Determinação de potássio em méis após precipitação com tetrafenilborato de
sódio e separação em coluna de troca-iônica
INTRODUÇÃO
A determinação da concentração de minerais em amostras de mel sempre despertou
o interesse de pesquisadores em todo o mundo. Em 1908, Van Dine e Thomson1
determinaram Ca e Mg em méis havaianos. Fósforo e Ca foram encontrados em méis
suiços por Fehlmann2. Na década de 30, Jewell3 investigou minerais em méis
nativos, na Austrália, e Schuette e colaboradores4-7 publicaram artigos sobre
os componentes minerais utilizando-se de métodos clássicos de análise. Em 1932,
Schuette e Remy4 procuraram relacionar o conteúdo de Fe, Cu e Mn com a cor do
mel, após obtenção de cinzas. Fósforo, Ca e Mg foram determinados, mais tarde,
por meio de métodos gravimétricos5. Em 1938 e 1939, sulfeto e cloreto6 e Na e
K7, foram determinados em méis americanos, utilizando métodos volumétricos e
gravimétricos, respectivamente.
Com o desenvolvimento dos métodos espectrofotométricos, novos trabalhos
surgiram envolvendo a determinação de minerais em méis. Em 1970, Petrov8
determinou constituintes inorgânicos em amostras de mel claro e escuro por
medidas de absorção atômica. O método usado era semelhante ao desenvolvido por
Boar e Ingram9 na análise de cinzas de carvão e rochas silicatadas. A análise
de mais de 90 amostras de mel, de diferentes origens florais, coletadas em três
anos no leste da Escócia e áreas adjacentes, foi realizada por McLellan10 e
mostrou uma maior concentração de K em relação a Ca, Mg e Na. Destes elementos,
Mg foi determinado por absorção atômica e os demais por fotometria de chama.
Mais recentemente, Rodriguez-Otero e colaboradores11 determinaram Na, K, Ca,
Mg, Cu, Fe, Mn, Sílica, Fosfato e Sulfato em soluções obtidas por dissolução de
cinzas de mel em solução 0,1 mol.L-1 de HCl. Cloreto foi também determinado
diretamente, na solução aquosa de mel. Chumbo, Cd e Cu foram determinados
diretamente em amostras de méis dissolvidos, usando voltametria de pulso
diferencial e redissolução anódica por Li e colaboradores12.
Embora a quantidade de minerais presentes no mel não seja tão grande, quando
ele é adicionado à dieta alimentar, no lugar do açúcar refinado, aumenta o
suprimento de minerais no organismo. Independente da coloração e da origem
floral, o mel contém muito mais potássio que qualquer outro elemento
inorgânico13, provavelmente devido à rapidez de secreção do elemento pelas
plantas. A análise espectrofotométrica direta em méis torna-se inviável, devido
ao alto teor de açúcares existente nas amostras, ocasionando elevado sinal de
absorção de fundo.
O potássio constitui 5% do conteúdo mineral total do organismo e é o principal
cátion do líquido intracelular, com pequena quantidade presente no líquido
extracelular. É classificado como elemento macronutriente por ser um dos
minerais essenciais à nutrição. Ele atua no organismo humano quase sempre em
conjunto com o sódio e o cloreto, estando os três presentes em todos os
líquidos e tecidos corporais14 (sódio e cloreto estão em concentrações
relativamente consideráveis em méis claros; 76 e 113 ppm respectivamente13).
O organismo humano pode apresentar deficiência de potássio devido a uma má
alimentação. Embora não tenham sido estabelecidas as necessidades de potássio,
recomenda-se a ingestão de 2500 mg diárias, para o homem adulto14, e sua
deficiência é notada por sinais de fraqueza muscular e apatia mental.
Tetrafenilborato de sódio, Na[B(C6H5)4] é, provavelmente, o melhor precipitante
para potássio, principalmente quando esta reação é feita em pH £ 2,0 e em
temperaturas abaixo de 20 oC, onde pode-se considerar desprezível a
interferência da maioria dos íons estranhos15.
Neste trabalho, foi desenvolvido um método para determinação de K+ em méis,
partindo-se do precipitado de tetrafenilborato de potássio e utilizando-se
volumetria ácido-base, após passagem da solução em coluna de troca-iônica.
PARTE EXPERIMENTAL
Amostras
Foram analisadas 15 amostras de méis de diferentes origens florais dispostas em
3 grupos de 5 amostras de acordo com a coloração, após análise e comparação na
escala de Pfund16.
Reagentes
Todos os reagentes utilizados foram de grau analítico e as soluções, preparadas
com água destilada / desionizada.
Uma solução 0,1 mol.L-1 do precipitante (tetrafenilborato de sódio) foi
preparada por dissolução de 3,42 g do reagente (Merck) em 100,0 mL de água
desionizada. Esta solução deve ser guardada no máximo por 2 semanas em local
fresco. A solução estoque de 1000 mg.mL-1 de K+ foi preparada a partir de
ampola de Titrisol (Merck). Soluções mais diluídas, utilizadas como soluções
enriquecidas para os testes de recuperação, foram preparadas por diluição de
alíquotas convenientes com água desionizada.
Coluna
A coluna contendo resina catiônica forte, AMBERLITE IR-120 foi construída em um
tubo de vidro com diâmetro interno de 13 mm e 10 cm de comprimento, acomodando
1,40 g de resina seca, sendo a vedação das extremidades feita com lã de vidro
(Figura_1).
