Final Determinacion Fe Completo

A PRACTICA 4 DETERMINACION ESPECTROFOTOMETRICA DE HIERRO EN COMPLEMENTOS VITAMINICOS Antecedentes: Las vitaminas son sustancias que actúan como coenzimas, es decir, ayudan a las enzimas a dirigir y controlar las reacciones químicas necesarias para la utilización adecuada de los nutrientes, no producen energía ni forman tejidos. Los minerales son sustancias inorgánicas que sirven para que el organismo pueda llevar a cabo sus funciones. Los esenciales para la vida son: fosforo, calcio, sodio, potasio, magnesio, hierro, azufre, yodo, manganeso, cobalto, cobre y zinc. EL Hierro es una sustancia esencial para la vida. Sólo existe en el organismo en pequeñas cantidades (trazas) pero su deficiencia se nota por participar en procesos vitales, mediante los cuales las células producen energía. En nuestro organismo el Hierro se encuentra principalmente en la HEMOGLOBINA (proteína de las células rojas) y en la MYOGLOBINA (proteína de las células de los músculos). El Hierro también es requerido por enzimas envueltas en la fabricación de aminoácidos, hormonas y neurotransmisores. Nuestro organismo trata de conservar el Hierro que contiene, y lo recicla para usarlo nuevamente, pero siempre una cantidad se pierde en el sudor, en las heces, en la orina o si sangramos. Como la mayor cantidad de Hierro se encuentra en la sangre, es por éste medio que una persona puede perder mayor cantidad de Hierro. Una deficiencia de Hierro causa anemia, fatiga, cansancio, reducida resistencia a infecciones, reducida capacidad de aprendizaje, inhabilidad para prestar atención, reducida capacidad para reaccionar, reducida coordinación de movimientos, aumento en el tiempo de sanar heridas. Poco Hierro es malo, pero un exceso de Hierro tampoco es bueno. El exceso de Hierro en el organismo, llamado HEMOCHROMATOSIS, es causado por un defecto en un gen, que aumenta la absorción de Hierro de los alimentos. Una sobrecarga de Hierro también se produce por repetidas transfusiones de sangre, o por tomar mucho Hierro en la forma de suplementos dietarios. A éste exceso de Hierro se le asocian enfermedades bacteriales comunes, como así también letargia, pigmentación de la piel, el hígado se agranda, enfermedades en las coyunturas, pérdida de pelos en el cuerpo, amenorrea, e impotencia en los hombres. En los niños puede causar la muerte por envenenamiento Para la determinación de Hierro en el siguiente trabajo utilizamos una técnica espectrofotométrica, en la cual la ortofenantrolina reacciona con el Fe+2 , originando un complejo de color rojo característico que absorbe notablemente en las regiones del espectro visible de alrededor de 508 nm.

Como el Fe+3 no presenta absorción a esa longitud de onda, éste debe ser reducido a Fe+2 mediante un agente reductor apropiado. La reacción es cuantitativa y reproducible en un amplio intervalo de pH, siendo el óptimo entre 6 y 9.

Objetivo: Elaborar una curva de calibración para realizar la cuantificación del hierro en complementos vitamínicos Material y Equipo Vaso ppt de 100 ml 3 matraces volumétricos de 100 ml Embudo conico Anillo Soporte para anillo 8 matraces volumétricos de 25 ml Pipeta 10 ml 2 pipetas de 5 ml Vaso ppt de 50 ml Probeta de 50 ml 2 matraces volumétricos de 50 ml 1 matraz volumétrico de 10 ml Espátula Pipetor Piseta Potenciómetro Espectrofotómetro UV-vis Sustancias: 10 ml de solución de hidroquinona 10 g/L, recién preparada 50 ml del 10-fenantrolina al 0.25 % en etanol al 10% (frasco ambar) 100 ml de solución patrón de Fe (0.04 mg de Fe/ml) a partir de Fe(NH4)2 (SO4)2 6 H2O, en H2SO4 al 0.1 % v/v 100 ml de HCl 6 M 100 ml de NaOH 1 M Papel filtro

50 ml de solución amortiguadora de pH 4 (acido acético/acetato de sodio)

