Traduzione di Laura Massini

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Ken Gadd e Luca Szalay presentano un metodo usato nell’industria – adattato per gli studenti delle scuole – utile a misurare il livello di acido citrico nelle gomme da masticare.

Quanto è acido un chewing gum?

Nell'aroma sta in genere il segreto per cui tante persone adorano masticare un chewing gum. La base della gomma, insolubile in acqua, viene infatti arricchita di ingredienti solubili in acqua come aromatizzanti e dolcificanti. Sono questi ultimi, dunque, ad essere rilasciati durante la masticazione, solubilizzati ed infine ingeriti - mentre il chewing gum non viene inghiottito, rimane in bocca fino a che l’aroma non scompare, poi viene gettato. Ricordate! Siccome è molto appicciccoso, il chewing gum è molto difficile da rimuovere dalle superfici a cui aderisce: basta vedere con il cemento, sui marciapiedi...

Un ingrediente che si trova spesso nei chewing gum e prodotti come caramelle e confetti è l'acido citrico. Il suo gusto di limone "pizzica" la lingua, sprigionando una sensazione fresca e pungente. Il contenuto di acido citrico di una gomma è indicato sulla confezione, ed è generalmente l'analista chimico che lavora nel laboratorio di controllo qualità dell’azienda produttrice a valutare il suo livello. Il metodo descritto di seguito si basa su una procedura standard usata da un'azienda che produce diversi aromi per chewing gum e bubble gum (un tipo particolare di gomma da masticare); è stato adattato per la scuola per aiutare gli studenti a sperimentare una vera pratica di laboratorio industriale.

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Alcune domande per iniziare a far ragionare gli studenti:

• Quante persone conosci che masticano chewing gum?
• Che età hanno?
• Che cosa distingue una bubble gum dagli altri tipi di chewing gum?
• Come si rimuovono i chewing gum dai vestiti?
• Perché le gomme da masticare sugar-free (cioè prive di zucchero) hanno un gusto dolce?
• Come fare per stabilire il grado di acidità di un chewing gum?

Il metodo: determinazione dell'acido citrico nel chewing gum Hubba Bubba^® attraverso una titolazione acido-base

Prima di iniziare l'esperimento pratico, gli insegnanti interessati a spiegare agli studenti la chimica di base dell'analisi possono verificare le loro conoscenze con il test interattivo sul website StandardBase^w1. Gli studenti possono anche scaricare un file sul procedimento di titolazione^w2.

Obiettivo

Lo scopo di questa aprocedura analitica è la determinazione dell'acido citrico contenuto nella bubble gum Hubba Bubba^®. Questo tipo di gomma da masticare è in commercio nel Regno Unito e in altre parti dell'Europa. E' prodotta da Wrigley^w3 a Plymouth, Regno Unito. Il metodo descritto si basa su una procedura analitica usata da Wrigley nei laboratori di Plymouth.

Principio

La determinazione è basata su una titolazione acido/base tra l'acido cictrico del chewing gum e una soluzione standard di idrossido di sodio. Il contenuto di acido citrico della gomma da masticare è calcolato attraverso i risultati della titolazione.

Strumentazione e materiali

• Mattarello
• Beuta da 250 cm³
• Matraccio da 250 cm³
• Matraccio da 100 cm³
• Agitatore magnetico e ancoretta magnetica
• Buretta da 10 cm³ (graduazione: 0.02 mL)
• Bilancia analitica
• Asse di legno
• Coltello/forbici

Materiali e numeri CAS ^w4

• Gomma da masticare Hubba Bubba^® al gusto di arancia
• Idrossido di sodio (numero CAS: 1310-73-2)
• Fenolftaleina (numero CAS: 77-09-8)

Reagenti

• Idrossido di sodio NaOH, soluzione standard 0.10 mol dm^-3 . Se non disponibile, dissolvere 1.00 g di idrossido di sodio in 100 cm³ circa di acqua pura. Lavare accuratamente un matraccio da 250 cm³ e portare a volume fino al segno di graduazione. Mescolare la soluzione e standardizzare titolando con 0.10 mol dm^-3 di acido cloridrico, a sua volta standardizzato con bicarbonato di potassio.
• Indicatore di viraggio fenolftaleina. Pesare 0.20 g di fenolftaleina e dissolvere in circa 50 cm³ di metanolo. Trasferire la soluzione in un matraccio da 100 cm³, portare a volume con metanolo fino al segno di graduazione e mescolare per bene.

