Equipo [Energía en los Alimentos] Fátima Karlota Ruiz Torres[1], Salvador Jeshua Aguilar Nequiz[1], Said Martínez Vázquez[1]
En este proyecto denominado energía en los alimentos nos enfocaremos en las reacciones químicas que se producen cuando descomponemos un alimento que contiene azucares los cuales se separan para liberar grandes cantidades de energía, mismas que observaremos a través de una reacción entre el clorato de potasio y el azúcar que contienen algunos alimentos como son gomitas de azúcar.
Todo esto a través de una reacción exotérmica que observaremos al momento de fundir el clorato con ayuda de un soplete el cual al estar fundida esta sal logrará descomponer los enlaces que contienen los azucares de algunos alimentos el cual apreciaremos por la liberación de gran cantidad de calor y luz que veremos en el desarrollo de nuestro experimento.
Se explicarán las reacciones químicas que se presentan con los reactivos que se ocupan, así como la relación que existe durante el proceso de combustión de los mismos para obtener de esta manera bióxido de carbono y agua.
En este proyecto vamos a realizar una serie de pruebas con distintos alimentos por medio de un tubo calentado previamente para así poder observar la energía en los alimentos.
Pero nunca te has preguntado que es la energía en los alimentos, pues en esta exploración de la energía en los alimentos desde una perspectiva química, nos sumergimos en el tejido mismo de la vida, entendiendo, cómo cada bocado desencadena una cascada de eventos moleculares que nos proporciona la energía necesaria para nuestras actividades diarias. Desde la estructura molecular de los nutrientes hasta la liberación de energía en cada célula, la química nos ofrece la llave para comprender la ciencia detrás de la nutrición y la energía en nuestro día a día.
Además de poder observar distintos tipos de reacciones químicas que pasan en nuestro cuerpo cuando consumimos azúcar.
La mayoría de estas reacciones químicas son reacciones exotérmicas las cuales liberan una gran cantidad de energía en nuestro cuerpo, descomponiéndolas en los diferentes nutrientes que nuestro organismo requiere en su día a día.
Entendiendo como reacciones exotérmicas aquellas que cuando se llevan a cabo liberan una gran cantidad de energía en forma de calor o luz, como por ejemplo la respiración, reacciones de neutralización, la digestión como reacción de descomposición, etc. Donde cada alimento se descompone en sus diferentes nutrientes, azucares, almidones, minerales, vitaminas, etc. Llevando cada uno de estos a la parte del cuerpo que lo está demandando para poder llevar a cabo nuestras actividades cotidianas.
Es por ello que en este proyecto mostraremos un ejemplo de estas reacciones enfocándonos en el proceso exotérmico que permite la descomposición de los alimentos por medio de la liberación de energía.
Tomando en cuenta que en nuestros tiempos los adolescentes, jóvenes y adultos presentan una vida con muchas ocupaciones y estrés con poco tiempo para dedicar al consumo de alimentos así como de la poca disposición de consumir alimentos saludables, pues en este proyecto se pretende dar a conocer que alimentos les ayudan a tener energía y cuales no, partiendo de la cantidad de azucares presentes en ellos como por ejemplo en la comida chatarra que nos ayuda a saber que no es buena consumirla y que no da energía como los otros alimentos que si son buenos de consumir como son las nueces, la fruta, las verduras y más.
Este estudio ayuda a que los adolescentes puedan entender que alimentos son buenos en un consumo exprés, es decir que alimentos nos pueden aportar mayor contenido energético para nuestro cuerpo y que alimentos solo nos están rellenando el estómago.
Así mismo con este proyecto daremos a conocer cómo funciona la descomposición de los alimentos en nuestro cuerpo a través de las reacciones químicas que ocurren en él.
Mostrar el impacto que tiene el consumo de azúcar en nuestros cuerpos dado a la liberación de energía que se va a realizar por medio de la demostración que se realizará a través del Ioduro de potasio y el azúcar contenido en algunos productos que contienen azúcar como lo son las gomitas de dulce.
Examinaremos cómo las vitaminas y los minerales presentes en los alimentos desempeñan roles cruciales como cofactores y catalizadores en diversas reacciones metabólicas. Por medio del experimento que vamos a realizar.
Así, nos sumergiremos en el emocionante mundo donde la química y la nutrición se entrelazan, abordando la pregunta fundamental de cómo los alimentos, en su complejidad molecular, se traducen en la energía esencial para la vida. A través de este viaje, descubriremos que, en última instancia, la energía en los alimentos es una narrativa química que sustenta la maquinaria biológica, impulsando cada célula y sistema del cuerpo humano.
Para comenzar iniciaremos explicando la reacción química que estaremos presentando durante nuestra exposición y que será un punto de inicio para explicar el proceso de descomposición de los alimentos en nuestro cuerpo.
