taller invierno final 2011 REMOLACHA

Report
TERCER ENCUENTRO DE
INVIERNO DE PROFESORES DE
QUÍMICA
INSTITUTO TECNOLÓGICO
SUPERIOR DEL BUCEO
QUÍMICA BÁSICA E
INDUSTRIAL
AÑO 2011
1
TALLER:
Prof. Marta Lindner
Prof. Beatriz Fleita
Prof. Inés Papa
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3
Concepto.
Los glúcidos son biomoléculas formadas básicamente por
carbono (C),hidrógeno (H) y oxígeno (O). Los átomos de carbono
están unidos a grupos alcohólicos (-OH), llamados también
radicales hidroxilo y a radicales hidrógeno (-H).
En todos los glúcidos siempre hay un grupo carbonilo, es
decir, un carbono unido a un oxígeno mediante un doble enlace
(C=O). El grupo carbonilo puede ser un grupo aldehído(-CHO), o
un grupo cetónico (-CO-). Así pues, los glúcidos pueden definirse
como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas
4
El nombre de glúcido deriva de la palabra "glucosa" que
proviene del vocablo griego glykys que significa dulce,
aunque solamente lo son algunos monosacáridos y
disacáridos.
Su fórmula general suele ser
(CH2O)n
5
Funciones de los glúcidos.
Energética. El glúcido más importante y de
uso inmediato es la glucosa. Sacarosa,
almidón (vegetales) y glucógeno (animales)
son formas de almacenar glucosas. En una
oxidación completa se producen 410
Kcal/100 grs.
Estructural. El enlace β impide la
degradación de estas moléculas y hace que
algunos organismos puedan permanecer
durante cientos de años. La celulosa,
hemicelulosas y pectinas forman la pared
vegetal.
6
Los monosacáridos.
Los monosacáridos son glúcidos sencillos, constituídos sólo por una
cadena. Se nombran añadiendo la terminación -osa al número de
carbonos. Así para 3C: triosas, 4C:tetrosas, 5C:pentosas,
6C:hexosas, etc.
No son hidrolizables y a partir de 7C son inestables.
Presentan un esqueleto carbonado con grupos alcohol o hidroxilo y
son portadores del grupo aldehído (aldosas) o cetónico (cetosas).
Propiedades: Son solubles en agua, dulces, cristalinos y blancos.
Cuando son atravesados por luz polarizada desvían el plano de
vibración de esta.
7
DISACÁRIDOS
Los disacáridos están formados por la unión de dos monosacáridos, que se realiza de dos
formas:
Mediante enlace monocarbonílico, entre el C1 anomérico de un monosacárido y un C no
anomérico de otro monosacárido, como se ve en las fórmulas de la lactosa y maltosa. Estos
disacáridos conservan el carácter reductor .
Mediante enlace dicarbonílico, si se establece entre los dos carbonos anoméricos de los dos
monosacáridos, con lo que el disacárido pierde su poder reductor, por ejemplo como ocurre
en la sacarosa
8
9
POLISACÁRIDOS
Están formados por la unión de muchos monosacáridos, de 11 a
cientos de miles.
Sus enlaces son O-glucosídicos con pérdida de una molécula de
agua por enlace.
Características
•Peso molecular elevado.
•No tienen sabor dulce.
•Pueden ser insolubles o formar dispersiones coloidales.
•No poseen poder reductor.
10
REMOLACHA (Beta
vulgaris)

I.
CARACTERÍSTICAS GENERALES
Botánica: la remolacha es una hortaliza de raíz redonda, perteneciente
a la familia de las Quenopodiáxeas. Inicialmente forma la raíz
principal y constituye las reservas energéticas. Esta se ramifica en
un par de cotiledones, de los que se desarrollan pares de hojas
que son lampiñas, de forma ovalada a cordiforme, de color verde
oscuro o pardo rojizo, formando generalmente una roseta desde el
tallo subterráneo. Tiene numerosas flores pequeñas agrupadas en
espigas, en la extremidad de los tallos. Su fruto es un agregado de
dos o más semillas, recubiertas de una envoltura irregular seca.
Se propaga por semillas. La cosecha se extiende desde los 65 a los
80 días después de la siembra. Se considera una hortaliza de clima
fresco, pero crece satisfactoriamente en climas calientes
sembrándose por encima de 500 msnm. Resiste medianamente a
las heladas y requiere de una temperatura alrededor de 21ºC
durante la época de crecimiento. Se puede sembrar en suelos que
varían desde el franco arenoso hasta el franco arcilloso, pero
deben tener un buen contenido de materia orgánica. Existe gran
cantidad de variedades pero la mejor manera de dividirlas es
según su uso. Entre estas tenemos las remolachas forrajeras, las
remolachas silvestres o de jardín y las remolachas azucareras, las
11
cuales son las más ampliamente cultivadas.


