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Métodos de Conservación de Alimentos: Concentración y Envoltura (Parte II)

La eliminación del agua de un alimento es otro procedimiento utilizado para obtener una conservación más prolongada. La eliminación total da como resultado un producto sólido y seco (se habla entonces de deshidratación) la eliminación parcial lleva a un concentrado líquido o almibarado.

 

Concentración

Se puede efectuar por frío, eliminando el agua en forma de cristales, o por calor. En la industria de los zumos o jugos de frutas, los concentrados basados en la evaporación de agua son los más utilizados. Se eliminan 1000 litros por hora, obteniéndose concentrados que se transportan fácilmente y que permiten posteriormente la venta de zumos de frutas y verduras “reconstituidos”.

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Dilución. Ejercicios Resueltos

Cuando nos sirven un vaso de jugo de naranja y este está muy concentrado, por lo general si no nos gusta así, lo que hacemos de forma automática es añadir más agua, de manera tal que el sabor del jugo sea de nuestro agrado, es decir, le bajamos la concentración a la bebida. Esta técnica que ejecutamos de manera instintiva, se le llama dilución.

La dilución es el proceso de preparación de una solución de menor concentración a partir de otra de mayor concentración, agregando solvente. En las disoluciones, la cantidad de soluto no varia, lo que cambia es el volumen de solvente, ya que a medida que se añade más solvente, la cantidad de soluto disminuye, debido a que el volumen y masa de la solución aumenta.  Leer más…«Dilución. Ejercicios Resueltos»

Factores que afectan el equilibrio químico.

Las reacciones químicas que se encuentran en equilibrio no perciben cambios de manera espontánea, sin embargo se ven afectadas cuando son sometidas a un factor externo, como por ejemplo: la temperatura, concentración, presión y la presencia de catalizadores. Cuando esto ocurre, el sistema reacciona químicamente hasta conseguir nuevamente el equilibrio.

 

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Fracción Molar (Ejercicios Resueltos)

La fracción molar relaciona el número de mol de soluto con el número de mol total presente en solución. Se designa con la letra X y no presenta unidades.

 

Matemáticamente se expresa de la siguiente manera:

X = X soluto + X solvente = 1

X = Fracción molar

X soluto (Xsto) = Fracción molar del soluto

X solvente (Xste) = Fracción molar del solvente

La suma de las fracciones molares del soluto y solvente es igual a 1

 Otras fórmulas que nos permitirán para hallar fracción molar:

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Molalidad (Ejercicios Resueltos)

La molalidad se refiere al número de mol de soluto que se encuentra disuelto en un kilogramo de solvente. Por lo tanto, su unidad es mol/kg y se designa con la letra “m” minúscula. Por ejemplo: Si una solución presenta una concentración 5 molal, significa que contiene 5 mol de soluto en cada kilogramo de solvente. La expresión matemática empleada para calcular la molalidad es:

 

Ejercicios Resueltos.
  1. Calcule la molalidad de una solución que se prepara disolviendo 12 gramos de hidróxido de aluminio Al(OH)3 en 350 gramos de agua. Masa molar Al(OH)3= 78 g/mol.

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Normalidad (Ejercicios Resueltos)

En la pasada Guía de Estudios estudiamos las diferencias entre unidades química y unidades físicas de concentración, la definición y formulación de molaridad y resolución de ejercicios. En esta nueva guía de estudios vamos a estar trabajando con la Normalidad.

La Normalidad se define como la cantidad de equivalentes-gramos de soluto entre el volumen de la solución en litros. Se designa con la letra N mayúscula, aunque en la actualidad se le conoce como simplemente concentración equivalentes/Litros o en su abreviatura: eq/L.

El equivalente representa la porción de un compuesto químico cuya masa sustituye o está en capacidad de reaccionar con un átomo de hidrógeno (H+), y dependerá del tipo de sustancia al cual pertenece. Por ejemplo, en el caso del ácido clorhídrico (HCl), cuya masa molecular es 36,6 gramos/mol; su fórmula química contiene un hidrógeno (H+). La masa completa de 36,6 gramos puede ceder un hidrógeno; por lo tanto, esa es la masa que tiene un equivalente del compuesto, es decir ese es el peso equivalente. Ahora bien, para el ácido sulfúrico (H2SO4), que posee una masa molar de 98 gramos/mol y que contiene 2 átomos de hidrógeno en su fórmula, se considera que 49 gramos ceden un H+ y los otros 49 ceden el otro, por tal razón contiene 2 equivalentes cada uno de 49 gramos.

