Faculdade de Ciências
Departamento de Química
Licenciatura em Química Industrial
4º Nível
Ciência e Tecnologia de Alimentos
Relatório da aula laboratorial Nº 7
Determinação do teor de Fósforo numa amostra de
Molina pelo método espectrofotométrico.
Discentes:
Docentes:
Bila, Artur Júnior
Regente: Profa. Doutora Amália Uamusse
Assistentes: Mestre Amélia Furvela
Maputo, Abril de 2022
Determinação de fósforo em alimentos
Resumo
O fósforo é um elemento essencial no corpo humano, requerido pelas células para o seu
funcionamento, sendo o fósforo o maior constituinte dos ossos do corpo humano na
forma de fosfato de cálcio, a determinação de fósforo pode ser efectuada utilizando-se
diferentes técnicas tais como espectrofotometria de absorção molecular, cromatografia
iónica, fosforescência e espectrometria de emissão atómica. Neste trabalho o fósforo foi
determinado em alimentos através do método espectrofotométrico à 440 nm e obteve-se
o teor de 0,0510% para a amostra de Molina.
Palavras chave: Fósforo, molina, espectrofotometria.
Artur Bila & Valentim Valente
Departamento de Química-UEM
1
Determinação do teor de Fósforo numa amostra de Molina
Índice
Resumo ............................................................................................................................. 1
1. Introdução ..................................................................................................................... 1
1.1. Objectivos .............................................................................................................. 2
1.1.1. Geral ................................................................................................................ 2
1.1.2. Específicos ...................................................................................................... 2
2. Parte experimental ........................................................................................................ 2
2.1. Materiais, reagentes e equipamentos ..................................................................... 2
2.2. Procedimentos ........................................................................................................ 3
3. Resultados e interpretação ............................................................................................ 5
4. Conclusões .................................................................................................................... 6
Referências bibliográficas ................................................................................................ 7
Anexos ............................................................................................................................... a
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Determinação do teor de Fósforo numa amostra de Molina
1. Introdução
A xicaba, nas províncias do Sul, o lifete, nas províncias do Centro, ou molina, nas
províncias do Norte, é uma pasta de farinha de tapioca, misturada com açúcar e
amendoim assado.
A indústria de alimentos utiliza o ácido fosfórico e seus derivados como agentes
complexantes, antimicrobianos e estabilizadores de emulsão. Por conveniência, são
classificados em ortofosfatos e fosfatos condensados, constituídos de polifosfatos e
metafosfatos (Araújo, 2004). O fósforo é encontrado no organismo na forma inorgânica
(sais de fosfato), bem como na forma orgânica, como participante de importantes
funções metabólicas (ATP, 2,3-DGP) concentrando-se principalmente nos ossos e no
compartimento intracelular. Os distúrbios de seu metabolismo decorrem basicamente da
redistribuição de fósforo entre os compartimentos intra e extracelular do balanço entre
aporte e excreção (Barbosa et al., 1999).
A determinação de fósforo pode ser efectuada utilizando-se diferentes técnicas tais
como espectrofotometria de absorção molecular, cromatografia iónica, fosforescência,
espectrometria de emissão atómica, entre outras, neste trabalho o fósforo foi
determinado em alimentos através do método espectrofotométrico, no qual o fósforo
presente na forma de ortofosfato reage com o reagente de molibdovanadato para
produzir um complexo de cor amarela, cuja transmitância é medida a 440nm e
correlacionada à percentagem de fósforo presente na amostra.
A espectrofotometria de absorção molecular, baseia-se na absorção da radiação por
moléculas na zona do UV/VIS (200 – 800 nm) e na medição da transmitância (T) ou da
absorvância (A) de soluções contidas em cuvetas de comprimento (b). Neste método a
concentração é determinada através da lei de Lambert-Beer:
A=εbc (1)
𝑃0
A= − logT = log 𝑃 (2)
As curvas de calibração por Adição Padrão consiste na adição crescente de padrão à
várias alíquotas da própria matriz da amostra (C0 < C1 < C2 < Cn). Essa matriz não é
branca, ou seja, ela possui concentrações da substância que queremos quantificar. A
calibração é o processo que busca relacionar o sinal analítico medido com a
concentração do anólito. O método de Calibração Normal baseia-se na leitura das
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Determinação do teor de Fósforo numa amostra de Molina
absorvâncias das soluções padrões separadamente à da amostra. A relação funcional
(matemática) constitui o modelo de calibração e a representação gráfica do modelo de
calibração é denominada curva analítica (Da Silva et al, 2008).