Descripción: la parte más utilizada para
alimentación es la raíz. Generalmente, tiene un
color que varía desde el rojo hasta el morado
oscuro en las variedades silvestres y blanco en
las variedades azucareras. Tiene forma
globular, cilíndrica o cónica. Se componen de
una parte central alrededor de la cual se
alternan zonas opacas (fibrosas y ricas en
azúcar) y transparentes (pobres en azúcar pero
ricas en agua y en materias nitrogenadas).
Origen y Localización: su ancestro crecía en
forma salvaje en la costa sur de Inglaterra,
pasando por Europa y Asia hasta la India
Occidental. Se cultiva en todo el mundo para la
alimentación humana, pero los grandes cultivos
para la explotación de la industria azucarera se
encuentran en Rusia, Polonia, Francia,
Alemania, Turquía, Estados Unidos y Canadá.
12
Composición Nutricional: 100 gramos de parte
comestible de la raíz azucarera contienen:
COMPUESTO
Remolacha de huerta
Remolacha azucarera
Calorías
43
336 –339
Agua
87.58 g
76.6 g
Carbohidratos
9.56 g
20.4g
Grasas
0.17 g
0.1g
Proteínas
1.61 g
1.1 g
Fibra
2.8 g
1.1 g
Cenizas
1.08 g
0.7 g
Calcio
16 mg
115-182 mg
Potasio
325 mg
2619-2638 mg
Fósforo
40 mg
259-323 mg
Sodio
78 mg
286-472 mg
Hierro
0.80 mg
5.5-8.7 mg
Tiamina
0.031 mg
0.08-0.24 mg
Riboflavina
0.040 mg
0.32-0.39 mg
Niacina
0.334 mg
1.64-3.15 mg
Ácido ascórbico
4.9 mg
23-79 mg

Fuente: James A. Duke. 1983. Handbook of Energy Crops

http://www.hort.purdue.edu/newcrop/duke_energy/Beta_vulgaris.html
#Chemistry

USDA: http://www.nal.usda.gov/fnic/cgi-bin/list_nut.pl
13
USOS Y MERCADOS







Raíz fresca: las variedades silvestres se consumen en
fresco para preparar ensaladas y refrescos combinadas con
limón. Se cocina como vegetal en ensaladas.
Raíz procesada: la raíz de las variedades silvestres se
puede congelar, enlatar y conservar en vinagre.
Remolacha azucarera: se utiliza para la extracción de
sacarosa y fabricación de azúcar. Se pueden obtener
subproductos del procesamiento de la remolacha, para la
obtención de alcoholes, levaduras para la industria panadera
y para la industria farmacéutica.
Remolacha forrajera: La remolacha forrajera se utiliza
para la alimentación de ganado. La pulpa se utiliza para la
preparación de melazas como suplemento para la
alimentación del ganado.
Medicinal: La cocción de las semillas se utiliza para los
tumores intestinales. También se utiliza como purgante,
para las hemorroides y para la úlcera. El jugo de las raíces
se utiliza para la anemia.
Ambiental: la remolacha es una especie que produce gran
cantidad de oxígeno. Se puede afirmar que produce cinco
veces más oxígeno en un año que un bosque de pinos.
Otros: las hojas y tallos pueden ser utilizados para ensilaje.
14
EXTRACCIÓN SÓLIDO −
LÍQUIDO
15
1. OBJETIVOS


Aplicar los principios que rigen el proceso de
lixiviación en la obtención de una sustancia a
partir de un sólido utilizando un solvente.
Separar la sustancia obtenida y caracterizarla,
identificando sus características físicas y/o
químicas.
16
2. MARCO TEÓRICO




