contenido en sulfuroso libre, expresado en mg anhídrido sulfuroso por litro de vino, viene dado por la expresión:

(S mayúscula O mayúscula sub 2 libre en miligramos partido litro es igual a V mayúscula en mililitros, por 0 coma 02 miliequivalentes partido mililitros, por 32 miligramos partido miliequivalente, por el cociente de 1000 mililitros entre 10 mililitros).

,  que operando se obtiene la expresión.

 (S mayúscula O mayúscula sub 2 libre en miligramos partido litro es igual a V mayúscula por 64)

Si se emplea factor para corregir la concentración de la disolución de yodo, la expresión será:

(S mayúscula O mayúscula sub 2 libre en miligramos partido litro es igual a V mayúscula por efe minúscula, por 64)

donde V es el volumen de yodo N/50 consumido (en ml) y f es el factor de la normalidad del yodo.


SULFUROSO TOTAL

Es importante analizar el contenido en sulfuroso total, ya que con este valor podremos saber cuál es la fracción combinada. El SO2 es un compuesto químico, que origina diversos tipos de alergias, por lo que su presencia en vinos de consumo está limitada legalmente.

Fundamento teórico:

El fundamento de la determinación es el mismo que para el SO2 libre, pero previamente se procede a liberar la fracción combinada, mediante hidrólisis alcalina.

Material y reactivos:

- Bureta de 5 ml.
- Erlenmeyer de 250 ml.
- Pipetas aforadas de 1, 5 y 10 ml.
- Yodo 0,02 N (N/50).
- Hidróxido de sodio 1N.
- Ácido sulfúrico 1/3 (670 ml de agua destilada + 330 ml de H2SO4 concentrado).
- Almidón al 1 %.

Procedimiento:

1. En un erlenmeyer de 250 ml se introducen 10 ml de NaOH o KOH 1 N y 10 ml de vino.
2. Se agita y se deja en reposo 15 minutos.
3. Pasado este periodo se añaden de golpe 5 ml de H2SO4 al 1/3 y 1 ml de almidón, valorando rápidamente con yodo N/50 hasta el viraje del almidón a color azul intenso.

Cálculos:

SO2Total(mg/L)=V' x 64 Si se empleas factor para corregir la concentración de la disolución de yodo, la expresión será:

SO2Total(mg/L)=V' x f x 64donde V’ es el volumen de yodo N/50 consumido (en ml) y f es el factor.

Preparación de disoluciones:

Normalmente, puedes adquirir las disoluciones ya preparadas, pero en caso de no ser así, las puedes preparar como sigue:

- Yodo N/50: 2,54 g de yodo + 4 ó 5 g de KI+ agua destilada hasta 1 litro. ¡Ojo! Disolver el yoduro potásico (KI) en muy poca cantidad de agua, si no el yodo no se disuelve. Esto vale para todas las disoluciones de yodo. Normalizar frente a disolución patrón de arsenito de sodio y almidón.
- Almidón: Pesar 1 gramo de almidón y hacer una papilla con un poco de agua destilada. Adicionar a la papilla 100 ml de agua destilada hirviendo.
- NaOH 1 N: disolver 4 g de NaOH en agua y enrasar a 100 ml. No necesita estandarizarse.



AZÚCARES REDUCTORES. FUNDAMENTO Y PREPARACIÓN DE REACTIVOS

Se trata de cuantificar la cantidad de azúcares con carácter reductor, presentes en un vino. Éstos, están constituidos por el conjunto de azúcares con función aldehídica o cetónica, que dan sabor dulce al vino y al ser alterables por la población microbiana, suponen un riesgo de inestabilidad. Algunos vinos especiales, se clasifican según la cantidad de azúcares reductores presentes.

