Divulgación y enseñanza de la ciencia

PK – 319 -DC Ácidos y globos

  • Categoría: Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)
  • Área de participación: Divulgación y enseñanza de la ciencia
  • Asesor: ALICIA PANIAGUA
  • Autor: Diego Fernando Bustos Vega ()

Resumen

Este proyecto de investigación se centra en el estudio de los ácidos cítricos, sus propiedades y a su vez el efecto que tienen las cascaras de la naranja al acercarlos al globo

 

Pregunta de Investigación

¿Qué factores intervienen en la reacción de ácidos y globos?

Planteamiento del Problema

La composición de los globos y las naranjas es distintas, pero al interactuar entre ellos se obtiene una reacción explosiva.

Por una parte, las naranjas son frutos cítricos lleno de vitaminas y minerales, y por otra los globos están hechos en su mayoría  de látex y químicos sintéticos.

Para entender la reacción equivalente a la reacción entre ambos, se necesita conocer los componentes fisicoquímico de las naranjas y los globos.

 

Antecedentes

A lo largo de la Historia de la Química se han dado muchos ejemplos de clasificación de las sustancias por sus propiedades, con la finalidad de sistematizar su estudio. Atendiendo a dichas propiedades, una importante clasificación de los compuestos inorgánicos -los primeros conocidos-  fue en ácidos (del latín, ácidus: agrio) y bases, antiguamente llamados álcalis (del árabe al Kali:cenizas de planta). En este sentido, en 1663, R. BOYLE (1627-1691) asignaba un conjunto de propiedades a los ácidos y también a las bases, siendo el primero que usa como referencia el cambio de color de indicadores naturales. Con el desarrollo de la Química fue ampliándose la definición fenomenológica de ácido y de base hasta ser caracterizadas estas sustancias por las propiedades mencionadas anteriormente. El estudio conjunto de los ácidos y de las bases fue una consecuencia de la reacción de neutralización. Por la que estas sustancias compensan mutuamente sus propiedades características.

Posteriormente surgió la necesidad de justificar las propiedades de los ácidos y de las bases. Así, en 1.777. A. L. LAVOISIER  (1743-1794) defendía la idea de que todos los ácidos contenían oxígeno, nombre que él propuso a este elemento (derivado del griego: “formador de ácidos”). El intento de LAVOISIER de obtener oxígeno de cualquier ácido fracasó cuando lo intentó a partir del ácido clorhídrico (llamado entonces ácido muriático). En 1810 H DAVY (1778-1829) demostró que el ácido muriático estaba constituido únicamente por hidrógeno y cloro y defendió que todos los ácidos contenían hidrógeno. En 1814 J. L. GAY-LUSSAC (1778-1850) afirmó que los ácidos y las bases no debían definirse por si mismos sino unos en función de los otros, propuesta muy de acuerdo con una de las ideas actuales. A medida que se fueron identificando mayor número de ácidos , fue haciéndose evidente que el elemento común a todos ellos era el hidrógeno, recibiendo esta teoría un gran respaldo en 1830, cuando J. VON LIEBIG (1803-1873) la extendió a los ácidos orgánicos , afirmando, en 1838, que los ácidos contienen hidrógeno de forma que este este elemento puede reemplazarse por metales. Las bases se consideraban como compuestos que neutralizaban a los ácidos dando sales, pero no llegó, en esta época, a plantearse ninguna teoría que relacionase las propiedades alcalinas con un elemento o agrupación química determinada  

COMO SE FABRICAN LOS GLOBOS 

El proceso es relativamente sencillo, a base de látex. Se vierte tinta en un tanque y se pasa una escobilla para eliminar los posibles grumos. Unos agitadores en el fondo del tanque lo mezclan durante 15 horas lo que hace que se active el color y que el látex se mantenga activo y no se congele. Se eliminan impurezas. A continuación unas boquillas humedecen los moldes con agua caliente a medida que pasan por unos rodillos. Mas tarde, un dispositivo gira e introduce los moldes en un tanque de coagulante que lleva una carga electroquímica que atraerá el color del látex. El látex se seca rápidamente al tiempo que una cinta transportadora hace que giren por unos cepillos creando la boquilla de los globos. A continuación , los globos son sumergidos en un tanque de agua caliente y están en remojo durante 16 minutos. Este proceso es vital ya que de esta manera se eliminan todas las impurezas entre ellas una proteína que provoca alergias al látex. El procesos continua con un baño de talco y agua para que sea más fácil la extracción del molde.

