I.
INTRODUCCIÓN La cantidad de una sustancia que puede disolverse en cierta cantidad de líquido siempre es limitada. Al disolver azúcar en agua, en algún momento el azúcar dejará de disolverse y parte de los cristales permanecerá permanecerá en el fondo, sin importar por cuánto tiempo o con qué fuerza se agite la disolución. La capacidad de una sustancia para disolverse en otra se llama soluilidad. La soluilidad de un soluto es la cantidad de éste, en gramos, que puede disolverse en !"" gramos de agua #asta formar una disolución saturada. $e considera que una disolución está saturada cuando no admite más soluto, por lo cual el sorante se deposita en el fondo del recipiente. %&artínez, '""(). *uando *uando se calienta calienta una disoluc disolución ión saturad saturada, a, ésta ésta disuelv disuelve e más soluto que a temperatura amiente+ por lo mismo, se otiene una disolución soresaturada. sto ocurre porque el aumento de temperatura #ace que el espacio entre las partículas del líquido sea mayor y disuelva una cantidad más grande de sólido. jemplos de disoluciones soresaturadas son la miel de aeja y los almíares. La soluilidad de las sustancias varía+ de #ec#o, algunas son muy poco solules o insolules. La sal de cocina, el azúcar y el vinagre son muy solules en agua, mientras que el icaronato se disuelve con dificultad. %&artínez, '""().
II.
OBJETIVOS $e evaluará el efecto del tipo de azúcar, la concentración y la temperatura sore la soluilidad. $e evaluará el efecto del solvente sore la soluilidad de los azúcares.
III.
REVISION DE LITERATURA ---.!.
Solubilidad de monosacáidos
l comportamiento de los monosacáridos con el agua se eplica químicamente por las interacciones intermoleculares que estalecen por medio de fuerzas atractivas como puentes de #idrogeno los grupos reactivos de la molécula del azúcar como es el grupo caronilo %función alde#ído, cetona) y los grupos #idroilo %función alcoi) con los átomos de oigeno e #idrogeno del agua+ esto favorecido por las características químicas y físicas %como tautomeria y mutarrotación) de cada grupo del monosacárido que presenta reactividad en el sistema. %/0A1, '"!() La estructura química de la fructosa favorece la formación de fuerzas atractivas con las moléculas del agua resultando una mayor interacción entre el solvente y soluto por lo que se considera más solule seguido de la sacarosa y la glucosa mientras que la lactosa es el menos solule por lo que el cristaliza más fácilmente. %/0A1, '"!() 2odos los azucares son solules en agua pero cada uno de ellos presenta una soluilidad diferente. A temperatura amiente el más solule de los azucares es la 13fructosa seguida de la sacarosa y el menos solule es la lactosa. %/0A1, '"!() 4ro5n et al %'""6) indica que la temperatura aumenta a mayor concentración de azúcar esto se eplica por qué un aumento de la temperatura va permitir romper las uniones entre las moléculas de agua dejándolas disponiles para que están puedan soluilizar a dic#os azucares. 7aucar %'"!6) menciona que la soluilidad de los azúcares en agua, es mayor a medida que aumenta la temperatura+ calentando el agua, la tensión de vapor aumenta y se escapan cada vez mayor cantidad de moléculas, la tensión de vapor del disolvente disminuye, deido a que la sacarosa no es un cuerpo volátil.
III.!.
Cu"as de solubilidad de a#ucaes
n el *uadro ! se oserva datos eperimentales sore la disolución de sacarosa en agua. %8ieser, '""9)
Cuado $. Disoluci%n de sacaosa en a&ua a di'een(es (em)ea(uas.
8uente: 8ieser %'""9) n estos datos, al aumentar la temperatura aumenta la masa de soluto, sacarosa, que saturan !"" g de agua. La masa de soluto an#idro que saturan !"" g de agua a una temperatura dada es el coe'icien(e de solubilidad o solubilidad. La relación de la soluilidad con la temperatura se epresa gráficamente en las curvas de soluilidad que se construye utilizando un sistema de ejes de coordenadas. 7ara los datos eperimentales de la soluilidad de la sacarosa, la representación es:
*i&ua $. Cu"a de solubilidad de la sacaosa. 8uente: 8ieser %'""9) Aclaraciones sore las curvas de soluilidad: •
Las curvas de soluilidad pueden ser ascendentes o descendentes, según aumente o disminuya la soluilidad con la temperatura. La curva de soluilidad de la sacarosa es ascendente, al aumentar la temperatura aumenta la soluilidad. l proceso de disolución es endotérmico.