Procedimiento: 1- En un vaso de ppt de 100 ml se coloca el contenido de una capsula de complemento vitamínico y se lleva a ebullición 15 min con 25 ml de HCl 6 M. 2- Filtrar en un matraz volumétrico de 100 ml. Lavar el precipitado y el vaso de ppt varias veces, para trabajar cuantitativamente. 3- Enfriar y aforar. 4- Se diluye 1.25 ml de la solución a 25 ml. Si el empaque indica que la tableta contiene <15 mg, se diluye 2.5 ml en lugar de 1.25 ml. Determinar el pH de la solución de la capsula, y si es necesario, subir el pH a 4 con una solución de NaOH 1 M antes de aforar a 25 ml en un matraz volumétrico. 5- Transferir 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 ml de solución patrón a matraces volumétricos de 25 ml. Añadir 0.5 ml de la solución amortiguadora, 0.5 ml de la solución de Hidroquinona, y 0.75 ml de 1-10 fenantrolina a cada matraz. 6- Preparar un blanco 7- Transferir 2.5 ml de la solución de la capsula a un matraz volumétrico de 25 ml. Añadir 0.5 ml de la solución amortiguadora, 0.5 ml de la solución de hidroquinona y 0.75 ml de la de 1-10 fenantrolina. 8- Permitir que los patrones y muestras reposen por 10 min. Se aforan con agua destilada. 9- No olvidar calibra a cero con el blanco a una longitud de onda de 508 nm. 10-Medir la absorbancia de las soluciones patrón y muestras. 11-Efectuar la regresión linear y determinar los valores de la pendiente, intercepto y coeficiente de correlacion. 12-Determinar la cantidad de hiero en mg, por capsula.

La cantidad de hierro recomendado en un complemento vitamfnico, especialmente para mujeres embarazadas es de 30 mg. La curva de calibración es una Iínea determinada por la información de respuesta de calibración de un instrumento. La función describe las respuestas del detector a lo largo de un rango de concentraciones y es utilizada para predecir la concentracion de una muestra desconocida, basandose en la respuesta del detector. Los estandares quimicos son estandares de contenido quimico; son sustancias puras, mezclas, disoluciones, gases o materiales como aleaciones o sustancias biologia que se usan para calibrar o validar toda o parte de la metodologia de un analisis quimico. Para construir una curva de calibracion, las concentraciones de 105 patrones deben de abarcar el rango de concentracion esperado de las muestras de analisis. Todos los valores patron medidos deben estar sobre una linea recta, pero en la practica, los valores siempre presentan cierta dispersión. Se debe de aplicar un metoda estadístico para encontrar el mejor ajuste de los datos a la curva de calibracion. EI metodo estadístico mas frecuente es la regresion lineal, conocido como el metodo de minimos cuadrados.

Resultados: Se utilizo una tableta de Biometrix, el contenido de hierro de la capsula es de 10 mg, por lo que la dilución fue de 2.5 ml en lugar de 1.5ml. El contenido de la capsula fue de 30 mg de sulfato ferroso, esto es equivalente a 10 mg de Fe. Despues de realizar el analisis obtuvimos estos resultados: en la tabla 1 observamos las absorbancias que se midieron de cada estandar a una longitud de onda de 508 nm. Soluciones Patron estandar0 estandar0-2 estandar1 estandar1-2 estandar2 estandar2-2 estandar3 estandar3-2 estandar4 estandar4-2 estandar5

Concentracion 0 0 0.5 0.5 1 1 1.5 1.5 2 2 2.5

Abs a LO de 508nm -0.001 -0.001 0.16 0.16 0.328 0.328 0.489 0.489 0.661 0.661 0.862

estandar5-2

Tabla 1

2.5

0.862

En la tabla 2 se encuentran las absorbancias y las concentraciones de las muestras.

Muestras BIOMETRIX Muestra1 Muestra2 Media

Concentracion 0.656 0.627 0.6415

Abs a LO de 508 nm 0.214 0.204 0.209

Tabla 2

En la siguiente figura presentamos la grafica a partir de los datos obtenidos mediante el equipo utilizado en el laboratorio de análisis instrumental, que fue el espectrofotómetro UV-vis.

En la siguiente grafica se presentan los datos de las concentraciones que fueron calculadas con base en la ecuación que el equipo proporciono al hacer la regresión lineal; la figura 1 muestra la grafica de concentración vs absorbancia y la línea que mejor se ajusta a los datos, así como su ecuación y el coeficiente de correlación.

Figura 1

Se tromaron de la solución patrón ya preparada alícuotas de 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5

ml, a partir de estos volúmenes, sacamos la cantidad de hierro que cada muestra de la solución patrón contenía. Se prepararon 100 ml de la solución patrón, esta tenía un contenido de Fe/ml) a partir de Fe(NH4)2 (SO4)2 6 H2O, en H2SO4 al 0.1 % v/v Se calcularon la cantidad de Fe en cada alícuota:

Con base en los resultados obtenidos con el espectrofot6metro y después de calcular la masa de hierro en cada estándar graficamos la absorbancia vs la masa de hierro presente en cada estándar y obtuvimos la grafica que aparece en la figura 2. Después de realizar la regresión lineal y el coeficiente de correlacion lineal procedimos al calculo neto de Fe en cada muestra, utilizando esa misma ecuación.

