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Materiales de laboratorio. PARTE VII. (Tubos de seguridad, refrigerantes, retortas, tubos desecadores y depurador de gases)

Alejandro Alfredo Aguirre Flores. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

La presente entrega tiene por finalidad dar a conocer la utilidad de cinco importantes instrumentos de uso cotidiano en los laboratorios de química y biología, iniciamos esta pequeña entrada destacando la utilidad de los tubos de seguridad, tubos  refrigerantes, retortas, tubos desecadores y finalmente el muy útil depurador de gases. Sean todos bienvenidos y no se olviden que pueden encontrar más información acerca de distintos materiales de laboratorio dándole click al siguiente enlace de nuestra categoría: Materiales y aparatos para laboratorio de química

1.- TUBOS DE SEGURIDAD

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Los tubos de seguridad se constituyen como verdaderas válvulas de seguridad empleados en el desprendimiento excesivo de gases. éstos son fabricados en vidrio son de forma recta y terminan por la parte superior con un pequeño embudo cual si fuera una cámara ovoidea; antes de llegar a esta zona ensanchada a veces suelen presentar en su trayecto llaves, es decir una, dos o más recámaras esféricas que ayudan a lidiar con las sobre presiones que se pueden producir con la emanación de gases, regulando de esta manera una posible salida violenta de los mismos o de las muestras, a su vez  amplían el rango de volumen que son capaces de contener. El modo de empleo implica fijarlos previamente a un corcho perforado y éste ser insertado en la boca de un recipiente que contenga la muestra que pueda producir una presión excesiva o un vacío parcial impidiendo de esta manera la explosión del aparato o una reabsorción.

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En la imagen anterior podemos apreciar un sistema muy importante en laboratorio que consiste en un tubo de seguridad con una llave y otro tubo de vidrio acodado (tubo de escape de gas) ambos se ajustan y fijan en un corcho bihoradado atravesándolo. Este conjunto o aparato se denomina: GENERADOR DE GAS, que es un sistema abierto de formación y liberación de gases.

2.-  TUBOS REFRIGERANTES (CONDENSADORES)

Los tubos refrigerantes son materiales de alta frecuencia de usos en procedimientos laboratoriales, son fundamentales en procesos de extracción, reflujo, saponificación, síntesis orgánica, destilaciones, etc. Los también conocidos como condensadores tienen por finalidad servir como agentes de refrigeración (enfriamiento) de los vapores (gases) que se han de desprender por calentamiento del reactor al que se acople, puede ser un balón que contenga una muestra determinada sometida al calor, dichos gases al circular en los tubos atraviesan un cambio de fase producto del descenso de temperatura evitando la pérdida de productos o evitando la emanación de gases indeseables sus aplicaciones son muy variadas.

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Constan de una parte interna con forma cilíndrica, espiral o de bolas, los gases recorren esta zona  mientras que por la parte externa céntrica y hueca fluye el agua de refrigeración  que ingresa por un pequeño tubo al que se añade una manguera que va desde la conexión de agua hasta la parte interior del tubo (sin entrar en contacto directo con los gases) sube hasta la salida de agua que por medio de un tubo  conduce mediante una manguera el agua hacia afuera del tubo refrigerante, es así como se da un intercambio calórico entre el agua de refrigeración con una temperatura mucho menor que la de los gases consiguiendo de esta manera condensar de nuevo a los vapores volviéndolos a su fase líquida regresándolos hasta  sus contenedores originales (por lo general balones). Dentro de sus clasificaciones se puede encontrar el Refrigerante de Liebig (cilindro interno recto); de serpentín o espiral y de bolas o llamado también de rosario, este ultimo posee un nombre no tan difundido, su nombre original es tubo refrigerante de Allihn. Estos son de adaptación esmerilada y cumplen la función de aparatos de extracción. Algunos de los aditamentos o accesorios que se puede añadir a ellos por la parte superior y dependiendo de su función puede ser un sin fin de adaptadores, extensores, cabezales o alargaderas; si necesitas más información al respecto puedes encontrarla en la  categoría que en la parte superior se mencionó o a su vez puedes hallar más sobre alargaderas en el siguiente enlace: Materiales de Laboratorio.(PARTE IV. Tubos de vidrio fusible, codos, alargaderas, capilares y varillas).

A CONTINUACIÓN UN BONITO EXPERIMENTO DE DESTILACIÓN SIMPLE DEL VINO PARA OBTENER ETANOL:

3.- RETORTAS

Históricamente las retortas han jugado un papel fundamental en la química y en la física, es gracias a ellas por ejemplo que se han podido estudiar el comportamiento de los gases y por otra parte han sido de utilidad incluso en campos como la microbiología; estos recipientes de vidrio o en ocasiones de porcelana tienen una apariencia bastante peculiar ya que son algo semejantes a una pipa para fumar. Existen retortas mono horadadas que presentan un tapón esmerilado en la parte superior otras en cambio simplemente presentan una extensión alargada en la parte superior que le da su característica principal y en ocasiones incluyen pequeños tapones para las puntas, éstos sirven para contener gas al interior y evitar su pérdida.

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Retorta con salida superior para tapón esmerilado.
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Retorta de porcelana.
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Retorta sin tapón.

4.- TUBOS DESECADORES

Son de vidrio y su principal objetivo es eliminar todo vapor de agua de los gases de allí su tradicional nombre de “desecador de gases”, los más utilizados son los afamados desecadores de cloruro de calcio, de los que existen gran número de modelos, así tenemos:

TUBO DESECADOR NORMAL O RECTO: 

Se presenta de forma cilíndrica por un extremo, empezando por el extremo que posee tapón es importante mencionar que es por ahí por donde se permite la entrada del gas, por el otro extremo es esférico y es donde se alojará la sustancia ávida de agua (cloruro de calcio) y a su vez  permite la salida o escape de gas seco mediante una prolongación del tipo tubular.

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TUBOS DESECADORES EN “U”

Existen en diversos modelos van desde los simples conservando su típica forma en U, hasta los que tienen en sus extremos tapas esmeriladas y tubuladuras laterales. Interiormente llevan la sustancia desecadora. Son muy sencillos de montar y desmontar para pesarlos después de la actividad desecadora, también suelen ser utilizados en prácticas de electrólisis y determinación de metales  por métodos electroquímicos.

 

 

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DESECADORES EN U  CON TAPAS ESMERILADAS Y TUBULADURAS LATERALES
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Tubo desecador en U sencillo.

TORRE O COLUMNA DESECADORA

La columna desecadora es un recipiente cilíndrico con una embocadura y tapón de desfogue de gas, posee un ligero ensanchamiento por la parte inferior que posee una embocadura o tubuladura la que permite la entrada de gas húmedo o alguna otra sustancia, está fijada a una base o pie grueso y macizo que evita caídas, si la actividad es del tipo desecadora entonces el cloruro de calcio se coloca en la parte superior cilíndrica. Básicamente la columna  puede usarse como reactor  así como control de paso de gases secos cual si se tratara de una válvula.

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5.- DEPURADOR DE GASES

Muchas veces los gases que se obtienen en un proceso químico NO son puros y se constituyen verdaderas mezclas con impurezas, por esta razón es fundamental purificarlos antes de recogerlos, para ello se los hace burbujear por líquidos que contengan impurezas de otra naturaleza, en ocasiones el agua es suficiente para este fin, el contendedor que sirve para esta finalidad es el “depurador de gases”, que generalmente es de vidrio y consiste en una tubuladura central por la que pasa el gas a ser burbujeado, la parte superior puede presentar llaves que  ayuden a controlar las sobrepresiones del aparato, en la actualidad existen sofisticados equipos para esa finalidad  por su implicación en las ciencias de la salud.

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REFERENCIAS:

Ing. Carrillo Alfonso A. (1990). Materiales y aparatos para laboratorio de química. Gráficas Mediavilla Hnos. Quito-Ecuador

 

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Usos y Aplicaciones de los Compuestos Aromáticos en la industria de Alimentos

Lucía Jaramillo Cando. [1]

Lesly Espinoza Buitrón. [1]

Alejandro Aguirre F. [1]

[1] Universidad Central del Ecuador-Fac. Ciencias Químicas-Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

INTRODUCCIÓN

Los hidrocarburos aromáticos son parte de la gran familia del Benceno, puesto que tienen por núcleo uno o más anillos bencénicos, al presentar una estructura cíclica insaturada por esta razón se les denomina también arenos así lo menciona (Claramount, y otros, 2013); y son precisamente dicha característica que confiere aromaticidad a este tipo de compuestos debido a un traslape efectivo entre sus electrones π (pi) puesto que la presencia del anillo bencénico hace que su molécula presente tres pares de electrones deslocalizados en un ciclo plano adicionalmente el cumplimiento de los principios de Hückel. En definitiva estas características confieren cierta reactividad a este tipo de compuestos en los que reside una gran estabilidad proveniente de la deslocalización electrónica existente que en muchos casos incita a la resonancia, dando lugar a que las nubes electrónicas se encuentre en una relativa mayor “comodidad” como resultado de sus repulsiones débiles que si estuvieran localizadas en tres enlaces π.

Entorno a la investigación se han tomado en cuenta múltiples compuestos aromáticos derivados del Benceno así como compuestos heterocíclicos aromáticos que se relacionan con la industria de alimentos y derivados; tomando como factor común la “degeneración” de orbitales (con la misma energía) que tiene lugar en el núcleo del anillo bencénico, a su vez la presente investigación relaciona los aspectos negativos que pueden tener respecto a la industria alimentaria en efecto, su relación con la salud humana.

DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

 

Aplicaciones del benceno

El benceno desde su descubrimiento por parte de Michael Faraday en 1825, tras lograr aislarlo desde una sustancia oleosa extraída de una lámpara común de queroseno y su posterior formulación (C6H6) demostrando que posee seis átomos de carbono equidistantes y equivalentes, propuesta por Eilhard Mitscherlich en 1834; el benceno es por sí mismo el principal representante de los compuestos orgánicos aromáticos (Wade, 2011).

Tiempo después fueron múltiples los estudios realizados entorno a su síntesis y presencia en la naturaleza, así Hoffman en 1845 lo aísla a partir de la hulla, levantando así un indicio de su presencia en el petróleo. Pero no fue hasta que el Nobel de Química Linus Pauling consiguiera encontrar el verdadero origen de su comportamiento, la resonancia o mesomería en la cual ambas estructuras de Kekulé se sobreponen.

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Ilustración 1 Comportamiento del anillo bencénico.

De manera general el benceno es utilizado en la fabricación de tintas, detergentes, explosivos, caucho, plásticos y fármacos. Sin embargo y a pesar de presentar riesgos para la salud ya que normalmente según la FDA posee en sus etiquetas frases tales como la R45 que menciona riesgo para la salud y causa de aparecimiento de cáncer y sus respectivas R48/23/24/25 que lo consideran como un compuesto del tipo tóxico capaz de representar riesgo de efectos graves para la salud en caso de exposición prolongada por inhalación, contacto con la piel e ingestión (Documentacion Ideam, 2003). Las industrias alimenticias en algunos países lo siguen utilizando como solvente para la extracción de esencias y concentrados a continuación algunos ejemplos.

Especias y condimentos-determinación de humedad en pimienta gorda. Método de prueba.

 

Según la publicación mexicana cuyo título original fue publicado como: Spices and condiments-determination of moisture content of all spice method of test (1988). Menciona al benceno como solvente indicado para la determinación de la humedad en pimienta gorda, lo importante del artículo radica en que no atenta contra la salud de los consumidores puesto que el método propuesto es únicamente para el análisis laboratorial de la pimienta mas no para su consumo inmediato.

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Ilustración 2 Pimienta Negra (gorda)

El método desarrollado por Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos de México menciona que el benceno por su punto de ebullición e insolubilidad en agua permite una adecuada destilación continua del agua presente en una muestra de 30 a 35 g de semillas de pimienta gorda en 75 a 100 cm3 de benceno, la investigación sugiere la ecuación siguiente para el cálculo de la humedad (Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos, 1988):

Donde:                                                   Humedad %=(A* ρ)/M*100

A= Volumen de agua (cm3)

ρ = Densidad del agua (g/cm3)

M= Peso de la muestra (g)

 

Benceno como contaminante de los alimentos, fuentes hídricas y agua potable

 

Por otra parte el benceno ha sido uno de los principales contaminantes del agua potable en comparación con otros compuestos según menciona (Echeverry, 2016), alimentos como café, pan comercial, agua potable y envasada, frutas, verduras, bebidas isotónicas, chicles, derivados cárnicos, alimentos con saborizantes, helados, yogurt e incluso cosméticos en todo el mundo han presentado trazas de benceno, que como se mencionó anteriormente es altamente tóxico, el origen de dicho mal puede deberse a malas prácticas de manufactura en las industrias no alimenticias, mismas que desechan sus aguar residuales sin un adecuado control de sustancias contaminando de esta manera los recursos hídricos, la norma técnica internacional establecida por la FDA menciona que no se excederá la cantidad de 1μg/l de agua caso contrario se considera como muestra contaminada y requiere tratamiento emergente, a su vez la OMS (Organización Mundial de la Salud) y la Agencia para la Protección del Medio Ambiente (EPA), clasifica al benceno como parte de la lista de compuestos emergentes en el tratamiento de aguas por su persistencia y sus efectos negativos para la salud humana así lo afirma (Barceló & López de Alda, 2010).

Benceno como producto residual en la síntesis de benzoatos presentes en alimentos

Alimentos tales como las salsas de tomate (Kétchup), sodas y aquellos que presenten benzoato de sodio o potasio en general pueden tener mayor incidencia de trazas de benceno, y aunque el benzoato puede parecer inofensivo las industrias alimenticias y químicas en general sintetizan este compuesto a partir del benceno, a su vez y al no existir un proceso ciento por ciento efectivo, nada puede frenar el aparecimiento de rachas de reactivo en los productos finales así lo afirma (Echeverry, 2016). A continuación la síntesis comúnmente utilizada para la formulación del benzoato sódico:

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Ilustración 3 Síntesis del Tolueno, Benzoato sódico y ácido benzoico. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_benzoico

En relación al tema la Administración de Alimentos y Drogas de los Estados Unidos (FDA) por sus siglas en inglés, menciona que las sales de benzoato al ser expuestas a la luz y al calor en presencia de vitamina C (común en ciertos alimentos tales como gaseosas y fármacos) al reaccionar pueden causar cantidades residuales de benceno, este factor entorno a la industria de bebidas ha sido muy criticado por que normalmente las bebidas gaseosas son transportadas en vehículos con exposición directa a la luz solar creando el factor adecuado para su transformación y en consecuencia convertirse en un factor nocivo para la salud de los consumidores (Echeverry, 2016).

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Ilustración 4 Las gaseosas carbonatadas, por factores de estabilidad presentan benzoatos de sodio y potasio que al reaccionar con la luz y el calor pueden formar rachas de benceno.

 

Aplicaciones de otros compuestos aromáticos

 

Uso de las Quinolinas e Isoquinolinas en la industria alimenticia

Las quinolinas e isoquinolinas con compuestos cíclicos en los que un anillo bencénico y uno de piridina se hallan fusionados y eso aplica también para su correspondiente catión quinazolinio; aunque el criterio de carácter aromático de Hückel predice aromaticidad en compuestos mono cíclicos se conoce que este tipo de compuestos conservan sus propiedades aromáticas así lo considera (Dep. Fquím. UNAM, 2015); es así como muchos de sus derivados son utilizados en múltiples sectores industriales tales como el actinoquinol utilizado en la fabricación de pantallas UV, benzoquinolina utilizada en la fabricación de desinfectantes, lotrifen que es un derivado de las quinolinas ampliamente usado como abortivo o el dimetisoquin potente anestésico y finalmente la papaverina en la fabricación de relajantes musculares.

 

Amarillo de quinoleína (E E104) o amarillo de quinolina

 

El amarillo de quinolina es un importante ingrediente sintético para la industria de alimentos como agente colorante entre sus aplicaciones más destacadas están:

 

  • Dulces de azúcar y golosinas.
  • Repostería de naranja, vainilla y chocolate.
  • Panadería.
  • Bebidas alcohólicas y no alcohólicas hidratantes, energizantes, bebidas electrolíticas.
  • Heladería.
  • Snacks y botanas.
  • Salsas y condimentos.
  • Bebidas Carbonatadas.
  • Quesos en polvo.
  • Frituras y otros.

Según afirma (Badui, 2013), el color de los alimentos es muy importante para el consumidor a razón de ser el primer contacto e impresión que tiene un potencial comprador en respuesta de lo que visualmente aprecia del producto, lo que es determinante para la aceptación o rechazo del mismo.

