Juan Pablo Villanueva

3846-37899

COLEGIO COLOMBO GALES

BIOLOGA NM PARA EL PROGRAMA DE DIPLOMA

DETERMINACIN DEL CONTENIDO ENERGTICO DE LOS ALIMENTOS POR COMBUSTIN

Tema A: NutricionPresentado a: Sonia GarnicaEscrito por : Juan Pablo VillanuevaFecha:. Febrero 17 de 2015

COMPROMISO PERSONALEXPLORACINANALISISEVALUACINCOMUNICACINTOTAL

___/2___/6___/6___/6___/4___/24

ResumenEn el laboratorio practicado, se utilizo un calormetro fabricado por nosotros, para medir la cantidad de caloras que tenia cada tipo de nuez que examinamos, (Almendra, man y pistacho), posterior a esto se analizo la causa por la cual las muestras diferan en cantidad calrica. Y se determino a travs de una prueba de correlacin, si estas presentaban alguna dependencia.IntroduccinLa calorimetra es una tcnica que se utiliza para determinar el calor implicado en una reaccin qumica. Al determinar el calor de combustin de una sustancia o el valor calrico de los alimentos, las mediciones se hacen a menudo usando un calormetro. En este dispositivo, la muestra pesada se coloca en un recipiente de acero pesado llamado bomba y la atmsfera de la bomba se llena con oxgeno puro.[1] La bomba se coloca entonces en un recipiente bien aislado llamado un calormetro que se ha llenado con una cantidad medida de agua. La muestra, en la atmsfera de oxgeno puro, es encendida por una chispa elctrica y el calor generado por la quema de la muestra, calienta la bomba y el agua.[2]En equilibrio, tanto la bomba y el agua estn a la misma temperatura.

Usando la ley de conservacin de la energa:

Calor desprendido por la reaccin = calor absorbido por el agua + calor absorbido por la bomba

o, en forma de ecuacin:

reaccin = - (agua + qbomba) (donde q es el smbolo de calor)

qreaccion tiene un valor negativo, porque la reaccin de combustin es exotrmica (es decir, se libera energa a el entorno). Qagua y qbomba se calculan a partir del cambio de temperatura del agua y la bomba y el

calor especfico del agua y la bomba. El total da el calor de combustin de la muestra que se utiliz.

En este experimento, la energa de varias nueces, se determinarn con el mtodo de preparacin. El man ser quemado en el aire, en lugar de oxgeno puro. En lugar de una bomba de metal pesado, lata de metal se utilizara. Para eliminar la determinacin del calor especfico de la lata de metal (la energa necesaria para calentar el metal que compone la lata),.

El calor desprendido por la quema de las nueces se medir para dar el calor de la combustin de la muestra.

Los frutos secos son definitivamente una buena fuente de nutrientes y energa para el cuerpo, en el laboratorio se pretendi encontrar el fruto seco que represente la mejor fuente de potasio.ObjetivoIdentificar y comparar la cantidad calrica de cada una de las muestras a estudiar, e identificar si existe una correlacin entre las caloras y el potasio de las nueces. Pregunta de Investigacin La cantidad de potasio en una nuez determinan la cantidad de caloras que esta tiene?VariablesVariable Independiente: Cantidad de potasioVariable Dependiente: Cantidad de calorasVariables controladas: Cantidad de agua.

Distancia entre la lata y la nuez.