•
*ualquier punto de la curva de soluilidad corresponde a disoluciones saturadas de determinada sustancia a la temperatura que le corresponde. A las disoluciones no saturadas les corresponden cualquier punto deajo de la curva %8ieser, '""9).
La figura ! muestra una comparación de soluilidad de distintos azucares en un ango de temperatura de " a ;'<*. Lara et al, %'"!") realiza la comparación de las curvas de soluilidad de la 8igura !, indica 9"=*, fue diferenciale y más alta la soluilidad alcanzada con sacarosa, fructosa y los azúcares comerciales. n camio, con las muestras de panela, la tendencia creciente fue menor y los valores más ajos de soluilidad correspondieron a las muestras de panela granulada artesanal. n la 8igura ', no se incluyó la curva de glucosa deido a que se uica muy por deajo del resto de curvas de soluilidad.
*i&ua $. Com)aaci%n de solubilidad de dis(in(os a#ucaes en a&ua de + a ,!-C. 8uente: Lara et al %'"!") .!
Disoluciones de a#ucaes en e(anol
La mayor parte de los azúcares típicos solamente se otienen en forma cristalina con gran dificultad, especialmente en presencia de trazas de impurezas, y cuando cristalizan lo #acen en cristales peque>os y mal formados. 8recuentemente se a>ade un poco de alco#ol al agua para disminuir la soluilidad e inducir la cristalización. Las cantidades de alco#ol necesarias para disolver ! g de muestra a '( o son: sacarosa !?" mL+ glucosa, @" mL+ fructosa, !( mL. %8ieser. '""9)
7aucar %'"!6), la sacarosa es solule en agua, además que, se disuelve mejor en metanol que en alco#ol etílico, en el que es casi insolule. Además, dic#o autor afirma que la sacarosa es insolule en alco#ol asoluto, en éter y cloroformo. 4ro5n et al %'""9) Lo mismo sucede con el agua y la glucosa o sacarosa, estos dos compuestos tienen la una estructura química en la que #ay grupos que se parecen a la estructura del agua.
IV.
/ATERIALES 0 /ETODOS
1.$. /a(eiales 1.$.$. /a(eia )ima e insumos
$acarosa lucosa 8ructosa
1.$.!. Reac(i"os
Alco#ol
1.$.. E2ui)os e ins(umen(os
4alanza 2ermómetro *ocina
1.$.1. /a(eiales
Basos de precipitación !"" y '(" ml Barillas de vidrio 8iola !""ml
1.!. /e(odolo&3a e4)eimen(al 1.!.$. In'luencia del (i)o de a#5ca 6 la concen(aci%n $e preparó a temperatura amiente soluciones de sacarosa, glucosa y fructosa a diferentes concentraciones de @(, ?( y C( D %pEp). $e calentó #asta que los azucares #aya sido completamente soluilizado para anotar la temperatura de soluilización
1.!.!. In'luencia del sol"en(e $e preparó a temperatura amiente distintas soluciones #idroalco#ólica a diferentes concentraciones de ", '(, (", ?(, ;@<, en dic#as soluciones fueron a>adidas los azucares. 7or último se anotó si el soluto fue soluilizado.
V.
RESULTADOS 0 DISCUSIÓN
l *uadro ! muestra los resultados otenidos de la determinación de temperatura de soluilidad para los tres tipos de edulcorantes que se realizó en la práctica a diferentes concentraciones en una solución con agua. $e tomó registro de la temperatura en la cual se oservara la formación de una solución #omogénea, considerando la correcta soluilización del edulcorante analizado.
Cuado $. De(eminaci%n de la (em)ea(ua de solubilidad *oncentració n %pEp) @( ?( C(
2emperatura %<*)
sacaosa
&lucosa
'uc(osa
@( ?6.( ?'