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Ilustración 5 Alimentos que contienen colorante E E104 (Amarillo de quinolina) Fuente: http://hablemosclaro.org/ingrepedia/amarillo-de-quinolina/#1502293691178-e5ac3059-a00b

La síntesis del compuesto parte del sulfonato 2-(2-quinolil)-1,3-indadiona, consiste principalmente de las sales sódicas de mezclas de sulfonatos, monosulfonatos, tiosulfonatos como agentes colorantes con la presencia de cloruro de sodio y/o sulfato de sodio como sustancias no colorantes.

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Ilustración 6 Estructura Química del Amarillo de Quinolina. Fuente: http://hablemosclaro.org/ingrepedia/amarillo-de-quinolina/

El amarillo de quinolina es empleado en la industria de alimentos como agente colorante, lastimosamente estudios han demostrado riesgos para la salud ante este aditamento alimenticio, a tal punto que según menciona (Pliskin, 2017) ha sido prohibido en muchos países tales como: Estados Unidos, Australia, Finlandia, Noruega y Austria; y en muchos se ha sugerido evitar su consumo. Esta sustancia es soluble en agua y dentro de las industrias de mayor tendencia a su utilización son las de fabricación de fideos y pastas; así como también en marcas como HARIBO que fabrican dulces y gomas del tipo masticable (gomitas) y con respecto a las bebidas lácteas en diversas cremas y postres, de las bebidas más populares en las que se puede ubicar dicho colorante está la gaseosa FANTA de Coca Cola Spring Company. Entre los daños para salud más notables están la hipersensibilidad a la sustancia o su intolerancia (Pliskin, 2017).

 

Aplicaciones de las pirazinas en los alimentos

 

La pirazina es un compuesto orgánico aromático heterocíclico. Su molécula presenta una simetría con grupo puntual D2h. Es un sólido de apariencia cerosa o cristalina. Presenta un fuerte olor similar al de la piridina. Es volátil con vapor de agua (UDEA, 2010).

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Ilustración 7 Estructura de la Pirazina.

Las pirazinas normalmente son factores de control en la industria vinícola y su síntesis ha evolucionado de la siguiente manera:

  • Síntesis de Staedel-Rugheimer (1876): Reacción de 2-cloroacetofenona con amoniaco para obtener la 2- aminocetona, la cual se condensa para formar la dihidropirazidina, y se forma la aromaticidad por oxidación posterior.
  • Síntesis de Gutknecht (1879): Ciclización de α-aminocetonas, producidas por reducción de isonitroso cetonas, para obtenerse las dihidropirazinas. Estas son posteriormente deshidrogenadas con óxido de mercurio (I) o sulfato de cobre (II), e inclusive con oxígeno atmosférico: 34
  • Síntesis de Gastaldi (1921): Se requiere de (4-N-sulfonilamino)cianometil cetonas.
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Ilustración 8 Pirazinas en Alimentos Fuente: https://lanocheenvino.com/2017/03/28/que-son-las-pirazinas/

Las pirazinas actúan como descriptores aromáticos en ciertos alimentos como el pimiento verde, las mismas se distribuyen en diferentes alimentos y verduras (espárragos y arvejas), por otro lado, las pirazinas forman parte de las uvas blancas y tintas mismas que confieren notas olfativas al vino así lo afirma (Cabeller, 2018).

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Ilustración 9 Uvas Blancas (verdes) para la elaboración de vino blanco. Fuente: https://lanocheenvino.com/2017/03/28/que-son-las-pirazinas/

Según la autora la concentración de pirazinas disminuye a medida que madura la uva por lo que en ocasiones los niveles altos de esta molécula en el vino es asociado con la falta de maduración de las uvas; a su vez de encontrarse en este estado (muy concentrado) es indicador negativo en la calidad del vino.

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Ilustración 10 Pirazinas comunes en las uvas para vinos. Fuente: http://vinospasini.blogspot.com/2012/07/aromas-verdes-del-vino.html

Por esta razón la necesidad de exhaustivos controles en el viñedo antes y después de la cosecha en este proceso entra en juego el profesionalismo y experiencia del enólogo por encima del mismo agricultor, la dificultad radica en el momento de la cosecha, puesto que la madurez de la uva es un fenómeno asincrónico puesto que maduran en diferentes tiempos los racimos de una misma cepa, cada unidad (granos) del racimo madura de forma independiente y la pulpa, piel y semilla de los granos también es asincrónica razón por la cual es dificultoso determinar el momento óptimo de la cosecha.

Por los motivos expuestos en el párrafo anterior el momento de la cosecha es crucial para condicionar las características sensoriales del vino; factores externos como el clima, la temperatura ambiental durante el periodo de la maduración, agentes químicos presentes en insecticidas son principalmente los influencian de forma directa la concentración de pirazinas en las uvas. Por ejemplo entorno a la temperatura tenemos la siguiente relación: Las temperaturas bajas durante la maduración inducen a producir uvas con nieles mayores de pirazinas (maduración rápida incompleta, no natural o acelerada), las temperaturas cálidas a su vez generan uvas con menores niveles de pirazinas acompañado de tiempos óptimos de maduración.

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Ilustración 11 El uso de polarímetros es indispensable para la obtención de índices de refracción que permitan identificar la presencia de compuestos como la pirazina. Fuente: http://agriculturers.com/que-son-los-grados-brix/

Finalmente las técnicas de vinificación, menciona la autora, impactan también con la concentración de pirazinas en el producto final y entorno a su detección se considera bajo siempre y cuando existan de 2 a 8 ng/l para vinos blancos y de 2 a 16 ng/l en los tintos.

Presencia de la piridina en industria alimenticia

La piridina fue descubierta por Thomas Anderson en 1849 y su nombre proviene del vocablo griego Pyros que significa fuego, en efecto este líquido incoloro presenta una alta inflamabilidad y de forma natural puede identificarse como un aceite (incoloro) de olor desagradable al calentar huesos de animales, la forma natural más común de este compuesto es el NAD, vitaminas B3, B6, B12, etc; es allí donde radica su importancia en la industria alimenticia.

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Ilustración 12 Piridina, azabenceno o azina. Fuente: https://www.ecured.cu/Piridina

Su síntesis parte del alquitrán crudo y es utilizada como solvente en la producción de muchos productos, los más comunes en el sector alimenticio es la producción de condimentos y vitaminas utilizadas en suplementos alimenticios, así lo afirma (Seco, 2014), es importante mencionar que la forma pura de la piridina es mortal, cancerígena, capaz de producir infertilidad se la puede encontrar en especies vegetales como la Belladona (Atropa belladona).

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Ilustración 13 Ilustración Naturalista de la Belladona. 

De manera general la formación de piridina en los procesos industriales de los alimentos se asocia a toxicidad salvo los casos en los que se contribuya con el aroma y el sabor cuyos derivados no son tóxicos así lo afirma (Seco, 2014).

Muchos de los alimentos de consumo diario contienen aromatizantes como resultado de la adición de compuestos que contienen piridina y de forma análoga por la adición de productos naturales en el medio ambiente. Una de las formas más conocidas de esta sustancia como derivado es la PIRIDOXINA, esta sustancia es conocida comúnmente como Vitamina B6, nutriente esencial con propiedades beneficiosas para el metabolismo y sistema nervioso del cuerpo humano, estudios han demostrado que es capaz de estimular energéticamente a un individuo motivo por el cual es ingrediente principal en muchas suspensiones orales y jarabes para niños y demás suplementos alimenticios (B. Pavlov, 1970).

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Ilustración 14 Piridoxina (Vitamina B6)

Entre los valores más importantes en (mg/100g de muestra) de esta importante vitamina en alimentos podemos mencionar la siguiente lista:

  • Pistachos: 1.7mg.
  • Hígado de pavo: 1.0mg.
  • Atún: 0.9mg.
  • Semillas de girasol: 0.8mg.
  • Sésamo: 0.8mg.
  • Salmón: 0.6mg.
  • Maíz: 0.6mg.
  • Avellanas: 0.6mg.
  • Carne roja: 0.5mg.
  • Lentejas: 0.5mg.
  • Duraznos: 0.5mg.
  • Plátanos: 0.3mg.

 

Incidencia del ácido benzoico en industria alimenticia

El ácido benzoico pertenece al extenso grupo de los compuestos aromáticos y es por sí mismo uno de los compuestos orgánicos más utilizados en la industria alimenticia. Su uso más común es como conservante alimenticio, de forma natural el ácido benzoico puede obtenerse de arándanos, ciruelas, canela, frambuesas, clavos de olor entre otros.

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Ilustración 15 Estructura molecular del ácido benzoico.

Este compuestos tiene especial eficacia en alimentos del tipo ácido, la razón de su popularidad en la industria radica en su costo, puesto que no es elevado y resulta muy útil para controlar y frenar el aparecimiento y propagación de levaduras, bacterias (en casos muy específicos) y mohos (MILKSCI, 2003).

 

Sin embargo no todo es beneficio, uno de los principales problemas de este compuesto es su sabor astringente y de cierta forma desagradable, por otra parte presenta ciertos niveles de toxicidad, que aunque es relativamente baja pero mayor en comparación con otros conservantes, puede producir intolerancia a algunas personas, y por este motivo es que su control es muy importante.

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Ilustración 16 El ácido benzoico en la industria de alimentos es identificado como aditivo-conservante E210.

El Conservante E210 (Ácido Benzoico) es utilizado principalmente en el continente europeo como conservante en bebidas refrescantes (gaseosas carbonatadas) como sucede en España así lo afirma (MILKSCI, 2003); entorno a la misma industria de bebidas es utilizado en la fabricación de zumos; productos lácteos utilizados en repostería y galletería así mismo en la elaboración de conservas de vegetales tales como tomates (Cherrys especialmente), pepinillos o pimiento envasados en grandes recipientes para uso de grandes cadenas de restaurantes de consumo masivo; crustáceos frescos o congelados y derivados de pescado; margarinas, salsas (especialmente en su forma de benzoato de sodio o potasio (E211 y E212 respectivamente) como es el caso de la salsa de tomate (MILKSCI, 2003).

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Ilustración 17 Ácido benzoico en los alimentos.

El mencionado conservante industrial se obtiene de al menos 3 formas diferentes en la industrial según menciona (Aditivos Alimentarios, 2016)

  • Oxidación de Naftaleno de anhídrido ftálico con óxido de Vanadio.
  • Oxidación de la mezcla de Tolueno y ácido nítrico.
  • Hidrólisis del clorobenceno.

De forma adicional este conservante está siendo empleado en la fabricación de gelatinas, humus, champiñones, miel, aceitunas, caviar, mermeladas, bebidas de malta y energizantes polos de helado, tortillas de trigo y patatas, frutas en almíbar, alimentos pre cocidos, licores y salsas picantes.

La OMS considera como aceptable una ingestión de hasta 5 mg por Kg de peso corporal y día. Con la actual legislación española esté límite se puede superar, especialmente en el caso de los niños. Otras legislaciones europeas son más restrictivas. En Francia sólo se autoriza su uso en derivados de pescado, mientras que en Italia y Portugal está prohibido su uso en refrescos. La tendencia actual es no obstante a utilizarlo cada vez menos sustituyéndolo por otros conservantes de sabor neutro y menos tóxico, como los sorbatos. El ácido benzoico no tiene efectos acumulativos, ni es mutágeno o carcinógeno (MILKSCI, 2003).

 

Incidencia del benzaldehído (C6H5CHO) en industria alimenticia

El benzaldehído (C6H5CHO), figura como un compuesto orgánico aromático perteneciente a los aldehídos y cetonas, y aunque el presente documento no tiene por finalidad centrarse en aldehídos y cetonas puesto que se abordará en la siguiente unidad de estudio, se considera al benzaldehído un compuesto aromático de alta importancia en la industria de alimentos. El benzaldehído es un compuesto químico que pertenece al extenso grupo de aldehídos aromatizantes, que consiste en un anillo de benceno con un sustituyente aldehído así lo afirma (Gavira Vallejo, 2015). A nivel organoléptico es un líquido incoloro con variaciones hasta tonalidades amarillas (dependerá de su pureza), se identifica por un olor frutal potente a cerezas y almendras amargas.

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Ilustración 18 Benzaldehído, bencenal, fenilmetanal o aldehído benzoico.

En torno a sus propiedades químicas, el benzaldehído es ligeramente soluble en agua, miscible en alcohol y éter; se recomienda su almacenaje en envases cerrados en lugares frescos, ventilados y protegidos de la luz solar puesto que tiende a oxidarse rápidamente en presencia de aire por tanto es recomendable también su almacenaje en frascos ámbar.

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Ilustración 19  Semillas que contienen Benzaldehído de forma natural.

El método de obtención natural es desde las semillas de almendras, ciruelas, cerezas, duraznos, melocotones entre otros; estas semillas poseen cantidades significativas de amigdalinas [glucósido, molécula formada por una parte glucídica y una parte no glucídica (C20H27NO11)], cuando las amigdalinas se rompen por catálisis enzimática o por hidrólisis se obtienen dos tipos de azucares, un cianuro y un benzaldehído formando así benzaldehído de forma natural (Gavira Vallejo, 2015).

Según el autor a nivel industrial, el benzaldehído también puede obtenerse, entre otros métodos, a través de la oxidación del tolueno [hidrocarburo aromático (C6H5CH3)]

En la industria alimenticia, el benzaldehído se usa como aditivo alimentario, entendiendo un aditivo como toda sustancia o mezcla que no aporta valor nutricional y que es agregada en la mínima cantidad posible, para crear, modificar mantener o intensificar las propiedades organolépticas y sus condiciones de conservación.

Todos los productos empleados como aditivos alimentarios están altamente regulados para que su consumo no sea perjudicial para el ser humano.

Sea cual sea su origen, el benzaldehído, es un producto considerado peligroso por el CLP (clasificación, etiqueta y envasado de productos químicos), con la siguiente clasificación, ya que puede provocar reacciones alérgicas en la piel y reacciones en el hígado (no llega a categoría de mortal, mutagénico o cancerígeno), en la industria de alimentos se identifican las siguientes 4 especies numeradas:

  • H302: Nocivo en caso de ingestión
  • H319: Lesiones oculares graves o irritación ocular
  • H332: Nocivo en caso de inhalación
  • H335: Toxicidad específica en determinados órganos.

Y a pesar de ser considero peligroso, forma parte de determinado alimentos, como las piruletas.

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Ilustración 20 Piruletas de caramelo.

Uno de los organismos encargados de esta regulación es la FEMA (Flavors and Extract Manufacturing Assosiation), la cual clasifica el benzaldehído con el número FEMA 2127. Según esta asociación, el aldehído puede ser empleado para dar aroma a almendras amargas, azúcar quemado, cereza, pimientos asados y malta.

Para asegurarse que el consumo del benzaldehído no es peligroso para la salud humana, han establecido unos límites de ppm que los productos alimentarios finales no pueden sobrepasar A continuación la tabla de concentraciones límites en ppm para alimentos que contengan benzaldehído con la finalidad de asegurarse que el consumo del benzaldehído no es peligroso para la salud humana (Gavira Vallejo, 2015).

TIPOLOGÍA DE PRODUCTO PPM MÁXIMO AUTORIZADO
Bebidas no alcohólicas 36 ppm
Helados 42 ppm
Caramelos 120 ppm
Productos horneados 110 ppm
Gelatinas y pasteles 160 ppm
Chicles 840 ppm
Bebidas alcohólicas 60 ppm

 

Aplicación del estireno y poliestireno en el envasado de los alimentos

 

El poliestireno es un plástico versátil usado para fabricar una amplia variedad de productos de consumo. Se sabe que cerca del 50-60% de estireno producido a nivel industrial está destinado a la fabricación de envases de poliestireno para comestibles (Roque Marroquín, 2016).

Dado que es un plástico duro y sólido, se usa frecuentemente en productos que requieren transparencia, tales como envases de alimentos y equipos de laboratorio.

Cuando se combina con varios colorantes, aditivos y otros plásticos, el poliestireno se usa para hacer electrodomésticos, electrónicos, repuestos automotrices, juguetes, macetas y equipamiento para jardines, entre otros a su vez el poliestireno en espuma puede tener más de 95 % de aire.

(Roque Marroquín, 2016) Menciona en su artículo que dados los efectos nocivos para la salud del estireno reportados por el Programa Nacional de Toxicología y su reciente clasificación como “agente carcinógeno racionalmente anticipado” y conocido la factibilidad de la migración de monómeros de estireno a partir de los envases de alimentos hacia su contenido, se considera importante la determinación de esta sustancia como advertencia y prevención de futuros perjuicios contra la salud humana.

