7/26/2019 Analisis Densidad y Volumetria

1/5

Pgina 1

Anlisis del contenido de etanol en vinos Artesanales

Daniela Carvajal, Didier Rodrguez, Jorge Quintero

Departamento de Qumica, Anlisis Qumico Cuantitativo; Universidad de Pamplona, Colombia Octubre de 2015.

RESUMEN

En el presente informe se realiza un anlisis del mtodo volumtrico empleado para deducir de formacuantitativa la concentracin de alcohol en vinos de fabricacin artesanal en el rea rural del municipio dePamplona Colombia.

Fue necesario disear una curva que relaciona las concentraciones de etanol en agua con sus respectivasdensidades, de manera que la concentracin del alcohol destilado fue medida de acuerdo a su densidad, y elcontenido de etanol en el vino, fue calculado mediante un balance de masas de la solucin inicial sometida aevaporacin.

Inicialmente se analiz un vino comercial de marca Couple con concentracin conocida, coincidiendo los

resultados con la concentracin etiquetada en el vino. Seguido se analizaron vinos de papaya, naranja y pia,obteniendo valores comparables a los vinos comerciales.

Palabras: destilacin, densidad, volumen, concentracin, etanol.

ABSTRACT

This report analyzes the volumetric method used to derive quantitatively the concentration of alcohol in wineshandcrafted in the rural area of the municipality of Pamplona Colombia is made.

Was necessary to design a curve relating the concentrations of ethanol in water with their respective

densities, so that the concentration of the distilled alcohol was measured according to their density, and theethanol content in wine was calculated using a mass balance of the starting solution subjected to evaporation.

Initially a commercial wine brand Couple known concentration was analyzed, the results coinciding with thelabeled concentration in wine. Followed wines papaya, orange and pineapple were analyzed, obtaining winescomparable to commercial values.

Keywords: distillation, density, volume, concentration, ethanol.

1.

INTRODUCCIN

La separacin y purificacin de lquidos pordestilacin constituye una de las principalestcnicas para purificar lquidos voltiles haciendouso de la diferencia entre los puntos de ebullicinde las sustancias que constituyen una mezcla.Hay dos fases involucradas en el proceso, que son lavaporizacin (transformacin del lquido en vapor) y

la condensacin (transformacin del vapor enliquido); dichas etapas se logran suministrando

calor a la mezcla, pero como es una mezcla dediferentes lquidos, el de menor punto de ebullicinse vaporiza en primer lugar y luego se produce lacondensacin de ese vapor al ponerlo en contactocon una superficie fra. La eleccin del tipo dedestilacin a realizar se hace de acuerdo con laspropiedades del lquido que se pretenda purificar yde las impurezas que lo contaminan.

7/26/2019 Analisis Densidad y Volumetria

2/5

Pgina 2

Un balance de materia se hace necesario paradeducir la masa de etanol y agua evaporados de lasustancia a analizar.

Volumen Sustancia total = V destilado + V fondosfinales + V perdidas de vapor

V Destilado = V agua + V etanol

Se asume la evaporacin y condensacin total deletanol si la temperatura del sistema es mayor a 90C.

2.

MATERIALES Y METODOS

2.1 Densidad contra Concentracin

Para el diseo de la curva de densidad contraconcentracin, se utiliz etanol al 99,96% y aguadestilada suministrados por el laboratorio dequmica, una balanza analtica, un picnmetro de 5ml y una probeta graduada a 100 ml.

2.2

Destilacin simple

Se destilaron vinos de concentracin desconocida.

Para este proceso fue necesario armar un montajecomo el de la figura 1, con un mechero bunsen,soporte con malla y pinza, dos soportes universales,un baln con desprendimiento lateral, uncondensador de un efecto con entrada y salida deagua, un matraz que sirvi como colector, y untermmetro.

Figura 1. Montaje de destilacin diferencial

3. Procedimiento

3.1 Densidad contra Concentracin

El procedimiento para lograr una curva de

relaciones entre la densidad y la concentracin, selogr midiendo la densidad de diferentes dilucionesde etanol en agua. Inicialmente se midi la densidadde la solucin al 2 V/V %, seguido, se midi ladensidad de la solucin utilizando un picnmetro de5 ml.Para la segunda dilucin, se tomaron 1,5 ml deetanol puro y se afor a 25 ml con agua destiladapara obtener una solucin al 6 V/V %; de la mismamanera se midi la densidad de la solucin en elpicnmetro previamente lavado, purgado, secado y

tarado. As mismo, se desarroll la medicin paramezclas a diferentes concentraciones, hastaterminar con la solucin de etanol puro.

