Práctica 20

Eficiencia de los antiácidos

20.1 Objetivos

• Determinar la eficiencia de un antiácido comercial mediante su valoración con HCl.

• Analizar las reacciones que tienen lugar cuando el antiácido actúa a nivel estomacal.

20.2 Teoría

Cuando los alimentos son ingeridos y llegan al estómago se combinan con el jugo gástrico segregado por las glándulas parietales. El jugo gástrico contiene ácido clorhídrico, HCl, y una enzima denominada pepsina. Es un jugo extremadamente ácido, con pH cercano a 0.8. Al mezclarse con los alimentos, el pH se eleva hasta un valor de 2.0 y junto con la pepsina comienza a romper las proteínas contenidas en los alimentos y las convierte en aminoácidos. Si el esfínter entre el esófago y el estómago no se cierra durante la digestión, el jugo gástrico puede entrar al esófago y causar una molesta sensación de ardor conocida comúnmente como acidez. El jugo gástrico también puede quemar las paredes del estómago. Además, las glándulas parietales pueden generar un exceso de jugo gástrico debido a la ingestión de ciertos alimentos irritantes como salsa de tomate, productos cítricos, cafeína y alcohol. Adicionalmente, el estrés y ciertas enfermedades pueden originar una producción excesiva de jugo gástrico. Si la acidez no se trata oportunamente evoluciona, al cabo de cierto tiempo, en úlcera duodenal.

Los antiácidos se utilizan frecuentemente para el tratamiento de la acidez. El ingrediente activo en tales medicamentos es una base o álcali la cual neutraliza el exceso de ácido. Las tabletas de los diferentes tipos de antiácidos que se venden en los supermercados contienen distintos ingredientes activos: el Alka-Seltzer contiene bicarbonato de sodio, NaHCO3; la Milanta y el Malox contienen hidróxido de magnesio, Mg(OH)2.

La reacción de neutralización entre los antiácidos y el HCl presente en el jugo gástrico, es una de las siguientes:


Alka-Seltzer ®:                          NaHCO3 + HCl ---> NaCl + CO2 + H2O

Tums ®:                                     CaCO3 + 2 HCl ---> CaCl2 + CO2 + H2O

Rolaids ®:                                 AlNa(OH)2CO3 + 4 HCl ---> CaCl2 + CO2 + H2O

Milanta, Malox ®:                      Mg(OH)2 + 2 HCl ---> MgCl2 + 2 H2O


Para determinar la eficiencia de un antiácido, este se valora con una solución de HCl de concentración conocida. La valoración o titulación consiste en añadir lentamente una solución patrón o estándar a una cantidad conocida del analito hasta que se alcance la equivalencia química entre ambos (figura 20.1). Este momento se manifiesta experimentalmente por un cambio de color en la solución o por la formación de una fase insoluble, y se le denomina punto final.



Figura 20.1 Equipo típico para una titulación

Se utilizará una técnica denominada valoración por retroceso que consiste en añadir un exceso de ácido para titular la muestra de antiácido, y luego el ácido sobrante se valora con una solución patrón de NaOH. La cantidad química de base presente en la muestra de antiácido, se calula como sigue:

nOH- = nHCl (que reaccionan) = VHCl x CHCl - VNaOH x CNaOH                     (20.1)

La eficiencia se calcula como la masa (g) de HCl neutralizado dividida por la masa (g) de la tableta de antiácido:

            (20.2)

donde:      mHCl = nHCl x MHCl
                              = (VHCl x CHCl - VNaOH x CNaOH) x MHCl                                                (20.3)


20.3 Materiales y equipo

• AlKa-Seltzer y Milanta (en tabletas), NaOH 0.50 M, HCl 0.50 M, naranja de metilo
• Bureta
• Erlenmeyer
• Mortero
• Probeta
• Vidrio de reloj
• Embudo
• Soporte universal


20.4 Procedimiento

En este experimento se analizará la eficiencia de dos tabletas de diferentes antiácidos determinando la cantidad de HCl que es neutralizada por cada tableta. Mientras más cantidad de ácido sea neutralizado, mayor es la eficiencia del antiácido.

Obtener una bureta y enjuagarla con agua desionizada. A continuación se purga con un pequeño volumen de solución de NaOH 0.50 M. Finalmente, utilizando un embudo, se llena con la solución de NaOH 0.50 M y se dispone para la valoración.

