Efecto de los solutos en agua

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andy lugo
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INTRODUCCION

En la industria de alimentos se manejan amplios conceptos los cuales el ingeniero de alimentos debe conocer, el agua es uno de los elementos mas importantes en la industria de alimentos así mismo profundizaremos un poco más sobre sus fundamentos y resaltaremos la repercusión de esta.

EFECTO DE LOSSOLUTOS EN EL AGUA

La presencia de solutos de los tipos iónico, no iónico polar y apolar causa cambios muy importantes en la estructura del agua que se reflejan en sus propiedades físicas; estos efectos se aprecian en las llamadas propiedades coligativas como son la depresión de la temperatura de congelamiento y el aumento de la ebullición, la reducción de la presión de vapor, y la modificaciónde la presión osmótica, que dependen de las sustancias de bajo peso molecular que se encuentran en solución.

El estudio de las disoluciones acuosas se ha basado en las ecuaciones de los modelos termodinámicos para soluciones ideales, como la ley de Raoult; sin embargo, los sistemas reales solo se asemejan a los ideales en concentraciones muy bajas. Por esta razón, para corregir esta desviaciónes común emplear un coeficiente de actividad.

En el caso de una solución ideal, la depresión de la temperatura de congelamiento del agua es proporcional a la concentración del soluto:

Donde:

∆t = depresión de la temperatura de congelamiento;
K = constante que depende del disolvente = RT (K = 1 858 para el agua)
n = número de moles de soluto L
p =peso deldisolvente
R = constante universal de los gases
T = temperatura absoluta de congelación del disolvente
L = calor latente de fusión del disolvente.

De esta fórmula se deduce que para una misma cantidad de una sustancia, la de menor peso molecular provocará una mayor reducción puesto que moles es igual a gramos dividido entre el peso molecular. En la literatura existe información sobre el pesomolecular efectivo de los compuestos responsables de esta abatimiento en la leche descremada (pm 333 a 356), el jugo de uva (pm 164 a 167) y el jugo de jitomate (pm 196 a 203);.5 al revisar la composición de estos productos, se puede deducir que, en el caso de la leche, la lactosa (pm 342.30) es la que más influye, y en los otros dos jugos son la glucosa (pm 180.16) y otras moléculas pequeñas.

Entérminos generales un mol de una sustancia disuelta en 1000 g de agua produce una reducción de 1086 OC en la temperatura de congelamiento y un incremento de 0.4OC en la de ebullición; el aumento de la temperatura a la que normalmente hierve un líquido es directamente proporcional a la concentración del soluto añadido e inversamente proporcional al peso molecular del mismo. (Fig. 1)

Figura 1Influencia del peso molecular del soluto en el aumento de la temperatura de ebullición del agua.

La medición de la depresión de la temperatura de congelamiento se usa como control de calidad en la industria de la leche, ya que esta lleva disuelta diversas sustancias de bajo peso molecular, como lactosa y algunas sales, en una concentración constante que hace que este producto se congele en un intervalomuy cerrado y a alrededor de -0.54 OC; La determinación se efectúa en el crióscopo y se hace rutinariamente para cuantificar posibles adulteraciones, como se explica con más detalle en el capítulo 12.

Además de reducir la temperatura de congelamiento, los solutos producen también un efecto en la presión de vapor y por lo tanto en la actividad acuosa; este hecho se ha aprovechado pararelacionar ambos parámetros en soluciones acuosas binarias, de tal forma que dicho punto de congelamiento proporciona el valor de la actividad acuosa con mucha exactitud.4.30

Las propiedades coligativas se deben a que cada tipo de soluto. Al inferir en los puentes de hidrogeno, interrumpe y altera la estructura tridimensional del agua, como ocurre con los iones sodio y cloro cuando se hidratan;...
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