Imagen relacionada
Ilustración 21 Bandejillas fabricadas con poliestireno para el envasado de alimentos.

El envasado para el servicio de alimentos de poliestireno suele ser mejor aislante, mantiene los alimentos frescos por más tiempo y cuesta menos que las otras alternativas (Chemical Safety Facts, 2010).

Resultado de imagen para sintesis del poliestireno
Ilustración 22 Polimerización del estireno.

Existen 2 clases de poliestirenos utilizados en industrias varias estos son:

  • poliestireno expandido (EPS)
  • poliestireno extruido (XPS)

Con respecto al estireno se puede decir que es la molécula de partida del polímero antes mencionado, el estireno (C8H8) también conocido como VINILBENCENO etenilbenceno, cinameno o feniletileno. Se utiliza en la fabricación de una amplia gama de polímeros (como el poliestireno) y elastómeros copolímeros, como el caucho de butadieno-estireno o el acrilonitrilo butadieno-estireno (ABS), que se obtienen mediante la copolimerización del estireno con 1,3-butadieno y acrilonitrilo.

El estireno se utiliza ampliamente en la producción de plásticos transparentes y se ve relacionado con la industria alimenticia porque se considera como contaminante de diferentes alimentos, como frutas, hortalizas, nueces, bebidas y carnes. (Chemical Safety Facts, 2010)

DISCUSIONES Y CONCLUSIONES

Como se ha demostrado los compuestos aromáticos tienen una amplia incidencia en la industria alimenticia, sea por estar presentes en la fabricación de múltiples alimentos así como en los procesos de envasado; la identificación de los mismos permite tener una mayor prevención entorno al consumo de alimentos que pueden estar relacionados a compuestos aromáticos tóxicos o persistentes y en lo que respecta a la formación académica del profesional químico de alimentos permite conocer de forma efectiva las múltiples fuentes de contaminación de alimentos lo que en definitiva aporta en el mejoramiento y aseguramiento de la calidad dentro de la industria garantizando alimentos inocuos para el consumo humano, por otra parte es recomendable la socialización tanto de la presencia, utilidad, beneficios y riesgos de los diversos compuestos aromáticos y derivados del benceno con la sociedad misma que se relaciona directamente con el patrón de consumo de los alimentos mencionados en el presente informe investigativo.

Bibliografía

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Características de la harina de trigo y los leudantes

Espinoza B. Lesly M. (1)

Aguirre F. Alejandro A. (1)

(1) Facultad de Ciencias Químicas-Universidad Central del Ecuador- Química de Alimentos

TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS © Copyright 2018

Características de la harina de trigo

Según menciona (Dr. Escalona , 2001) la harina de trigo  provine del cereal del genero Triticum del cual sobresalen dos especies: Triticum aestivum que es el trigo harinero panificable y el Triticum durum que es un tipo de trigo cristalino utilizado para la producción de sémolas y pastas.

Resultado de imagen para Triticum aestivum
Triticum aestivum

El trigo utilizado para harinas, es decir el Triticum aestivum, presenta varios tipos de proteínas siendo las más importantes las que se encuentran en el endospermo del grano estas son:

-Glutenina, misma que es soluble en ácidos y álcalis diluidos.

Gliadina, soluble en alcohol.

Resultado de imagen para Glutenina

Estas proteínas al entrar en contacto con el agua y por el trabajo ejercido por el amasado desarrollan una red tridimensional llamada gluten que retiene el gas producido por el proceso de la fermentación durante la elaboración del pan así lo manifiesta (Dr. Escalona , 2001).

Resultado de imagen para Glutenina

Calidad de la harina de trigo

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  • CONTENIDO DE CENIZAS (0.5 A 0.6 %).

            Indica una eficiente separación del salvado

  • CONTENIDO DE PROTEÍNAS (8-12%)

            Depende de la variedad de trigo

  • CALIDAD DEL GLUTEN.

Depende de la variedad del trigo y eficiencia en molienda

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Influencia De Los Agentes Leudantes En La Panificación

En la industria panificadora quizás uno de los puntos más cruciales en la elaboración del pan, sea la incorporación de agentes leudantes a la masa, leudar según menciona (D’Santiago de Baptista, 2012) significa producir o incorporar gases en el producto de panadería para aumentar su volumen dándole de esta manera forma y textura. La finalidad de los agentes leudantes es en definitiva es hacer que los gases le proporcionen a la masa firmeza suficiente hasta que las proteínas procedentes del gluten y el huevo coagulen adecuadamente mientras se produce un proceso de gelatinización de los almidones para mantener su forma.

Resultado de imagen para agentes leudantes

Según la autora mencionada es importante se midan con alta precisión las cantidades de leudante utilizado pues estos ante cambios pequeños pueden producir efectos graves cuando se trata de productos de panadería por tanto es fundamental comprender las características y funciones de la levadura que se utilizará porque adicionalmente es este elemento el que nos ayuda a controlar los factores que influyen en la fermentación de las masas.

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Agentes Leudantes para productos de panadería

No todos los agentes leudantes son levadura, la diferencia principal entre un agente leudante que no sea levadura como puede ser un determinado polvo de hornear de la levadura misma es que las levaduras suelen ser de origen orgánico mientras que los polvos de hornear son de origen inorgánico así lo manifiesta (Equipo editorial Iquimicas S.A., 2011).

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¿Cuál es el mecanismo de acción de los leudantes?

Los agentes leudantes son utilizados para ablandar la masa en el mundo de la panificación un alimento sea en este caso un pan con alta porosidad favorece la masticación mientras que el aumento de superficie que se obtiene tras el leudo mejora la digestibilidad de los polisacáridos que constituyen la harina en conjuntos con muchos otros componentes que lo constituyen tales como grasas, proteínas y azucares presentes provenientes de los otros ingredientes. (Equipo editorial Iquimicas S.A., 2011)

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Durante el horneado los agentes leudantes  producen dióxido de carbono (CO2) mismo que al aumentar se expande y requiere salir de la masa sin embargo y debido a la viscosidad de la misma este gas queda encerrado dentro logrando así que la masa de expanda, es a lo que en panificación se denomina “Leudo”.  Las sustancias utilizadas para este propósito se pueden clasificar de la siguiente manera:

-Leudantes biológicos biogénicos: en este grupo se enmarca la levadura, y es de tipo biológica por contiene microorganismos capaces de fermentar los azucares de la masa produciendo así CO2.

Levaduras y otros agentes leudantes 02

-Leudantes químicos: en este grupo se enmarca el polvo de hornear y el carbonato de amonio, amabas son sales del ácido carbónico (H2CO3) mismas que al someterse al calor desprenden CO2.

 Imagen relacionada

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Presentación de la levadura

Resultado de imagen para Levadura Instantánea

La levadura puede conseguirse en varias presentaciones: comprimida o prensada, (Levadura Fresca), Seca, Instantáneas, Químicas y Natural (Masa Madre). Además de su acciones leudantes también contribuyen a dar sabor al pan así lo afirma (D’Santiago de Baptista, 2012).

Imagen relacionada

Levadura Fresca: de manera industrial el microorganismo es reproducido de manera  genérica por lo general es utilizado el microorganismo conocido como Saccharomyces cerevisiae esta bacteria es utilizada para levaduras que tienen por fin la elaboración de cerveza, vino, hidromiel, pan y algunos tipos de antibióticos. La levadura fresca es una materia viva que debe conservarse en el frigorífico (a unos 4ºC), pues es un producto perecedero con una vida útil de una o dos semanas, a veces puede durar más, pero siempre será mejor comprobar su actividad antes de añadirla a la masa (D’Santiago de Baptista, 2012).

Resultado de imagen para Levadura Fresca

Levadura Seca: Es el equivalente deshidratado de la levadura fresca y debe mezclarse con agua templada antes de usarla. Debe guardarse en un lugar frío y seco. La levadura seca rinde, el doble que la fresca así lo afirma (D’Santiago de Baptista, 2012).La seca extra fina obtenida a partir de cultivos puros de “Sacharomyces cerevisiae” para la elaboración de masas leudadas. Levadura apta para ser usada en procesos de elaboración de productos para Celíacos.

Resultado de imagen para Levadura Seca

Levadura Instantánea: Se obtiene a través de un proceso de secado de la levadura fresca, se forman micro gránulos y se empaca al vacío. Excelente alternativa en lugares donde, por las condiciones climáticas, es difícil conservar la levadura fresca. Existen dos versiones según la formulación que se trabaje: masa salada para panes con 0% – 5% de azúcar y  masas dulces para para panes con más de 5% de azúcar.

Levadura Química: Es un producto químico que permite dar esponjosidad a una masa debido a la capacidad de liberar dióxido de carbono al igual que las levaduras en los procesos de fermentación alcohólica. Se trata de una mezcla de un ácido no tóxico (como el cítrico o el tartárico) y una sal de un ácido o base débil, generalmente carbonato o bicarbonato, para elevar una masa (harina más agua), confiriéndole esponjosidad. (D’Santiago de Baptista, 2012): Normalmente sigue la siguiente reacción química para liberar CO2:

Leudantes Químicos

Bicarbonato de Sodio

El bicarbonato de sodio es el nombre químico de la sosa (soda) para hornear. Si se encuentran presentes humedad y ácido, el bicarbonato libera bióxido de carbono gaseoso, que hace aumentar el volumen del producto. Para esta reacción no es importante el calor (aunque el gas se libera más a prisa a altas temperaturas). Por esta razón, los productos leudados con bicarbonato deberán hornearse de inmediato; de otra manera, los gases escapan y se pierde la capacidad leudante.

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Entre las sustancias ácidas que reaccionan con el bicarbonato en las masas o pasta se incluyen miel de abeja, melaza, leche agria, jugos y purés de frutas y chocolate. La cantidad de bicarbonato que se utiliza en una fórmula es, por lo general, la cantidad necesaria para equilibrar el ácido. Si se requiere mayor poder leudante, se utiliza polvo de hornear, en lugar de más bicarbonato. (D’Santiago de Baptista, 2012)

Polvos de Hornear

Los polvos de hornear son mezclas de bicarbonato de sodio más un ácido con el que reaccionan. También contienen almidón, que impide el apelmazamiento y mantiene la capacidad leudante en un nivel estándar. Los polvos de hornear son más versátiles porque no dependen de los ingredientes ácidos de cada fórmula para mantener su capacidad leudante. El polvo de hornear de acción única requiere sólo humedad para liberar gases. Al igual que el bicarbonato de sodio, solo se puede utilizar cuando el producto se va a hornear inmediatamente después de amasarlo. (D’Santiago de Baptista, 2012)

Resultado de imagen para Polvos de Hornear

Amoniaco para Hornear 

El amoniaco para hornear es una mezcla de carbonato de amonio, bicarbonato de amonio y carbamato de amonio. Se degrada rápidamente durante el horneado para formar bióxido de carbono gaseoso, gas de amoniaco y agua. Para que actúe, sólo requiere calor y humedad. No hacen falta ácidos. Si se utiliza de la manera adecuada, se degrada por completo, sin dejar residuos que afecten el sabor. Sin embargo, sólo se puede utilizar en productos pequeños que se hornean hasta secar, como las galletas, pues sólo en estos productos los gases de amoniaco se disipan por completo. (D’Santiago de Baptista, 2012)

Resultado de imagen para Amoniaco para Hornear 

Bibliografía

Dr. Escalona , H. (04 de 05 de 2001). Panificación. Características de materia prima: trigo. Importancia del proceso de molienda principales tipos de productos derivados del trigo.

D’Santiago de Baptista, E. (30 de 09 de 2012). LaChefPanadera. Obtenido de Los Ingredientes en el Pan (Agentes leudantes): http://lachefpanadera.blogspot.com/2012/09/agentes-leudantes-en-la-panificacion.html

Equipo editorial Iquimicas S.A. (2011). Iquimicas. Obtenido de La química de la Levadura y de los productos leudantes: https://iquimicas.com/levadura-del-pan/

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Datos curiosos de la química (Parte IV. 31-35)

31.- IMPRESIONES PARA CIEGOS: Se sabe lo difícil que resulta la producción de papel o cartulina especial y por presión los puntos salientes o en relieve para que las personas con discapacidad para observar puedan leer en Braille, pensado en dicho problema, las industria química de polímeros así como el diseño de materiales y tintas reinventó el sistema contando en la actualidad con la posibilidad de obtener en el proceso de impresión corriente sustituyendo el toner o tinta corriente por una pasta  de cloruro de polivinilo.

Resultado de imagen para impresiones para ciegos

Resultado de imagen para pasta de cloruro de polivinilo

32.- EL ÁCIDO BUTÍRICO (CH3-CH2-CH2-COOH), es el responsable del sabor rancio de la mantequilla así como su olor algo desagradable en dicho estado. Este ácido se encuentra en múltiples grasas en pequeñas cantidades, es el resultado de la fermentación de los carbohidratos por los microorganismos del rumen (microorganismos presentes en algunos rumiantes). Su concentración va en aumento cuando la mantequilla se va volviendo rancia lo que le da su olor característico con otros elementos al formar butirina (triglicérido presente en las mantecas, éster formado por el ácido butírico y el glicerol). El ácido butírico fue observado por primera vez en forma impura en 1814 por el químico francés Michel Eugène Chevreul.

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Resultado de imagen para mantequilla

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33.- LA MIOGLOBINA, es el pigmento responsable de dar color a la carne roja. En

Myoglobin.png
MIOGLOBINA

química la mioglobina es una hemoproteína muscular que en estructura y funcionalidad es parecida a la hemoglobina. Es una proteína relativamente pequeña constituida por una cadena polipeptídica de 153 residuos aminoácidos y por un grupo hemo que contiene  un heteroátomo de hierro, es decir, la carne de un animal más viejo será más oscura por la oxidación del hierro presente en esta proteína y por que con la edad su producción natural decrece. Las mayores concentraciones de mioglobina se encuentran en el músculo esquelético y en el músculo cardíaco, donde se requieren grandes cantidades de O2 para satisfacer la demanda energética de las contracciones.

 

La mioglobina fue la primera proteína cuya estructura tridimensional se determinó experimentalmente. En 1958, John Kendrew y sus colegas determinaron la estructura de la mioglobina empleando cristalografía de rayos X de alta resolución. Por este descubrimiento, John Kendrew obtuvo en 1962 el Premio Nobel de Química, compartido con Max Perutz.

 34.- EL TOLUENO, es un importante derivado del benceno, normalmente es usado como Resultado de imagen para TOLUENOdisolvente si bien es cierto su nombre IUPAC es el metilbenceno, ¿por qué se llama tolueno? Pues bien el tolueno toma su nombre del árbol Myroxylon balsamum, éste árbol produce como resina el famoso Bálsamo de TOLÚ, del cual Henri Etienne Sainte-Claire Deville lo obtuvo por primera vez en 1844 mediante destilación seca.

Resultado de imagen para balsamo de tolu

Resultado de imagen para balsamo de tolu

La resina, tanto en hojas como en frutos, ha sido tradicionalmente usada desde tiempos prehispánicos por la gente de Colombia, Venezuela y América Central para mejorar tos y asma, o tratar heridas. Los aborígenes también usaron esta resina para el embalsamamiento. En la medicina es usado como expectorante, estimulante, antiséptico, sustancia corredora en los jarabes para la tos, combate catarros,gripes laringitis, reumatismo, bronquitis y demás enfermedades respiratorias por ello dicho bálsamo se encuentra registrado en la Farmacopea. Se conoce adicionalmente que se emplea para el tratamiento de enfermedades venéreas, sarna, diarrea, cólera y tuberculosis, actúa como fungicida, antibacterial, cicatrizante, antihelmíntico, antigonorreico y antisifilítico. En el campo alimenticio se emplea como goma de mascar (chicle) y como su saborizante en diversos alimentos y bebidas. En el campo cosmético también es empleado en la síntesis y elaboración de lociones, perfumes, ungüentos, jabones, detergentes y desodorantes. Es causa de dermatitis de contacto, una forma de alergia de la piel, en personas sensibles.

35.- EL HELIO, es menos denso que el aire (unas 7 veces), por lo que ofrece menos resistencia a la vibración. Como resultado las cuerdas vocales vibran con mayor rapidez y las ondas sonoras se desplazan con mayor velocidad ofreciendo unas notas más agudas, dando como resultado que tu voz suena muy graciosa, sin embargo se recomienda cautela, pues puede quedar sin oxígeno suficiente y colapsar por falta del mismo a pesar de no ser tóxico puede resultar peligroso.. ¿cómo se descubrió? Durante un eclipse solar en 1868, el astrónomo francés Pierre Janssen observó una línea espectral amarilla en la luz solar que hasta ese momento era desconocida. Norman Lockyer observó el mismo eclipse y propuso que dicha línea era producida por un nuevo elemento, al cual llamó helio.