GLOBOS BIODEGRADABLES
Los globos son un elemento decorativo para cualquier ocasión, por lo cual, es importante que sepas qué tipo de globos debes comprar para no violentar el medio ambiente.
Hay distintos tipos de globos que se venden, pero no todos son biodegradables, por ejemplo, los globos metálicos están hechos de naylon  y los globos de poliuretano, que al final son componentes plásticos que tardan más de 500 años en desaparecer de la Tierra, sin embargo hay unos globos que no son dañinos como estos. Hablamos de los globos de látex que son 100% biodegradables, el material orgánico del que están hechos, se obtiene de los árboles del hule que se ubican en Ruanda, Uganda y República Democrática del Congo.
Su tiempo de degradación varía y también dependiendo de la exposición a la luz y de las condiciones climatológicas, muy similar al tiempo de vida de las hojas del árbol del Hule.
Esta savia del látex se obtiene mediante un proceso lento de goteo en la corteza, muy similar a la de la miel de maple o la del chicozapote
Esta manera de obtener el látex se desarrolló en Singapur en 1890 por Henry Ridley y permitió obtener la savia sin lastimar el árbol, muy diferente a algunos métodos que se usaban en Brasil. Este método provocó grandes beneficios y favoreció la demanda internacional del hule.
El Látex es la Savia del árbol del hule y el proceso químico de fabricación de los globos funciona combinando esta savia del hule con un pigmento y un coagulante que forman una solución con la que se forma el globo, ya que se obtuvo esta sustancia se pone en un molde de aluminio que le da la forma y cuando se seca se tiene el globo.
Es muy importante ver en qué cantidad se utiliza el látex, ya que hay algunos globos que están compuestos de esta resina, sin embargo, las mezclan con otras sustancias que hacen que pierdan su característica amigable con el ambiente. (May, 2018)

COMPOSICION DE LA NARANJA

Hidratos de carbono
Son los componentes más abundantes en la naranja. Aquí consideraremos los azúcares solubles, como la sacarosa, la glucosa y la fructosa. Como componente mayoritario, constituyen el mayor aporte calórico de las naranjas a la dieta. La ingesta de 100g de naranjas o 100 ml de zumo recién exprimido, proporcionan 100 calorías.
Pero además en este grupo nos encontramos con las pectinas solubles e insolubles, éstas últimas sin valor calórico y que se identifican con la fibra dietética, componente no nutricional, pero de importancia como estimulante de la motilidad intestinal.
Ácidos orgánicos
El más abundante es el ácido cítrico que representa entre el 80 y el 85% de todos los ácidos orgánicos. Una correcta relación entre azúcares y acidez, determinan la mejor aceptación de la fruta por el consumidor.
Los ácidos son importantes desde el punto de vista dietético, ya que mejoran la absorción de algunas sustancias por el organismo, particularmente los minerales.
Aminoácidos
En la tabla anterior aparecen como Sustancias Nitrogenadas, son el tercer componente en importancia de la naranja, después del agua y los hidratos de carbono. Destaca el alto contenido en Prolina, y Arginina, Asparagina y Ácido Aspártico.
Minerales
Destaca el aporte de Potasio, y posee una elevada relación Potasio/Sodio, tanto en gajos como en zumo, que se considera saludable.
En cuanto al Calcio, el aporte es discreto, y al estar en forma de sales insolubles, los gajos son más ricos en este elemento que los zumos.
Vitaminas
La naranja proporciona vitaminas, provitaminas y factores de crecimiento en cantidades muy apreciables.
Otros componentes
Los carotenoides, son pigmentos que dan la coloración a las frutas cítricas. La proporción de estos pigmentos determinará la tonalidad del color de los frutos. Desde el punto de vista fisiológico, solamente el β-caroteno y la criptoxantina, que en el organismo se oxidan hasta convertirse en retinol o Vitamina A, tienen importancia ya que 100 g de naranja proporcion el 10% de las necesidades recomendadas de esta vitamina.
Los falvonoides, son productos muy abundantes en los cítricos, y tienen importancia ya que son los responsables de su sabor. Tienen un efecto protector capilar y de mejora de la circulación sanguínea.
Otras sustancias volátiles tienen importancia en la determinación del olor y sabor de los cítricos. (JÚCAR)
COMPOSICIÓN DEL GLOBO
El globo compuesto de 50% de látex es un juguete o elemento de decoración ecológico porque es biodegradable. Un globo de 75% de látex tarda en biodegradarse unos 10 años, igual que una hoja de roble. (Desconocido, kikipedia)
NARANJA CITRUS
El Azahar, vocablo nítidamente árabe, es la flor del naranjo, del limonero y del cidro, aunque aquí nos referiremos a la flor del naranjo amargo, la cual contiene una esencia de mayor calidad.
Investigadores de Estados Unidos y Canadá han descubierto que la cáscara de los cítricos contiene una sustancia que reduce el colesterol “malo” y es más efectiva que las actuales medicinas, según revela un estudio. El estudio –que ha sido publicado en la revista Journal of Agricultura and Food Chemistry, determinó que esa sustancia no tiene los efectos secundarios –desarrollo de enfermedades hepáticas y debilidad muscular– que provocan los medicamentos convencionales para reducir el colesterol “malo” (LDL).
Los compuestos de las cáscaras de cítricos se conocen como flavones polimetoxilatados (PMF) y son similares a otros pigmentos vegetales que tienen beneficios para la salud, incluyendo protección contra el cáncer, enfermedades cardíacas e inflamaciones. “Nuestro estudio ha demostrado que los PMF tienen el efecto de reducción del colesterol más potente que cualquier otro tipo de flavonoide”, dice en el informe Elzbieta Kurowska, investigador principal y vicepresidente de investigaciones de KGK Synergize en Ontario, Canadá.
Las cortezas de naranja también nos sirven para quemar -lo cual sanea el ambiente-, para aromatizar pasteles, compotas, salsas, etc.
Siempre que se ralle una cáscara de cítricos, no se debe incluir la parte blanca ya que amarga bastante. Si una naranja estuviese un poco seca, es aconsejable sumergirla en agua templada unos minutos. De esta forma se conseguirá extraer todo su zumo. La piel se desarrugará un poco, pero, quizá, no esté en condiciones de ser rallada. (Balancilla, 2014)