La extracción sólido líquido o lixiviación es una operación
para separar los constituyentes solubles de un sólido inerte
con un solvente.
El proceso completo de extracción suele comprender la
recuperación por separado del solvente y del soluto.
La extracción sólido−líquido tiene gran importancia en un
gran número de procesos industriales. En metalurgia en la
extracción de: cobre con ácido sulfúrico, oro con cianuro,
etc.
Muchos productos orgánicos naturales se separan de sus
estructuras originales mediante lixiviación. Por ejemplo el
azúcar se separa por lixiviación de la remolacha con agua
caliente; los aceites vegetales se recuperan a partir de
semillas, como las de soya y algodón mediante lixiviación
con disolventes orgánicos; el tanino se disuelve a partir de
raíces y hojas de plantas. El té y el café se preparan
mediante técnicas y equipo muy similares a los utilizados en
las verdaderas operaciones de lixiviación. Además, los
precipitados químicos con frecuencia se lavan de sus aguas
madres adheridas mediante técnicas y equipo muy similares
a los utilizados en las verdaderas operaciones de lixiviación,
como en el lavado de licor de sosa cáustica del carbonato
de calcio precipitado después de la reacción entre óxido de
calcio y carbonato de sodio.
17
Preparación del sólido


El éxito de una lixiviación y la técnica que se
va a utilizar dependen con mucha frecuencia
de cualquier tratamiento anterior que se le
pueda dar al sólido.
La trituración y molienda de estos sólidos
acelerará bastante la acción de lixiviación,
porque las porciones solubles son entonces
más accesibles al disolvente.
18

Los productos naturales que se van a lixiviar a
partir de estos materiales se encuentran
generalmente dentro de las células. Si las
paredes celulares permanecen intactas después
de la exposición a un disolvente adecuado,
entonces en la acción de lixiviación interviene la
ósmosis a través de las paredes celulares. Éste
puede ser un proceso lento. Por eso es
conveniente llevar el material a un tamaño lo
suficientemente pequeño como para liberar el
contenido de las células.
19
Velocidad de extracción








La velocidad de extracción es afectada por los siguientes
factores:
Temperatura
Concentración del solvente
Tamaño de las partículas
Porosidad
Agitación
Al aumentar la temperatura se aumenta la velocidad
porque la solubilidad es mayor, el aumento de
temperatura es muy usado en procesos de reacción
química. La temperatura máxima para cada sistema está
limitada por: el punto de ebullición del solvente, el punto
de degradación del producto o del solvente, solubilidad
de impurezas y por economía.
La concentración del solvente es importante para
soluciones acuosas, debido a la saturación y a la
existencia de reacciones químicas.
20




La reducción de partículas tiene gran importancia, porque
aumenta el área de contacto y disminuye el tiempo
necesario para la extracción, sobre todo para sólidos de
baja porosidad.
La porosidad permite que el líquido penetre a través de
los canales formados por los poros dentro del sólido,
aumentando así el área activa para la extracción.
La agitación da una mayor eficiencia en la extracción
debido a que disminuye la película de fluido que cubre la
superficie del sólido en reposo y que actúa como una
resistencia a la difusión.
El equipo puede ser de etapas o de contacto continuo;
algunas industrias requieren un tipo especial de equipo,
pero en general las dos técnicas usadas son: rociar el
líquido sobre el sólido o sumergir el sólido
completamente en el líquido, el equipo usado en cada
caso depende mucho de la forma física de los sólidos y
del costo.
21
ÍNDICE DE REFRACCIÓN





Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro de diferente densidad,
se observa un brusco cambio de dirección del haz a consecuencia de la
diferencia en la velocidad de radiación en los dos medios.
Esta diferencia de velocidad es debida a la acción recíproca entre el
campo eléctrico de radiación y los electrones de enlace de la materia. A
este fenómeno se le llama refracción. El ángulo del rayo incidente con la
perpendicular a la superficie limitante de separación se llama ángulo de
incidencia (Өi) y el correspondiente al segundo medio se llama ángulo
de refracción (Өr).
La velocidad de la luz tiene un máximo en el vacío y es conveniente
comparar la velocidad de la luz en otros medios con este valor
constante (c). Esto se hace mediante la definición de un cociente
llamado índice de refracción ŋ.
ŋ= c
v
El índice de refracción de un material puede determinarse de manera
experimental mediante la ley de Snell.
sen Ө1 = v1 = c/n1 = n2
sen Ө2 v2 c/n2 n1
n1. sen Ө1 = n2. sen Ө2 Ley de Snell
En donde:
v1 = velocidad de la luz en el medio 1
v2 = velocidad de la luz en el medio 2
c = velocidad de la luz en el vacío ( 3x108 m/s)
22