Procedimento

1. Prendere una gomma Hubba Bubba^® al gusto di arancia, scartarla e metterla sull'asse di legno.
2. Stendere la gomma con il mattarello fino ad ottenere una striscia molto sottile, approssimativamente di dimensioni 160 x 30 x 0.5 mm.
3. Tagliare la strisca in piccoli pezzi della lunghezza circa di un grano di riso.
4. Pesare 1.00 g di pezzi di chewing gum Hubba Bubba^® al gusto arancia.
5. Aggiungere 100 cm³ di acqua pura in una beuta da 250 cm³, aggiungere il magnetino e il tappo.
6. Agitare vigorosamente per 30 min, facendo attenzione che i pezzetti di gomma non si ricompattino l'uno sull'altro.
7. Aggiungere 0.50 cm³ dell'indicatore fenolftaleina e titolare con idrossido di sodio 0.1 mol dm^-3, facendolo sgocciolare da una buretta da 10 cm³. Il punto finale della titolazione si raggiunge a colorazione rosa del campione in soluzione.
8. Ripetere due volte ancora l'analisi e fare la media dei tre risultati, considerando come risultato utile il volume medio di titolazione = V cm³ di idrossido di sodio.

Calcoli

Usare la seguente procedura per calcolare la percentuale sulla massa totale di acido citrico monoidrato presente nella gomma Hubba Bubba^®:

• 0.10 mol dm^-3di soluzione di idrossido di sodio 0.10 M titolano 7.00 mg di acido citrico monoidrato.
• la % di acido citrico monoidrato (g per 100 g di prodotto) = 0.70 x  V (volume medio di titolazione, in mL)

Nota: un fattore di correzione è necessario se l'idrossido di sodio non è esattament 0.10 mol dm^-3.

Esprimere i risultati

Esprimere la massa di acido citrico monoidrato contenuto nella bubble gum Hubba Bubba^® come percentuale sulla massa totale (g di acido citrico monoidrato in 100 g di bubble gum). Il produttore prevede un range di 1.9% - 2.1% come percentuale sulla massa totale.

Precisione

La precisione dell'analisi è determinata dalla lettura delle tacche della buretta. Uno studente inesperto potrebbe leggere una buretta con una precisione di ± 0.05 cm³. Studenti più esperti possono arrivare ad una precisione di ± 0.02 cm³.

Il grafico

Il grafico qui sotto mostra i risultat ottenuti dagli studenti in altre nazioni europee (aggiornamento relativo al momento di stampa della presente pubblicazione). Se i vostri studenti sono interessati ai risultati aggiornati in tempo reale, possono trovarli online^w5.
Se i vostri studenti vogliono aggiungere i loro risultati al presente grafico, possono mandare una email a Luca Szalay (luca@chem.elte.hu); dopo aver ottenuto uno username e una password per utilizzare questa funzione sul database StandardBase, sarà possibile registrare i vostri studenti e far loro inserire i risultati.

Riferimenti sul web

w1 – Gli insegnanti interessati a far provare agli studenti il test interattivo sul website StandardBase, possono trovarlo al sito web: www.vapro-ovp.com/applications/toetsing/vraag.asp?toetsID=29

w2 – Un file sulla titolazione può essere scaricato dal website StandardBase: www.standardbase.com/tech/uk-voltech.pdf

w3 – Per maggiori informazioni circa i prodotti Hubba Bubba^®vedere: www.wrigley.co.uk/index.cfm?articleid=138

w4 – Il Registro CAS è il più grande e meglio aggiornato database al mondo di informazioni su sostanze chimiche. Vedere www.cas.org/expertise/cascontent/registry/regsys.html

w5 – Un grafico dei precedenti risultati di questa analisi può essere ottenuto e scaricato qui: http://standardbase.live.ism.nl/sbase/maindetails.asp?expid=3362#

Risorse

Questo e altri protocolli possono essere scaricati dal database StandardBase al sito http://standardbase.live.ism.nl

Cliccare su ‘View or conduct a StandardBase procedure’ poi su ‘View all experiments’ per cercare un protocollo di interesse che si vuole visualizzare.

Ken Gadd lavora per ‘4science’ nel Regno Unito e Luca Szalay lavora presso l’Istituto di Chimica alla Università Eötvös Loránd in Ungheria.