efecto de los solutos de jamaica a temperaturas de congelacion

EFECTO DE LOS SOLUTOS EN EL AGUA DE JAMAICA A TEMPERATURAS DE CONGELACIÓN
Andrés Isaí de la Parra Sanabria
Universidad Politécnica de Tapachula, Ing. Agroindustrial, Tapachula, Chiapas
andresdelaparra@hotmail.com
Resumen
Esta práctica se realizó con el fin de determinar el efecto causado por los solutos en el agua; la concentración de estos produce cambios a los puntos de fusión y deebullición del agua. Por ello se realizaron dos pruebas, una con los solutos y agua potable, y otra más con los solutos y agua de Jamaica concentrada en este caso los solutos utilizados fueron el cloruro de sodio y la sacarosa. En términos generales, una mol de una sustancia disuelta en 1000g de agua produce una reducción de 1.86ºC en la temperatura de congelamiento y un incremento de 0.4ºC en laebullición.
Antecedentes

El agua es un componente esencial en cada ser vivo, cada célula está compuesta por un 60% de agua, la que es usada para llevar a cabo reacciones importantes como son el catabolismo y anabolismo; no obstante en estas reacciones también se lleva a cabo la producción de agua.
El agua tiene propiedades diferentes de la de otros compuestos, esto la hace única; unas de laspropiedades del agua son el punto de ebullición y el punto de fusión, ya que si siguiera el mismo patrón matemático que siguen compuestos similares al agua de acuerdo a sus pesos moleculares, el punto de fusión sería de -150º C y el punto de ebullición sería de -80º C. Esto es posible gracias a la presencia de puentes de hidrogeno en las moléculas del agua, lo que hacen que la energía necesaria pararomper estas uniones sea mayor. El agua tiene una gran capacidad disolvente gracias nuevamente a los puentes de hidrogeno y también a la polaridad de la molécula.
En la industria alimentaria el agua es de vital importancia porque todos los alimentos necesitan agua y contienen agua. Para determinar qué efecto tienen los solutos en el agua se utilizó la ley de Raoult a cerca del descensocrioscópico, esta ley dice que al disolver una sustancia no volátil en un líquido la temperatura de solidificación de este disminuye (descenso crioscópico) y la de ebullición aumenta (ascenso ebulloscópico).
La ley cita lo siguiente:
“El descenso crioscópico y el ascenso ebulloscópico son directamente proporcionales a la concentración molal”.
Esto se puede compendiar en la siguiente fórmula:

Donde:K= constante crioscópica
c= concentración molal del disolvente
Objetivo
Se realizó un experimento con agua y diferentes solutos, para llevarlos a punto de congelación y ver el efecto de estos en el tiempo de congelación.
Material y metodología
Material usado:
- 3 vasos
- 750ml agua de Jamaica
- 13.2g de azúcar (C12H22O11)
- 13.2g de NaCl (sal común)
- Medida de leche aprox. 4.4gEquipo:
- Refrigerador marca LG modelo GW-S482UWS
- Balanza casera
Se colocaron 250ml de agua a cada vaso, a un vaso1 solo contenía agua pura, al segundo vaso2 se agregaron 13.2g (3 medidas) de sal, y al tercer vaso3 se agregaron 13.2g (3 medidas) de azúcar.
Todos los vasos se colocaron en el congelador a una temperatura de -19ºC y se monitoreo cada diez minutos los primeros 40 min, después cadatreinta minutos hasta los 190 minutos (3.1667hrs); se prosiguió a monitorearse cada 90 minutos (1.5 hr) hasta los 1335 minutos (22.25 hrs).
Cálculos
PM sacarosa: 342g/mol
PM sal: 58.4g/mol
Numero de moles de sacarosa: 0.038596491mol
Numero de moles de la sal: 0.226027397mol
Mo sacarosa: 0.154385965 mol/kg
Mo sal: 0.904109589 mol/kg
K constante de crioscópica:
1.86 K (mol/kg)
Δt sacarosa:0.287157895º C
Δt sal: 1.681643836ºC
Conclusión
Se observó que las muestras con agua natural se congelaron en menos tiempo, seguidas de las de azúcar, por último las muestras con sal son las que mas tardaron.
Anexos:
Agua de Jamaica

Tiempo
Sal
Sacarosa
Natural
0 min
completamente liquida
completamente liquida
completamente liquida
10 min
nada
nada
nada
20 min
nada
nada...