Resultado de imagen para helio

Les dejo un video buenisimo! de dicho experimento!!!

 

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Materiales de Laboratorio. (Parte V. Varilla de hilo de platino, cuentagotas, placas de porcelana, vidrio reloj y placas de vidrio)

     En ésta quinta entrega de materiales de uso laboratorial, realizaremos un breve recorrido de reconocimiento de ciertos materiales y herramientas que pueden pasar desapercibido en un laboratorio de química, sin embargo, el uso de los mismos puede estar estrechamente ligado al éxito de los procedimientos de las químicas analíticas. No sin antes recordarles que si gustas mayor información sobre el uso de los diversos materiales y equipos de laboratorio puedes visitar nuestra categoría dedicada a este fin: Categoría: Materiales y aparatos para laboratorio de química

ESPERAMOS TUS COMENTARIOS Y SUGERENCIAS.

1.- VARILLA CON HILO DE PLATINO:

Su nombre lo indica este instrumento posee por extremo una prolongación de hilo fino de platino sujeto a una varilla de vidrio que funciona como mango. Este instrumento, sobre todo en la antigüedad, ayudó mucho a realizar ensayos a la llama para la caracterización de metales. Como se ha dicho se utiliza para el reconocimiento de sustancias que tienen la propiedad de volatilizarse por el calor, apareciendo con coloraciones a la llama, A continuación: dos bonitos videos, el primero utilizando el instrumento mencionado para reconocimientos a la llama el segundo que muestra con mejor detalle el reconocimiento de otros compuestos.

Para el efecto se toma la sustancia con el hilo de platino mismo que termina en un pequeño anillo (puede ser confundido o sustituido con un asa de inoculación para procedimientos microbiológicos), se humedece ligeramente con ácido clorhídrico para transformar la sustancia en cloruro y se acerca a la llama misma que adquirirá un color verdoso propio del cloro, es importante mencionar que el color varía de elemento en elemento dependiendo se  su capacidad de absorción o emisión fotónica.

Resultado de imagen para VARILLA CON HILO DE PLATINO

2.- CUENTAGOTAS:

Aunque en anteriores entregas ya se tocó el tema, los también conocidos goteros son tubos de vidrio o plástico que por un extremo terminan en punta fina y por el otro se ajustan a una perilla de caucho misma que por sus características parecería una uva o pera alargada a manera de cámara de aire, ésta se presiona adecuadamente para la salida de gotas. Suelen adaptarse mediante una rosca a los frascos mismos que se conocen como frascos goteros, en la práctica son aliados importantísimos para gotear soluciones de indicadores o de reactivos.

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3.- PLACAS DE PORCELANA:

Se denominan también placas de ensayo por tocadas o placa de toque. Se encuentran constituidas por una serie de celdillas que resultan ser muy útiles en las titulaciones y precipitaciones, las mismas permiten realizar pre-ensayos de precipitación con la finalidad de no perder muestra ni desperdiciar cantidades grandes de reactivos ya que en las mismas se puede apreciar en cantidades mínimas los efectos que pueden tener visiblemente algún tipo de reacción.

Resultado de imagen para placas de porcelana

4.- VIDRIOS DE RELOJ:

Se presentan en forma de casquetes esféricos. Normalmente el uso popularizado de este material es el pesaje de cantidades pequeñas de masa, sin embargo tiene más usos, se puede emplear como evaporador de gotas de líquidos en corta escala, tapar vasos de precipitación, cristalizadores y cápsulas de porcelana, efectuando en éstas últimas sublimaciones; permite receptar sustancias sólidas en pequeñas cantidades o porciones.

Resultado de imagen para vidrios de reloj

5.- PLACAS DE VIDRIO: 

Estos simples aunque no menos importantes dispositivos sirven para tapar fácilmente los matrace, aunque los estudiantes particularmente no prefieran usarlos garantizan en cierta medida el que la sustancia alojada en el matraz no reaccione con el ambiente o que cuyos gases no reaccionen con el plástico o papel film que suele utilizarse con el mismo fin.

Resultado de imagen para placas de vidrio laboratorio

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Materiales de Laboratorio.(PARTE IV. Tubos de vidrio fusible, codos, alargaderas, capilares y varillas)

Hasta ahora se ha hablado de diversos materiales en las anteriores entregas de esta sección dedicada a los materiales de laboratorio, si eres maestro o un estudiante y requieres mayor información a respecto en este enlace podrás enterarte de todos los materiales de laboratorio antes descritos —> Categoría: Materiales de Laboratorio. De igual forma si nos visitas por primera vez y te ha gustado nuestro trabajo no dudes en suscribirte para que recibas de forma directa todas nuestras publicaciones, dejanos tus comentarios y síguenos en redes nosotros somos MI SEPTIEMBRE ROJO.

1.- TUBOS DE VIDRIO FUSIBLE: Los hay en diversas formas y tamaños así como puedenResultado de imagen para capilar de vidrio variar en diámetro, al ser sometidos al efecto del calor se pueden obtener capilares que sirven para la determinación de puntos de fusión de sólidos cristalinos. Se pueden obtener también diferentes formas y tamaños que servirán como accesorios para los diferentes aparatos y sistemas de laboratorio, pueden ser una herramienta fundamental cuando se trata de acoplar herramientas extra o prolongaciones a las terminaciones de ciertos equipos. La técnica de obtención por lo general es por soplado de vidrio. El material del cual están realizados normalmente es boro-silicato o a su vez quarzo, si deseas conocer acerca del proceso de fabricación y composición del vidrio boro silicato te recomiendo visitar nuestra entrada: Fabricación del Vidrio Borosilicato

Resultado de imagen para accesorios de vidrio  de laboratorio tubos

  • a continuación puedes observar lo fácil que puede ser manipular este tipo de tubos, en este caso para obtener un tubo acodado:

Por otra parte en el caso de los capilares aunque ciertos fabricantes prefieren hacerlos con la base cerrada, los mas tradicionales requieren un taponamiento manual a la llama a continuación les dejo un video de la forma adecuada de cómo deben ser sellados estos pequeños tubos.

2.- VARILLAS DE VIDRIO: A diferencia de los tubos fusibles, las varillas no poseen la forma tradicional hueca de un tubo, si no mas bien se presentan como cilindros macizos; gracias al calor pueden redondear sus extremos y convertirse en varillas de agitación o agitadores. Sirven para remover líquidos, sólidos con líquidos (consiguiendo una mejor solubilidad) y puede emplearse como auxiliar en filtraciones. En la praxis muchos analistas utilizan este tubo como guía de trasvase.

Resultado de imagen para varilla de vidrio de laboratorio

3.- CODOS Y ALARGADERAS: en ocasiones y en especial en aquellas operaciones en las que se requiere una ruta de conducción sean de gases o líquidos, suele ser necesario una extensión a manera de alargador; estos tubos anchos terminados por otros estrechos  se aplican  en algunas operaciones con la finalidad de aumentar la longitud de un aparato para darle flexibilidad, cambio de dirección…etc. En la química orgánica se utiliza con frecuencia este material por ejemplo en las terminaciones de tubos refrigerantes o reflujos. En el caso de los codos e incluso ciertos tipo de alargaderas, su uso se puede clasificar de acuerdo al ángulo de inclinación de las mismas a continuación una muestra de los codos y alargaderas mas comunes.

– ALARGADERA ACODADA 105º

Alargadera acodada (105°)

-ALARGADERA RECTA:

Alargadera recta

-CODO 165º:

Codo a 165°

-CODO A 75º CON BOCA ESMERILADA:

Codo a 75° con boca esmerilada

-CODO A 75º CON BOCA ROSCADA:

Codo a 75° con boca roscada

-CODO A 75º MACHO-MACHO:

Codo a 75° macho-macho

-CODO PELNEN:

Codo Pelnen

COLECTOR ACODADO A 105º CON CONEXIÓN PARA TOMA AL VACÍO:

Colector acodado a 105° con toma para vacío

-COLECTOR RECTO PARA TOMA AL VACÍO:

Colector recto con toma para vacío

-DOBLE CODO CON BRAZOS PARALELOS:

Doble codo brazos paralelos

-PIEZA ACODADA BRAZOS PARALELOS: 

Pieza acodada brazos paralelos

-PIEZA ACODADA EN ÁNGULO DE 105º:

Pieza acodada en ángulo 105°

-PIEZA BIFURCADA DE BRAZOS PARALELOS:

Pieza bifurcada brazos paralelos

-PIEZA BIFURCADA PARA TERMÓMETRO:

Pieza bifurcada para termómetro

PIEZA INTERMEDIA BOCA ANCHA:

Pieza intermedia boca ancha

-PIEZA INTERMEDIA BOCA ESTRECHA:

Pieza intermedia boca estrecha

REFERENCIAS:

-Ing. Carillo Alfonso A. (1990). Materiales y aparatos para laboratorio de química. Gráficas Mediavilla Hnos. Quito-Ecuador

-Imagenes de codos y alargaderas obtenidas de: https://www.vidrafoc.com/productos/categorias/fabricados-vidrafoc/codos-y-alargaderas.html

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Materiales de laboratorio (PARTE III. EMBUDOS)

  1. EMBUDOS.- se pueden clasificar de acuerdo a su utilidad de la siguiente manera:
    • EMBUDOS NORMALES: formados de una parte cónica que por lo general posee un ángulo de 60º de inclinación y un vástago que termina en una punta biselada, el diámetro interno oscila entre los 4 mm de diámetro o más. Los mismos pueden ser fabricados en vidrio, porcelana, plástico y hierro enlozado. Sus características varían según la necesidad del analista, ya que pueden presentar un vástago corto o largo así como la medida de su diámetro. Se emplean para filtraciones y trasvasado de líquidos.Resultado de imagen para embudos normalesResultado de imagen para embudos normales
    • EMBUDO HIRSCH: su forma es similar a la de los embudos normales, pero contienen agujeros de vidrio sinterizado en la base para que las filtraciones sean más rápidas, normalmente son fabricados en porcelana aunque también se los puede encontrar en vidrio.Resultado de imagen para embudos HIRSCH vidrioResultado de imagen para embudos HIRSCH
    • EMBUDOS DE SEPARACIÓN O PROBETAS DE DECANTACIÓN: Estos
    • Resultado de imagen para embudo de gibson
    • recipientes normalmente fabricados en vidrio  poseen una forma cilíndrica o piriforme, están provistos de tapa esmerilada aunque no es una característica que se encuentre presente en todos, por la zona media justo donde se une la cámara con el vástago posee una llave que controla la salida de los líquidos por lo tanto pueden ser ubicados por esta característica por su nombre convencional: embudos de llave  o de GIBSON. Sirven para la separación de líquidos en mezclas es decir, no miscibles entre sí; a esta condición se denomina como fases por diferencia de densidades y ocurre con frecuencia con disolventes orgánicos, porque después de cierta energía de agitación de todo el contenido se lo deja en reposo y al cabo de cierto tiempo, el disolvente cargado de la sustancia que se desea extraer se separa en una fase que puede ser ligera o densa y se presta para la decantación, adicionalmente la tapa permite la evacuación de los gases; por lo que se recomienda informarse adecuadamente de las reacciones que pueden dar desprendimiento de gases dentro del embudo, las presiones formadas pueden ocasionar que la tapa salga disparada por efecto de la presión lo que en consecuencia provocaría daños al equipo o incluso poner en riesgo la seguridad en el laboratorio.
    • EMBUDO DE ADICIÓN, DECANTACIÓN O DE GOTEO: tiene una llave que permite que el líquido sea añadido a un frasco lentamente, pueden poseer o no un tubo de desagüe, uno muy largo normalmente de bromo puesto que se emplean también para verter este reactivo como otros muy corrosivos.Resultado de imagen para EMBUDO DE ADICIÓN O DE GOTEOResultado de imagen para EMBUDO DE ADICIÓN O DE GOTEO
    • EMBUDO BüCHNER: es de porcelana con una placa central de criba (todo en una sola pieza), sobre la placa se coloca un disco de papel filtro y sobre este la sustancias a filtrarse. Sirve  para la filtración que se logra por la succión de una bomba de vacío. El embudo se fija a un matraz KITASATO del que se habló en: Materiales de laboratorio de química (Parte I: tubos, vasos, matraces y probetas) (tipo de Erlenmeyer con tubuladura lateral con buen tapón de corcho o goma. Es importante mencionar que la diferencia entre los embudos Buchner y Hirsch es la capacidad volumétrica que poseen:
      • Embudo Buchner, se usa para volúmenes mayor a 10 mL.
      • Embudo Hirsch, se usa para volúmenes menores a 10 mL.Resultado de imagen para embudo buchner
    • EMBUDO DE POLVO: con un cuello ancho y corto, es más apropiado para las materias sólidas, ya que no se obstruyen fácilmente; por este fin normalmente  se los fabrica en acero, hierro o plástico. útil para ramas de la química ambiental, análisis de suelos etc.Resultado de imagen para embudo DE POLVO
    • EMBUDO DE SEGURIDAD: Los embudos de seguridad permiten un vertido de líquidos peligrosos sin ningún peligro. Sin derrames. Están fabricados en teflón de alta calidad, resistente a ácidos y disolventes.Resultado de imagen para embudo DE  seguridad
    • A continuación presento un video que soporta la información y utilidad de los embudos en las operaciones laboratoriales.

  • REFERENCIAS:

    Ing. Carillo Alfonso A. (1990). Materiales y aparatos para laboratorio de química. Gráficas Mediavilla Hnos. Quito-Ecuador

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Materiales de laboratorio (PARTE II. Buretas, copas, pipetas, pera y cilindros)