Muestra Concentracion blanco blanco 1 1.1 2 2.1 3 3.1 4 4.1 5 5.1

Masa de Fe en estandares 0 0 0.5 0.5 1 1 1.5 1.5 2 2 2.5 2.5

Tabla 3

0 0 2.00E-05 2.00E-05 4.00E-05 4.00E-05 6.00E-05 6.00E-05 8.00E-05 8.00E-05 1.00E-04 1.00E-04

Abs a LO de 508nm -0.001 -0.001 0.16 0.16 0.328 0.328 0.489 0.489 0.661 0.661 0.862 0.862

Los resultados obtenidos se representan en la siguiente grafica:

Figura 2 Con base a la ecuación de la pendiente calculamos los mg de Fe en cada muestra: Muestra 1: 25ml de solución – 2.5 ml de sol original 5 ml de solución – x X= 0.5 ml de la sol original Cantidad de Fe obtenida: y = 8541.4x - 0.0106

x = y + 0.0106 / 8541.4x

x= .026295 para y=0.214 0.026295 mg de Fe – 0.5 ml de sol original

X X= 5.26 mg de Fe.

-- 100 ml

Muestra 2: 25ml de solución – 2.5 ml de sol original 2.5 ml de solución – x X = .25 ml de solución Cantidad de Fe obtenida: y = 8541.4x - 0.0106

x = y + 0.0106 / 8541.4

x= 0.02512 para y=0.204 0.02512 mg de Fe – 0.25 ml de sol original

X

-- 100 ml

X= 10.048 mg de Fe

Observaciones y conclusiones: •

para esta practica utilizamos como muestra una capsula de BIOMETRIX, esta capsula tenía un contenido de 30 mg de sulfato ferroso equivalente a 10 mg de Fe, como la cantidad de Fe que contenía la capsula es muy pequeña, en lugar de usar 2.5 ml como primera muestra, tomamos 5 ml; para la segunda muestra tomamos 2.5 ml.

•

Para la muestra uno podemos observar el resultado obtenido a partir de la ecuación de regresión de la grafica de masas de Fe vs la absorbancia, el resultado obtenido fue de 5.26 mg de cobre, este valor es menor a la cantidad de Fe reportado en la capsula

•

Para la muestra 2 obtuvimos un resultado por encima del valor reportado, el cual fue de 10.048, esto se pudo deber a un mal preparado en muestra.

•

Debido a que el empaque de la capsula indico que esta tenía un contenido de Fe menor a 15 mg (10 mg) procedimos a diluir 2.5 ml de la solución en vez de 1.25 ml. Al determinar el pH de la solución de la capsula, pudimos darnos cuenta de que había que ajustarlo hasta llegar a pH 4. Después de añadirle aproximadamente 60 gotas de NaOH 3 M de

10 en 10, llegamos a un pH de 5, por lo que tuvimos que corregirlo con una solución de HCl 0.6 M hasta llegar a un pH de 4.12.

Cuestionario: 1. ¿Por qué se añade la solución amortiguadora? Se acostumbra a añadir la solución amortiguadora, para compensar la alteración del pH durante la práctica, ya que se debe trabajar en un rango de 2 a 9. 2. ¿Cuál es la función de la hidroquinona en el método? Actúa como un agente reductor, el cual convierte al hierro férrico presente en la muestra a hierro ferroso: Fe3+ a Fe2+. Esto ocurre debido a que el Fe3+ no presenta absorbancia a esa longitud de onda. 3. ¿Para qué se utiliza en este método la solución de 1-10 fenantrolina? EI hierro ferroso reaccionara con la fenantrolina, formándose un complejo fenan-trolina-ferroso, de color naranja. La formación del complejo es cuantitativa, el color que desarrolla es muy estable y se cumple la ley de Beer. 4. ¿Por qué es necesario subir el pH de la solución de la tableta tratada con HCl? Esto se debe a la necesidad del complejo de permanecer en un rango de pH de 2 a 9 para que la reacción del complejo sea estable y la intensidad del color no cambie. 5. ¿Para qué se dejan reposar las soluciones por 10 minutos? Para que se forme el complejo y se pueda apreciar el color rojo del complejo ya formado. 6. ¿Son adecuados los valores de la pendiente, intercepto y coeficiente de correlación? ¿Por qué? Si, ya que la línea que se obtuvo por regresión lineal pasa por encima de todos los puntos experimentales, por lo que los valores de la pendiente son adecuados. El coeficiente de correlacion es cercano a 1 por lo que también indica que son adecuados. 7. Si una de las capsulas contiene 33 mg de FeSO4 ¿Cuántos mg de Hierro contendría?

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

LICENCIATURA EN QUÍMICA INDUSTRIAL

LABORATORIO DE MÉTODOS INSTRUMENTALES

PRÁCTICA 4. DETERMINACIÓN ESPECTROFOTOMETRICA DE HIERRO EN COMPLEMENTOS VITAMINICOS

KARERINA CAMARA SEGURA TATIANA SUAREZ MENDOZA JAHDIEL ALANIZ SOBERANIZ JESUS BURGOS

PROFESORA: MIMÍ VARGAS

Miercoles, 18 de marzo de 2009