Sacarose

Boas Práticas de Laboratório
STAB, Piracicaba, 2011
Celso Caldas
O Mundo Canavieiro
O Brasil
Canavieiro
Açúcar de Mesa – Sacarose
Sacarose
Sacarose
Sacarose  Polarimetria

Polarização da Luz (1670, Christiaan Huyghens )
Sacarose  Polarimetria

Polarização da Luz

Refração (Erasmus Bartholin, 1669; Nicol, 1828 )


Simples
Bi-refração (dupla refração)
Sacarose  Polarização
Substâncias Opticamente Ativas (1815, BIOT)
Sacarose  Polarimetria
 C Assimétrico (1874, Le Bel e Van’t Hoff )
 Moléculas simétricas  Opticamente inativas
 Moléculas assimétricas  Opticamente ativas
Sacarose  Polarimetria

Rotação Específica (α)





concentração da solução contida no tubo
comprimento do tubo polarimétrico onde a solução
está contida
temperatura da solução analisada
comprimento de onda da luz usada no polarímetro
solvente
Sacarose  Polarimetria

Rotação Específica (α)
[α] = α / (l . e)
Onde:
[α]  rotação específica
α  desvio do plano da luz polarizada, em graus, ou
poder rotatório específico
l  comprimento do tubo
e  concentração da substância, em g/mL
Sacarose  Polarimetria

Inversão da Sacarose




Sacarose
 + 66,53º
Glicose
 + 52,70º
Frutose
 - 92,40º
Sacarose Invertida  - 37,70º
Sacarose  Polarimetria

Escala Internacional do Açúcar

Ventzke, 1842 e 1843


Ponto 100 a partir da solução dom densidade relativa de
1,1000 a 17,50ºC, referida à água
Mohr, 1855

Ponto 100 a partir da solução de 26,048g de sacarose
para 100cm3, chamando este de peso normal
temperatura da solução analisada
Sacarose  Polarimetria

Escala Internacional do Açúcar

ICUMSA, 1900


Ponto 100  26,0000g de sacarose para 100cm3, a 20ºC
ICUMSA, 1916
Ponto 100  34,660º com luz de sódio
 Ponto 100  40,690º com luz de mercúrio

Sacarose  Polarimetria

Escala Internacional do Açúcar

ICUMSA, 1986

Alterou a escala de ºS para ºZ

Ponto 100  26,0000g de sacarose para 100cm3, a
20ºC, com sacarímetros com lâmpadas de Na (λ =
589,44nm), cuja rotação específica é 34,660º
Sacarose  Polarimetria

Escala Internacional do Açúcar

ICUMSA, 1986

Equipamentos



Hg (λ = 546,337nm)  rotação específica 40,77º
Cunha de quartza (λ = 589,44nm)  rotação específica 34,934º
ºS para ºZ  X 0,99971
POL
Pol  % m/m sacarose aparente
26g/100mL  Ls = POL ( ICUMSA )
Pol caldo = Ls * Fp (fator de polarização)
Fator de polarização = 26 / (99,719 x drel 20/20º)
Brix caldo 18  Fp = 0,2427
Pol caldo = 68 x 0,2427 = 16,50
Sacarose  Polarimetria

BPL






Rede elétrica estabilizada
Bons equipamentos (sacarímetros, refratômetro e balanças)
Calibração e aferição
 Manutenção (lentes, tubos de uso, lãmpada, etc)
 Tubos padrões (INMETRO)
 Teste de linearidade
Balões com certificados de calibração
Qualidade da água
Temperatura ambiente e da solução
Densimetria

Densidade Relação entre m/v de uma
substância

Verdadeira ou absoluta  medidas no vácuo

Aparente  medidas na presença do ar 
MASSA ESPECÍFICA

Relativa  em relação à densidade de outra
substância  PESO ESPECÍFICO

Água: 20ºC/4ºC
Densimetria

Empuxo de Arquimedes
P = m⋅ g
E = μ ⋅ g ⋅V
0 = −P + E
0 = −m⋅ g + μ ⋅ g ⋅V
μ=m/V
Densimetria

Equipamentos
Brix, 1854
Soluções Açucaradas a 10%m/m
Densidade a 20ºC/4ºC
Arabinose
1,0379
Glucose
1,0381
Frutose
1,0385
Galactose
1,0379
Sorbose
1,0381
Sacarose
1,0381
Maltose
1,0386
Lactose
1,0376
Rafinose
1,0375
Média
1,0380
Brix Densimétrico
Perfeita relação entre C (m/m) e densidade
Escala em Conc (%m/m)
Densímetro (densidade)
Brix  % m/m Sólidos Solúveis em Solução
Brix Densimétrico