Tabla No. 1- densidades de una solucin etanol

agua a diferentes concentraciones.

Solucin de etanol% V/V

densidad g/ml

2 1,060966 1,05964

10 1,05383

15 1,04771

20 1,04086

30 1,02686

7/26/2019 Analisis Densidad y Volumetria

3/5

Pgina 3

40 1,01154

50 0,97010

60 0,95643

70 0,92900

80 0,89867

90 0,86938

96 0,84609

100 0,82469

3.2 Destilacin Simple

Destilacin Vino Cupl

Se tomaron 50 ml de vino couple de concentracinal 3 % V/V, concentracin expresada en la etiqueta,se verti la solucin en el baln condesprendimiento lateral y se adicionaron las perlasde ebullicin. Se arm el montaje de destilacinsimple y se comenz la destilacin.Se registr la primera gota recolectada a unatemperatura de 76C para un tiempo de 7 minutos56 segundos.

El proceso de destilacin contino a unatemperatura de 92 C por 20 minutos, obteniendoun volumen recuperado de 17 mililitros.

Se midi la densidad del etanol recuperado,registrando 1,0594 g / ml.

El procedimiento para destilar las tres muestras devino Artesanal fue el mismo seguido para ladestilacin del vino cupl.

Dada la mnima cantidad de sustancia a evaporar, seasume que a 92C y despus de 20 minutos deebullicin, todo el etanol presente en el vino fueevaporada y condensada.

Los resultados de las destilaciones y las densidadesse muestran a continuacin.

Tabla No. 2- relacin de volumen inicial, volumen de

destilado y densidades de las diferentes muestras de

vinos.

4.

Clculos y Anlisis de Resultados

La destilacin simple se realiz a presinatmosfrica de 577.30233 mmHg.

Las densidades fueron medidas en un mismopicnmetro graduado a 5 ml y a temperaturaambiente de 19 C.

Se construy una curva de concentracin en %V/Vcontra densidad, necesaria para deducir laconcentracin de las muestras de destilado.

De acuerdo a la densidad obtenida, se calcula laconcentracin de alcohol en la solucin con laecuacin polinmica de la lnea de tendencia.

Ecuacin de la lnea de tendencia.y = -920,46 x2+ 1341,8 x - 381,1

Con Y= concentracin % V/VConX= densidad g/ml

Vino Volumen(ml)

Destilado(ml)

Densidad(g/ml)

Cupl 50,00 17 1,0594Naranja 50,00 25 1,0432

Papaya 50,00 24 1,0485

Pia 40,00 19 1,0387

7/26/2019 Analisis Densidad y Volumetria

4/5

Pgina 4

4.1 Vino cupl:Se calcula la concentracin en % V/V para eldestilado del Vino cupl, introduciendo la densidaddel destilado en la ecuacin:

y = -920,46 (1,0594)2+ 1341,8 (1,0594) - 381,1

y = 7,36 %

la concentracin obtenida equivale al porcentaje de

la relacin :

(ml Etanol / 100 ml de solucin)*100

Se deduce que la concentracin en el destilado

equivale a 7,36 ml de Etanol diluidos en 100 ml de

solucin.

Dado a que la concentracin de Etanol vara deacuerdo al volumen de la solucin en la que seencuentre disuelto, la concentracin de etanol enla solucin inicial de Vino, se calcula por la ley de lasconcentraciones a volmenes variables.

Por lo que la concentracin varia al variar elvolumen de la solucin en la que esta diluido eletanol para el Etanol.

V1= 50 ml de VinoC1 etanol = desconocidaV2= 17 ml de la solucin Etanol- AguaC2= 7,36 Grados de Licor o %V/V

Despejando el valor de la concentracin inicial de laecuacin para etanol en el vino:

Deducimos que la concentracin inicial real deletanol en el vino es de 2,5025 grados de Licor.

4.2

vinos de frutas:El mismo procedimiento matemtico fue hechopara deducir la concentracin de etanol en losvinos.A continuacin se muestran el registro de ladensidad del destilado del vino, su concentracin enel destilado y su concentracin en el vino.

Finalizado el proceso de destilacin para cada unode los vinos, notamos un aumento en laconcentracin de etanol en solucin, para vinosartesanales elaborados a partir de frutas con mayorgrado de lquidos y acidez, en un primer lugar parala naranja, un segundo lugar para la pia y un tercerlugar para la papaya.

