DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE COLORANTE EN UNA MUESTRA DE REFRESCO EN POLVO POR COLORIMETRÍA. DETERMINATION OF THE PERCENTAGE OF DYE IN A SAMPLE OF SODA POWDER BY COLORIMETRY. DETERMINAÇÃO DA PERCENTAGEM DE CORANTE EM UMA AMOSTRA DE PÓ REFRIGERANTE POR COLORIMETRIA. Karen N. Romero1,3, Sandra M. Pastrán1,2. Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá- Bogotá, Colombia. 

RESUMEN 

A partir de soluciones y diluciones de refrescos y colorantes respectivamente, se determinó el porcentaje de colorante en cada muestra de refresco utilizando el método de colorimetría. Se emplearon dos tipos de refresco: uno con un colorante (Amarillo 6) y el otro con dos colorantes (Amarillo 5 y Rojo 40). Para el primer caso se utilizó el colorante Amarillo 6 puro, y de él se hicieron varias diluciones, estableciendo una curva de calibración (Absorbancia en función de la concentración Molar) y con la fórmula de la misma se determinó la concentración del colorante en el refresco en porcentaje peso a peso. Para el segundo caso se hicieron dos soluciones a diferentes concentraciones y a partir de ellas se midió la absorbancia, a diferentes longitudes de onda (430 nm y 470 nm). 

Palabras clave: Colorimetría, diluciones, soluciones, absorbancia, 

curva de calibración, concentración, longitud de onda, colorante. 

ABSTRACT 

From soda solutions and dilutions and dyes, respectively, we determined the percentage of dye in each sample using the method refresh colorimetry. We used two types of soda: one with a dye (Yellow 6) and the other with two colors (Yellow 5 and Red 40). In the first case we used the Yellow 6 dye pure, and he made several dilutions, establishing a calibration curve (absorbance versus concentration in Molar) and the formula was determined the same concentration of the dye in the soda as a weight to weight. For the second case were two solutions at different concentrations and from them the absorbance was measured at different wavelengths (430 nm and 470 nm). 

Key words: Colorimetry, dilutions, solutions, absorbance, calibration curve, concentration, wavelength, dye. 

RESUMO 

De soluções e diluições de soda e corantes, respectivamente, determinou-se o percentual de corante em cada amostra utilizando o método de colorimetria de atualização. Foram utilizados dois tipos de soda: uma com um corante (amarelo 6) e outro com duas cores (amarelo 5 e vermelho 40). No primeiro caso, foi utilizado o corante amarelo 6 puro, e fez várias diluições, o estabelecimento de uma curva de calibração (absorbância versus concentração em Molar) ea fórmula foi determinada a mesma concentração do corante no refrigerante como um peso a peso. Para o segundo caso foram duas soluções com concentrações diferentes e com eles a absorbância foi medida em diferentes comprimentos de onda (430 nm e 470 nm). 

Palavras-chave: Colorimetria, diluições, soluções, absorbância, curva de calibração, a concentração, comprimento de onda, corante. 

INTRODUCCIÓN 

La colorimetría es un método ampliamente usado ya que permite medir objetivamente el color de objetos lumínicos (1), permitiendo medir la absorbancia y así la concentración. 

En el siguiente se presentarán muestras de absorbancias que permitieron determinar concentraciones a partir de la medida de colorante en los refrescos. Las cifras variaban dependiendo de la concentración lo que indicaba la cantidad de luz que era capaz de absorber la solución. 

MATERIALES Y MÉTODOS 

PARTE A Determinación del colorante amarillo 6 en una gelatina en polvo marca COMAPAN sabor naranja. 

La solución fue preparada tomando 5,88 g de gelatina y llevándolos a volumen en un balón aforado de 250 mL. Fue necesario calentar ya que la solución no estaba disuelta por completo, lo que dificultaba la medida de la absorbancia. No es necesario calentar demasiado. Se midió la absorbancia. Tabla.1. 

Se preparó otra solución con 7 mg del colorante puro (Amarillo 6 C16H10N2O7S2Na2) llevados a volumen en un balón aforado de 100 mL. De esta solución de concentración 1,5x10-4 M, se tomaron alícuotas de 5mL, 10 Ml, 15 mL, 20 mL, con concentraciones de 7,5x10-6M, 1,5x10-5M, 2,2x10-5M, 3,0x10-5M respectivamente. De las diluciones del colorante puro se midió la absorbancia. Tabla.1. Con los resultados anteriores se realizó la curva de calibración del colorante (Grafica 1) y con la fórmula de la misma se despejó la concentración de la gelatina. Con los cálculos respectivos, se encontró la concentración del colorante. 

PARTE B 

Determinación del colorante amarillo 5 y rojo 40 en una muestra de refresco Light ya frutas tropicales. 