De esta ecuación se pueden deducir las siguientes relaciones:
- Cuando el segundo medio es más denso desde el punto de vista
óptico que el primero (n2>n1), el rayo refractado se desvía hacia la
normal.
Ө1 > Ө2
Si Ө1 aumenta a 90º(ángulo rasante), Ө2 alcanza su valor máximo.
No se produce reflexión total pero igualmente el ángulo crítico
divide un campo de luz en dos semicampos de diferente intensidad:
claro-oscuro
- Cuando el segundo medio tiene menor densidad óptica que el
primero (n2<n1), el rayo refractado se desvía lejos de la normal.
Ө2 > Ө1
Si Ө1 aumenta, aumentará Ө2 alcanzando como valor máximo 90º.
Cuando esto ocurre el rayo refractado emerge tangente a la
superficie de separación.
Ө1 = Өc (ángulo límite o crítico)
Si se supera el ángulo crítico, la luz se reflejará totalmente en la
superficie de separación y no pasará al otro medio.
El ángulo crítico divide un campo de luz en dos semicampos de
diferente intensidad : claro – oscuro.
Para la medida del índice de refracción se considera el punto de
equilibrio entre la refracción y la reflexión interna total de la luz en
una interfase prisma/muestra.
23


El índice de refracción se expresa teniendo
en cuenta la temperatura a la cual se hizo la
determinación y usando luz de longitud de
onda de las líneas D del sodio (el doblete
amarillo 5.890 − 5.896 Å)
El índice de refracción es una característica
constante para un medio particular. Sirve
para identificar, determinar la naturaleza de
las sustancias y para calcular la composición
de mezclas binarias homogéneas de
constituyentes conocidos.
24
USO DEL REFRACTÓMETRO DE
ABBE

A.- Ajuste de la escala
1. Coloca de 2 a 3 gotas de agua destilada que esté a 20
oCen la superficie del prisma principal con una jeringa o
pipeta Pasteur. (Figura 3)
2. Cierre el prisma secundario y observa a través del ocular.
3. Ajusta la escala, a 1.333 ( Brix 0%). Figura 4. Debe ver
medio campo oscuro y medio campo claro.
4. Limpie con pañuelo tissue las superficies para retirar
cualquier resto de agua.
B.- Medición del índice de refracción de las soluciones

1.- Coloca de 2 a 3 gotas de solución en el centro de la
superficie del prisma
2.- Cierra cuidadosamente el prisma.
3.- Observa por el ocular, gira la perilla de compensación
de color hasta que aparezca una línea clara y definida en el
campo de visión
25
4.- Gira la perilla de medición alineando la línea
delimitadora con las líneas de intersección

5.- Leer el índice de refracción y los grados Brix.
26
Reactivo de Fehling
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
Reactivo de Fehling: solución descubierta por el químico alemán Hermann von
Fehling y que se utiliza como reactivo para la determinación de azúcares
reductores. Sirve para demostrar la presencia de glucosa, así como para
detectar derivados de ésta tales como la sacarosa o la fructosa.
El licor de Fehling consiste en dos soluciones acuosas:
SOLUCIÓN A: Sulfato de cobre cristalizado: 35 g; 5 mL de H2SO4 conc., agua
destilada hasta 1000 mL.
SOLUCIÓN B: Sal de Seignette (tartrato mixto de potasio y sodio), 150 g;300
mL de solución de hidróxido de sodio al 40%, y agua destilada hasta 1000 mL.
Ambas se guardan separadas hasta el momento de su uso para evitar la
precipitación del hidróxido de cobre (II).
El ensayo con el licor de Fehling se fundamenta en el poder reductor del grupo
carbonilo de un aldehído. Éste se oxida a ácido y reduce la sal de cobre (II) en
medio alcalino a óxido de cobre(I), que forma un precipitado de color rojo
ladrillo.
Un aspecto importante de esta reacción es que la forma aldehído puede
detectarse fácilmente aunque exista en muy pequeña cantidad.
Si un azúcar reduce el licor de Fehling a óxido de cobre (I) rojo, se dice que es
un azúcar reductor.
Esta reacción se produce en medio alcalino fuerte.
27
ENSAYO DE FEHLING