Se toma cada una de las tabletas, se pesa y enseguida se macera en un mortero. Luego se selecciona una porción determinada del antiácido (~ 1.00 g) y se deposita en un erlenmeyer de 250 mL previamente lavado con agua desionizada. Utilizar un segundo erlenmeyer para la otra muestra. Se añaden 50.00 mL de HCl 0.50 M a cada erlenmeyer y se agita durante tres minutos. Tenga en cuenta que algunos componentes inertes , presentes en las tabletas, no se disolverán. Se añaden 2 gotas de naranja de metilo a la solución en cada frasco obteniéndose un color rojo, lo cual indica que la solución es ácida y  todo el antiácido ha sido neutralizado. ¿Puede usarse fenolftaleína en lugar de naranja de metilo?

Colocar el erlenmeyer bajo la bureta (figura 20.2) y añadir lentamente la solución de NaOH agitando la mezcla (la solución se va tornando temporalmente amarilla). Disponer un fondo blanco debajo del erlenmeyer para apreciar mejor el cambio de color. Continuar adicionando la base hasta obtener un color amarillo que persista por más de 30 s, momento en que se ha llegado al punto final. Anotar el volumen de NaOH añadido y repetir el procedimiento para la muestra en el otro erlenmeyer.


Figura 20.2 Valoración de las muestras de antiácido


20.5 Datos y resultados

Volumen inicial añadido de HCl 0.50 M .................................... _______ mL


Tabla 20.1 Datos de valoración de antiácidos (I)

Antiácido
Masa tableta (g)
Masa muestra (g)
V NaOH (mL)
A
 
 
 
B
 
 
 


Tabla 20.2 Datos de valoración de antiácidos (II)

Antiácido
n HCl neutralizadas
Ec. 20.1
n HCl /tableta
Ec. 20.3
E = m HCl/m tableta
Ec. 20.2
A
 
 
 
B
 
 
 


20.6 Discusión y análisis de resultados

• ¿Cuál de los dos antiácidos es más eficiente para controlar la acidez? Incluya sus cálculos estquiométricos.

• ¿La eficiencia de un antiácido depende de la naturaleza del principio activo, de su cantidad o de ambos?

• ¿Qué es punto de equivalencia en una titulación? ¿En qué se diferencia del denominado punto final?

• ¿Qué es una solución patrón o estándar? ¿Cuáles son las características de un patrón primario?

20.7 Problemas sugeridos

Trata de resolver los siguientes ejercicios

Los problemas señalados con (*) presentan un mayor nivel de dificultad. Solicite la asesoría de su Profesor.

• 0.475 g de una muestra que contiene (NH4)2SO4 se disuelve en agua y se alcaliniza con KOH. El NH3 liberado se recoge en exactamente 50.0 mL de HCl 0.100 M. El exceso de ácido se valora por retroceso con 11.1 mL de NaOH 0.12 M. Determinar el porcentaje por peso de (NH4)2SO4 en la muestra.
R/. 50.9% [Simpson, S. G.; Hamilton, L. F. Cálculos de Química Analítica. MacGraw Hill. Madrid, 1968.]

* Exactamente 40.0 mL de solución de HClO4 se añaden a una solución que contiene 0.479 g de NaHCO3. La solución se calienta para remover el CO2 y el exceso de HClO4 se valora por retroceso con 25.0 mL de NaOH el cual se neutraliza con 27.4 mL de HClO4. Calcular la concentración del HClO4 y del NaOH.
R/. 0.452 M, 0.495 M


20.8 Lecturas recomendadas

Brown, Theodore. Antiácidos. En: Química. La Ciencia Central. Prentice Hall. México. 1997. pp. 128.

20.9 Glosario

Discutir y anotar el significado de los siguientes términos: acidez, antiácido, jugo gástrico, neutralización, valoración por retroceso.


20.10 Referencias Internet

• http://www.uwm.edu/~caberg/linksdb/Chemistry_Links/
Acids_and_Bases/
• http://www.bevillst.cc.al.us/CHM1118.htm
• http://www.chem.vt.edu/chem-ed/titration/acid-base-titration.html
• http://chemmovies.unl.edu/chemistry/smallscale/SS045c.html
• http://newton.dep.anl.gov/askasci/chem00/chem00061.htm
• http://genchem.chem.wisc.edu/sstutorial/Text11/titrationexp/titexp.htm
• http://chemweb.calpoly.edu/chem/125/125LabExp/Titration/Titration.html