Escalas
Definição
Tipo de aplicação
Percentagem em peso de sólidos
solúveis em solução
soluções açucaradas
Baumé denso
(145 – 145) / d6060
soluções mais densas do que
a água
Baumé leve
160 / (d6060 – 130)
Soluções menos densas do
que a água, amônia, verniz
Lactômetro
(d6060 – 1000) x 1000
indústria do leite
Salímetro
% da saturação de NaCl em água
soluções salinas, indústria de
alimentos
Gravidade
específica
dtt
qualquer tipo de líqüido
Percentual de álcool
indústria alcooleira
% em massa de álcool
idem (Brasil)
Tipo de escala
Brix
Gay Lussac
(Tralles)
INPM
Densimetria

BPL






Rede elétrica estabilizada
Densímetros com certificado de calibração
Balanças calibradas e aferidas
Erros de PARALAXE
Qualidade da água
Temperatura ambiente e da solução
Refratometria

O Fenômeno da REFRAÇÃO
Refratometria
Índice de Refração
n = v1 / v2
Onde:
n  índice de refração
v1  velocidade da luz no meio 1
v2  velocidade da luz no meio 2
Refratometria
Equipamentos
Imagens encontradas na internet
Refratometria
Índice de Refração Absoluto
n=c/v
Onde:
n  índice de refração absoluto
c  velocidade da luz no vácuo
v  velocidade da luz no outro meio
Material
Índice de refração
Ar
1,00
Água
1,33
Álcool etílico
1,36
Vidro
1,60
Glicerina
1,48
Diamante
2,42
Brix Refratométrico
Perfeita relação entre C (m/m) e IR
Escala em Conc (%m/m)
Refratômetro (IR)
Brix  % m/m Sólidos Solúveis em Solução
Refratometria

BPL





Rede elétrica estabilizada
Bons equipamentos (refratômetro e balanças)
Calibração e aferição
 Manutenção
 Óleos de imersão
 Teste de linearidade
Balões com certificados de calibração
Temperatura ambiente e da solução
Pagamento de Cana pela Qualidade

Implantação do Sistema : 1976, AL

Parâmetro : Sacarose na Cana (PCC)  Açúcar



Sacarose

Ls

Brix  POL
Fibra
Como determinar ?
Fibra

Método por secagem (Tanimoto)


Não funcional para o SPCTS
Método Matemático – Estatístico

Equação de Regressão Linear
Fibra % cana = 0,08 * PBU + 0,876
Titrimetria  Oxiredutimetria

Neutralização (Ácido / Base)


Potenciométrica


Dureza
Precipitação


Acidez
Complexação


Acidez e alcalinidade
Cloretos
Oxi-redução (Oxiredutimetria)

AR e ART
Oxiredutimetria
Feo  Fe++ + 2 e-
OXIDAR-SE É PERDER ELÉTRONS
[O]o + 2 e-  O- - REDUZIR-SE É GANHAR ELÉTRONS
Feo + [O]o  Fe++O- REDUTOR É AQUELE QUE SE OXIDA
OXIDANTE É AQUELE QUE SE REDUZ
Ferro  oxidou-se (perdeu elétron), logo é o redutor
Oxigênio  reduziu-se (ganhou elétrons), logo é o oxidante
Oxiredutimetria  AR
Cu++  Cu+
Cúprico
Cuproso
Azul
Vermelho Tijolo
Quem promove esta reação de redução?
Sacarose  NÃO
Glicose e Frutose  SIM
COBRE  Ganhou elétron / Reduziu-se / Oxidante
GLICOSE E FRUTOSE  Perderam elétrons / Oxidaram-se / Redutores
Oxiredutimetria

Trommer (1841)  Objetivo era determinar grupos
cetônicos e aldeídicos

Fehling (1848)  Detalhou a função do cobre na reação
com os AR, em meio alcalino

Soxhlet (1878)  Separou as soluções de cobre e
alcalina, chamando-as Fehling A e B e estabeleceu a
estequiometria da reação