Materiales:
Gradilla
Tubos de ensayo
Pinza de madera
Mechero Bunsen
Varilla de vidrio
Reactivos:
Solución A
Solución B
HCl conc.
NaOH 10%
Papel tornasol
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PROCEDIMIENTO:
La reacción de Fehling se realiza del siguiente modo:
Añadir en un tubo de ensayo 1 mL de la solución de Fehling A y 1 mL de
la solución de Fehling B.
El líquido del tubo de ensayo adquirirá un fuerte color azul.
Calentar el tubo al baño María o directamente en un mechero. Si el
reactivo cambia de apariencia, no se encuentra en buen estado y se
deben preparar nuevamente las soluciones A y B.
Se toman 3 mL de la muestra que se quiera analizar y se vierten en el
reactivo preparado. Se calienta.
La reacción será positiva si la muestra se vuelve de color rojo-ladrillo y
aparece un precipitado.
La reacción será negativa si la muestra queda azul, o cambia a un tono
azul-verdoso. En este caso hacer la hidrólisis con HCl y volver a hacer
este ensayo previa alcalinización del medio con NaOH 10%.
29
30
extracción sólido-líquido
el extractor Soxhlet.
31
32
El extractor Soxhlet
El extractor de tipo Soxhlet se aplica a analitos que no se pueden
separar por volatilización (en fase gas) pero sí son extraíbles
empleando un disolvente adecuado. La gran ventaja del Soxhlet es
la eficacia en el proceso de remojo de la fase sólida.
El esquema del instrumento es sencillo:
-Un matraz de base redonda que contendrá el disolvente.
-Un contenedor intermedio de vidrio en el cual se coloca la muestra
dentro de un cartucho que está abierto en su parte superior siendo
poroso al disolvente y a la posterior disolución del analito (se vende
comercialmente).
-Un refrigerante.
33
El matraz es calentado con una manta calefactora para
producir evaporación del disolvente. A través de un asa
lateral el vapor de disolvente llega al contenedor que
contiene el cartucho con la muestra ascendiendo por el
contenedor hasta el refrigerante. Cuando el vapor de
disolvente llega al refrigerante condensa y cae en forma
líquida sobre la muestra extrayendo el analito. (para que
esto ocurra la muestra finamente dividida).
El analito disuelto en disolvente pasa por un sifón, el
cual al llenarse y desbordar, descarga sobre el matraz
redondo.
Cuando el proceso de disolución se da por finalizado se
añade una última etapa: la evaporación. El disolvente se
evapora por calentamiento, concentrando la muestra.
34
Ventajas del extractor Soxhlet
El disolvente y la muestra están en contacto íntimo y repetido, de manera
que se mejora muchísimo la extracción porque siempre se emplea un
disolvente limpio.
El disolvente proviene de una condensación por lo cual es líquido y
además está caliente. Esto favorece la solubilidad del analito.
No se requiere filtración posterior. El disolvente orgánico se evapora
quedando sólo analito.
Gran capacidad de recuperación.
Instrumentación simple.
Inconvenientes del extractor Soxhlet
Es un proceso extremadamente lento e imposible de acelerar.
Se requiere gran cantidad de disolvente.
Inaplicable a analitos termolábiles, que se descompongan con el calor o
reaccionen.
Necesidad de etapa final de evaporación.
El método no depende de la matriz
35
Material para cada equipo de
extracción




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
1 manta calefactora
1 pieza Soxhlet
1 matraz redondo de 500 mL
1 refrigerante a reflujo dotado de sus 2 gomas para conexión a red de
agua y desagüe.
1 probeta de 250 mL
1 trozo de porcelana (piedritas de ebullición)
pie de bureta, 2 nueces y 2 pinzas ,1 soporte de corcho
1 tijera
1 embudo
1 clip (para sujetar el matraz redondo), 1 cronómetro
1 soporte de altura regulable
papel de filtro para preparar un cartucho (dedal de extracción) u,
opcionalmente, un cartucho de celulosa.
36