  1. BURETAS:
    • BURETAS GEISSLER: Son tubos de forma cilíndrica provistos de una llave de vidrio o plástico y de una punta por la que pasa el líquido a ser vertido. Las llaves pueden presentar dos formas: verticales y horizontales dependiendo del fabricante.Resultado de imagen para BURETAS GEISSLER
    • BURETAS MOHR: por la parte inferior se unen con un tubo de goma, la salida del líquido se controla mediante una pinza de Mohr de allí su nombre, sin embargo pueden ser controladas mediante una válvula que posee una bolita de vidrio que se coloca dentro el tubo de goma.Resultado de imagen para BURETAS MOHRResultado de imagen para BURETAS MOHR
    • Las dos clases de buretas son perfectamente calibradas, divididas en unidades y en décimas de ml (mililitro), estas permiten llevar a cabo titulaciones principalmente ya que permiten medir con exactitud volúmenes de líquidos que salen o se vierten, por esta razón son instrumentos de mucha importancia el análisis químico. Normalmente son de 50 ml y miden volúmenes variables exactos.
  2. COPAS: Son recipientes de forma cónica, presentan un pico en su borde superior a semejanza de los vasos de precipitación mencionados en: Materiales de laboratorio.Parte I.  Por su parte baja presentan una base amplia en forma de pie para poder sustentarse y mantenerse erecta. Este material de vidrio puede ser muy útil para controlar el trasvase de líquidos y funciona de forma análoga a los vasos de precipitación ya que se complementan mediante una varilla de agitación. Presentan diversos tamaños y pueden o no presentar graduación para medir volúmenes; de igual forma suelen ser fabricadas en materiales como vidrio y plástico y algunos fabricantes omiten la fabricación de su base dejándolas solo como conos invertidos que pueden ser soportados en las mismas gradillas de soporte de tubos de ensayo estas suelen ser utilizadas para procesos que implican sedimentación.Imagen relacionadaImagen relacionada
  3. PIPETAS: El mundo de las pipetas es amplio dado su importancia; sirven para succionar volúmenes de líquidos de un depósito y verterlos en otro contenedor de golpe, goteo o controladamente por presión de los dedos o mediante la complementación de una pera de succión de la que hablaremos a detalle mas adelante; se las puede distinguir de dos clases.
    • PIPETAS AFORADAS O VOLUMÉTRICAS: son tubos de vidrio provistas de un ensanchamiento en la parte medial del instrumento y terminan por la parte inferior con una punta afilada, cabe recalcar que en la parte superior el tubo es abierto de tal manera que la presión pueda controlarse con los dedos o mediante la complementación de una pera de succión. Llevan dos lineas de aforo aunque en otros casos ciertos fabricantes solo colocan una, estas señales indican el volumen al que dan cabida o aforo, son de volúmenes CONSTANTES Y MUY EXACTOS. Se pueden encontrar de distintas capacidades de entre 1 ml hasta 50 ml. La información de la misma se puede identificar en el ensanchamiento de la pipeta o a su vez según el fabricante en la parte superior, dicha información contiene datos como: el fabricante, capacidad, país de fabricación, límite de especificación del margen de error o mas conocido como apreciación o tolerancia, clase “A” que indica mayor calidad o de tipo “S” ara quienes requieran un vertido rápido, algunos fabricantes indican la temperatura de referencia con respecto a los volúmenes entre otras especificaciones tales como tiempo de vertido o normativas de fabricación o incluso el tipo de vidrio utilizado.Resultado de imagen para PIPETAS AFORADAS O VOLUMÉTRICASResultado de imagen para PIPETAS AFORADAS O VOLUMÉTRICAS
    • PIPETAS GRADUADAS: son cilíndricas y divididas en partes iguales mediante segmentos que indican las unidades, décimas y milésimas de ml. Las hay de múltiples capacidades: 1, 5, 10, 15, 20 y 50 ml. De igual manera existen de volúmenes variables y constantes.Al igual que las anteriores presentan su nivel de tolerancia expresado en +- un valor.Imagen relacionadaResultado de imagen para PIPETAS GRADUADAS:
    • PIPETAS PASTEUR: existe un tipo de pipeta mucho mas sencilla normalmente usada para volúmenes inexactos análogas a los goteros y son las pipetas Pasteur, estas vienen provistas por la parte superior de una minúscula bomba de aire que funciona a presión con la finalidad de absorber los líquidos, su utilidad es vital en microquímica, cuando se requiere hacer reacciones que implican cantidades minúsculas o pequeñas precipitaciones o incluso cristalización a microescala, algunos fabricantes las prefieren en vidrio llevan su nombre en honor a su creador Luis Pasteur quien vio en este dispositivo una gran herramienta que le permitió realizar pruebas bioquímicas a placas de bacterias y hongos.Imagen relacionada
  4. PERA DE SUCCIÓN: la pera de succión es un innovador invento que lleva su nombre debido al parecido que presenta con dicha fruta, es también conocida como perita de goma o simplemente perita; esta nace ante la necesidad de un dispositivo que permita absorber líquidos mediante presión sin necesidad de usar los dedos, tarea que se convertía en un verdadero problema y conllevaba  a practicas peligrosas como la absorción o pipeteo mediante la boca, práctica que sin  lugar a  dudas es peligrosa para cualquier ser humano. Las hay en dos formas:
    • Las de uso pediátrico, fabricadas en goma blanda, en toda su composición, estas suelen ser empleadas para la extracción de fluidos nasales en los bebes y muy útiles en el campo médico para la realización de enemas.Resultado de imagen para PERA DE SUCCIÓN
    • Las de uso laboratorial, que presentan tres botones en cuyo interior se encuentra alojada una canica de cristal, el primero en su brazo lateral de hule con una abertura controla la entra de aire que genera presión para la expulsión del líquido absorbido suele presentar la vocal “E” que indica expulsión, el segundo botón “S” se encuentra por debajo de su cámara de aire normalmente circular u ovoide este botón al ejercer presión constante en él proceda con la absorción del líquido, muchas veces la cámara de aire se llena antes de culminar el aforo de la pipeta lo que da origen al tercer botón “A” que se encuentra por la parte superior de la cámara este permite expulsar el aire que atravesó la pipeta hasta la cámara, ésta al quedar completamente vacía permite continuar con la absorción sin la necesidad de comenzar nuevamente la operación.Resultado de imagen para PERA DE SUCCIÓN
  5. CILINDROS DE VIDRIO: similares en forma  y composición a las probetas pero se diferencian por no ser graduados, éstos sirven para dar cabida a densímetros, areómetros y alcoholímetros, por tanto conjuntamente con estos instrumentos permiten la determinación de densidades y concentraciones alcohólicas; los hay en múltiples capacidades y tamaños, en el campo alimenticio suele ser muy utilizado en control de calidad de bebidas alcohólicas y en también en el análisis de aguas. En múltiples ocasiones se suele utilizar probetas, mismas que no están pensadas para dichos trabajos ocasionando daños innecesarios a dichos instrumentos por la introducción de los dispositivos ya mencionados.Resultado de imagen para CILINDROS DE VIDRIO

    REFERENCIAS:

    Ing. Carillo Alfonso A. (1990). Materiales y aparatos para laboratorio de química. Gráficas Mediavilla Hnos. Quito-Ecuador

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Materiales de laboratorio de química (Parte I: tubos, vasos, matraces y probetas)

     A menudo los estudiantes que se inician en las ciencias químicas desconocen la gran diversidad de instrumentos que se pueden utilizar dentro de los laboratorios, aveces por falta de conocimiento solemos armar mal los equipos cometiendo así grandes errores que repercuten en los resultados a obtenerse; es por esta razón que los accidentes que tienen que ver con el mal manejo de los instrumentos es principalmente por desconocimiento, a continuación me permito poner a disposición de ustedes mis estimados lectores una recopilación de los diversos instrumentos, equipos y materiales que garantizarán éxito en el desarrollo de sus prácticas futuras, y finalmente si esta publicación cumple con dicho propósito de conocer, investigar y aprender, házmelo saber en tus comentarios.

MATERIALES Y APARATOS

(Parte I: tubos, vasos, matraces y probetas)

Según Carrillo A. (1990), los trabajos prácticos de la cátedra de química en cualquiera de sus ramas debe cumplir principalmente dos objetivos fundamentales:

  1.  COMPLEMENTAR las clases teóricas con comprobaciones experimentales. En este sentido deben ir paralelos o inmediatamente después del estudio de los correspondientes capítulos presentes en el pénsum académico.
  2. ADIESTRAR al alumno en el uso y manejo eficaz de los materiales y aparatos de laboratorio.

LISTADO DE MATERIALES Y APARATOS

  1. TUBOS DE ENSAYO: son de vidrio delgado, cerrados por un extremo de forma cóncava; resistentes al Resultado de imagen para tubos de ensayofuego por lo que pueden aplicarse o calentarse directamente a la llama, en especial si son elaborados de vidrio Pyrex, tome en cuenta que el calentamiento de los mismos se debe realizar siempre que sus paredes externas estén secas, de lo contrario se rompen fácilmente. Se utilizan frecuentemente para mezclas, combinaciones, filtraciones, reacciones y calentamientos con sustancias en pequeñas cantidades. Los hay en diversos tamaños que varían de acuerdo a sus diámetros.
  2. VASOS DE PRECIPITACIÓN: su composición, vidrio. De forma cilíndrica con un pequeño pico que facilita el trasvase de líquidos para lo cual su complemento es una varilla de agitación. se recomienda colocar la varilla por sobre la abertura del vaso de precipitados de forma transversal y con una mano sostenerla, la misma debe pasar por sobre éste pico y con ello se garantiza el trasvase de soluciones sin perdida ni salpicaduras de la misma ya que desciende por la varilla hasta el otro contenedor. Presentan gran resistencia a los cambios bruscos de temperatura con respecto al calentamiento, mas no así al enfriamiento ya Resultado de imagen para vasos de precipitado medidasque de disminuir bruscamente la temperatura estos pueden romperse o simplemente explotar. Para calentar directamente con fuego se complemente mediante el uso de un anillo metálico y una malla metálica, a la acción de ácidos, álcalis y demás reactivos (excepto el HF). Son de gran utilidad para la preparación de soluciones, precipitaciones, filtraciones, evaporaciones, etc. Los hay de diferentes volúmenes: 25, 50, 100, 150, 250, 400, 500, 600, 1000 y 2000 mL. MIDEN VOLÚMENES APROXIMADOS.
  3. MATRACES: estos recipientes de vidrio existen en diversos tipos y los más utilizados son los volumétricos, con capacidades de: 25, 50, 100, 250, 500 y 1000 mL. A continuación algunos tipos:
    • Matraz Florence o matraz de Florencia.-  de fondo plano y cuello no muy largo; sirve en especial para la disolución de sólidos en líquidos, confina gases, se emplea para calentamiento de líquidos rápidamente debido a que pose mayor superficie de contacto y permite asentarse sobre telas o mallas metálicas.Resultado de imagen para matraz florence
    • Matraz Erlenmeyer.-  de fondo plano y de forma cónica se lo utiliza para casos como el anterior pero con la diferencia que impide la salida masiva de gases ya que una buena parte se condensa en sus paredes y regresa al fondo, adicionalmente su principal uso es dentro de TITULACIONES y estandarizaciones.Resultado de imagen para Matraz Erlenmeyer
    • Matraz Balón: es de forma esférica, es utilizado para evaporaciones, destilaciones, etc. Se lo sujeta mediante pinza y un tornillo de doble nuez a un soporte para el calentamiento.Resultado de imagen para Matraz balon
    • Matraz Kitasato.- de fondo plano y de forma cónica, posee una tubuladura por un costado lateral que común mente sirve para la conexión de tubos de caucho o mangueras con la finalidad de realizar filtraciones al vacío. Por sobre la boca del mismo se ajusta un embudo Buchner.Resultado de imagen para Matraz Kitasato.-
    • Matraz de destilación fraccionada.-  de forma esférica y con un cuello alargado que posee una tubuladura  lateral oblicua por donde salen los vapores al refrigerante con la finalidad de separar sustancias de diferentes puntos de ebullición de una mezcla así como arrastre de vapor.Resultado de imagen para Matraz de destilación fraccionada
    • Matraz Aforado.- de fondo plano con cuello alargado, por lo general posee tapa esmerilada; destinado a medir volúmenes constantes de líquidos, en su cuello leva un trazo circular o línea de aforo que indica el límite hasta donde llenar con el líquido para que el volumen sea el enunciado en la leyenda del matraz mismo que corresponde a a una temperatura determinada.Resultado de imagen para Matraz Aforado:
    • Matraz Kjeldahl.- presenta un cuello alargado  y fondo esférico muy útil para determinaciones de nitrógeno.Resultado de imagen para Matraz Kjeldahl
  4. PROBETAS: son tubos de vidrio grueso con un pie o base graduadas en unidades y décimas de mL. (mililitros) generalmente son cilíndricos y en algunos casos vienen provistos de tapas esmeriladas, su utilidad es medir volúmenes sean gases o líquidos, NO DEBEN SER CALENTADOS A LA LLAMA, existen en distintas capacidades: 5, 10, 15, 20, 25, 50, 100, 150, 250, 500  y 1000 ml. Son de medida VARIABLE o de volúmenes variables de aproximada exactitud. Para su seguridad y la de las probetas, se utilizan anillos de caucho esponjoso que amortiguan la caída y evitan rupturas.Resultado de imagen para PROBETAS

REFERENCIAS:

Ing. Carillo Alfonso A. (1990). Materiales y aparatos para laboratorio de química. Gráficas Mediavilla Hnos. Quito-Ecuador

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Datos curiosos de la química (Parte III. 16-30)

Las personas conocemos muchas sustancias químicas por sus nombres comunes o comerciales, a otras sustancias las conocemos por sus usos prácticos así por ejemplo:

Resultado de imagen para bicarbonato de sodio16.- El bicarbonato de sodio (NaHCO3) lo conocemos como polvo para hornear en todo lo que tiene que ver con panificación y repostería sin embargo  y como un tip, puede ser utilizado para eliminar malos olores de su refrigerador!

17.-  La sal común que utilizamos en la comida a diario es el Cloruro de Sodio (NaCl) y a su vez el azúcar es ni más ni menos que la sacarosa (C12H22O11).

Resultado de imagen para sal y azucar

18.- El vinagre es el ácido acético (CH3COOH), y su uso es universal en la cocina, ya que sirve de aderezo para ensaladas, sin embargo, se sabe que suele ser empleado para ciertas practicas de aseo y limpieza.

Resultado de imagen para acido acetico
Ácido acético o etanoico.

19.- La “Cal Viva”, es el óxido de calcio (CaO), que se utiliza para blanquear las fachadas y para la elaboración del cemento…etc.

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20.- Los elastómeros se caracterizan por su elasticidad y resistencia a los agentes químicos y al calor. Las fuerzas intermoleculares suelen ser débiles. Por su semejanza estructural con el caucho natural se denominan cauchos sintéticos.

Resultado de imagen para elastomeros

21.- Las Fibras, utilizadas como material textil reemplazando o complementando a las fibras naturales como el algodón, lana o seda. Se caracterizan por tener buenas propiedades que no todas las fibras naturales son capaces de conceder, por ejemplo presentan mayor resistencia a la tracción y a la formación de arrugas así como resisten con mayor eficiencia el desgaste, pueden presentar mayor ligereza, poca absorción de la humedad… entre otras más.

Resultado de imagen para fibras sintéticas

22.- la mezcla de gasolina y aire constituye el inicio de una importante reacción de combustión capaz de producir energía para la movilidad de vehículos principalmente, esta mezcla debe comprimirse en el motor antes que una chispa de la bujía provoque su explosión. Si la combustión explota en el interior del cilindro antes de que los pistones hayan acabado  su recorrido, se dice que se ha detonado. Esto origina una pérdida de potencia y es muy perjudicial para el motor.

Resultado de imagen para combustion de la gasolina en el motor gif

23.- La química orgánica estudia los compuestos que contienen carbono. Lo curioso: hoy en día se conocen alrededor de unos 2 MILLONES  de compuestos frente a unos 123 MILLONES que NO CONTIENEN CARBONO.

Resultado de imagen para quimica orgánica

24.- Con respecto a algunos alquinos, pueden encontrarse en algunos medicamentos, los llamados “citostáticos” y suelen ser empleados en personas que sufren de cáncer.

Resultado de imagen para citostaticos

25.- CRAQUEO: este procedimiento, de gran importancia en la industria petroleoquímica consiste en transformar los alcanos superiores en alquenos y alcanos de menos masa molecular.

Resultado de imagen para craqueo de petroleo gif

26.- Los alquinos pueden utilizarse en la síntesis de polímeros, semiconductores,  con propiedades parecidas al silicio, pero elásticos.

Resultado de imagen para alquinos usos

27.- Los cicloalquenos se utilizan para la generación de polímeros en medicina y odontología como materiales de relleno de las piezas dentales.

Resultado de imagen para odontologo

28.- El acetileno se emplea como materia  prima para la obtención de ácido acético y fabricación de monómeros que suelen ser utilizados en el proceso de fabricación de cauchos sintéticos y plásticos.

Resultado de imagen para cauchos sintéticos

29.- El grado alcohólico de algunas bebidas populares oscila en los siguientes rangos:

TIPO DE BEBIDA

CONCENTRACIÓN ALCOHÓLICA

TEQUILA 50-60%
WHISKY Y VODKA 40-50%
AGUARDIENTE 25-35%
VINO 8-12%
CERVEZA COMÚN (NACIONAL E IMPORTADA) 4-14%

30.- Debido al par de electrones libres del nitrógeno, las aminas tienen alta reactividad. También forman parte de diversos sistemas bioquímicos formando aminoácidos, proteínas, alcaloides y vitaminas. Son utilizados en la industria farmacéutica para la síntesis de analgésicos locales. Un derivado de las aminas es la penicilina.

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Generación de Hidrógeno a partir de residuos de Banano

Objetivo General.-

Generar fuentes ilimitadas de energía, dando valor agregado a nuestros recursos naturales, a partir de la biomasa proveniente de los residuos del banano.

Objetivos Específicos.-

-Evaluar la actividad del hidrógeno y sus efectos en la naturaleza.

-Caracterizar los residuos de banano evaluando su composición nutricional.

RESUMEN

Las bananas son una fuente importante de ingresos para más de cien países. Pero porResultado de imagen para platano cada tonelada que se cosecha, se producen diez toneladas de desperdicios. Una investigación de la Universidad de Cuenca en Ecuador busca crear hidrógeno a partir de los residuos de la fruta.

El proyecto consiste en optimizar la biomasa proveniente de los residuos de las plantas de banano sometiéndolos en agua a una temperatura súper crítica, es decir a temperaturas mayores a los 374 grados Celsius y a una presión mayor a los 22,1 mega pascales y luego estos residuos pasan a través de un catalizador que permitirá gasificar el hidrógeno. La importancia del hidrógeno radica en la versatilidad de este elemento como medio de almacenamiento y transporte de energía.

La obtención de hidrógeno significa la generación del producto energético del futuro, que reemplazará los combustibles provenientes del contaminante petróleo responsable del cambio climático y el calentamiento global. Generar fuentes ilimitadas de energía, dando valor agregado a los recursos naturales, es un gran aporte para el cambio de la matriz productiva de cualquier país.