Temperatura del agua Tipo de fruto secoComo se controlaron las variables controladas La cantidad de agua se controlo con la pipeta Se utilizo una regla para medir la distancia La temperatura del agua se controlo con un termmetroMateriales

Tabla 1: Materiales generales y material de vidrio

Lata de gaseosa1 Corcho

1 alambre1 vela

1 Pinza para termmetro1 Termmetro

1 palo de pincho1 balanza digital

1 calculadora TI8410 fsforos de madera

1 probeta de 100 ml1 reloj de vidrio

1 cronometro1 regla

Tabla 2: Sustancias and Reactivos

Man

Almendra

Agua

Maran

Procedimiento experimental1. Se colocaron todos los materiales sobre el mesn

2. Se conecto la balanza de precisin.3. Con una regla se midi la distancia entre la lata y la nuez (2cm).

4. Se inserto el alambre dentro del corcho de tal forma que en la punta cupiera el fruto seco.5. Se atraves la lata vaca con un palo de pincho en el rea superior de esta.6. Se coloco la lata sobre el aro del soporte universal7. Se ajusto el termmetro al soporte universal con una pinza metlica para el termmetro8. Se midieron 75mL de agua en la probeta de 100 mL y se pusieron en la lata de aluminio.

9. Se coloco el termmetro dentro del agua de la lata de aluminio sin tocar las paredes del envase y se midi la temperatura inicial del agua y se registra en la tabla. (Tabla 3)10. Se verifico el funcionamiento de la balanza digital, 11. Se coloc el vidrio de reloj sobre la balanza y se puso en ceros.

12. Se coloc la muestra de la nuez en el vidrio de reloj, se determina el peso de la muestra y se registra en la tabla. (Tabla 3)13. Se puso la muestra del alimento en el alambre que esta enterrado en el corcho y se coloca debajo de la lata a unos 2 cms.14. Se tomo el tiempo con el cronometro cuando se encendi la muestra del alimento

15. Cuando la muestra se quemo, se registro la temperatura mas alta que tomo el termmetro, el tiempo en el que se quemo, al igual que la masa final y se registraron todos estos datos en una tabla.(Tabla 3)16. Se repitieron los pasos del 8-15 8 veces mas (3 por cada muestra)

17. Se utilizaron las formulas provistas para identificar la cantidad calrica de cada muestra-

Montaje de materiales

Foto del montaje realizado . Eliminacin de sustancias o reactivos (solo si es necesario)El agua utilizadaDatos BrutosDatosAlmendra1Almendra 2Almendra 3Man 1Man 2Man 3Pistacho 1Pistacho 2Pistacho 3M 1M2M3

Masa inicial muestra del alimento (g)10100.80.50.50.40.70.60.50.90.70.7

Masa final muestra del alimento (g)0.70.70.50.10.10.20.60.40.40.40.20.1

Masa del alimento quemado (g) (Masa inicial menos final)0.30.30.30.40.40.20.10.20.10.50.50.7

Temperatura inicial del agua (Grados Celsius)302626222626212020.4252424

Temperatura mas alta del agua (Grados Celsius)40404042383631.120.830.1181560

Cambio de temperatura del agua (Delta Temperatura)10141420121010.10.89.7232236

Masa del agua (1mL = 1g)757575757575757575757575

Caloras totales (Masa del agua x Cambio de temperatura)750105010501500900750752.560727.5172516502700

Total Kilocaloras (caloras / 1000)0.751.051.051.50.90.750.7560.060.727517251.652.7

Kilocaloras por gramo (Kcal/g) (Total Kcal/Masa de alimento quemado)2.53.53.53.752.253.757.5750.0127.2753.53.33.9

Tiempo de quemado de la muestra (Segundos)1861861901101391277011499254320312

En la siguiente tabla se presentan los datos tomados brutosTabla 3:Datos BrutosObservaciones cualitativas El volumen del agua siempre se mantuvo igual

Las muestras tomaron un color oscuro despus de haber sido quemadas. El agua mantuvo su color

El fruto seco se volvi negro

Le lata se puso negraIncertidumbre de los resultados

Las incertidumbres son para la temperatura, +- 0.1 grados Celsius a causa de las mediciones que nos da el termmetro, las de la balanza son +- 0.1 gramos y las de la pipeta +0.1 ml, encontramos tambin que los datos en general son bastante cercanos (Entre los respectivos frutos secos), exceptuando la segunda muestra del pistacho, en la que la segunda muestra fue bastante baja, por lo tanto no ser tomada en cuenta para el procesamiento de datosProcesamiento de Datos