1.1. Objectivos
1.1.1. Geral
❖ Analisar o fósforo em alimentos pelo método espectrofotométrico.
1.1.2. Específicos
❖ Fazer a leitura das absorvâncias nas soluções padrões e na amostra;
❖ Traçar a curva de calibração;
❖ Determinar o teor de fósforo na molina.
2. Parte experimental
2.1. Materiais, reagentes e equipamentos
A tabela 1 ilustra todos os materiais, equipamentos e reagentes utilizados para a
realização da experiência.
Tabela 1. Materiais, reagentes e equipamentos utilizados.
Materiais
Soluções, reagentes e
Equipamentos
solventes
Cadinho
Amostra de molina
Balança analítica (Denver Instrument
XL-610; precisão e = 0.01g)
1 balão de fundo chato Ácido
perclórico Estufa (Marca: Memmert. Modelo:
de 250 mL, 1 e 2 L e 7 (HClO4) 70 %
UN30)
de 100 mL
Copos de Becker de 100 Água destilada
Mufla (Carbolite Gero 30-3000ºC)
e 250 mL
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6 boenos de 250 mL
Molibdato de amónia
Manta
eléctrica
(Electrothermal
EM0250/C 250mL)
Provetas de 20 mL e 1 L
Metavanadato de sódio
Banho de areia (informação sobre
equipamento não registado)
Espátula
Fosfato monopotássico Espectrofotómetro
de
(KH2PO4)
Jenway
molecular
(Marca:
absorção
6850
UV/Vis Spectrophotometer)
Vidro de relógio
Ácido nítrico 55 %
Papel de filtro
Ácido clorídrico
Funil de vidro
Dessecador
Fonte: Auto elaborada.
2.2. Procedimentos
❖ Preparo das soluções
Reagente de molibdovanadato: pesou-se 50.08 g de molibdato de
amónio tetrahidratado e dissolveu-se em 400 mL de água destilada e
dissolveu-se com ajuda de uma placa de aquecimento com agitação. De
lado pesou-se 2.01 g de metavanadato de sódio e com ajuda da placa de
aquecimento com agitação dissolveu-se em 250 mL de água destilada
num becker de 250 mL e adicionou-se no balão de 2 L e de seguida
adicionou-se 250 mL de ácido perclórico à 70 %. Gradualmente
adicionou-se a solução de molibdato à solução de metavanadato e
perfez-se o volume de 2 L.
Soluções padrão de fósforo: para a solução stock pesou-se 0.91 g de
fosfato monopotássico e dissolveu-se em um balão de 100 mL (2
mg/mL). Para a solução trabalho tomou-se 50 mL da solução stock e
diluiu-se num balão de 1 L.
Solução de ácido nítrico à 33%: tomou-se 134.6 mL do ácido nítrico à
55 % e diluiu-se num balão de 250 mL.
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Solução de HCl-H2O (1+3): adicionou-se 62.5 mL do ácido em 100
mL de água destilada. Transferiu-se para um balão de 250 mL e perfezse o volume com água destilada.
❖ Digestão da amostra
Esterilizaram-se os cadinhos durante 30 mins à 105°C na estufa e deixou-se
arrefecer no dessecador durante 30 mins. De seguida pesou-se o cadinho vazio
e de seguida com a amostra de molina (fez-se a diferença e obteve-se o peso da
amostra igual a 2.02 g). Colocou-se a amostra na estufa e deixou-se durante 30
mins à 105°C, retirou-se e deixou-se arrefecer no dessecador durante 30 mins.
Levou-se a amostra à mufla e calcinou-se à 550°C durante 5 horas e retirou-se
e deixou-se arrefecer no dessecador. Transferiram-se em seguida as cinzas para
um boeno de 250 mL e adicionou-se às cinzas algumas gotas de água destilada.
Adicionou-se 40 mL da solução HCl-H2O (1+3) e 5 mL da solução HNO3 à 33
% e deixou-se ferver no banho de areia durante 1 hora com o copo semi tapado
com vidro de relógio no nicho e retirou-se e deixou-se arrefecer e de seguida
adicionou-se 10 mL da solução HCl-H2O (1+3) e 10 mL de H2O. Colocou-se
novamente no banho de areia durante 15 mins e com ajuda de um papel de
filtro e funil de vidro passou-se a solução para um balão de 100 mL.