Objetivo

Elaborar una guía de observaciones respecto a los resultados del experimento y medir las reacciones del zumo de las naranjas hacia los globos

Justificación

Este proyecto surge a partir de la curiosidad por experimentar con reacciones químicas simples en nuestro entorno, y explicar las características fisicoquímicas que podemos tener en objetos cotidianos y frutos simples. Y como una reacción química se genera con la interacción
de los objetos compuestamente distintos.

Hipótesis

Si el globo explota interactuando con la cascará de naranja, entonces se probará la reacción química entre ácidos y globos.

Método (materiales y procedimiento)

Para este proyecto se realizo una investigación experimental donde interactuaron la cascara de una naranja y un globo de látex
  • 1. El primer paso es inflar un globo a un tamaño promedio.
  • 2. Cortar una pequeña cantidad de la cascara de un naranja.
  • 3. Acercar la cascara al globo a una distancia de 5 milímetros, doblar la cascara por la mitad y presionar cerca del globo hasta que se desprendan (gotitas o rosio) del jugo de la naranja.
  • 4. Puede tardar mas de un intento para que la reacción sea efectuada y explote el globo.

Galería Método

Resultados

  • 1. Se observa que el rosio de la naranja varia debido a la frescura de la naranja
  • 2. Se observa que la velocidad de la explosión del globo en interacción con el zumo de la naranja varia de ves en ves.
  • 3. Se observa que la velocidad de la explosión también varia si el globo es estirado antes de inflarse.
  • 4. Se puede observar que el numero de intentos para que la composición del globo se vea afectada es de 3 a 5.

Galería Resultados

Discusión

Tras analizar la información en los antecedentes del presente proyecto y la experimentación realizada, podemos incluir conclusiones más certeras de por qué el globo sufre alteraciones de acuerdo a su material de elaboración, maleabilidad antes de inflarlo, y desprendimiento del (zumo o rosio) de una naranja varia de acuerdo a su frescura.

Conclusiones

La experimentación resulto ser un poco mas compleja de lo que pareciera, ya que en un primer plano solo se observaría la interacción de dos objetos distintos que erosiona uno al otro (la naranja al globo) en su interacción. Pero al estudiar los antecedentes que explican los compuestos fisicoquímicos de cada uno de nuestros objetos a estudiar, podemos observar la complejidad de la reacción química que se obtiene entre ambos.



PK – 319 -DC Ácidos y globos

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

To develop aún observation guise, according to the experiment results and measure the reactions of ballons

Justification

This scientific project arises through the curiosity to know how a fruit can alter a balloon without touching it, and if the Orange is the only fruit with this ability

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography