Analisis Instrumental

Resumen: Este informe presenta el contenido de cafeína en diferentes bebidas colas, distribuidas en el comercio chileno, donde se realiza un estudio comparativo de los niveles de cafeína que se encuentran, en cada una de ellas y sus versiones light. Dicho contenido fue medido con la técnica de cromatografía liquida y de alta eficacia.

Introducción

La cromatografía es una técnica que agrupa un conjunto importante y diverso de métodos, que permite a los científicos separar componentes estrechamente relacionados en mezclas complejas, lo que en muchas ocasiones resulta imposible por otros medios (Douglas Skoog, 2001). En toda cromatografía existe una fase móvil y una fase estacionaria. La fase móvil puede ser un gas, o un líquido y se hace pasar a través de la fase estacionaria con la que es inmiscible. La fase estacionaria puede ser un sólido poroso o finamente dividido, o un líquido que ha sido colocado en una capa delgada sobre un material de soporte inerte. (Gennaro, 2003).

La elección de las fases se hará de tal forma que los componentes de la muestra se distribuyen de modo distinto

entre la fase móvil y la fase estacionaria. Los componentes que son fuertemente retenidos por la fase estacionaria se mueven lentamente con el flujo de la fase móvil, en cambio, los componentes que se unen débilmente a la fase estacionaria, se mueven con rapidez. Como consecuencia de la distinta movilidad, los componentes de la muestra se separan en bandas o zonas discretas que pueden analizarse cualitativa y/o cuantitativamente.

Los métodos cromatográficos se pueden clasificar de acuerdo a la naturaleza de la fase estacionaria y de la fase móvil. Si la fase estacionaria es un sólido el proceso se denomina cromatografía de adsorción, mientras que si es un líquido, se llama cromatografía de partición.

En la cromatografía de adsorción, la fase móvil que contiene los solutos disueltos pasa por encima de la fase estacionaria. La retención de los componentes y su consiguiente separación dependen de la capacidad de los átomos que se encuentran en la superficie para remover los solutos de la fase móvil y adsorberlos de manera temporal por medio de fuerzas electrostáticas. Si la fase móvil es un líquido, el proceso se denomina cromatografía líquido-sólida (CLS), pero cuando la fase móvil es un gas, el método se llama cromatografía gas-sólida (CGS).

En la cromatografía de partición, un material sólido inerte, como el gel de sílice, sirve para sostener una capa delgada de líquido, la cual es la fase estacionaria efectiva. A medida que la fase móvil que contiene los solutos pasa muy cerca de esta fase líquida, se produce la retención y separación a causa de la solubilidad relativa de los componentes analizados. Si la fase móvil es un líquido, la cromatografía se denomina cromatografía líquido-líquido (CLL) y, si es un gas, el proceso se llama cromatogrfíía gas-líquido (CGL).

Una bebida de cola es un refresco usualmente saborizado con caramelo colorado, y que frecuentemente posee cafeína. Sus ingredientes principales son azúcar, aceites cítricos, canela, vainilla y un saborizante ácido, los que en su justa medida y proporción se diluyen en agua carbonatada junto a colorantes y conservantes. Algunos endulzantes como el jarabe de fructosa, azúcar y otros suelen ser utilizados, también, en la elaboración de estos refrescos. Las bebidas marcas como “light”, “zero”, “diet” o “sin azúcar” utilizan sólo edulcorantes artificiales.

La cafeína contenida en una bebida de cola no siempre es la estipulada en el envase de éstas y para corroborar la cantidad de esta sustancia se puede realizar una cromatografía líquido-líquido, la cual es la técnica empleada en el presente práctico con el fin de comparar la concentración de la bebida, obtenida mediante experimentación, versus la estipulada por SERNAC en un estudio sobre este tipo de refrescos. Esto se llevará a cabo utilizando los conocimientos y empleando cálculos previamente adquiridos y practicados, comprobando así el nivel de rigurosidad empleado en la fabricación de este tipo de productos con respecto a la cantidad o concentración de cada uno de sus componentes y en este caso en particular de la cafeína.

Datos y Resultados

Muestra Problema: Muestra de Coca-Cola light botella de aluminio.

Cantidad de muestra Utilizada: 100 µL aproximadamente.

Características: Liquido de color negro.

Materiales y Reactivos:

Tubo de ensayo, micro jeringa para inyección, metanol, agua.

Equipos:

HPLC con Detector: DAD, Espectro 220 a 350, longitud de onda visualización cromatograma: 274 nm.

Procedimientos:

Medición:

- En primer lugar se esperó a que el equipo esté preparado para la medición.

- Luego se procedió a cebar la micro-jeringa con muestra problema, posteriormente a esto se inyecto con la jeringa aproximadamente 100 µL de muestra problema para comenzar la lectura con el equipo.

- Se inició la lectura del equipo.

Datos:

- Tiempo retención 3,07min.

- Volumen muestra inyectada: 100 µL aprox.

- Volumen Loop: 20 µL aprox.

- El resultado luego de la medición de Área fue de: 1719804.

Tabla Nº1 de estándares para interpolar

Concentración [mg/L] Área

0 0.0

12.5 207096

25 410785

50 846184

100 1717705

200 3430667

Gráfico Nº1, Concentración vs Área estándares.

Con la ecuación de la recta obtenida en el gráfico, se procede a determinar la concentración de la muestra problema:

y =17201x – 8825.9

- Donde

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