Fundamento teórico:

Uno de los métodos usuales es el de Rebelein, cuyo fundamento es la oxidación de los azúcares con cobre divalente, en medio alcalino y en caliente. Se trata de una volumetría por retroceso, en la que hacemos reaccionar los azúcares con un exceso de disolución alcalina de cobre. El cobre en exceso, que no reaccionó con los azúcares, se hace reaccionar con un exceso de yoduro potásico formando yodo. Finalmente se valora el yodo formado, con una solución patrón de tiosulfato de sodio (Na2S2O3). Se trata de un método un tanto engorroso, por lo que se tiende a sustituir por métodos instrumentales.

Material y reactivos:

- Mechero o placa calefactora.
- Matraz aforado de 1 litro.
- Matraz erlenmeyer de 250 ml.
- Bureta de 50 ml.
- Pipetas aforadas de 10 ml.
- Pipetas graduadas de 10 ml.
- Disolución alcalina de tartrato sódico potásico.
- Hidróxido de sodio 1N.
- Disolución de yoduro potásico al 30% (p/v).
- Ácido súlfúrico 16 % (p/v).
- Disolución patrón de tiosulfato de sodio.
- Disolución de almidón al 1 %.
- Disolución de sulfato de sodio al 20 %.
- Disolución sulfúrica de sulfato de obre penta hidratado.

Preparación de disoluciones:

- Disolución sulfúrica de sulfato de cobre 0,167M: En matraz aforado de 1 litro disolver en agua destilada 41,70 gramos de sulfato de cobre cristalizado con 5 moléculas de agua. Añadir 10 ml de ácido sulfúrico 1 N y enrasar.
- Disolución alcalina de tartrato de sodio y potasio (Sal de Seignette) 0,886M: En unos 400 ml de agua destilada, disolver 250 gramos de tartrato de sodio y potasio pentahidratado. En otros 400 ml de agua, disolver 80 gramos de hidróxido sódico. Una vez a temperatura ambiente, verter las dos soluciones en un matraz aforado de 1 litro y enrasar.
- Disolución de yoduro de potasio 30% (p/v): En un matraz aforado de 1 litro, disolver 300 g de yoduro potásico. añadir 100 ml de hidróxido de sodio 1 N y enrasar a 1 litro.
- Ácido sulfúrico 16 % (p/v): Añadir, poco a poco y refrigerando, 88 ml de ácido sulfúrico de 96 % a 500 ml de agua destilada y enrasar a 1 litro.
- Disolución patrón de tiosulfato de sodio 0,0551M: Disolver 13,777 g. de tiosulfato sódico (cristalizado con 5 moléculas de agua) en agua destilada. Añadir 50 ml de hidróxido de sodio 1 N y enrasar a 1 litro.
- Disolución de sulfato de sodio al 20 % (p/v): Pesar 20 gramos de sulfato de sodio y disolverlos en agua fría. Pasar la solución a un matraz aforado de 100 ml y enrasar.
- Disolución saturada de acetato neutro de plomo: Disolver 250 gramos de acetato neutro de plomo trihidratado en 500 ml de agua muy caliente.
- Almidón al 1 %: Dispersar en unos 100 ml de agua destilada hirviendo, una papilla de 1 gramo de almidón soluble.

El contenido en azúcares reductores nos permite clasificar a los vinos en secos y dulces. Pero, a día de hoy, es difícil unificar criterios entre los diferentes países para una clasificación común.

  
AZÚCARES REDUCTORES. PROCEDIMIENTOS DE ANÁLISIS

Se diferencia la determinación de azúcares en vinos blancos y tintos por que la materia colorante presente en el vino tinto o, incluso, en algunos blancos, interfiere en la observación del punto final, por lo que es necesario eliminarlas. Para ello, se utiliza un proceso conocido como defecación, con acetato neutro de plomo o con ferrocianuro.

Procedimiento:

Vinos blancos (No es necesaria defecación).

1. Poner en un erlenmeyer 10 ml de solución de cobre.
2. Añadir 5 ml de solución alcalina de sal de Seignette y 2 ml de vino de análisis.
3. Hervir durante dos minutos con unas perlas de vidrio.
4. En otro erlenmeyer se ponen las mismas cantidades sustituyendo el vino por agua destilada. Es el ensayo en "blanco".
5. Refrigerar al chorro de agua los dos matraces erlenmeyer.
6. Añadir sucesivamente a los dos matraces, agitando tras cada adicción:
- 10 ml de disolución de yoduro potásico.
- 10 ml de ácido sulfúrico 16 %.
- 10 ml de indicador de almidón.
7. Valorar con la disolución valorada de tiosulfato sódico. El color del punto final es amarillo marfil o blanco lechoso.