5.

Conclusiones

Se plante y se comprob un mtodovolumtrico que permite de formarpida y precisa deducir laconcentracin de cualquier mezclaetanlica por medio de la densidad desu destilado.

El mtodo de anlisis volumtricoempleado para deducir de formacuantitativa la concentracin de alcoholen vinos de fabricacin artesanal, fueaplicado satisfactoriamente,

obteniendo de forma precisa suconcentracin en grados de licor.

La relacin directa existente entre ladensidad y la concentracin de unasustancia nos permitieron deducir laconcentracin de mezclas etanol-aguacon concentracin desconocida.

Vino Volumen

inicial

V1

Volumen

destilado

V2

Densidad

destilado

% OH C2

destilado

%OH(real)

C1 del

vino

Cupl 50,00 17 1,0594 7,357 2,501

Naranja 50,00 25 1,0432 16,960 8,480

Papaya 50,00 24 1,0485 13,879 6,662

Pia 40,00 19 1,0387 19,523 7,419

7/26/2019 Analisis Densidad y Volumetria

5/5

Pgina 5

Se comprob que el vino Cupl tieneun 0,5% menos de concentracin dealcohol de la mostrada en su etiqueta.

Los vinos artesanales mostraron unintervalo de concentraciones que varade 6% a 9% V/V de etanol, y queincrementa o disminuye de acuerdo a lafruta utilizada en su elaboracin.

6. BIBLIOGRAFIA

Treybal, R.E., Mass transfer operations.McGraw-Hill Book CO. Segunda edicin,1980 [1]

Destilacin simple, visto enhttp://www.ecured.cu/index.php/Destilaci%C3%B3n_simple28 de octubre de 2015

Separacin de azeotropos, visto enhttp://apuntescientificos.org/dest-fracc-azotropos-qfi.html27 de octubre de 2015

Tipos de destilacin, visto enhttp://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/destilacio_tipus.html 27 de octubre de2015

Dilucin y densidad de las diluciones, vistoenhttp://www.chemistrytutorials.org/ct/es/43-

Diluci%C3%B3n_y_densidad_de_las_soluciones29 de octubre de 2015.

http://www.ecured.cu/index.php/Destilaci%C3%B3n_simplehttp://www.ecured.cu/index.php/Destilaci%C3%B3n_simplehttp://www.ecured.cu/index.php/Destilaci%C3%B3n_simplehttp://apuntescientificos.org/dest-fracc-azotropos-qfi.htmlhttp://apuntescientificos.org/dest-fracc-azotropos-qfi.htmlhttp://apuntescientificos.org/dest-fracc-azotropos-qfi.htmlhttp://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/destilacio_tipus.htmlhttp://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/destilacio_tipus.htmlhttp://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/destilacio_tipus.htmlhttp://www.chemistrytutorials.org/ct/es/43-Diluci%C3%B3n_y_densidad_de_las_solucioneshttp://www.chemistrytutorials.org/ct/es/43-Diluci%C3%B3n_y_densidad_de_las_solucioneshttp://www.chemistrytutorials.org/ct/es/43-Diluci%C3%B3n_y_densidad_de_las_solucioneshttp://www.chemistrytutorials.org/ct/es/43-Diluci%C3%B3n_y_densidad_de_las_solucioneshttp://www.chemistrytutorials.org/ct/es/43-Diluci%C3%B3n_y_densidad_de_las_solucioneshttp://www.chemistrytutorials.org/ct/es/43-Diluci%C3%B3n_y_densidad_de_las_solucioneshttp://www.chemistrytutorials.org/ct/es/43-Diluci%C3%B3n_y_densidad_de_las_solucioneshttp://www.chemistrytutorials.org/ct/es/43-Diluci%C3%B3n_y_densidad_de_las_solucioneshttp://www.chemistrytutorials.org/ct/es/43-Diluci%C3%B3n_y_densidad_de_las_solucioneshttp://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/destilacio_tipus.htmlhttp://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/destilacio_tipus.htmlhttp://apuntescientificos.org/dest-fracc-azotropos-qfi.htmlhttp://apuntescientificos.org/dest-fracc-azotropos-qfi.htmlhttp://www.ecured.cu/index.php/Destilaci%C3%B3n_simplehttp://www.ecured.cu/index.php/Destilaci%C3%B3n_simple