Para analizar los datos se hizo una prueba de correlacin por que esta nos permite analizar datos de tipo cuantitativo y determinar si estos tienen una relacin dependiente, lo que me permite responder la pregunta de investigacin.En la siguiente grfica se muestra la media de energa en kilocaloras en cada fruto seco, las barras de error son la desviacin estndar obtenida en Excel con los datos y la meda de cada fruto secoGrafica 1: Grafica de barras comparando la media de las 4 muestras de nueces

Se saco la media de las tres pruebas de cada muestra de nuez, y para los datos de la cantidad de potasio, se refiri a la pagina web myfitnesspal.com

Tabla 4Medias de las caloras de los datos con desviacin estndar y comparacin con potasio para prueba de correlacin, la desviacin estndar se obtuvo con excelAlmendra Mani PistachoMaran

Media0.951.050.76452.025

Desviacion estandar0.1414213560.3240370350.0342125710.478278162

La siguiente grfica es la grfica de correlacin entre le energa y la cantidad de potasio, con barras de error siendo la desviacin estndar de cada dato

Grafica 2: Grfica de dispersin de la tabla 4

r=-0.9734166631Discusin de resultadosAntes que nada, a partir de la grfica de barras que se muestra, encontramos cual de las muestras tiene mayor contenido calrico, siendo este, el maranCon la prueba de correlacin, encontramos un coeficiente de correlacin de 0.9734166631, que es negativo, y fuerte, lo que indica que la relacin entre potasio y energa en una nuez, es dependiente y negativa.ConclusionesDel experimento de identifico la relacin que existe entre un tipo de nuez y su contenido calrico, nos damos cuenta de que por lo general el maran tiene una mayor cantidad de energa que un pistacho, mani o almendra, igualmente, se respondi la pregunta de investigacin , en la que se cuestionaba acerca de la relacin que existe entre el potasio de una nuez, y su contenido calrico, gracias a la prueba de correlacin, encontramos que la relacin que existe entre estos dos es inversamente proporcional, es decir, entre mas potasio contenga una nuez, menos energa tendr esta. Ahora, respondemos la pregunta problema, con el resultado que fue posible obtener por la prueba de correlacion, determinamos que una nuez que represente una buena fuente de potasio para el consumidor, no representara demasiadas caloras, siendo recomendable para su consumo frecuente.Evaluacin del procedimiento y mejoras FactorEfecto en el experimentoMejoras

Cantidad de potasio en las nuecesNo tenemos los implementos para encontrar la cantidad de potasio en una nuez, por lo que nos referimos a una base de datos.Medir manualmente la cantidad de potasio en las muestras.

Temperatura del agua en la lataEl agua en la lata estaba cambiando su temperatura constantemente, por lo que distintos valores enrgicos pudieron presentarseControlar la temperatura del agua bien sea con hielo o algn otro implemento

Temperatura ambienteNos era imposible controlar la temperatura ambiente del experimento, esta pudo cambiar y generar un ligero cambio en el resultadoHacer la prueba en un laboratorio de temperatura controlada

Referencias1.Chemwiki.ucdavis.edu,. (2015).Calorimetry - Chemwiki. Retrieved 17 February 2015, from http://chemwiki.ucdavis.edu/Physical_Chemistry/Thermodynamics/Calorimetry

2.Physicsclassroom.com,. (2015).Calorimeters and Calorimetry. Retrieved 17 February 2015, from http://www.physicsclassroom.com/class/thermalP/Lesson-2/Calorimeters-and-Calorimetry

3. Science.uwaterloo.ca,. (2015).Calorimetry - Measuring Heats of Reactions. Retrieved 17 February 2015, from http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c120/calorimetry.html

Notas del profesor:

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