No es la primera vez que investigadores desarrollan técnicas para obtener combustible a partir de los residuos de banano, por ejemplo investigadores ingleses proponen usarlo como sustituto de la madera. Un grupo de agricultores frutícolas de Australia busca convertir los residuos de banano en electricidad o combustible. Alex Livingstone, gerente de Growcom, entidad desarrolladora del proyecto, señala que “si el producto es ampliamente comercializado, éste podría reducir los costos de operación y beneficiar a los países productores de banano en vía de desarrollo.”

Estructura y características del hidrógeno:

El hidrógeno es la forma más simple de un átomo y se cree que el más abundante, ya Resultado de imagen para hidrógeno gifdesde los primeros momentos después del Big Bang. Descubierto en el año 1766, por el físico-químico británico Henry Cavendish, fue nombrado a partir del griego Hydro (agua) y Gen (generador), pues como todos sabemos, al combinarse con oxígeno forman agua. Se trata de un elemento químico incoloro, inodoro, de tipo gaseoso y no metálico, además, su masa atómica es tan ligera (1,00797) que no existe ningún otro elemento químico más liviano que el hidrógeno.

Además de representar las tres cuartas partes de la materia del universo, se estima que el hidrógeno reŕesenta más del 90% de los átomos de nuestro planeta. El hidrógeno juega un papel fundamental en la alimentación del universo, tanto a través de la reacción protón-protón como en el ciclo carbono-nitrógeno. En los procesos de fusión de hidrógeno estelar, se liberan cantidades masivas de energía a través de la combinación del hidrógeno para formar helio.

Júpiter, al igual que muchos otros planetas gaseosos de gran tamaño, están compuestos mayoritaria y especialmente por hidrógeno. A una profundidad determinada, en el interior del planeta, la presión es tan grande que el hidrógeno molecular sólido se convierte en hidrógeno metálico sólido. Aunque el hidrógeno en estado puro es un gas sumamente liviano, hay un poco de éste en la atmósfera, éste es tan ligero que si no se combina, alcanza en sus colisiones las velocidades suficientes como para ser expulsadas de la atmósfera fácilmente.

Las estrellas, al nacer, se componen de hidrógeno en forma de plasma , pero éste es muy escaso en nuestro planeta. Aquí en la Tierra, el hidrógeno es producido principalmente a partir de la combinación de oxígeno en el agua, aunque también puede estar presente en distintos tipos de materia orgánica, como en plantas, petróleo y carbón.

Otros datos:

  • Número atómico: 1
  • Peso atómico: 1,00794
  • Símbolo atómico: H
  • Punto de fusión:-259,34° C
  • Punto de ebullición: -252,87° C

Resultado de imagen para hidrógeno

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PROPIEDADES DEL PLÁTANO

  • El plátano contiene hidratos de carbono saludables, fáciles de digerir y es nulo el contenido de grasas.
  • Es muy energético y está lleno de nutrientes que calman y levantan el ánimo.
  • Los plátanos reducen la fatiga y el síndrome pre-mensual.
  • Alivian la irritabilidad, reduce la depresión y fomenta el sueño.
  • Protege contra la hipertensión arterial y la retención de líquido.
  • Ayuda en caso de diarrea en que se haya perdido potasio.
  • Tiene un alto contenido de triptófano, aminoácido que el organismo transforma en serotonina, neurotransmisor que mejora el estado de ánimo y estimula la relajación. (licata, 2012)

Resultado de imagen para platano

Resultado de imagen para componentes del platano

COMPONENTES DEL PLÁTANO

Como fuente nutricional el plátano aporta de la siguiente manera:

Resultado de imagen para componentes del platano

Resultado de imagen para componentes del platano

FUNCIÓN DEL HIDRÓGENO EN EL PLÁTANO

El hidrógeno es un elemento esencial para la fertilidad de suelos y nutrición mineral del cultivo de banano.

HIDRÓGENOComponente de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.  El hidrógeno (H) principalmente forma parte de la composición del agua. El agua es un componente imprescindible en la reacción química de la fotosíntesis. Constituye también el medio necesario para que se puedan disolver los elementos químicos del suelo que  las plantas deben utilizar para construir sus tejidos.  El hidrógeno, a través de los llamados puentes de hidrógeno, sirve también para unir las distintas fibras (celulosa) de la pared celular.

La producción de un sistema agrícola, en este caso específico sobre el cultivo del banano, depende de la interacción intrínseca de tres componentes: suelo-planta-clima. En vista que el suelo es un factor importante en la producción del cultivo, merece toda la atención de nuestra parte para conocer a fondo y en forma detallada el estado de su fertilidad, es decir la disponibilidad promedio que presenta para cada uno de los nutrientes esenciales que el cultivo requiere

OBTENCIÓN DEL HIDRÓGENO A PARTIR DE BIOMASA DE LOS RESIDUOS DE PLÁTANO

El proceso consiste en tomar bananos dañados o sus tallos y romper los hidratos de carbono en ausencia de aire, produciendo una mezcla de metano y dióxido de carbono. El biogás obtenido del proceso, resultó ser un sustituto adecuado para el combustible diesel en motores de combustión, con 40% de metano y pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno y otros contaminantes. Growcom se dio a la tarea de aplicar estos resultados en la granja de una manera práctica y funcional a través de un digestor, procurando el uso de materiales bastante fáciles de obtener, y sin ningún tipo de control científico en su funcionamiento.

Resulta importante que el sistema opere en un entorno agrícola, por lo que se construyó un digestor, se colocó materia prima en él, y se produjo metano; el metano a su vez es utilizado para alimentar un generador bastante considerable y también para alimentar algunos vehículos.

El producto era un digestor anaeróbico de 460.000 litros con la capacidad para procesar 2.500 toneladas de banano por año, produciendo 85.000 metros cúbicos de metano. Growcom estima que con este nivel de producción de biogás, se podría generar continuamente 35kw de poder o satisfacer las necesidades de combustible de 100 vehículos convertidos a gas.

Livngstone comenta que “los beneficios son altos para el desarrollo de las naciones, ya que la tecnología también reduce los gases de efecto invernadero, normalmente, la materia prima se lanza de nuevo en el campo y se deja descomponer, así que esto reduciría los gases de efecto invernadero y permitiría ahorro de energía. También se puede usar el agua del digestor para fertilizar, obteniendo los nutrientes de vuelta en el suelo, pero de una manera muy controlada”. Esta nueva técnica para el manejo de residuos, puede ser una idea de negocio para muchos empresarios productores y exportadores de banano. El disponer de opciones para la producción que relacionen la disminución de costos con manejo de residuos, sin duda contribuye con la percepción que puede tener la demanda internacional de los productos. Por lo anterior, el empresario debe estar siempre a la vanguardia de los procesos tecnológicos que contribuyen con las mejoras en sus procesos productivos y energéticos, más aún si estos son para la generación de combustibles amigables con al ambiente.

La industria bananera nacional produce un significativo volumen de biomasa como desecho, generada a partir del banano que no cumple los requerimientos internacionales para su exportación; este banano denominado de “rechazo”, se ha convertido en una problemática medioambiental de grandes proporciones. A pesar que una considerable parte de este banano se utiliza para suplir la demanda interna, la cantidad remanente es tal (6.5-10.8 ton/año*ha) que se ha recurrido a los procesos de compostaje para su disposición final.

En este banano de rechazo, rico en almidón, puede ser utilizado como sustrato para procesos fermentativos que permitan el máximo aprovechamiento energético, a través de la generación de etanol y/o metano. La transformación de residuos en sustratos reutilizables resulta ser una apropiada alternativa para el manejo medioambiental de desechos, favoreciendo así la producción masiva de energía, el mejoramiento de suelos y el aprovechamiento final de estos residuos, cerrando el ciclo productivo.

Resultado de imagen para biogas casero

Adicionalmente les comparto este video, que les explicará cómo aprovechar los residuos orgánicos con la finalidad de producción del biogás:

 

HIDRÓGENO COMO COMBUSTIBLE

¿Por qué?

Primero por prevención ante el posible agotamiento del petróleo, donde el hidrógeno destaca por sus propiedades específicas. Donde se observa que el hidrógeno posee tan solo un protón y un electrón, y son los más abundantes porque en el Universo se halla compuesto por cerca del 73.9% según Escalante, Carigi y Gasque (2011) en su artículo el origen de los elementos en tres actos. Además el hidrógeno no es una fuente de energía primaria, sino solo un vector energético (sustancias que almacenan energía para posteriormente liberar de manera controlada) y su principal ventaja es que al combustionar produce agua, lo que significa evitar la emisión de gases de efecto invernadero (CO2, CH4, Clorofluorocarbonos, N2O).

Una de sus propiedades importantes es la energía específica de su combustión. Su valor es de 120 mega julios por kg en comparación con 50 MJ/kg del gas natural o con 44,6 MJ/kg del petróleo. Esto se contrapone a la baja densidad que presenta tanto como gas como licuado y a las dificultades de almacenamiento para sus aplicaciones al transporte.

El hidrógeno es el primer elemento en la tabla periódica y posee el carácter de ser el elemento más liviano, es difícil encontrarlo en su forma pura de H2 y el principal carácter es el calor de la combustión que le permite al hidrógeno actuar como combustible.

Usos potenciales

Los motores de vehículos y hornos pueden adaptarse para utilizar hidrógeno como combustible.

Uso de celdas de combustible que tiene una eficiencia 2,5 veces mayor que si se quema hidrógeno en un motor térmico. Es un sistema electroquímico que convierte directamente la energía química del hidrógeno al reaccionar con oxígeno en electricidad. El modelo más sencillo de pila consta de dos electrodos, un ánodo, negativo, y un cátodo, positivo, ambos con platino como catalizador separados por un electrolito. El hidrógeno entra en la pila por el ánodo y allí se disocia en iones hidrógeno y electrones. Los iones hidrógeno pasan a través del electrolito hasta el cátodo. Los electrones del ánodo emigran por un circuito exterior hasta el cátodo donde reaccionan con los iones hidrógeno y el oxígeno para dar agua.

Resultado de imagen para biodigestor

Conclusiones y recomendaciones.-

La obtención de hidrógeno para el país significa la generación del producto energético del futuro, que reemplazará los combustibles provenientes de las reservas de petróleo. Con este método vamos a tener un mejor manejo económico es decir menos costos y el combustible va a estar en menor porcentaje de contaminación

No desechar por completo los residuos de banano, ni de ningún residuo orgánico sino guardarlos para posteriormente reutilizarlos para la elaboración de biogás y fertilizantes orgánicos.

Bibliografía

Licata, m. (25 de septiembre de 2012). zonadiet.com. Obtenido de http://www.zonadiet.com/comida/platano.htm

Américo, H. (s.f). Univesidad Nacional de la Plata. Obtenido de http://www.inifta.unlp.edu.ar/extension/Hidrogeno.pdf

Escalante, S., Carigi, L., & Gasque, L. (2011). Universidad Autonoma de Mexico. Obtenido de http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Elorigendeloselementosentresactos_30104.pdf

Gutiérrez, L. (2005). EL HIDRÓGENO, COMBUSTIBLE DEL FUTURO. Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 49-67.

Datos curiosos de la química (Parte II. 11-15)

Edición especial: Envenenamientos, muertes e intentos de asesinato.

Continuando con esta pequeña recopilación de curiosidades químicas he decido compartir con ustedes algunas interesantes formas de morir por ingesta de sustancias químicas, esta entrada forma parte de una meta personal de entregar a ustedes 100 datos curiosos que involucren la química, pues bien, esta entrada es una edición especial dado su contexto; espero que la disfruten.

11.- ENVENENAMIENTO CON CIANURO: (Tiempo estimado para el deceso 1 minuto)

     La muerte por cianuro es una muerte muy dolorosa. Sólo 50 mg (miligramos) de este potente veneno produce parálisis respiratoria al actuar sobre el aparato respiratorio. El diafragma se agita sin control produciendo convulsiones finalmente a la víctima se le dilatan las pupilas justo antes de sentir un paro cardíaco.

La muerte de los Hitler

Eva Braun, esposa de Adolf Hitler, recurrió al envenenamiento con cianuro a manera de ÁCIDO PRÚSICO [H-C≡N(g)] (ácido cianhídrico), un 30 de abril de 1945, al mismo tiempo sucedió el suicidio de su esposo, quien murió de un disparo en la sien derecha, ambos cadáveres yacían tendidos en las escaleras de un búnker por la salida de emergencia hacia el jardín situado detrás de la Cancillería del Reich, donde fueron parcialmente incinerados, dicho evento sucedió en la  ciudad de Berlín, cuando  Braun apenas tenía 33 años.

12.- ENVENENAMIENTO POR INGESTA DE CICUTA (Conium maculatum L.)

     La cicuta (Conium maculatum) es una especie botánica de planta con flor herbácea de la familia de las apiáceas, dentro de ésta, perteneciente al género Conium. Es un potente veneno. Los antiguos griegos utilizaban esta planta para ejecutar a los condenados a muerte. La cicuta pasó a la historia gracias a Sócrates, ilustre personaje que perdió la vida bebiendo una infusión de esta planta venenosa. Juzgado por no reconocer a los dioses atenienses y por, supuestamente, corromper a la juventud, el gran filósofo griego fue condenado a morir ingiriendo el potente veneno.

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La fitoquímica detrás de esta planta comprende la presencia de alcaloides desde la raíz hasta la punta de sus hojas; entre los que se destacan glucósidos flavónicos y cumarínicos, un único aceite esencial, además de la CONICEINA y la CONIÍNA, siendo estos dos últimos los factores de más alta toxicidad, esta última suele ser llamaba como  conina, conicina o cicutina, ésta es una neurotoxina que inhibe el funcionamiento del sistema nervioso central y es la causante del denominado “Cicutismo”, los efectos de la toxina son similares al curare. Sin embargo, la cicuta en sí misma no es peligrosa: sólo la dosis decide si una sustancia inocua puede resultar tóxica, alucinógena o medicinal en función de la cantidad empleada, cuando se habla de las propiedades de las plantas siempre se las relaciona con sus ventajas medicinales sin embargo la historia demuestra que el poder tóxico de algunas especies han sido ligado al hombre, bien como veneno, bien como alucinógeno.

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Cicutina (C8H17N)

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13.- RADIACIÓN CON POLONIO (210)

[foto de la noticia]     El Polonio [Po], es el elemento número 84 de la tabla periódica es altamente radioactivo y se encuentra presente en la naturaleza. Su descubrimiento se remonta a 1898 gracias a los esposos Pierre y Marie Curie, quienes lograron extraerlo de la uranita o pechblenda. Se ha determinado que existen alrededor de 27 isótopos de polonio con masas atómicas que van desde 192 a 218; siendo el 210, el único que se encuentra de en la naturaleza y resulta ser un elemento muy difícil de manipular. En la actualidad el uso más común es ser empleado en centrales nucleares y en temas de investigación. En la vida cotidiana y en cantidades muy pequeñas suele estar presente en técnicas de fotografía y en cigarrillos.

En forma de óxido éste se presenta como un polvo rojizo no observable para el ser humano, común en entornos industriales y centrales nucleares.

Tan solo MEDIO (1/2) miligramo (mg) bastaría para considerarse como dosis mortal por efectos de la radiación. Considérese que su manejo implica cámaras y equipo de protección de plomo en ambientes especiales. Cuando una persona ha sido contaminada por ingesta de la sustancia en concreto, no hay nada que se pueda hacer, su muerte es inevitable, si su exposición fue superficial, se procede a “secuestrar ” por medio de quelantes hasta que quede libre del mismo. La KGB, entre otras organizaciones han utilizado al polonio desde su descubrimiento como un potente veneno capaz de producir la muerte con alto sufrimiento y de manera lenta dado que resulta indetectable ante los sentidos.

La controversial muerte de Alexandder Litvinenko

Alexandder Valterovic Litvinenko, era quizás el último espía (agente) de la KGB, su extraña muerte fue foco de controversia en especial en el ámbito político salpicando dudas sobre el gobierno de Vladimir Putin. Más allá de la controversia llama la atención su muerte, Litvinenko pasó de la KGB al servicio de inteligencia del Reino Unido (MI6), diversas fuentes señalan al mandatario como autor mediato del hecho, incluso señalan a su muerte como un objetivo que perseguía la SFS (Servicio Federal de Seguridad ruso). Su muerte se produjo posiblemente tras liberarse una fragancia al abrir su paraguas  o bebida preferida que pudieron haber servido como vehículo del veneno, (Polonio 210). Muchos pueden preguntarse ¿cómo una sustancia de este tipo pudo haber sido ingerida tan fácilmente? pues bien, Lo pudo ingerir en una comida o bebida que estuviera lo suficientemente salada o azucarada como para no percibir variaciones en el sabor. También pudo haber fumado un cigarro impregnado en polonio 210. Otra opción sería la inyección pero Litvinenko se habría dado cuenta.

https://twitter.com/Mundo_ECpe/status/690191567202717700/photo/1

14.- ENVENENAMIENTO CON ÁCIDO RICINOLEICO 

     La especie de vegetal Ricinus communis L. o ricino es una planta muy común en la región americana, recibe nombres comunes como jiguerilla, higuerilla, higrillo, castor oil plant o arand (Pakistán); es una especie de tipo arborescente cuyos frutos crecen en forma de cápsulas espinosas en su interior se alojan sus semillas con manchas marrones, esta planta familia de las Euphorbiaceaes, su uso industrial tiene a la fabricación de hilos con su resina y la extracción de aceite de ricino comercialmente suele denominarse como (aceite de castor), éste es tóxico y su uso también suele ser industrial.

Su semilla marmórea contiene un aceite viscoso y algo insípido (aunque dependiendo de la variedad de la especie puede presentar un sabor desagradable), su aceite (aceite recinoleico) actúa sobre la mucosa intestinal y acelera el peristaltismo (movimientos de los intestinos-retortijones) del 100% de las semillas, entre el 50% y 85%  constituyen aceites el resto de sus componentes son albuminoides entre los que se encuentra la ricina, esta proteína se considera como uno de los componentes más altamente tóxicos existentes conocidos por el hombre, la dosis potencialmente MORTAL va de 3 a 8 semillas. Sin embargo la intoxicación depende de la forma de ingestión:

INTOXICACIÓN MÁXIMA: o envenenamiento si se mastican.

INTOXICACIÓN MÍNIMA: o nula si se traga entera.

La vía de eliminación de la toxina es por vía urinaria,los síntomas son: somnolencia,

Estructura de la ricina. La cadena A se muestra en azul y la cadena B en anaranjado.

náuseas, vómito, gastroenteritis hemorrágica, dolor abdominal, daño renal y hepático, hemólisis, convulsiones, coma, hipotensión, depresión respiratoria y shock. El tiempo de latencia entre la ingesta y los síntomas suele ser de 2 a 10 horas.

Químicamente la ricina se considera como una fitotoxina por su origen, con actividad citotóxica, su efecto tóxico fue descubierto por  Stillmark en 1888, allí se observó que la toxina aglutinaba las células sanguíneas por un efecto producido por tan solo el 5% de la semilla que contiene en peso ricina y aglutinina (RCA).

Estructuralmente la ricina se compone por dos cadenas una cadena A (RTA), unida por un puente disulfuro a una cadena B (RTB); este puente entre ambas cadenas se establece mediante dos cisteínas. Esta proteína  forma parte del grupo de proteínas inactivadoras de ribosomas (RIPs) de tipo 2, que se caracterizan por presentar dos cadenas polipeptídicas: una capaz de inhibir la síntesis de proteínas y otra con propiedades de lectina, es decir, capaz de unirse a hidratos de carbono.

Fuente: Romanos A. Intoxicación por semillas de Ricino. Rev Toxicol Esp, 1 (1983), pp. 30-31

INTENTO DE ENVENENAMIENTO AL PRESIDENTE BARACK OBAMA

Las autoridades de inteligencia del entonces presidente de Estados Unidos, Barack Obama informaron en 2013, que a su despacho llegó un sobre impregnado de ricino, sustancia mortal, el Servicio de Inteligencia Norteamericano calificó al hecho como un atentado en contra de la integridad del entonces mandatario y de uno de sus senadores el republicano Roger Wicker así lo afirmó el Departamento de Justicia mediante un comunicado donde expresó cómo se llevó a cabo la captura del sospechoso implicado  Paul Kevin Curtis, un imitador de Elvis Presley, arrestado por el FBI quien se cree fue el responsable del envió de tres sobres tipo carta enviados mediante el servicio postal. Las cartas llevaban el mensaje: “Soy KC y apruebo esto mensaje” este hecho se suscitó en 2013 mismo año cuando el tema se volvió más polémico dado que el intento de asesinato se repitió, pero esta vez con la actriz Shannon Guess Richardson, quien envió cartas que estaban también impregnadas de ricino, la actora de la afamada serie “The Walking Dead” inicialmente culpò a su esposo de hacerlo sin embargo, tiempo después se declaró culpable, las cartas contenían el mensaje:

“Lo que hay en esta carta no es nada comprado. Lo he reservado para usted, señor presidente.

“Tendrás que matarme a mí y a mi familia antes de que entregue mis armas. Quien quiera venir a mi casa recibirá un disparo en la cara”.

La actriz de entonces 36 años hoy enfrenta una sentencia por 18 años de prisión y una fianza de 367.000 $.

 

15.- ENVENENAMIENTO POR ARSÉNICO

     A la intoxicación por arsénico se le conoce como arsenicosis o arsenismo, y seResultado de imagen para arsina entiende como un conjunto de alteraciones en la salud, es decir es potencialmente peligroso para el ser humano, su origen puede derivarse de compuestos de naturaleza orgánica o inorgánica. Este semimetal esta presente en la naturaleza y puede encontrarse en la comida, agua, aire y suelo. Sus efectos son claramente tóxicos y dependen del origen del mismo que puede ser inorgánico, orgánico o gas a manera de arsina; suele depender también de su valencia: trivalente como el caso del arsenito, pentavalente como el caso del arseniato o arsénico elemental.

Ordenando los niveles de toxicidad de mayor a menor las diferentes formas del arsénico pueden organizarse de la siguiente forma:

  • Gas arsina (arsano) (muy tóxico, letal).
  • Compuestos inorgánicos trivalentes.
  • Compuestos orgánicos trivalentes.
  • Compuestos inorgánicos pentavalentes.
  • Compuestos orgánicos pentavalentes.
  • Arsénico elemental (prácticamente sin efectos).

Un dato curioso, en ciertos países del mundo el gas arsina es utilizado por las fuerzas policiales y militares como herramienta anti motines o para dispersar manifestantes por tanto la exposición al mismo puede ser muy perjudicial, este se presenta de color rojizo.

Resultado de imagen para gas arsina
ESE GAS ROSA-NARANJA ES ARSINA (COMPUESTO DE ARSÉNICO) TOXICO Y CARCINOGÉNICO.

Toxicidad:

Sustancia Química Toxicidad Efectos, síntomas o consecuencias
Arsénico inorgánico ALTA

*Cantidades elevadas: síntomas gastrointestinales, alteraciones en las funciones cardiovascular y neurológica y eventualmente la muerte.

*Alteraciones: depresión de la médula ósea, hemólisis, hepatomegalia, melanosis, polineuropatía y encefalopatía.

*Por exposición en cantidades menores: trastornos dermatológicos, neuropatía periférica, encefalopatía, bronquitis, fibrosis pulmonar, hepatoesplenomegalia, hipertensión portal, enfermedad vascular periférica («síndrome del pie negro»), aterosclerosis, cáncer y diabetes mellitus.

Arsénico orgánico MEDIA Y BAJA

*Compuestos que presentan toxicidad: ácido monometil arsénico (MMA) y sus sales, el ácido dimetilarsínico (DMA) y sus sales, y la roxarsona. La arsenobetaina y la arsenocolina son compuestos orgánicos frecuentemente presente en los peces y de bajo grado de toxicidad. Todos con efectos parecidos a los descritos anteriormente en los inorgánicos.

Napoleón: arsénico por accidente (o no)

La causa de la muerte de Napoleón Bonaparte (1769-1821) en su destierro de la isla de Santa Elena sigue generando controversia. Oficialmente se trató de un cáncer de estómago, pero estudios recientes de muestras de su cabello han revelado un contenido de arsénico muy superior a lo normal. Hay distintas hipótesis: que se envenenó accidentalmente al inhalar el arseniuro de cobre presente en la pintura de su prisión o que se lo suministrara su asistente, el conde de Montholon, siguiendo instrucciones de los ingleses, que querían evitar a toda costa que Napoleón volviese a Francia. Sin embargo su muerte aùn es tema de debate.

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Teoría Ácido / Base

Cuadro comparativo de las teorías Ácido/Base.

acidobase.pngPropiedades y características de los ácidos y bases.

Según menciona (Características, 2017), los ácidos y las bases son sustancias que existen en la naturaleza que se distinguen por su pH, es decir por su grado de acidez o alcalinidad (basicidad). Sin Embargo, estas sustancias pueden ser corrosivas, a menudo tóxicas, con numerosas aplicaciones industriales y humanas.

  • Los ácidos: son sustancias con pH, inferior a 7, (pH del agua, considerado neutro) en cuya química figuran comúnmente grandes cantidades de iones de hidrógeno (H+) al añadirle agua. Suelen reaccionar ante otras sustancias perdiendo protones.Imagen relacionada
  • Las Bases: son sustancias de pH superior a 7, que en disoluciones acuosas suelen aportar iones de hidroxilo (OH-) al medio. Suelen ser potentes oxidantes, es decir, absorben protones del medio circundante.

La reacción entre ácido y bases se denomina neutralización y elimina más o menos las propiedades de ambos compuestos, produciendo agua y una sal en su lugar. (PUCP, 2011)

Resultado de imagen para PROPIEDADES ACIDO BASE

a) Características de los ácidos y bases

  1. Nombre y nomenclatura:

El nombre de los ácidos proviene del latín acidus, que significa “agrio”; las bases en cambio, denominadas álcalis, obtienen su nombre del árabe Al-Qaly, que traduce “ceniza”. En estos nombres puede observarse cómo el hombre ha lidiado con ellos desde edades antiguas, tratando de discernir unos de otros a partir de sus características.

La nomenclatura de unos y otros, en la química actual, obedece a lo siguiente: los ácidos suelen llamarse como tales: ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, etc. dependiendo de los componentes que acompañen al hidrógeno. Las bases, en cambio, suelen llamarse hidroxilos, haciendo alusión a la molécula OH (óxido de hidrógeno) que estos compuestos presentan. (Características, 2017)

  1. Sabor:

Las bases y los ácidos se distinguen fácilmente a través de su sabor. Las primeras tienen un sabor amargo característico, mientras que los ácidos suelen ser agrios, como el ácido cítrico del limón. Algunas bases menos intensas suelen mostrar sabores semejantes al jabón. (Características, 2017)

Resultado de imagen para sabor acido y base

  1. Conductividad Eléctrica:

Tanto ácidos como bases, en disoluciones acuosas, son muy buenos conductores eléctricos. Ello se debe a su capacidad de generar iones cargados eléctricamente. (Características, 2017)

  1. Solubilidad:

Los ácidos y las bases son solubles en agua, en líneas generales. Sin embargo, muchas bases fuertes como la sosa cáustica (NaOH) liberan una enorme cantidad de energía al hacerlo (reacción exotérmica) por lo que su contacto con este líquido es considerado de riesgo inflamable severo. (Características, 2017)

  1. Reactividad:

Como se ha dicho, los ácidos y las bases se distinguen en que los primeros ceden protones mientras que las segundas absorben protones de las sustancias que los acompañen. Esto significa que suelen reaccionar químicamente de maneras distintas ante sustancias como la materia orgánica, aunque en ambos casos el efecto visible sea de corrosión: tanto ácidos como bases pueden causar quemaduras graves a la piel, por ejemplo. (Características, 2017)

  1. Neutralización:

Al juntar una base con un ácido se produce un efecto de neutralización, donde los protones liberados por el ácido son absorbidos por la base, perdiendo ambos parte (o la totalidad) de sus propiedades químicas. Como subproducto de esta reacción se forma agua y algún tipo de sal, dependiendo del ácido y la base involucrados. Es por ello que la sustancia resultante no es agria ni alcalina, sino salada. (Características, 2017)

  1. Estados Físicos:

Tanto ácidos como álcalis pueden hallarse en cualquiera de los tres estados de agregación de la materia: sólidos (en polvo), gaseosos o líquidos. Las formas gaseosas son las de mayor riesgo industrial y humano, ya que a menudo no pueden ser percibidas antes de inhalarse y hacer daños en el sistema respiratorio. (Características, 2017)

  1. Apariencia:

Los ácidos presentan una consistencia aceitosa, mientras que algunas bases pueden tener un tacto jabonoso. Sin embargo, en estado sólido suelen ser más o menos porosos y frágiles, dependiendo de la sustancia específica. Algunos gases ácidos o básicos son incluso visibles a simple vista. (Características, 2017)

  1. Medición:

Para medir el pH de las sustancias se emplea un tipo especial de papel denominado papel tornasol. Existen varias presentaciones de este papel, en varios colores. La reacción ante un ácido y una base suele ser de la siguiente manera:

Ácido. El papel tornasol azul se vuelve rosado, y el de metilo de anaranjado pasa a un color rojo intenso. La fenolftaleína, en cambio, permanece incolora.

Base. El papel tornasol rojo se vuelve azul o verdoso.

A continuación un breve compendio de indicadores con sus respectivos virajes.

Resultado de imagen para indicadores de acido y base

En el enlace siguiente puedes encontrar un artículo de cómo preparar un indicador ácido base casero en base a col o repollo morado: https://manualdaquimica.uol.com.br/experimentos-quimica/indicador-acido-base-com-repolho-roxo.htm

Resultado de imagen para indicadores de acido y base

10. Aplicaciones:

Tanto bases como ácidos tienen numerosas aplicaciones industriales, a saber:

  • Ácidos. Sus propiedades corrosivas son usadas para eliminar la herrumbre y otras impurezas de las sustancias industriales, como los metales, así como en reacciones químicas que permiten la obtención de electricidad, como en el caso de las baterías. Además, forman parte de fertilizantes y son a menudo empleados como catalizadores en reacciones químicas controladas, para obtener productos específicos en laboratorio.
  • Bases. Se emplean a menudo como desecantes o productos para combatir la humedad ambiental, así como sustancias de limpieza y desinfección, tales como el jabón, el cloro de las piscinas, incluso el amoníaco. También se producen como fármacos para contrarrestar la acidez, como el bicarbonato de sodio, o purgantes como la leche de magnesia.

Constante de acidez y basicidad

Al imaginar la composición molecular de una solución de un ácido débil en agua, se piensa en una solución que contiene • moléculas o iones del ácido; pequeñas concentraciones de iones H3O+ y la base conjugada del ácido, y una concentración muy pero muy pequeña de iones OH, que mantienen el equilibrio de autoprotólisis. (Atkins/Jones, 2012)

Constante de ionización de un ácido o Contante de acidez

Todas estas especies se encuentran en un equilibrio dinámico incesante. De manera similar, para una solución de una base débil, se imaginan las moléculas o iones de la base; pequeñas concentraciones de iones OH y el ácido conjugado de la base, y una concentración muy pero muy pequeña de iones H3O+, que mantienen el equilibrio de autoprotólisis. Dado que los ácidos y las bases conjugadas están en equilibrio en solución, podemos utilizar la constante de equilibrio para la transferencia de protón entre el soluto y el solvente como indicador de sus fuerzas  (Atkins/Jones, 2012). Por ejemplo, para el ácido acético en agua,

CH3COOH(aq) + H2O(l) ↔ H3O+(aq) + CH3CO2 (aq)

la constante de equilibrio es:

111.jpgComo las soluciones en consideración están diluidas y el agua es casi pura, la actividad del H2O puede igualarse a 1. La expresión resultante se denomina constante de acidez, Ka. Si se realiza una aproximación adicional reemplazando las actividades de las especies del soluto por los valores numéricos de sus concentraciones molares, se puede escribir la expresión para la constante de acidez del ácido acético como:

112

El valor experimental de Ka a 25 °C para el ácido acético es 1,8 ×10–5. Este valor bajo indica que sólo una pequeña proporción de las moléculas de CH3COOH donan sus protones cuando se disuelven en agua. Aproximadamente 99 de cada 100 moléculas de CH3COOH pueden permanecer intactas en CH3COOH(aq) 1 M (el valor real depende de la concentración del ácido). En general, la constante de acidez para un ácido HA es:

112.png

A continuación se presenta una tabla de constantes de acidez tabulada a 25ºC: tomada de (Atkins/Jones, 2012):

125.png

Constante de ionización de una base o Contante de basicidad

También puede escribirse una constante de equilibrio para el equilibrio de transferencia de protón de una base en agua. Para el amoníaco acuoso, por ejemplo:

NH3(aq) + H2O(l) ↔ NH4+ (aq) + OH(aq)

la constante de equilibrio es:

112

En soluciones diluidas el agua es casi pura y su actividad puede igualarse a 1. Con esta aproximación, se obtiene la constante de basicidad, Kb. Si se hace la aproximación adicional de reemplazar las actividades de las especies del soluto por los valores numéricos de sus concentraciones molares, se puede escribir la expresión para la constante de basicidad del amoniaco como:

112

El valor experimental de Kb a 25 °C para el amoníaco en agua es 1,8 × 10–5. Este valor bajo indica que normalmente sólo una pequeña proporción de las moléculas de NH3 están presentes como NH4+. Los cálculos en el equilibrio muestran que sólo 1 de cada 100 moléculas está protonada en una solución típica En general, la constante de basicidad para una base B en agua es:

112.png

El valor de Kb nos indica cuán lejos continúa la reacción hacia la derecha. Cuanto menor es el valor de Kb más débil es la capacidad de la base para aceptar un protón. (Atkins/Jones, 2012). Las constantes de acidez y de basicidad suelen informarse como sus logaritmos negativos, mediante la definición.

pKa = –log Ka               pKb = –log Kb

Cuando se piensa acerca de las fuerzas de ácidos y bases debiéramos notar que:

  • Cuanto más débil es el ácido mayor es el valor de Ka y mayor el de pKa.
  • Cuanto más débil es la base, mayor es el valor de Kb y mayor el valor de pKb.

