Uso del metodo della retta di taratura per determinare il grado alcolico di campioni di Paesanella, un distillato della famiglia della grappa

1. Analisi Quantitativa di Bevande Alcoliche
Andrea Checchetti| Master in «Professione formatore in didattica delle scienze» | A.A. 2014-15

2. Uso del metodo della retta di
taratura per determinare il grado
alcolico di campioni di
Paesanella, un distillato della
famiglia della grappa
World Journal of Chemical Education Vol. 3, No. 3, 2015, pp 70-73. doi: 10.12691/wjce-3-3-3

3. Didattica Laboratoriale
• Nell'ambito delle attività di laboratorio relative al programma di insegnamento
di Chimica Analitica e Strumentale di una quinta classe di un Istituto Tecnico
con articolazione «Chimica, Materiali e Biotecnologie», gli studenti, per
mezzo di uno spettrofotometro UV/Vis, hanno determinato il grado alcolico
di una serie di campioni di Paesanella, un distillato della famiglia
della grappa.
• In questo esperimento di analisi quantitativa gli studenti hanno preparato una
serie di soluzioni acqua/etanolo per determinare, mediante misure
di assorbanza, la retta di taratura.
• Gli studenti hanno trovato, utilizzando EXCEL, l'equazione lineare con cui
calcolare il grado alcolico dei campioni di Paesanella.

4. Legge di Lambert-Beer
• 𝐴 = 𝑎 × 𝑏 × 𝐶
• Dove
• A = Assorbanza
• a = coefficiente di assorbimento molare
• b = cammino ottico attraverso il campione (cm)
• C = concentrazione dell’acqua nella miscela
• Sia a che b sono costanti, così che A è proporzionale a C.

5. Procedura per determinare la retta di taratura
1. Preparare una soluzione concentrata standard dell'analita;
2. Preparare in matracci tarati una serie di soluzioni standard per diluizione della soluzione standard
concentrata;
3. Preparare la soluzione che contiene tutti i reagenti tranne l'analita (blanck reagent);
4. Impostare lo spettrofotometro per la misura, scegliendo opportunamente i valori delle variabili di
funzionamento;
5. Registrare le risposte strumentali di ogni soluzione standard e del “blanck reagent”;
6. Costruire una curva di taratura ponendo in ascissa la concentrazione degli standard e
l'assorbanza in ordinate;
7. Determinare l'equazione facendo uso di Excel se il grafico è una linea retta;
8. Ricavare la concentrazione incognita facendo uso della legge di Lambert -Beer.

6. Principio
• Le soluzioni acquose possono essere misurate nel vicino infrarosso (NIR);
• Le molecole d’acqua mostrano un assorbimento (overtone) nella regione tra
970 e 980 nm;
• Quando è miscelata con l’etanolo che non esibisce assorbimento in questo
intervallo l’assorbanza misurata è proporzionale alla sua concentrazione
nella miscela.

7. Dati/Osservazioni:
Luce
vicino infrarosso
Figure 1. Near-Infrared Light Region
© The Author(s) 2015. Published by Science and Education Publishing.
Checchetti Andrea et al. Quantitative Analysis of Alcoholic Drinks. Use of Calibration Curve Method to Determine the
Alcoholic Degree of Samples of Paesanella, a Distillate of the Family of Grappa. World Journal of Chemical Education,
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8. Dati/Osservazioni:
lmax = 974 nm
A = 0,166
Figure 2. Absorption spectrum of water
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9. Valori di assorbanza delle miscele
Table 1. Absorbance values vs percentage of ethanol
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Ethanol (%) Absorbance
0 0.166
10 0.139
20 0.130
40 0.098
60 0.058
80 0.022
90 0.014
100 0

10. Dati/Osservazioni
Eq. della retta per
determinare la
Cincognita:
𝑦 = −0,0017𝑥 + 0,1614
Figure 3. Calibration line
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11. Dati/Osservazioni:
lmax = 00937
Volume conc. = 39,82 %
Volume conc. dichiarato
= 40 %
Errore % = 0,44
Figure 4. Absorption spectrum of cognac
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12. Dati/Osservazioni:
Spettri di
assorbimento dei
quattro campioni di
Paesanella
Includere l'osservazione in base ai
dati tratti dagli esperimenti
Figure 5. Absorption spectra of samples of Paesanella
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13. Campioni di Paesanella analizzati
Table 2. Alcoholic degree of samples of Paesanella
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Alcoholic Degree of Samples of Paesanella, a Distillate of the Family of Grappa. World Journal of Chemical Education,
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Paesanella Alcoholic degree Absorbance
n. 1 71.41 0.040
n. 2 63.76 0.053
n. 3 60.82 0.058
n. 4 56.71 0.065

14. Discipline coinvolte
1. Chimica (reazioni di fermentazioni, molecole organiche);
2. Fisica (proprietà fisiche, stati fisici, passaggi di stato);
3. Chimica-Fisica (spettrofotometria UV/Vis);
4. Tecnologie (distillazione, colonne di distillazione, impianto di
distillazione);
5. Scienze naturali (vitigni, vinacce);
6. Scienze della terra (suoli, fattori di controllo climatico);
7. Matematica (equazione di una retta, regressione lineare, coefficiente
di determinazione R2, confronto tra il metodo grafico, analitico e
regressione lineare, calcoli stechiometrici);
8. Informatica (foglio elettronico Excel).

15. Conclusioni
• I risultati degli ultimi rapporti OCSE-PISA degli studenti italiani dimostrano come i modelli
di trasmissione delle conoscenze scientifiche non sono più adeguati e che è urgente
introdurre nuove metodologie didattiche;
• In questo contesto l'implementazione delle attività di laboratorio permette di acquisire una
serie di competenze chiave
• Sul piano metodologico, relativamente alle azioni previste dal Master, sono state messe
insieme due modalità di concepire il laboratorio: la prima come verifica spazio-temporale
delle leggi e la seconda come terreno fertile per lo sviluppo di un pensiero critico.
• In questo modo lo studente è in grado di:
fondere le abilità manuali con quelli mentali,
creare le giuste sinergie tra pensare e agire, al fine di condividere le teorie e i
concetti con l'elaborazione e la sperimentazione.

16. Elenco delle citazioni
• Ministero delle Politiche Agrigole Alimentari e forestali, Scheda Tecnica della grappa,
Decreto 1 August 2011.
• R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro, Analisi Chimica Strumentale. Bologna, Italy, Zanichelli,
1997, vol. C.
• H. Abo, Near-Infrared Region Measurement and Related Considerations Part 1 FTIR
Talk Letter Vol. 9.
• R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro, Analisi Chimica Strumentale. Bologna, Italy, Zanichelli,
1997, vol. B.
• PISA 2009 Results Executive Summary Available:
• http://www.oecd.org/dataoecd/34/60/46619703.pdf.