B.1. Solución 1 

La solución fue preparada tomando 0,233 g de refresco y llevándolos a volumen en un balón de 250 mL. No fue necesario centrifugar, ya que no habían partículas insolubles y la solución se había disuelto completamente. Se midió la absorbancia a 430 nm y 470 nm. Tabla 2.1. 

Se realizaron los cálculos basados en el artículo de estudio (2). 

B.2. Solución 2 

Homólogamente a la solución 1, se realizó el mismo procedimiento variando en la masa de la muestra de refresco, que fue en este caso de 0,510 g. Tabla 2.2. 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 

RESULTADOS PARTE A 

En la parte A, de la gelatina se reportaron los datos correspondientes a las absorbancias de las diluciones del colorante, la solución del colorante, y la solución de gelatina. 

Tabla.1. Absorbancias y concentraciones de colorante y gelatina. Muestra Absorbancia Concentración(M) Alícuota 5 mL 0,130 7,5x10-6 Alícuota 10 mL 0,209 1,5x10-5 Alícuota 15 mL 0,377 2,2 x10-5 Alícuota 20 mL 0,515 3,0 x10-5 Patrón colorante* 1,813 1,5 x10-4 Gelatina 0,183 3x10-6 M ** *Para la curva de calibración se rechazó el dato del patrón colorante porque estaba muy lejano de los otros datos. ** El cálculo de la concentración de la gelatina se determinó con base en la fórmula de la curva de calibración del colorante. 

Cálculo de la concentración de la gelatina. 

Fórmula de la curva de calibración (Gráfica 1) 

Y= 17640X - 0,023 Donde Y es la absorbancia y X es la concentración (M) 

Cálculo: 

0,183 = 17640x - 0,023 1,2x10 -5M = X 

La solucion que se tenia era de tan solo 250 mL por lo tanto el número de moles es la cuarta parte de lo que tiene, y para obtener el vlor real es necesario dividir entre 4: 

(1,2x10-5 M)/4 = 3x10-6 M 

Cálculo concentración en porcentaje peso a peso: (3x10-6 M)(0,25L)=7,5x10-7 moles (7,5x10-7 moles) (452g/1mol) = 3,39 x10 -4 g (3,39 x10 -4 g /5,88 g )* 100 = 0,00577% 

Donde 0,25L es el volumen, 5,88 es la masa de la gelatina y 452g/mol es el peso molecular del colorante. 

Gráfica 1. Curva de calibración del colorante puro. 

PARTE B En la parte B, para las soluciones 1 y 2 del refresco se reportaron los datos 

correspondientes a las absorbancias de la solución en las longitudes de onda establecidas. 

Tabla.2.1. Datos solución 1 parte B 

Colorante Longitud de onda (nm)* Absorbancia Amarillo 5 430 0,090 Rojo 40 470 0,111 *Las longitudes de onda se establecieron por aproximación a los establecidos en el

articulo guía ya que no se contaba con un espectrofotómetro que permitiera medir la absorbancia en las longitudes de onda necesarias. 

Tabla.2.2. Datos solución 2 parte B 

Colorante Longitud de onda (nm)* Absorbancia Amarillo 5 430 0,190 Rojo 40 470 0,267 * Las longitudes de onda se establecieron por aproximación a los establecidos en el articulo guia ya que no se contaba con un espectrofotómetro que permitiera medir la absorbancia en las longitudes de onda necesarias. 

Cálculo de la concentración del refresco en las soluciones. 

La absorbancia del amarillo se mide restando la absorbancia en 470 nm que corresponde a la longitud de 

onda del rojo 40 y multiplicándolo por una constante, y dividiendo todo en otra constante. Constantes en tabla 3. Tabla.3. Constantes (2) Colorante Constante Valor Amarillo 5 27300 Peso molecular(g/mol) 534 Valores de absorbancia máxima 0.028 Rojo 40 25900 Peso molecular(g/mol) 496 Valores de absorbancia máxima 0.289 

Solución 1. 

Absorbancia Amarillo 5 (Aam5) 

Aam5 = ( A430 – 0,289A470) / 0,992 =(0,090 - 0,289(0,111)) / 0,992 = 0,0583 

Concentración Amarillo 5. 

[am5] g/L = Aam5((Mol*cm)/ 27300 L)(534 g/ mol)( 1/ cm ) = 0,0583 (0,0196 g/L ) = 1,14x10-3 g/ L 

Concentración Amarillo 5 en porcentaje peso a peso. 

[am5](Volumen)=1,14x10-3g/L( 0,25L) = 2,86x10-4 g (2,86x10 -4 g / 0,233g)*100 = 0,123% 

Donde 0,25L es el volumen y 0,233 g es la masa del refresco. 

