Valor ácido

En química , el índice de acidez ( IA , número de acidez , número de neutralización o acidez ) es un número que se utiliza para cuantificar la acidez de una sustancia química dada . Es la cantidad de base (generalmente hidróxido de potasio (KOH)), expresada en miligramos de KOH necesarios para neutralizar los componentes ácidos en 1  gramo de una muestra. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} El índice de acidez mide la acidez de sustancias insolubles en agua como aceites, grasas, ceras y resinas, que no tienen un valor de pH .

El índice de acidez es una medida del número de grupos de ácido carboxílico ( −C(=O)OH ) en un compuesto químico, como un ácido graso , o en una mezcla de compuestos. ^{[ 2 ]} En otras palabras, es una medida de los ácidos grasos libres (AGL) presentes en una sustancia. En un procedimiento típico, una cantidad conocida de muestra se disuelve en un disolvente orgánico (a menudo isopropanol ) y se titula con una solución de hidróxido de potasio alcohólico (KOH) de concentración conocida , utilizando fenolftaleína como indicador de color. ^{[ 2 ]} El índice de acidez de una muestra de aceite indica la antigüedad del aceite y puede utilizarse para determinar cuándo debe cambiarse. ^{[ 5 ]}

Una muestra de grasa líquida combinada con etanol neutralizado al 95 % se titula con hidróxido de sodio estandarizado de 0,1 eq/L de normalidad hasta un punto final de fenolftaleína. El volumen y la normalidad del hidróxido de sodio se utilizan, junto con el peso de la muestra, para calcular el valor de ácidos grasos libres. ^{[ 3 ]}

El índice de acidez se suele medir en miligramos de KOH por gramo de muestra (mg KOH/g grasa/aceite) o en gramos de KOH por gramo de muestra (g KOH/g grasa/aceite). ^{[ 5 ]}

Por ejemplo, para el análisis de petróleo crudo : ^{[ 6 ]}

${\displaystyle AV=(V_{eq}-b_{eq})N{\frac {\text{56.1 g/mol}}{W_{\text{aceite}}}}}$

Donde KOH es el titulante , mientras que el petróleo crudo es el titulando .

V _eq es el volumen de titulante (ml) consumido por la muestra de petróleo crudo y 1  ml de solución de adición en el punto equivalente,

b _eq es el volumen de titulante (ml) consumido por 1  ml de solución de adición en el punto equivalente,

56,1  g/mol es el peso molecular del KOH,

W_aceite _es la masa de la muestra en gramos.

La normalidad (N) del titulante se calcula de la siguiente manera:

${\displaystyle N={\frac {1000\times W_{\text{KHP}}}{{\text{204.23 g/mol }}\times V_{eq}}}}$

Donde W _KHP es la masa (g) de ftalato ácido de potasio (KHP) en 50  ml de solución estándar de KHP,

V _eq es el volumen de titulante (ml) consumido por 50  ml de solución estándar de KHP en el punto equivalente,

204,23  g/mol es el peso molecular del KHP.

Un incremento en la cantidad de ácidos grasos libres (AGL) en una muestra de grasa o aceite indica hidrólisis de triglicéridos. Esta reacción se produce por la acción de la enzima lipasa y es un indicador de condiciones inadecuadas de procesamiento y almacenamiento. La enzima puede provenir del tejido del que se extrajo el aceite o la grasa, o bien ser un contaminante de otras células, incluidos microorganismos. ^{[ 1 ]}

Para determinar el índice de acidez de los aceites minerales y el biodiésel , existen métodos estándar como ASTM D 974 y DIN 51558, y especialmente para el biodiésel, las normas europeas EN 14104 y ASTM D664 son ampliamente utilizadas en todo el mundo. ^{[ 2 ]} El índice de acidez del biodiésel debe ser inferior a 0,50 mg KOH/g en los combustibles estándar EN 14214 y ASTM D6751. Esto se debe a que los ácidos grasos libres producidos pueden corroer las piezas de los automóviles; por lo tanto, estos límites protegen los motores y los depósitos de combustible de los vehículos. ^{[ 5 ]}

Un valor de acidez bajo indica una buena limpieza con jabón. ^{[ 7 ]}

Cuando los aceites y las grasas se enrancian , los triglicéridos se convierten en ácidos grasos y glicerol , lo que provoca un aumento del índice de acidez. ^{[ 8 ]} Se observa una situación similar durante el envejecimiento del biodiésel mediante oxidación análoga y cuando se somete a altas temperaturas prolongadas ( termólisis de ésteres ) o mediante la exposición a ácidos o bases ( hidrólisis de ésteres ácido/base ). ^{[ 5 ]}

La transesterificación del aceite de cocina usado, que tiene un alto índice de acidez y un alto contenido de agua, puede realizarse utilizando heteropoliácidos como el ácido dodecatungstofosfórico (PW12) como catalizador. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

En 2007, Sahoo et al . elaboraron biodiesel compuesto por monoésteres de extracto de aceite de polanga de la planta Calophyllum inophyllum, producido mediante transesterificación en tres etapas y mezclado con diésel de alta velocidad, que posteriormente se probó para su uso como sustituto del diésel en un motor diésel monocilíndrico . ^{[ 11 ]}

La acidez total, los perfiles de ácidos grasos y los ácidos grasos libres (AGL) pueden determinarse en aceites como el de girasol y el de soja obtenidos mediante procesos ecológicos que utilizan dióxido de carbono supercrítico (scCO₂ ₎ y extracción con líquido presurizado (PLE). La identificación y separación de los ácidos grasos primarios responsables de la acidez garantiza una mayor calidad de los productos grasos y oleosos. ^{[ 12 ]}

En 2020, Dallas Group of America (DGA) ^{[ 13 ]} y la American Oil Chemists' Society (AOCS) diseñaron un método estándar (5a-40) para analizar los ácidos grasos libres en aceites de cocina. ^{[ 14 ]} La DGA ha producido un kit de análisis simplificado basado en el método de análisis 5a-40. ^{[ 15 ]}