Vinos tintos:

a. Defecación: En un matraz aforado de 50 ml, se ponen 20 ml de vino. Se neutraliza con hidróxido de sodio 1N y 0,5 gramos de carbonato de calcio. Añadimos 1 ml de solución saturada de acetato de plomo, homogeneizamos y enrasamos a 50 ml, con agua. A continuación, filtramos o centrifugamos esta disolución.

Se toman 10 ml del filtrado y se pasan a un matraz aforado de 50 ml y se añaden 20 ml de solución saturada de sulfato de sodio. Se homogeneiza, se enrasa y se filtra o centrifuga. Ya tenemos el vino defecado.

También se puede hacer una defecación con carbón activo, aunque con resultados menos exactos.

b. Valoración: Se procede igual que para vinos blancos, con la salvedad de que tomamos 25 ml de vino defecado, que equivalen a los 2 ml de vino sin defecar.

Cálculos:

Sea VB el volumen de tiosulfato sódico consumido en valorar el “blanco” y VV el volumen de tiosulfato sódico consumido en valorar el matraz con 2 ml de vino sin defecar (blancos) o 25 ml de vino defecado (tintos). El contenido en azúcares reductores viene dado directamente por la expresión:

VB – VV= gramos/litro

Se expresa en gramos de azúcar por litro de vino.


AZÚCARES REDUCTORES CON EL REACTIVO DE FEHLING

Se usa en algunos laboratorios, aunque es un poco engorroso al tener que trabajar con soluciones calientes.

Fundamento teórico:

El método se basa en la capacidad reductora de los azúcares sobre el Cu2+ del reactivo de Fehling, reduciéndolo y precipitándolo en forma de Cu+, en medio alcalino.

Este reactivo, también llamado licor de Fehling, se debe de preparar poco antes de su uso, partiendo de otros 2 reactivos que son:

Reactivo A: Disolver 35 g de sulfato de cobre (II) cristalizado y completar hasta un litro con agua destilada.

Reactivo B: Disolver 150 g de tartrato sódico potásico en 1 litro de NaOH al 5 %.

El reactivo final se obtiene de la mezcla a partes iguales de ambos reactivos, lo que provoca la formación de una solución de color azul intenso en la que el cobre es acomplejado por el bitartrato, impidiendo la formación de Cu(OH)2 insoluble. Este reactivo así formado actúa como agente oxidante frente a los azúcares reductores.

Material y reactivos:

- Bureta de 25 ml, soporte y pinza para buretas.
- Pipetas de 5 ml.
- Matraz de fondo redondo o erlenmeyer de vidrio Pirex de 500 ml.
- Soluciones A y B de Fehling.
- Solución de glucosa al 2 por mil.
- Indicador azul de metileno.

Procedimiento para determinar el Título del reactivo de Fehling:

1. Pon en el matraz de fondo redondo 5 ml de solución A, otros 5 ml de solución B y 50 ml de agua destilada. Pon la bureta en su soporte y llénala con la disolución de glucosa al 2 por mil.
2. Calienta el matraz a ebullición sobre un mechero Bunsen agitando constantemente y evitando las proyecciones.
3. Añade lentamente la solución azucarada gota a gota, manteniendo el líquido en ebullición y movimiento. Si añades mucho líquido de golpe, se formará un precipitado coloidal amarillo de óxido cuproso, que complicará la determinación.
4. Añade, sin retirar del fuego, 2 gotas de azul de metileno.
5. El final del proceso se detecta cuando el líquido sobrenadante sea completamente incoloro.
6. Realizar la valoración por triplicado. Sea v el valor medio del volumen consumido.