Procedimiento
Se pesan unos 20 g de muestra homogeneizada .
Se colocan dentro del cartucho de extracción. Con una pinza
metálica se sujeta el cartucho cargado y se desliza dentro del
cuerpo del Soxhlet.
Dentro del matraz redondo se colocan 100 mL de agua
destilada y piedritas de ebullición. Es necesaria una cantidad tal
de agua que llene el asa de la parte intermedia para que
durante el proceso de extracción sifone y recircule.
Se monta la parte inferior del dispositivo (con el pie de bureta,
la manta calefactora, el matraz y el soxhlet, pero sin el reflujo).
Es conveniente que la manta calefactora repose sobre un
soporte estable pero removible para que al finalizar se pueda
retirar y el enfriamiento sea más rápido.
Se conecta el refrigerante al suministro de agua de manera que
ésta circule a contracorriente y se procede a su llenado.
Se acopla al dispositivo.
Comenzar a calentar y observar como sifona el extracto.
37
Tras el montaje se pone en marcha la
manta calefactora (en la posición 7) y
se
regula el caudal de agua del reflujo. El
agua, una vez que alcanza su
temperatura de ebulición, se evapora y
llega al refrigerante condensándose y
cayendo en el compartimiento del
cartucho con la muestra. Se lixivia la
muestra y una vez que el líquido ha
alcanzado la altura del sifón, se
descarga en el matraz.
Se dará por finalizada la extracción
una vez que se hayan completado 4
ciclos de extracción.
38



Al finalizar el cuarto ciclo se detiene el
calentamiento, retirando la manta
calefactora.
Cuando el extracto deja de hervir, se quita el
Soxhlet con cuidado y se extrae el cartucho
que se desecha.
Se deja entonces el matraz redondo
destapado unos 10 min sobre la manta
calefactora apagada, para su enfriamiento.
39
CARBÓN ACTIVADO


Término genérico que describe una familia de adsorbentes
carbonáceos altamente cristalinos y con una estructura poral
interna extensivamente desarrollada.
Es un material que se caracteriza por poseer una cantidad muy
grande de microporos (poros menores a 1nanómetro de radio).
A causa de su alta microporosidad, un solo gramo de carbón
activado puede poseer un área superficial de 500 m² o más.
Nanoporos de una muestra de carbón activado,
vistos al microscopio electrónico
40






Proceso del carbón activado
El proceso del carbón activado se basa en producir un carbón a partir
de materiales como: cortezas de almendros, cáscara de coco, turba,
petróleo, brea y polímeros, nogales, palmeras u otras maderas, y
carbón mineral. Este proceso se puede dividir en dos tipos:
Activación física (térmica). Se lleva a cabo en dos etapas, la
carbonización que elimina elementos como hidrógeno y oxígeno para
dar lugar a una estructura porosa rudimentaria y la etapa de
gasificación del carbonizado que se expone a una atmósfera oxidante
que elimina los productos volátiles y átomos de carbono, aumentando
el volumen de poros y la superficie específica. Esto se hace en distintos
hornos a temperaturas cercanas a 1000ºC
Activación química. El material se impregna con un agente químico que
puede ser ácido fosfórico o hidróxido de potasio y se calienta en un
horno a 500-700ºC. Los agentes químicos reducen la formación de
material volátil y alquitranes, aumentando el rendimiento del carbón. El
resultante se lava para la eliminación de ácido.
El tipo de material con el que se produce el carbón activado afecta el
tamaño de los poros y las características de regeneración del carbón
activado. Los dos tipos de clasificación son: carbón activado en polvo,
con diámetro menor o igual a 0.25mm y el carbón granular, con
diámetro superior a los 0.25mm.
Los tamaños de los poros van desde los más pequeños, llamados
microporos (hasta 2.0 nm), hasta los mesoporos (de 2.0 a 50 nm) y
macroporos (mayores de 50 nm).
41
Aplicaciones del carbón activado



Uso médico: agente adsorbente para tratar envenenamientos y sobredosis por
ingestión oral. Previene la absorción del veneno en el estómago. El uso
incorrecto de este producto puede producir broncoaspiración (ingreso a los
pulmones) y puede dar lugar a un desenlace fatal si no es controlado.
Filtros para aire, gas comprimido y purificar el agua
Los filtros con carbón activado se utilizan generalmente en la purificación de
aire, agua y gases, para quitar vapores de aceite, sabores, olores y otros
hidrocarburos del aire y de gases comprimidos. Los filtros con partículas más
pequeñas de carbón activado tienen generalmente una mejor tasa de adsorción.
Usos ambientales
Las propiedades de adsorción del carbón activado son muy útiles en la
eliminación de contaminantes del aire como de flujos de agua implicados en
procesos industriales:
-Limpieza de vertidos
-Recuperación de aguas superficiales
-Tratamiento de agua potable
-Purificación de aire
-Recogida de compuestos volátiles procedentes de procesos industriales como
pintura,
42
limpieza en seco, etc.
Tierras de diatomeas o diatomita