?@ ?; ?C
@' ?( ?C
n la 8igura ' podemos visualizar de manera gráfica las diferencias entre las temperaturas de soluilización de los edulcorantes estudiados, viendo que la glucosa es la que posee menor rango de variación de temperatura entre las concentraciones de @( y C( %pEp). 90 80 70
Temperatura
Sacarosa
60
Glucosa 50 40 65
Fructosa 75
85
Concentración
*i&ua !. Tem)ea(ua de solubili#aci%n a di'een(es concen(aciones de a#5ca )aa Sacaosa7 8lucosa7 *uc(osa n relación a la sacarosa se puede oservar que la temperatura aumenta conforme aumenta la concentración de @( a ?"D y luego decrece a ?(D. 8ieser
%'""9), menciona que la curva de soluilidad de la sacarosa es ascendente, ya que al aumentar la temperatura aumenta la soluilidad, además el proceso de disolución es endotérmico. sto va acorde con el incremento de concentración de @( a ?"D, sin emargo el resultado de la temperatura a ?(D fue menor que al de ?"D, esto deido posilemente a error en la visualización de la soluilidad, ya que era un tanto difuso oservar que todo el soluto se disolviera. 7ara el caso de la 8ructosa podemos oservar que para concentraciones de @(, ?( y C(, las temperaturas de soluilización son @', ?( y ?C <*. sto se indica que ante una mayor concentración se necesita una mayor temperatura. 4ro5n et al %'""6) indica que la temperatura aumenta a mayor concentración de azúcar esto se cumple para los distintos edulcorantes vistos. n fructosa además se ve que necesita una temperatura menor de soluilización, esto es deido a que la fructosa es la más solule de los tres azucares vistos, tal como lo indica /0A1 %'"!(). 7ara el caso de glucosa las temperaturas de soluilización no son tan diferenciadas conforme son distintas las concentraciones. stas temperaturas de soluilización son similares entre sí. l *uadro ' muestra la disolución de sacarosa, fructuosa, y glucosa an#idra todas a concentración de '"D %pEp) en diferentes concentraciones de alco#ol. $e oserva que la sacarosa es insolule en alco#ol a ;@< y ?(< y solule a ("<, '(< y "<. sto se eplica deido a que según 4ro5n % et al. '""9), el alco#ol en la solución tiende a atrapar el agua formando una solución miscile, mientras que deja de lado a las moléculas de sacarosa, por lo que la solución se satura con poca cantidad de sacarosa, dejando insolule una cierta cantidad. -ncluso 8ieser %'""9) menciona que en procesos de cristalización se a>ade alco#ol para disminuir la soluilidad e inducir los cristales.
Cuado !. In'luencia del sol"en(e Sol"en(e
Solubili#aci%n Sacaosa *uc(osa
8lucosa an9ida
Alco#ol ;@< Alco#ol ?(< Alco#ol ("< Alco#ol '(< Agua
3 3 3 F F
3 FE3 FE3 F F
3 FE3 3
stas prueas las realizamos a temperatura amiente, para oservar la influencia solo del solvente utilizado. 7odemos oservar que para el caso de las sacarosa no muestra soluilización en soluciones alco#ólicas de ("<, ?(< y ;@< grados alco#ólicos, más ien muestra soluilidad en agua y alco#ol de '(<, este último deido a la aja cantidad de alco#ol presente en la solución en comparación a los demás. 7ara el caso de la fructosa se vio que no presenta soluilización en el alco#ol de ;@< pero va aumentando disminuye el grado alco#ólico y aumenta el agua en la solución, en el alco#ol de ?(< si presento una soluilización parcial, en ("< tamién siendo a partir de '(< donde ya muestra una soluilización completa de la fructosa. 0o se realizaron prueas de alco#ol ?(< y alco#ol '(<. $e puede oservar que la glucosa an#idra no es solule en alco#ol del ;@<, en soluciones menos concentradas muestra mayor soluilidad deido a la presencia de agua. 7ara la glucosa, la soluilización en solución alco#ólica de grado elevado %;@<) no muestra que se realice soluilización esta va aumentando conforme disminuye el grado alco#ólico #asta ser solule en soluciones de '(< y en agua. $egún 7aucar %'"!6), la sacarosa es solule en agua, además que, se disuelve mejor en metanol que en alco#ol etílico, en el que es casi insolule. sto es lo que oservamos ya que la sacarosa no muestra soluilidad en alco#ol %etanol), sino más ien en agua, y en concentración muy aja de alco#ol en la solución de '(<.
VI.
CONCLUSIONES
A un aumento de concentración de soluto, aumenta la temperatura de soluilización. La fructosa presentan mayor soluilidad en comparación con la glucosa y sacarosa. La fructosa no es solule en soluciones #idroalco#olicas de grados elevados, presenta soluilidad en grados alco#ólicos de '(< y en agua. $oluciones concentradas de alco#ol %;@< y ?(<) no soluiliza la sacarosa, en tanto menor a ("< si se soluiliza a temperatura amiente. •
La glucosa an#idra no presenta soluilidad en soluciones alco#ólicas de elevado grado alco#ólico, muestra soluilidad total en agua a temperatura amiente.
VII.
BIBLIO8RA*IA
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