Absorbancia Rojo 40(Ar40) 

Ar40 = ( A470 – 0,028*A430) / 0,992 = (0,111-0,028(0,090))/ 0,992 = 0,109 Concentración Rojo 40. 

[r40] g/L = Ar40((Mol*cm)/ 25900 L)(496 g/ mol)( 1/ cm ) = 0,109 (0,0192 g/L ) = 2,087x 10-3 g/ L 

Concentración Rojo 40 en porcentaje peso a peso. 

[r40](Volumen)=2,087x10-3g/L(0,25L) = 5,22x 10 -4 g (5,22x 10 -4 g/0,233)* 100 = 0,224 % 

Donde 0,25L es el volumen y 0,233 g es la masa del refresco. 

Solución 2. 

Absorbancia Amarillo 5 (Aam5) 

Aam5 = ( A430 – 0,289A470) / 0,992 =(0,190 - 0,289(0,267)) / 0,992 = 0,114 

Concentración Amarillo 5. 

[am5] g/L = Aam5((Mol*cm)/ 27300 L)(534 g/ mol)( 1/ cm ) = 0,114(0,0196 g/L ) = 2,22x10-3 g/ L 

Concentración Amarillo 5 en porcentaje peso a peso. 

[am5](Volúmen)=2,22x10-3g/L( 0,25L) = 5,55x10-4 g (5,55x10 -4 g / 0,510 g)*100 = 0,108 % 

Donde 0,25L es el volumen y 0,510 g es la masa del refresco. 

Absorbancia Rojo 40(Ar40) 

Ar40 = ( A470 – 0,028*A430) / 0,992 = (0,267-0,028(0,190))/ 0,992 = 0,264 

Concentración Rojo 40. 

[r40] g/L = Ar40((Mol*cm)/ 25900 L)(496 g/ mol)( 1/ cm ) = 0,264 (0,0192 g/L ) = 5,056x 10-3 g/ L 

Concentración Rojo 40 en porcentaje peso a peso. 

[r40](Volumen)=5,056x10-3g/L(0,25L) = 1,264x 10 -3 g (1,264x 10-3 g/ 0,510)* 100 = 0,248% 

Donde 0,25L es el volumen y 0,510 g es la masa del refresco. 

DISCUSIÓN 

Teniendo en cuenta las cifras, registradas en la tabla 4, se compara lo encontrado con los datos suministrados por el Ministerio de Salud de la República de Colombia en la resolución número 10593 del 16 de Julio de 1985 (4) que se refiere al listado de colorantes permitidos y sus respectivos porcentajes máximos para el uso en los alimentos colombiano. 

Tabla.4. Datos finales de colorantes-porcentaje peso a peso Solución Colorante % colorante Parte A Amarillo 6 0,0577 

Parte B 1 Amarillo 5 0,123 Rojo 40 0,224 2 Amarillo 5 0,108 Rojo 40 0,248 

En el artículo 2 de la resolución ya mencionada se indica que las cantidades máximas para el colorante amarillo 6 y amarillo 5 que están permitidas son 200mg/kg y 100mg/kg

respectivamente, que convirtiéndolas a porcentaje peso a peso serian 0,02 y 0,01 % correspondientemente. Para el colorante rojo 40 se establece la cantidad máxima por las buenas prácticas de manufactura según el parágrafo 2, del artículo 2 de la resolución.: “De acuerdo con las "Buenas Prácticas de Manufactura" BPM(GMP), la cantidad de colorantes agregado al alimento que se elabora y procesa no excederá de la mínima requerida para lograr el propósito para el cual se permite agregar dicho colorante”. CONCLUSIONES Partiendo de los datos obtenidos es posible concluir que las dos marcas de alimentos incumplen la norma ya que la cantidad de colorante contenida excede los máximos establecidos por la legislación colombiana, según los datos experimentales. Si bien existe una normativa acerca del uso de aditivos alimentarios, no se realizan las inspecciones y tomas de muestras con el fin de garantizar el cumplimiento de la misma. 

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS 

1. Giannini, C.,Roani, R. Diccionario de restauración y diagnostico. Donostia- San Sebastián. Nerea S.A., 2008. pp.58. 

2. Sigmann, S.B., Wheeler, D.E, The Quantitative Determination of Food Dyes in Powdered Drink Mixes. Journal of Chemical Education, Volumen 81 No. 10 Octubre 2004. 

3. Karen E. Steven, nUsing Visible Absorption To Analyze Solutions of Kool-Aid and Candy. Journal of Chemical Education, Volumen 81 No. 10 Octubre 2004 

4. http://rosdary.files.wordpress.com/2008/03/resolucion-10593-de-1985.pdf. Normativa sector turismo. Ministerio de salud resolución numero 10593 de (16 de julio de 1985).