Composición
Rocas silíceas sedimentarias, de color blanco.
Constituidas por restos fosilizados de plantas unicelulares
acuáticas relacionadas con las algas, las diatomeas. La
presencia de diatomeas es visible incluso en lagunas de aguas
quietas, en la forma de una nata iridiscente en la superficie, o
una película gelatinosa de color café en las rocas y vegetación
acuática.

Usos industriales
Por ser químicamente inertes y exhibir una gran área superficial
por unidad de masa, las tierras de diatomeas son excelentes
portadores y dispersantes de productos químicos. En agua, la
diatomita es capaz de absorber hasta 2,5 veces su peso.
43

Donde las propiedades únicas de la sílice diatomácea son más
relevantes, sin embargo, es en su uso como auxiliar filtrante.
Cuando a un líquido con impurezas se le agrega tierra de
diatomeas y se le hace pasar a presión por una malla o tela
filtrante, ésta se acumula a un lado del medio filtrante,
formando una capa porosa incompresible con múltiples e
intrincadas vías de tránsito. En los finísimos poros que
constituyen las estructuras secundaria y terciaria de las frústulas
de diatomeas, las impurezas, aún en el rango submicrónico, son
retenidas por absorción mecánica y retiradas del filtrado.
44
REMOLACHA LAVADA Y TRITURADA
Extracción Sólido- líquido por inmersión
Extracción sólido – líquido por Soxhlet
Filtración con colador
Líquido coloreado
Sólido se descarta
C activado
Filtración con papel
Sólido se descarta
Filtrado
Filtración con tierra de diatomeas
Líquido
Sólido se descarta
Índice de
refracción
Concentración
Sin hidrolizar
Con hidrólisis
Cristalización
Reactivo de Fehling
Observación de cristales
Punto de fusión
45
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL:






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





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




1.- Corte la remolacha lavada en cubitos de 3 x 3 mm aproximadamente, o rállela, según se le indique.
2.- Proceda a la extracción con Soxhlet o mediante tratamiento con agua caliente.
Si se utiliza Soxhlet ver pág. 42.
Si procede por tratamiento con agua caliente, coloque 20 g de la remolacha cortada en un vaso de Bohemia, cúbrala
con 100
mL de agua destilada. Caliente, sin llegar a ebullición, por 20 – 30 minutos. Mantenga el volumen constante.
3.- Filtre con colador: el sólido se descarta y se continúa trabajando con el líquido.
(Si utilizó Soxhlet, descarte el cartucho y continúe trabajando con el líquido).
De aquí en adelante el procedimiento es el mismo para cualquier tipo de extracción.
4.- Agregue C activado para decolorar y caliente no superando los 60°C , durante 5 minutos.
5.- Filtre a través de papel de filtro.
6.- Repita los pasos 4 y 5 si la decoloración no ha sido completa. Siempre se trabaja con el líquido.
7.- Prepare el lecho de tierra de diatomeas. Para ello, acondicione el embudo Büchner con un círculo de papel de filtro del
tamaño adecuado y humedézcalo con agua destilada.
En un vasito de Bohemia coloque 1,32 g de tierra de diatomeas ( cantidad necesaria para formar un lecho de
aproximadamente 2 mm de espesor en un embudo Buchner de D= 5,8 cm). (500 g / m2). Agregue agua destilada
agitando
con varilla de vidrio hasta que se forme una suspensión.
Vierta esa suspensión dentro del Büchner de manera que cubra toda la superficie filtrante y aspire con trompa de agua
evitando la
sequedad y resquebrajamiento del lecho.
8.- Vierta el líquido obtenido en 6 dentro del embudo Büchner y aspire con trompa de agua. Obtendrá una solución.
9.- Mida el índice de refracción de la solución obtenida. (ver pág. 25)
10.- Haga el ensayo de Fehling sobre 2 mL de la solución. Si da negativo, coloque otros 2 mL en un tubo , adicione 3 gotas
de
HCl conc. y caliente a ebullición durante 2 minutos. Repita el ensayo de Fehling sobre esta solución, previa
alcalinización del
medio con NaOH 10%.
11.- En un vaso de Bohemia concentre el resto de la solución obtenida en el ítem 8 , por calentamiento a baño María hasta
aproximadamente la
mitad de su volumen.
12.- Agregue un cristal de sacarosa para inducir la cristalización. Con varilla de vidrio raye la pared del vaso y colóquelo en
heladera.
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13.- Reconozca la sacarosa obtenida mediante reactivo de Fehling , punto de fusión y observación de cristales.
Determinación del punto de fusión con
capilares:
Materiales y equipo
• Sólido: sustancia obtenida seca ( punto de fusión : 185-187°C ).
• Mechero
• Aceite
•Vaso de Bohemia 250 mL
• Trípode
• Tela metálica
• Pinzas
• Mortero
• Termómetro
• Capilares
• Bandas de caucho
Procedimiento