❖ Preparo dos padrões
Tomou-se 5, 8, 10 e 15 mL das soluções contendo 0.5, 0.8, 1.0, e 1.5 mg de P,
respectivamente, para balões de 100 mL, e para o branco, obviamente, nenhum
volume foi adicionado. Colocou-se de seguida em cada um dos balões,
incluíndo o branco, 20 mL da solução de molibdovanato e perfez-se os
volumes com água destilada.
❖ Preparo da amostra para análise
Tomou-se 10 mL da solução amostra preparada para um outro balão de 100
mL, adicionou-se 20 mL do reagente molibdovanadato e perfez-se o volume
com água destilada.
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❖ Leitura no espectrofotómetro
Foram lidas as respectivas absorvâncias (dos padrões e amostra) à um
comprimento de onda de 440 nm.
3. Resultados e interpretação
Como foram lidas as absorbâncias da amostra e dos padrões, é ainda possível convertêlas em transmitâncias pela Lei de Lambert-Beer (vide os respectivos cálculos no anexo;
a tabela 3 no anexo mostra os valores das leituras repetidas das absorbâncias para cada
solução e a tabela 4 apresenta os valores da transmitância e da concentração).
Partindo da equação da curva logarítmica obita pode-se calcular a concentração do P na
amostra e portanto a sua massa e por fim o teor que estão demonstrados nos anexos.
A tabela 1 apresenta o resultado da determinação do teor de fósforo em %.
Tabela 2. Resultados da amostra de molina.
Massa da
amostra
(g)
Amostra
2.02
Conc. de P na
amostra lida
(mg/L)
Conc. de P na
amostra
original(mg/L)
Massa de P
na amostra
(mg)
Teor de
P (%)
2,0591
20,591
1,02955
0,0510
Os resultados revelam que o teor de fósforo é de 0,0510% na amostra de molina, o
resultado da amostra de molina está de acordo com o valor encontrado na literatura que
indica um teor de fósforo igual a 0,261% para amendoim seco. Assume-se que as cinzas
de molina não são feito de 100% de amendoim contendo outra parte de mandioca e
outros constituintes.
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4. Conclusões
Os resultados obtidos estão dentro dos parâmetros teóricos verificados na literatura
consultada, a título de exemplo pode se citar a molina que apresenta um teor de fósforo
equivalente a 0,0510 %.
❖ Na determinação do teor de fósforo na molina, o método verificou-se bom pois
apresentou um teor de fósforo na amostra de molina dentro dos padrões
aceitáveis.
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Referências bibliográficas
● Araújo, J.M.A. (2004). Química de alimentos. 3 ed. Minas Gerais: UFV, p.9091.
● Barbosa, A.P., Sztajnbok, J. (1999). Distúrbios hidroeletrolíticos. Jornal de
Pediatria, v. 75. Rio de Janeiro.
● Da Silva., Edvan C. (2008). Análise Química Instrumental. João Pessoa – Brasil.
pp. 9
Powell, G.T., West, J. W. (1990). Determination of calcium and phosphorus in
milk. J. Sci Food Agric. 51, 20
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Anexos
❖ Cálculo do volume do HNO3 55 % necessário para o preparo do HNO3 à 33
%:
•
HNO3 55 %; densidade: 1.34 kg/L; Mr: 63.01 g/mol
kg
1000g
𝜌 × t 1.34 L × 0.55 × 1kg
C1 =
=
= 11.676 M
g
Mr
63.01
mol
•
HNO3 33 %; densidade: 1.205 kg/L; Mr: 63.01 g/mol
kg
1000g
𝜌 × t 1.205 L × 0.33 × 1kg
C1 =
=
= 6.31 M
g
Mr
63.01
mol
•
Para o preparo desta solução num balão de 250 mL fez-se o seguinte
cálculo:
n1 = n2 → C1×V1 = C2×V2 → V2 =
C1 ×V1
C2
=
6.3×250
11.7
= 134.6 mL
❖ Cálculo do volume de HCl necessário para o preparo da mistura HCl-H2O
(1+3) em um volume total de 250 mL:
4 → 250 mL
1→x
x = 62.5 mL
Tabela 3. Absorvâncias lidas.