Eynon e Lane (1923)  Introduziram o azul de metileno
na titulação
Oxiredutimetria
Estequiometria da Reação entre Cu e AR
CuSO4 + 2 NaOH  Na2SO4 + Cu(OH)2
hidróxido cúprico
Fervendo,
Cu(OH)2  H2O + Cu2O
óxido cuproso
Oxiredutimetria
Estequiometria da Reação entre Cu e AR
sulfato de cobre
tartarato duplo de Na e K
cupritartarato
sulfato de sódio
Oxiredutimetria
Estequiometria da Reação entre Cu e AR
1º CASO  Aldeído IGlicose)
Ácido glucônico
(2:1)
Ácido sacárico
(6:1)
Oxiredutimetria
Estequiometria da Reação entre Cu e AR
1º CASO  Cetona (Frutose)
Ácidos tartárico
e oxálico
(12:1)
Oxiredutimetria
Estequiometria da Reação entre Cu e AR
5 moles de sulfato de cobre
( CuSO4 )
1 mol de monossacarídeo
(C6H12O6)
180g de AR --------------- 1250g de CuSO4
x
--------------- 69,278g de CuSO4
x = 9,97g ≈ 10,0g de AR
1000mL de Fehling A ------------------- 10,000g de AR
0,5mL de Fehling A ------------------x
x = 0,005 g de AR
10mL Licor (A + B)  0,05g AR
Oxiredutimetria

BPL




Interferentes
Qualidade das soluções (padronização)
Equipamentos e vidrarias
Iluminação direcionada
Espectrofotometria
LUZ
Espectrofotometria
Espectro Eletromagnético
Métodos
Analíticos
400 nm
Ultra
violeta
500 nm
600 nm 700 nm
Infra
vermelho
Espectrofotometria
Métodos


Colorimétricos  VIS (380 a 780nm)
Espectrofotométricos  UV / IR
Lei de Beer
Espectrofotometria
Lei de Beer
IT1
Io
solução 10g/L
feixe de luz de
intensidade Io
Io
IT2
solução 20g/L
Espectrofotometria
Lei de Beer
IT1
Io
1 cm
feixe de luz de
intensidade Io
Io
IT3
3 cm
Espectrofotometria
OBS:
 Absorbância
 Transmitância
Lei de Beer
A = C.e.K
Onde:
A = absorbância da solução
C = concentração da solução
e = espessura da solução
K = constante de extinção
Espectrofotometria
Equipamento  Espectrofotômetro
Espectrofotometria
Relação entre A e T  Lei de Lambert & Beer
A = log ( 1 / T )
(I)
Onde:
A = absorbância da solução
T = transmitância da solução
Aplicando as regras do logaritmo temos: A = log. 1 - log. T
Fazendo % T = T x 100
%T
T = ------100
∴
e aplicando em (II)
teremos:
%T
A = - log. ----------- ∴
100
A = - ( log. % T - log. 102 )
A = - ( log. % T - log. 100 )
∴
∴
A = - ( log. % T - 2 )
A = 2 - log. % T
(III)
A = - log. T
(II)
Espectrofotometria
Métodos Analíticos

Qualitativos


Comparação da cor visual
Quantitativos

Comparação da A ou %T
 01
padrão
 Vários padrões


Gráficos
Equação de regressão linear
Espectrofotometria
Métodos Analíticos Quantitativos
 Gráficos


Linear (Abs)
Monolog (%T)
Abs  f log
escala  log
% T  f lin
escala  lin
Espectrofotometria
Métodos Analíticos Quantitativos

Equação de regressão linear
Coeficiente angular (a)
 Coeficiente linear (b)
 Coeficiente de correlação (R)
 Coeficiente de determinação (R2)

Espectrofotometria

BPL






Qualidade do equipamento e estabilização da rede
elétrica
Qualidade dos reagentes e vidrarias
Qualidade das cubetas
Interferentes
Linearidade
Contaminação
Soluções


Definição
Expressões de concentração





Padronização de soluções



Percentagem
Molaridade
 Definição de mol
Normalidade
Noções de equivalente grama
Direta
Indireta
Cálculo e uso do fator de padronização
Soluções

BPL




Rede elétrica estabilizada
Bons equipamentos (balanças analíticas e semianalítica)
Balões com certificados de calibração
Reagentes de excelente qualidade


Prazo de validade
Perfeita identificação das soluções
PRINCIPALMENTE
TREINAMENTOS
Obrigado
Celso Caldas
Central Analítica (82) 3326 6020 / 9335 8556
[email protected]