La reacción química que ocurre entre el azúcar y el clorato de potasio: Cuando se calienta el clorato de potasio (KCIO3), se descompone en cloruro de potasio (KCI) y oxígeno.
Este oxígeno reacciona con el azúcar de la gominola, quemándola en una reacción violenta. Como subproductos se originan dióxido de carbono (CO2) y agua (H20).
La energía química se manifiesta en determinadas reacciones en las que se forman o rompen enlaces químicos. El carbón, el gas natural o el funcionamiento de las baterías son algunos ejemplos del uso de esta energía.
La combustión es una reacción química que se produce cuando materiales, como el papel, la madera o la gasolina, arden al combinarse con el oxígeno del aire desprendiendo luz y calor.
Tras una combustión, la materia se trasforma y aparecen sustancias nuevas como dióxido de carbono (CO2), vapor de agua y cenizas.
Una reacción exotérmica es una reacción química que libera energía en forma de calor o de luz.
Cuando este tipo de reacción ocurre, los productos obtenidos tienen menor energía que los reactivos iniciales.
En las reacciones exotérmicas, se libera más energía cuando se forman los enlaces en los productos que la que se utiliza para romper los enlaces en los reactivos.
A través de este experimento se visualizará una reacción química entre el clorato de potasio y el azúcar contenida en algunos alimentos observando los cambios de energía que se producen, así como identificar el tipo de reacción química que se presenta.
Para empezar, pondremos un poco de clorato de potasio en un tubo de ensayo, encendemos el quemador y acercaremos a la llama el tubo de ensayo, sujeto con una pinza, hasta que se funda y comience la descomposición. Después separamos el tubo de ensayo del fuego, e introducimos en él pequeños trocitos de dulces o gomitas que previamente hemos preparado. Se observará como los trocitos de caramelos se queman gracias a la producción de la llama debido al oxígeno que se ha desprendido en la reacción.
Al calentar el clorato de potasio sólido se produce cloruro de potasio liberándose O2 en estado gaseoso, también comprobaremos que la reacción libera O2 acercando una cerilla con un punto de ignición, el O2 producido reaccionará avivando el punto de ignición de la cerilla generando una pequeña llama.
Partimos de que al calentar el clorato potásico, este se descompone en cloruro de potasio y oxígeno como se muestra en la siguiente reacción.
2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)
Cuando añadimos el caramelo de goma, el oxígeno de la reacción anterior reacciona con la sacarosa produciendo una combustión espontánea a la que conocemos como reacción exotérmica.
C6H12O6 (s) + 6O2 (g) → 6CO2(g) + 6H2O (g)
La reacción general es:
C12H22O11 (s) + 8KClO3 (s) → 12CO2 (g) + 11H2O (g) + 8KCl (s)
anterior reacciona con la sacarosa produciendo una combustión espontánea a la que conocemos como reacción exotérmica.
C6H12O6 (s) + 6O2 (g) → 6CO2(g) + 6H2O (g)
La reacción general es:
C12H22O11 (s) + 8KClO3 (s) → 12CO2 (g) + 11H2O (g) + 8KCl (s)
Esta reacción, al ser muy exotérmica genera calor, luz (llamas) y un estruendo (debido a la rapidez con la que los gases son liberados).
Los carbohidratos, también llamados glúcidos, son macromoléculas esenciales en la alimentación, que se encuentran principalmente en azúcares, almidones y fibra. La función primordial de los carbohidratos es el aporte energético al cuerpo humano, al igual que las proteínas y los lípidos.
Los azúcares presentes en las gomitas dulces, específicamente la sacarosa, cuando entra en contacto con clorato de potasio caliente, genera una reacción exotérmica la cual expondremos en el presente experimento.
MATERIALES
Tubo de ensayo grande
Reactivos
Clorato de potasio
Caramelos de goma (ositos o por el estilo)
Equipo de laboratorio
Tubo de ensayo
Soporte universal
Pinzas de Nuez
Soplete
PROCEDIMIENTO
A continuación, se detalla el procedimiento que se sigue para llevar a cabo nuestro proyecto.
Partimos de que, al calentar el clorato potásico, este se descompone en cloruro de potasio y oxígeno.
2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)
Cuando añadimos el caramelo de goma, el oxígeno de la reacción anterior reacciona con la sacarosa produciendo una combustión espontánea.
C6H12O6 (s) + 6O2 (g) → 6CO2(g) + 6H2O (g)
La reacción general es:
C12H22O11 (s) + 8KClO3 (s) → 12CO2 (g) + 11H2O (g) + 8KCl (s)
Esta reacción, al ser muy exotérmica genera calor, luz (llamas de color morado) y un estruendo (debido a la rapidez con la que los gases son liberados).
El propósito de esta demostración es ilustrar la Inter conversión de energía (de energía potencial a energía lumínica) en una forma dramática y memorable. Esta demostración también puede ser usada como un ejemplo de una reacción de combustión y/o para ilustrar una descomposición que parece un cambio de estado.