La fuerza de un ácido para donar un protón se mide a través de su constante de acidez; la fuerza de una base para aceptar un protón se mide por su constante de basicidad. Cuanto menores son las constantes, más débiles son las fuerzas respectivas. Cuanto mayor es el valor de pK, más débil es el ácido o la base. (Atkins/Jones, 2012)

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Electrolitos y No Electrolitos

Un electrolito es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico. Debido a que generalmente consisten de iones en solución, los electrolitos también son conocidos como soluciones iónicas, pero también son posibles electrolitos fundidos y electrolitos sólidos. El papel que juegan es el de mantener el equilibrio de los fluidos en las células para que éstas funcionen correctamente. Los electrolitos principales son el sodio, el potasio y el cloro, y en una medida menor el calcio, el magnesio y el bicarbonato. (PUCP, 2011)

PRINCIPIOS

Comúnmente, los electrolitos existen como soluciones de ácidos, bases o sales. Más aún, algunos gases puede comportarse como electrolitos bajo condiciones de alta temperatura o baja presión. Las soluciones de electrolitos pueden resultar de la disolución de algunos polímeros biológicos (por ejemplo, ADN, polipéptidos) o sintéticos (por ejemplo, poliestireno sulfonato), en cuyo caso se denominan polielectrólito) y contienen múltiples centros cargados. Las soluciones de electrolitos se forman normalmente cuando una sal se coloca en un solvente tal como el agua, y los componentes individuales se disocian debido a las interacciones entre las moléculas del solvente y el soluto, en un proceso denominado solvatación. Por ejemplo, cuando la sal común, NaCl se coloca en agua, sucede la siguiente reacción:

NaCl(s) → Na+ + Cl

También es posible que las sustancias reaccionen con el agua cuando se les agrega a ella, produciendo iones. Por ejemplo, el dióxido de carbono reacciona con agua para producir una solución que contiene iones hidronio, bicarbonato y carbonato. En términos simples, el electrólito es un material que se disuelve en agua para producir una solución que conduce una corriente eléctrica.

Clasificación de los electrolitos: electrolito fuertes y electrolitos débiles

Los solutos se clasifican a menudo en tres categorías según las conductividades eléctricas de sus soluciones acuosas. Las sustancias que se disuelven como moléculas y que, en consecuencia, dan soluciones no conductoras se clasifican como no electrolitos. Las sustancias que existen en solución acuosa como una mezcla en equilibrio de iones y moléculas reciben el nombre electrolitos débiles. Muchos ácidos son electrolitos y se ionizan parcialmente. Los electrolitos fuertes existen casi exclusivamente en forma de iones en solución acuosa. Se incluyen aquí casi todas las sales neutras. Por ejemplo, NaCl, así como las bases fuertes NaOH, KOH, etc. En disolución, lo iones migran hacia los electrodos de acuerdo con los signos de sus cargas, de aquí que lo iones positivos y negativos reciban nombres de cationes y aniones, respectivamente. Los electrolitos fuertes suelen estar ionizados ya por completo en estado sólido, de tal modo que al disolverlos o fundirlos no se hace más que liberar los iones de las fuerzas que los mantienen fijos en la red cristalina. (PUCP, 2011)

De manera general:

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  1. ¿Qué es y cómo medir la constante de equilibrio?

Equilibrio químico es la denominación que se hace a cualquier reacción reversible cuando se observa que las cantidades relativas de dos o más sustancias permanecen constantes, es decir, el equilibrio químico se da cuando la concentración de las especies participantes no cambia, de igual manera, en estado de equilibrio no se observan cambios físicos a medida que transcurre el tiempo; siempre es necesario que exista una reacción química para que exista un equilibrio químico, sin reacción no sería posible. (Gracia Mora, 2015)

Las sustancias originales (las que se transformarán) se denominan reactantes reactivos y las finales se llaman productos. Todos los procesos químicos evolucionan desde los reactantes hasta la formación de productos a una determinada velocidad hasta que la reacción se completa. En ese momento, la velocidad de formación de los productos es igual a la velocidad de descomposición de éstos para formar nuevamente los reactantes de los que proceden.

Desde ese mismo momento las concentraciones de todas las especies reaccionantes (reactantes y productos) permanecen constantes. Ese estado se conoce con el nombre de equilibrio químico.

El equilibrio químico es un estado en el que no se observan cambios visibles en el sistema. Sin embargo, a nivel molecular existe una gran actividad debido a que las moléculas de reactantes siguen produciendo moléculas de productos, y estas a su vez siguen formando moléculas de productos.

Como ya dijimos, cuando se alcanza el equilibrio químico las velocidades de la reacción directa ( => ) e inversa ( <= ) son iguales y las concentraciones de los reactantes y de los productos permanecen constantes. Para que esto ocurra, la reacción debe suceder a una temperatura presión constantes en un recipiente cerrado en el que ninguna sustancia pueda entrar o salir.

Es importante diferenciar entre el equilibrio en términos de velocidad, en el que ambas velocidades son iguales, del equilibrio en términos de concentraciones, donde éstas pueden ser, y normalmente son, distintas. (Gracia Mora, 2015)

Factores que modifican el equilibrio

Existen diversos factores capaces de modificar el estado de equilibrio en un proceso químico, como son: la temperatura , la presión (afectando al volumen ) y las concentraciones .

La influencia de estos tres factores se puede predecir, de una manera cualitativa por el Principio de Le Chatelier, que dice lo siguiente:

Si en una reacción química en equilibrio se modifican la presión, la temperatura o la concentración de alguna de las especies reaccionantes, la reacción evolucionará en uno u otro sentido hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio. Este principio es equivalente al principio de la conservación de la energía .

Efecto de la temperatura.

Es la única variable que, además de influir en el equilibrio, modifica el valor de su constante. Si una vez alcanzado el equilibrio se aumenta la temperatura, el sistema se opone a ese aumento de energía calorífica desplazándose en el sentido que absorba calor; es decir, hacia el sentido que marca la reacción endotérmica.

Aquí debemos recordar que en las reacciones químicas existen dos tipos de variación con la temperatura: Exotérmica : aquella que libera o desprende calor.

Endotérmica : aquella que absorbe el calor.

Es importante hacer notar que a bajas temperaturas, la reacción requiere más tiempo, debido a que bajas temperaturas reducen la movilidad de las partículas involucradas. Para contrarrestar este efecto se utiliza un catalizador para acelerar la reacción.

Respecto a los catalizadores, se ha determinado que estos no tienen  ningún efecto sobre la concentración de los reaccionantes y de los productos en equilibrio. Esto se debe a que si un catalizador acelera la reacción directa también hace lo mismo con la reacción inversa, de modo que si ambas reacciones se aceleran en la misma proporción, no se produce ninguna alteración del equilibrio.

Efecto de la presión

Si aumenta la presión la reacción se desplazará hacia donde exista menor número de moles gaseosos, para así contrarrestar el efecto de disminución de volumen, y viceversa.

Lógicamente, en el caso de que las cantidades de moles gaseosos sean iguales para cada lado de la ecuación, no se producirán cambios, es decir que el equilibro no se desplazará. También se puede aumentar la presión del sistema sin afectar el equilibrio agregando un gas noble.

Efecto de las concentraciones

Un aumento en la concentración de uno de los reactivos hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de productos, y a la inversa en el caso de que se disminuya dicha concentración. Y un aumento en la concentración de los productos hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de reactivos, y viceversa en el caso de que se disminuya.

Obtención de la constante de equilibrio

Esta es la ley del equilibrio químico, también llamada ley de acción de masas, para nuestro sistema. Esta ley fue propuesta por los químicos noruegos Cato Maximilian Guldgerg y Peter Waage en 1864, sobre la base de las ideas de Berthollet sobre las reacciones químicas reversibles. La constante 57 que caracteriza el equilibrio se denomina constante de equilibrio, se representa por Kc y su valor no depende de las concentraciones iniciales. La constante de equilibrio depende de la temperatura, para otro valor de la misma la constante sería diferente, por ello hace falta especificar siempre la temperatura cuando se dé un valor de Kc. Para una reacción cualquiera, representada por la ecuación química (Gracia Mora, 2015):

aA + bB ↔cC + dD

si el sistema se encuentra en equilibrio químico, la constante de equilibrio viene dada por:

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Esta constante de equilibrio solo depende de la temperatura a la que se realiza el proceso, y no de las concentraciones de las sustancias que intervienen en el mismo. La ley de acción de masas se puede enunciar de la siguiente manera: En una reacción química el producto de las concentraciones de los productos, en el equilibrio, elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, dividido por el producto de las concentraciones de los reactivos, en el equilibrio, elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, es una constante a cada temperatura llamada constante de equilibrio.

Diferencias entre reacción ácido-base y equilibrio ácido-base

Cuadro de diferencias
Reacción Ácido/Base Equilibrio Ácido/Base
Conocida también como reacción de neutralización. Se define según las teorías de Arrhenius; bronsted & Lowry y Lewis.
Reacción que ocurre entre un ácido y una base. Se llega al equilibrio una vez que los reactivos dejan de reaccionar, y en este caso cuando el ácido y la base ya se han neutralizado mutuamente sus propiedades.
Su producto es una sal y agua. Ya no se observan cambios físicos en el transcurrir del tiempo.
La mayoría de las veces son exotérmicas. Es necesario exista equilibrio en el sistema A-B caso contrario la reacción ácido base no se daría.
La constante de equilibrio no depende de las concentraciones de que intervienen en el sistema pero si de la temperatura.
Puede ser determinada según la Ley de acción de las masas.
Cuando las concentraciones de los reactantes permanecen constantes se dice que se ha llegado al equilibrio.

 

  1. Ejemplos de pares conjugados

 H2SO4(l) +2NaOH(aq)→ Na2SO4(aq) +2H2O

Ácido: H2SO4; ácido sulfúrico

Base: NaOH; Hidróxido de sodio

Ácido conjugado: H2O; agua

Base conjugada: Na2SO4; sulfato de sodio

 

HNO3(l) + KOH(aq) → KNO3(aq) + H2O

Ácido: HNO3; ácido nítrico

Base: KOH; hidróxido de potasio

Ácido conjugado: H2O; agua

Base conjugada: KNO3; nitrato de potasio

 

HCl (l) + Ca(OH)2 (s) → CaCl2 (aq) + 2H2O

Ácido: HCl; ácido clorhídrico

Base: Ca(OH)2; Hidróxido de calcio

Ácido conjugado: H2O; agua

Base conjugada: CaCl2; cloruro de calcio

 

HSO4 + H2O ⇄ SO4-2 + H3O+

Ácido: HSO4; hidrógeno sulfato

Base: H2O; agua

Ácido conjugado: H3O+ ; ion hidronio

Base conjugada: SO4-2 ; anión sulfato

 

HCN +H2SO4 →H2CN+ + HSO4

Ácido: H2SO4

Base: HCN

Ácido conjugado: H2CN+

Base conjugada: HSO4

 

 

C2H3O2 + H2O → HC2H3O2 + OH

Ácido: H2O

Base: C2H3O2

Ácido conjugado: HC2H3O2

Base conjugada: OH

ESPECIES ANFÓTERAS

Los Anfóteros son sustancias que pueden actuar tanto como ácidos o como bases dependiendo del medio en que se encuentren. Etimológicamente la palabra “anfótero” proviene del griego “amphóteros” que es una variante de “amphi” y significa”ambos”. (Químicas Net, 2015)

 Ejemplos de Anfóteros:

El H2O es llamado de anfótero cuando reacciona con ácidos y actúa como base receptora de protones o cuando reacciona con bases y actúa como ácido donante de protones. Sustancias que pueden actuar, como un ácido o como una base, son llamadas de anfóteras. Siendo así, si combinamos el agua con una base, ella actúa como ácido y viceversa. En la reacción con amoniaco, el agua actúa como un ácido dador de protón, veamos la ecuación que representa el proceso:

NH3(g) + H2O(l) ↔ NH4+ + OH

Notamos que el agua reaccionó con un ácido donante de protones: el NH3 recibe un protón del agua y adquiere la forma NH4+. El agua es una molécula tan versátil hasta consigo misma.

H2O(l) + H2O (l) ↔ H3O+ + OH

Las dos moléculas de H2O reaccionan entre sí: una dona y la otra recibe electrones. El producto es agua protonada (H3O+) e ión OH.

EJEMPLOS DE ESPECIES ANFOTÉRICAS

 Metales anfóteros: algunos metales forman óxidos e hidróxidos con propiedades anfóteras como los siguientes:

  • Óxido de zinc (ZnO) puede actuar de diferente manera si el medio es ácido o básico:
    • Con ácidos → actúa como base neutralizándolos: ZnO + 2H2SO4→ ZnSO4 + H2O
    • Con bases → actúa como ácido neutralizándolos: ZnO + H2O + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4]
  • Hidróxido de aluminio (Al(OH)3):
    • Con ácidos → actúa como base neutralizándolos: Al(OH)3+ 3HCl → AlCl3 + 3H2O
    • Con bases → actúa como ácido neutralizándolos: Al(OH)3+ NaOH → Na[Al(OH)4]
  • Óxido de aluminio (Al2O3):
    • Con ácidos → actúa como base neutralizándolos: Al2O3+ 3 H2O + 6 HCl → 2Cl3[Al(H2O)6]
    • Con bases → actúa como ácido neutralizándolos: Al2O3+ 2 NaOH + 3 H2O → 2 NaAl(OH)4
  • Hidróxido de Berilio (Be(OH)2):
    • Con ácidos → actúa como base neutralizándolos: Be(OH)2+ 2HCl → BeCl2 + 2H2O
    • Con bases → actúa como ácido neutralizándolos: Be(OH)2+ 2NaOH → Na2Be(OH)4
  • Óxido de Plomo (PbO):
    • Con ácidos → actúa como base neutralizándolos: PbO + 2HCl → PbCl2+ H2O
    • Con bases → actúa como ácido neutralizándolos: PbO + Ca(OH)2+H2O → Ca[Pb(OH)4]

 Metaloides anfóteros: la mayoría de ellos forman óxidos o hidróxidos con propiedades anfóteras:

  • Boro
  • Silicio
  • Germanio
  • Arsénico
  • Aminoácidos: poseen un grupo amino (NH2) básico y otro carboxílico (COOH) ácido.
  • Proteínas
  • Amoníaco
  • Ion Bicarbonato (HCO3)

 

Bibliografía

Atkins/Jones. (2012). Principios de Química. Barcelona: 5ta Ed. Editorial Médica Panamericana 2012.

Características, E. d. (2017). http://www.caracteristicas.co. Obtenido de https://www.caracteristicas.co/acidos-y-bases/

Gracia Mora, J. (2015). http://depa.fquim.unam.mx. Obtenido de Equilibrio Químico: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Equilibrio_quimico_23415.pdf

Kotz, J., Treichel, J. R., & Townsend , D. (2015). Acids and Bases: The Arrhenius Definition (Ácidos y bases: definición de Arrhenius). En Chemistry and Chemical Reactivity, Instructor’s Edition (Química y reactividad química, edición del profesor) (págs. 234-237). Stamford: 9th ed. Cengage Learning.

Méndez, Á. (19 de 05 de 2010). La Guía 2000. Obtenido de Ácido-base, según Lewis: https://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/acido-base-segun-lewis

PUCP. (2011). Química General. Obtenido de corinto.pucp.edu.pe: http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/361-teorias-acido-base.html

Químicas Net. (11 de 2015). http://www.químicas.net. Obtenido de http://www.quimicas.net/2015/11/ejemplos-de-anfoteros_21.html