Procedimiento para determinar los azúcares reductores del vino:

1. Para la determinación en vinos secos se usa el vino sin diluir. Para vinos dulces o mostos con contenidos entre 150 y 250 gramos de azúcares por litro, se diluye 100 veces.
2. Decolorar el vino o la dilución, si es necesario, con carbón activo.
3. Llenar la bureta con el vino a determinar.
4. Proceder de igual forma que en la determinación del título. Sea v’ el volumen de vino consumido.
5. Los consumos de vino decolorado o dilución deben ser mayores que 5,0 ml. Si es inferior hay que diluir.

Cálculos: 

(T mayúscula es igual a 2 por v minúscula dividido entre mil).

El título del reactivo de Fehling lo obtendrás por la expresión:

El contenido en azúcares reductores (AR), expresado en gramos por litro, lo obtendrás mediante la expresión:

 (Azúcares reductores en gramos por litro es igual a T mayúscula por 1000 dividido por v prima minúscula., todo ello multiplicado por F mayúscula).

Donde v y v’ son los volúmenes de reactivo y vino consumidos y F es el factor de dilución.


GESTIÓN DE RESIDUOS EN EL LABORATORIO

Los laboratorios de análisis son responsables de la gestión de los residuos que genera, de acuerdo a la legislación vigente, por lo que es necesario que apliquemos la normativa correspondiente a los residuos generados en la realización de los procedimientos basados en técnicas fisicoquímicas de análisis.

No se debe de olvidar que los residuos del laboratorio, suelen ser sustancias o preparados que casi siempre presentan características de toxicidad y peligrosidad y que una mala identificación o un almacenamiento inadecuado, constituye un riesgo añadido a los propios del trabajo en el laboratorio.

Teniendo en cuenta la definición de residuo y la clasificación de los mismos, en los procesos analíticos basados en técnicas fisicoquímicas, es normal que se generen residuos especiales o peligrosos tipo químico, clasificados como RTPC (residuos tóxicos en pequeñas cantidades). Sus características son “poca cantidad, variedad y peligrosidad o toxicidad”.

Dentro de los RTPC, se pueden generar los siguientes residuos:

Residuos líquidos:

- Soluciones acuosas de ácidos o bases, usados en los procesos de análisis volumétrico.
- Soluciones acuosas de oxidantes y reductores, utilizados como reactivos valorantes o auxiliares (yodo, tiosulfato, yoduro potásico, peróxido de hidrógeno, etc).
- Disoluciones de colorantes, usados como indicadores.
- Ácidos, como clorhídrico, sulfúrico o fosfórico.
- Soluciones con metales pesados como plomo o cobre.
- Disolventes orgánicos, como formaldehído.

Residuos sólidos:

- Carbón activo impregnado de residuos.
- Vidrio roto, contaminado con residuos químicos.
- Envases de reactivos vacíos.

El primer paso para una correcta gestión, es minimizar los residuos generados.

Por lo tanto presta especial atención a preparar solamente las cantidades de reactivos que vas a necesitar, evitando la caducidad o alteración de los mismos. Reutiliza los reactivos sobrantes cuando sea posible, aunque suponga una nueva estandarización de los mismos.
Para la gestión de los residuos generados debes de proceder según el manual de gestión de tu laboratorio, pero en líneas generales, seguirás los siguientes pasos:

1. Separa adecuadamente y no mezcles los productos, sobre todo aquellos que la mezcla incrementa su peligrosidad. Para el caso que nos ocupa, puedes mezclar disoluciones del mismo producto pero diferentes concentraciones, pero no mezclar ácidos y bases ni oxidantes con reductores.
2. Envasa en los recipientes adecuados y destinados a cada tipo de residuo.
3. Etiqueta los recipientes que contengan los residuos peligrosos, en la forma especificada en el manual de tu laboratorio.
4. Almacena los recipientes en el local habilitado para la gestión interna de residuos.
5. Lleva el registro de los residuos generados, comprobando los plazos de almacenamiento.

1 comentario:

  1. Puedo estar equivocado pero en el NFA el cálculo no me sale igual

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