Al calentar el clorato de potasio se produce su descomposición en cloruro de potasio y oxígeno.
Cuando agregamos el caramelo, si consideramos que éste está compuesto fundamentalmente por azúcar (sacarosa), se produce su combustión. Si la combustión es completa entonces se obtiene dióxido de carbono y agua como productos de reacción.
| Alimento | Energía (porción típica) | Unidad de medida |
| Ositos de goma | 87 calorías | Porción (30g) |
| Almendras | 164 calorías | Porción (28g) |
| Nueces | 185 calorías | Porción (28g) |
| Piña | 82 calorías | Porción (100g) |
| Naranja | 62 calorías | Porción (131g) |
Este proyecto refleja cómo es la energía que hay en los alimentos; como ejemplo la nuez que proyecta poca energía, como seria con una gomita, ya que sus componentes son muy diferentes, ya que uno es más natural y el otro tiene conservadores, colorantes, energía y más.
Esto es un ejemplo que damos a conocer para que la gente tenga una idea de la energía que genera los alimentos, y cómo funciona esto dentro de nuestro cuerpo; algunas veces este tema no es tan conocido, por esta razón algunas personas prefieren algo que pueda generar dolores estomacales, y esto por no preferir alimentos naturales. Al igual que la energía que se libera en los alimentos chatarras está compuesta por muchos componentes que no son buenos para la salud como el dióxido, Nitrito de sodio, colorantes artificiales y más esto nos puede generar muchas enfermedades, que este proyecto nos refleja, entre más comida chatarra es más la energía que libera y esto nos puede afectar.
En este proyecto podemos ver como el tubo de ensayo se calienta por el soplete y la energía que se libera cuando ponemos el azúcar con el clorato de potasio; Como subproductos se originan dióxido de carbono (CO2) y agua (H20).
Gracias a esto podemos saber cómo se genera esto en nuestro estómago y qué efectos tiene en ello.
Por esta razón debemos cuidar nuestra alimentación que energía genera y si es bueno el resultado que causará en nuestro cuerpo humano.
Este proyecto refleja cómo es la energía que hay en los alimentos; como ejemplo la nuez que proyecta poca energía, como seria con una gomita, ya que sus componentes son muy diferentes, ya que uno es más natural y el otro tiene conservadores, colorantes, energía y más.
Esto es un ejemplo que damos a conocer para que la gente tenga una idea de la energía que genera los alimentos, y cómo funciona esto dentro de nuestro cuerpo; algunas veces este tema no es tan conocido, por esta razón algunas personas prefieren algo que pueda generar dolores estomacales, y esto por no preferir alimentos naturales. Al igual que la energía que se libera en los alimentos chatarras está compuesta por muchos componentes que no son buenos para la salud como el dióxido, Nitrito de sodio, colorantes artificiales y más esto nos puede generar muchas enfermedades, que este proyecto nos refleja, entre más comida chatarra es más la energía que libera y esto nos puede afectar.
En este proyecto podemos ver como el tubo de ensayo se calienta por el soplete y la energía que se libera cuando ponemos el azúcar con el clorato de potasio; Como subproductos se originan dióxido de carbono (CO2) y agua (H20).
Gracias a esto podemos saber cómo se genera esto en nuestro estómago y qué efectos tiene en ello.
Por esta razón debemos cuidar nuestra alimentación que energía genera y si es bueno el resultado que causará en nuestro cuerpo humano.
Con este proyecto pudimos comprobar la cantidad de energía que contienen algunos alimentos como lo son las gomitas, las nueces, ya que al momento de descomponer los azucares al reaccionar con el oxígeno procedente el clorato de potasio pudimos observar la cantidad de energía que se liberaba a través de una reacción exotérmica de combustión la cual se aprecia con la liberación de luz y calor que conforme a la cantidad de energía que presenta cada alimento es la energía proporcional que se libera dentro del tubo de ensayo al momento de agregar el alimento, ya que cada alimento añadido libera una cantidad de energía diferente la cual observamos con la presencia de luz.
En la práctica se puede observar como las nueces y las almendras liberan mayor cantidad de energía y las gomitas, la piña, la naranja menor cantidad, tal como se aprecia dentro de nuestra tabla de energía por alimento reportado en calorías.
Hein, M. Arena (2005) Fundamentos de Química. Editorial Thomson. México. Holum, J.,(2010) Introducción a los Conceptos de Química. Editorial Limusa. Méx. Martínez, A. Castro.,(2007).
Química orgánica. Conceptos y aplicaciones, Pearson Educación, México. Berg, J., Stryer, L. y Tymoczko, J. (2008).
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ORDÓÑEZ PEREDA, J.A. (ed.) (1998). Tecnología de los alimentos. Vol. 1 y 2. Síntesis. Madrid. – POTTER, N.N.; HOTCHKINS, J.H. (1999). Ciencia de los alimentos. Acribia. Zaragoza.