Absorbâncias
Padrões e
Amostra
P0
A1
A2
A3
A4
0.0636
0.0636
0.0634
0.0635
X ou A
(Média)
0.0635
P1
0.2499
0.2495
0.2494
0.2486
0.2494
P2
0.3257
0.3255
0.3257
0.3255
0.3256
P3
0.4032
0.4036
0.4036
0.4036
0.4035
a
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P4
0.5631
0.5633
0.5631
0.5635
0.5633
Amostra
0.1371
0.1371
0.1374
0.1370
0.1372
Testes de outliers para os dados suspeitos da tabela 3:
P1: Q1 =
Q3 =
0.2494+0.2486
2
0.2499+0.2495
2
= 0.249
= 0.2497
IQR = Q3 ‒ Q1 = 0.2497 ‒ 0.249 = 0.0007
Q1 ‒ 1.5×IQR = 0.249 ‒ 1.5×0.0007 = 0.2479
Q3 + 1.5×IQR = 0.2497 + 1.5×0.0007 = 0.2508
•
Visto que nenhum valor lido é menor que 0.2479 e maior que 0.2508
não temos outlier para este padrão.
P3: Q1 =
Q3 =
0.4032+0.4036
2
0.4036+0.4036
2
= 0.4034
= 0.4036
IQR = Q3 ‒ Q1 = 0.4036 ‒ 0.4034 = 0.0002
Q1 ‒ 1.5×IQR = 0.4034 ‒ 1.5×0.0002 = 0.4031
Q3 + 1.5×IQR = 0.4036 + 1.5×0.0002 = 0.4039
•
Visto que nenhum valor lido é menor que 0.4031 e maior que 0.4039
não há outlier para este padrão.
Cálculo das concentrações dos padrões:
• Para cada padrão, para obter a concentração inicial basta dividir a massa
dada pelo volume onde todos darão 0.1 mg/mL.
Considerando que a concentração e volume stock sejam C e V, respectivamente,
temos:
𝜇𝑔
𝑚𝑔
𝐶×𝑉
0𝑚𝑔/𝑚𝐿×0𝑚𝐿×1000
0
𝐶×𝑉
100𝑚𝐿
0,1𝑚𝑔/𝑚𝐿×5𝑚𝐿×1000
1
100𝑚𝐿
P 0 : C0 = 𝑉 =
P 1 : C1 = 𝑉 =
= 0 ppm
= 5 ppm
b
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P 2 : C2 =
𝐶×𝑉
𝑉2
𝐶×𝑉
=
P 3 : C3 = 𝑉 =
0,1𝑚𝑔/𝑚𝐿×8𝑚𝐿×1000
= 8 ppm
100𝑚𝐿
0,1𝑚𝑔/𝑚𝐿×10𝑚𝐿×1000
𝐶×𝑉
100𝑚𝐿
0,1𝑚𝑔/𝑚𝐿×15𝑚𝐿×1000
4
100𝑚𝐿
3
P 4 : C4 = 𝑉 =
= 10 ppm
= 15 ppm
O cálculo da transmitância:
A= − log(T) → T = 10−𝐴
T0 = 10−0,0635 = 0.8639
Para o restante das transmitâncias procede-se da mesma maneira e os resultados
estão na tabela 3 a seguir.
Tabela 4. Tabela de Transmitância X Concentração.
P0
Absorbâncias
0.0635
Transmitâncias %
0.8639
Concentração (ppm)
0
P1
0.2494
0.5631
5
P2
0.3256
0.4725
8
P3
0.4035
0.3949
10
P4
0.5633
0.2733
15
Amostra
0.1372
0.7291
2,0591
y = -0,0389x + 0,8092
R² = 0,9536
1
0.9
transmitancia
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
Linear (y)
0.3
0.2
0.1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
concentração de fósforo em ppm
c
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Concentração do fósforo:
➢ Na amostra lida:
y = *****×e−****x → x = −
𝑦
)
∗∗∗∗∗∗
ln (
=−
∗∗∗∗∗∗
0.7291
)
∗∗∗∗∗∗
ln (
∗∗∗∗∗∗
= ****** mg/L
Ou
𝑌 − 0,8092
−0,0389
𝑋=
𝑋=
0,7291 − 0,8092 −0,0801
=
= 2,0591 𝑝𝑝𝑚
−0,0389
−0,0389
➢ Na amostra original:
Ci×Vi = Cf×Vf → Ci =
m = C×V =
Cf×Vf
𝑉𝑖
=
20,591mg/L×50mL×1L
1000𝑚𝐿
2,0591×100
10
= 20,591 mg/L
= 1,02955 mg
O teor de fósforo na amostra:
𝑚(𝑃)
Teor (P) = 𝑚(𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎) × 100% =
1,02955 mg
2020 mg
× 100% = 0,0510 %
Fig.1. Série dos padrões e a solução da amostra.
d