Entonces, podríamos decir que para los ácidos, el cálculo del peso equivalente se realiza dividiendo la masa molecular entre el número de hidrógenos contenidos en su fórmula.Leer más…«Normalidad (Ejercicios Resueltos)»

Molaridad (Ejercicios Resueltos)

Las unidades químicas a diferencia de las unidades físicas de concentración, relacionan el mol de soluto que presenta las soluciones, en este caso, que estudiaremos la molaridad (mol/L), el mol se relaciona con el volumen de la solución en litros.

Molaridad

Se define como la cantidad de mol de soluto entre el volumen de la solución en litros. Se designa con la letra M mayúscula, aunque en la actualidad se le conoce como simplemente concentración mol/L.

La fórmula que se utiliza para calcular la concentración molar es la siguiente:

O en la fórmula desarrollada:  M =  gramos de soluto 

                                                          Masa molar x V (L)

 
Ejercicios
  1. Determinar la molaridad de una disolución formada al disolver 25 gramos de NaOH en 350 gramos de agua, si la densidad de esta solución es de 1100 kg/m³.
DATOS.

M = ?

g soluto = 25g

g solvente = 350g

ρ = 1100 kg/m³

Masa molar del NaOH = 40 g/mol

                   M =   gramos de soluto 

                           Masa molar x V (L)

Si observamos la fórmula anterior, sólo disponemos de los gramos de soluto y la masa molar para calcular la molaridad y es necesario buscar el volumen de solución; para ello lo relacionamos con la densidad. Entonces partimos de la fórmula de densidad, la cual no es más que la relación entre la masa y el volumen de la solución. Así que primero que nada buscaremos calcular la masa de dicha solución sumando la masa del soluto con la masa del solvente, quedando así:

                                   m solución = m soluto + m solvente

Resultado de imagen para preparacion de soluciones

                                        m solución = 25 g + 350 g

                                              m solución = 375 g

Ahora bien, como tenemos la densidad y la masa de la solución, se puede despejar de la fórmula el volumen:

ρ = m/ v

V = m/ ρ

Como la densidad está en Kg, transformamos la masa de la solución de gramos a kilogramos y nos queda igual a 0,375 Kg. Sustituimos en la fórmula:

v = 0,375 kg / 1100 kg/m³

V = 0,000341 m³

El volumen debe estar expresado en litros:

1 m³ equivale 1000 litros, entonces queda igual a 0,341 litros.

Por último calculamos la molaridad utilizando la fórmula desarrollada:

M =         25 g 

       40g /mol x 0,341 L

 M = 1,83 mol/L 


2. Calcular los gramos de HCl  que se requieren para preparar 500 ml de solución al 0,5 M.

DATOS.

g soluto = ?

V solución = 500 ml = 0,5 L

M = 0,5 mol/L

MM HCl = 36,46 g/mol

 Usando la fórmula desarrollada nos queda:

   gramos de soluto = M x Masa molecular x V (L)

gramos de soluto = 0,5 mol/L x 36,46 g/mol x 0,5 L

gramos de soluto = 9,12 g de HCl 

Imagen relacionada

Velocidad de una reacción química

Normalmente las personas no estamos acostumbradas a conocer el porqué de ciertos cambios químicos que se llevan a cabo en la cotidianidad, como la oxidación de un metal, encender un cerillo, fermentación de alimentos, cocinar un huevo, entre otros.

 

A pesar de su importancia, también se desconoce la velocidad en la cual estas reacciones se llevan a cabo. De hecho, cuando se logra entender cuáles son los factores que afectan la velocidad de una reacción y cómo funcionan; las reacciones se podrían hacer más lentas o más rápidas según nuestras necesidades. Por ejemplo, cuando cortamos una manzana, esta a larga se oxidará, pero podemos hacer más lenta la reacción aplicándole gotas de jugo de limón a la misma y así retrasar dicho proceso.Leer más…«Velocidad de una reacción química»

Concentración de las soluciones: Soluciones cuantitativas (Parte II)

En el artículo anterior aprendimos mediante ejemplos cotidianos como interpretar de forma cualitativa la concentración de una solución. Ahora es necesario conocer cómo analizar las concentración de las soluciones mediante los términos cuantitativos.

Los términos cuantitativos reflejan la concentración de las soluciones de manera numérica y exacta. Este tipo de cálculos se realizan en la industria química, farmacéutica, alimentaria y científica ya que se necesita conocer con mayor precisión la concentración con la cual se trabaja las soluciones.

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