Regeneração da Coluna
Inicialmente a resina foi tratada com um volume de HCl 2 mol.L-1 equivalente ao
volume do leito da coluna (1,8 mL), num tempo de 10-15 minutos. O volume de
ácido deve ser o necessário para que o eluente dê uma reação fortemente ácida
frente ao indicador alaranjado de metila. Caso isto não ocorra, pode-se
utilizar um volume de HCl igual a aproximadamente 3 vezes o volume do leito da
coluna15. Em seguida, o ácido restante na coluna foi lavado com água destilada
/ desionizada até que o eluente indicasse pH neutro. Isto, em geral, requer um
volume de água superior a 10 vezes o volume do leito da coluna.
Preparação da solução-amostra
100,0 mL de solução de mel a 10%(p/v) foram transferidos para um becher de 150
mL acertando-se o pH = 2,0 com auxílio de solução de HCl 6 mol.L-1. Em seguida,
a esta solução, adicionou-se um volume de solução de tetrafenilborato de sódio
de acordo com a tonalidade do mel (1,5; 5,0 e 10,0 mL para méis claros, médios
e escuros respectivamente), sob agitação constante, durante 30 minutos
mantendo-se o becher em banho de gelo e controlando-se a temperatura abaixo de
20oC.
Esta solução foi mantida em repouso por 1 hora e, em seguida, filtrada em papel
Whatman no 40, usando-se vácuo quando necessário. Posteriormente, o precipitado
foi lavado com 5 mL de solução 0,1 mol.L-1 de tetrafenilborato de sódio, também
à temperatura abaixo de 20oC , desprezando-se o filtrado. O precipitado obtido
foi então dissolvido com 25 mL de acetona, sendo a solução recolhida em balão
volumétrico de 250,0 mL, completando-se o volume com água desionizada.
Passagem da solução-amostra pela coluna.
Uma alíquota de 50,00 mL da solução-amostra retirada do balão volumétrico de
250,0 mL, foi passada através da coluna contendo a resina catiônica,
recolhendo-se o eluído diretamente em erlenmeyer de 125 mL. Em seguida, esta
solução foi titulada com solução aproximadamente 0,01 mol.L-1 de NaOH
previamente padronizada. Este procedimento foi repetido 5 vezes para
verificação da precisão do método proposto, procedendo-se, antes de cada
determinação, à regeneração da coluna com HCl 2 mol.L-1, conforme descrito
anteriormente.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
As diferentes amostras de méis foram inicialmente analisadas segundo os métodos
adotados pelo Instituto Adolfo Lutz16 e Laboratório Nacional de Referência
Animal - LANARA17 , e os resultados dos testes qualitativos são mostrados, de
acordo com a coloração do mel, nas tabelas_1 a 3.
De acordo com os resultados mostrados nas Tabelas_1, 2 e 3, todos os méis
analisados mostraram ser de excelente qualidade, não apresentando qualquer
indício de adulteração. Segundo a interpretação adotada pelo Instituto Adolfo
Lutz16, na presença de fermentos diastásicos (mel natural não aquecido acima de
45oC), aparecerá uma coloração verde oliva ou castanha. Para
hidroximetilfurfural, a solução deve permanecer incolor (méis adulterados
apresentam coloração vermelho-cereja) e no teste de Lugol (qualitativo de
dextrina), méis fraudados pela adição de açúcar comercial apresentam coloração
vermelha ou violeta. O teste de Lund deve apresentar depósitos de proteínas,
após 24 horas em repouso, variando entre 0,6 a 3 mL.
Alguns testes quantitativos também foram aplicados aos méis visando atestar sua
qualidade, sendo os resultados mostrados nas tabelas_4, 5 e 6, de acordo com
sua coloração.
Os mesmos méis utilizados (M001 a M015) foram, então, submetidos à nova
metodologia proposta para determinação de K+ e os resultados são os mostrados
na tabela_7.
A tabela_8 mostra a recuperação de potássio quando à uma amostra de mel de
coloração média, e à água destilada / desionizada foi adicionada uma solução
enriquecida contendo 500 ppm de K+.
Recuperação quantitativa é evidente em ambos os casos, mostrando que a matriz
não influencia o desempenho analítico da coluna.
As amostras de mel M001, M006 e M011 (claro, médio e escuro, respectivamente),
escolhidas aleatoriamente, foram usadas para se comprovar a eficiência do
método quando feito em pH £ 2,0 e T < 20 oC. Foi observado que independente da
coloração do mel, havia uma perda na recuperação do K com o aumento do pH da
amostra. A figura_2 mostra os resultados médios obtidos após 5 determinações em
diferentes valores de pH.
Por outro lado, a medida da recuperação de K em amostras analisadas em pH £ 2,0
e temperatura ambiente ³ 25oC, mostrou uma perda de cerca de 50 % em relação ao
método alternativo proposto.
CONCLUSÕES
A partir dos dados e discussões apresentados, concluiu-se que:
1. O novo método desenvolvido, tem a grande vantagem de eliminar os
inconvenientes quando se analisa méis por qualquer outro método de
obtenção de cinzas, onde estão, em geral, envolvidos longo tempo de
determinação e uma grande quantidade de mel.
2. O método alternativo para determinação de potássio em méis mostrou ser
bastante rápido, eficiente e de fácil execução, contribuindo para a
obtenção de resultados altamente reprodutíveis.
3. Por utilizar a volumetria como técnica de análise quantitativa, o método
proposto neste trabalho pode ser empregado em análises de rotina, onde se
deseja conhecer a concentração de potássio, elemento de maior quantidade
presente no mel, e mesmo em práticas de laboratório para cursos de
graduação, já que o método não necessita do uso de equipamentos
sofisticados.