Se introduce una pequeña cantidad del sólido pulverizado en un capilar
previamente sellado (con calor) por un extremo, compactándolo bien hasta el
fondo del extremo sellado.
El capilar se sujeta al termómetro con una bandita de caucho, asegurándose
que la muestra quede a la misma altura del bulbo del termómetro . Se
sumergen ambos en un baño de aceite sin que éste entre en el capilar.
47

Se inicia el calentamiento cuidando de que sea suave y gradual: 2-3 °C por
minuto. Cuando se inicie la fusión del sólido, se retira el mechero y se anota la
temperatura, luego se anota la temperatura a la cual ya se ha fundido toda la
sustancia (la temperatura de fusión se reporta como un rango).
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OBSERVACIÓN DE CRISTALES

Cristales monoclínicos
de sacarosa
49
SUCRALOSA:

Es el único edulcorante que se obtiene a partir de la
sacarosa. El proceso, que consta de 5 etapas,
sustituye selectivamente tres átomos de grupos
hidroxilo por tres átomos de cloro en la molécula de
sacarosa, dando como producto final sucralosa, con
una pureza aproximada del 98%. Este intercambio
produce una molécula extremadamente dulce y
estable. La molécula de sucralosa es muy
hidrosoluble, al igual que el azúcar y poco soluble en
lípidos. Fue aprobado por la FDA en Abril de 1998,
para su uso en 15 categorías diferentes de comidas y
bebidas.
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SUCRALOSA
1,6-dicloro-1,6-dideoxi-ß-D-fructofuranosil-4-cloro-4-deoxi-α -D-galactopiranósido
4,1',6'-triclorogalactosacarosa
51
SACAROSA:
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Seguridad de la Sucralosa
Más de 100 estudios realizados en 18 años, avalan su seguridad.
- No es tóxica
- No es carcinogénica
- No causa cambios genéticos
- No afecta la reproducción masculina o femenina
- No causa defectos congénitos
- No afecta el sistema nervioso central
- No afecta la secreción normal de insulina ni el metabolismo de los hidratos de
carbono en personas con diabetes
- Se absorbe en pequeñas cantidades y se excreta rápidamente, sin causar
efectos secundarios gastrointestinales indeseables
- No fomenta el desarrollo de caries dentales
- No se hidroliza ni pierde moléculas de cloro durante el metabolismo
Este cuadro fue adaptado de: "Splenda™: Endulzante de Marca - Monografía para
Profesionales de la Salud", Johnson & Johnson.
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Dulzor relativo: Aproximadamente 600 veces más dulce que el azúcar.
Metabolismo: La sucralosa no es descompuesta por el cuerpo tras su ingestión, sino
que es simplemente excretada. No aporta calorías.
Ventajas
Tiene un perfil de dulzor de alta calidad.
La sucralosa, que es extremadamente estable, mantiene su dulzor durante el procesado
de los alimentos a altas temperaturas y por largo períodos de almacenamiento, incluso
con un bajo pH.
La sucralosa es muy soluble y fácil de manipular.
Se combina sinérgicamente con los edulcorantes nutritivos y con otros edulcorantes no
nutritivos.
No provoca caries.
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Aplicaciones
La sucralosa se puede utilizar en un amplio abanico de productos que incluye:
edulcorantes de mesa
productos de mezclas
pastas para untar a pasteles
bebidas no carbonatadas
goma de mascar
salsas y aderezos
bebidas refrescantes
fruta enlatada
base de frutos
productos lácteos
mix de productos secos
postres helados
etc.
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