ESTUDIO CINETICO DE LA INVERSION DE LA SACAROSA
1. RE RESUM SUMEN EN..-
En el siguiente pre-informe se presenta, la investigación previa y planicación para realizar la práctica de manera eciente. El objetivo de la práctica es determinar la constante cinética y el orden de la reacción de forma experimental. En est esta a oca ocasió sión, n, se pr prete etende nde apr aprove oveca carr la act activi ividad dad ópt óptica ica !ue present pre sentan an las sust sustancia anciass !ue están en la reacción para llevar a cabo el estudio. "a sac acar aro osa, fr fruc ucto tossa y gl glu uco cossa so son n co comp mpue uessto toss or orgá gán nic icos os ópticamente activos debido a la presencia de carbonos asimétricos en su estructura molecular. Estos carbonos coneren a la molécula la propiedad f#sica de desviar el plano de la luz polarizada. $on ayuda de un polar#metro se procederá a medir el ángulo !ue se desv#a el plano de luz polarizada a lo largo del tiempo. %ay !ue tener en cuenta !ue la actividad óptica es una propiedad aditiva, por lo tanto, si en nuestra disolución tenemos tres sustancias ópticamente activas, en cada medida lo !ue obtendremos será la suma de las contribuciones de estas tres sustancias. "as soluciones de sacarosa al &'( y ácido clor#drico &) deben ser totalmente transparentes, transparentes, en caso contrario deben ltrarse. "as soluciones de sacarosa y %$l se colocan separadamente en vasos de precipitado de *'' m"+ enseguida y cuidando !ue se encuentren ambas a la temperatura ambiente se mezclan. El objeto de la solución de %$l es provocar una descomposición más rápida del azcar ya !ue loss % ac lo act tan an co como mo ca cata tali liza zado dorres es.. or es este te mo moti tivo vo la op oper erac ació ión n anterior anter ior debe acerse lo más rápido posible. posible. /e comie comienza nza a medir el tiempo una vez se mezclan ambas soluciones y se llena con la mezcla el tubo del polar#metro. 0ebe evitarse !ue !uede alguna burbuja en el interior del tubo. /e coloca el tubo en el polar#metro e inmediatamente se inician las lecturas y se anota el tiempo. 0urante los primeros &' minutos se ace una lectura cada dos minutos, en los &' minutos siguientes se efecta una lectura cada cuatro minutos y nalmente durante los ltimos 1' minutos se ace una lectura cada seis minutos. 2l mismo tiempo se coloca la solución restante durante una ora en el termostato a la temperatura de 13 4$. "uego se enfr#a asta la temperatura ambiente y se determina su poder rotatorio, el valor medido se toma como a5. 2. INT INTRODU RODUCION CION..-
3. JUSTIFICACION.-
0ebido a !ue el estudio de la cinética de las reacciones !u#micas es una ciencia de carácter experimental, vamos a aprovecar de la actividad óptica de los compuestos !ue van a ser parte de la reacción !ue se va a llevar a cabo en esta práctica de laboratorio para poder determinar la ecuación cinética correspondiente, poniendo en práctica conocimientos ad!uiridos en otras asignaturas anteriormente cursadas. 2demás en esta oportunidad vamos a poder familiarizarnos con el uso de un polar#metro, lo !ue se constituye en una experiencia más en nuestro proceso de aprendizaje para poder usarlo correctamente y con mayor facilidad en alguna oportunidad posterior. 4. ANTECEDENTES.-
"a mayor parte de análisis de sacarosa realizados a distintos productos como materias primas, an sido elaborados por ingenieros 2grónomos y "icenciados en 6u#mica 7armacéutica. /in embargo, ninguno a realizado un análisis de la cantidad de sacarosa invertida en el jugo de ca8a. "a investigación !ue mayor información brinda sobre el análisis de sacarosa invertida fue realizado por el 9ngeniero 6u#mico "uis $arlos :eréz "ópez, cuyo trabajo de graduación se titula; $ontrol de la inversión de la sacarosa en el proceso de elaboración de jarabe simple de bebidas carbonatadas. En su tesis el ingeniero :eréz "ópez, mediante la prueba de 7eling, al azcar ya procesada analizada y enviada una empresa de bebidas carbonatadas para determinar la pureza del azcar. 2demás midió la cantidad de azcar invertido, por las condiciones de trabajo a la !ue se realiza el jarabe simple. En *<13, =. >u?ov, del 9nstituto de 9nvestigación de la 9ndustria 2zucarera %ngara, presentó en el 0iario 9nternacional del 2zcar, el estudio =inetic aspects of sucrose ydrolysis en espa8ol 2spectos cinéticos de la idrólisis de la sacarosa en el cual mostró !ue la reacción de primer orden de inversión de la sacarosa, tiene una constante cinética directamente proporcional a la concentración del ión idronio @%A en solución. $on la base literaria de otros estudios, elaboró un modelo matemático, !ue contempla el p% de un jugo expuesto a una temperatura un determinado tiempo de residencia, el
cual permite estimar las pérdidas por inversión de la sacarosa introduciendo la medición de las variables ya mencionadas. En *u?ov, estimaron las pérdidas con el ajuste elaborado de forma teórica. En &'**, la 9nga. 6ca. :enniHer Ioxanna Iam#rez :uárez, realizó el estudio 0eterminación de sacarosa invertida por efecto de recirculación de jugo claricado de ca8a de azcar, en un evaporador de placas de pel#cula descendente en el cual desarrolló un análisis diferencial de sólidos a entrada y salida del evaporador, pureza y azcares reductores con la cual concluyó !ue el comportamiento de las variables es independiente del Jujo de recirculación. 5. OBJETIVO.•
0eterminar la ecuación de velocidad para la conversión de la sacarosa.
6. OBJETIVOS ESPECIFICOS.• •
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Kbtener el valor de la constante cinética. %allar anal#ticamente los valores de L, M y N, mediante método integral o diferencial, utilizando datos de tiempo y concentración. Kbtener el valor de la energ#a de activación
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Ielacionar la concentración con la rotación óptica.
7. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.-
8. METODOS Y MATERIALES UTILIADOS.M!"#$#
/e va a emplear el método colorimétrico, es decir se va a usar un polar#metro para la toma de datos !ue posteriormente van a ser tiles para trabajar con expresiones matemáticas. R%&'"()#* • • •
2gua destilada /olución de /acarosa al &'( en peso Ocido clor#drico PQ
M&"%+(&,%* • • • • • • •
izeta * matraz aforado 3' ml * matraz aforado &3 ml * matraz Erlenmeyer ipetas >idrio de reloj $ronómetro
E(/#* • •
Ralanza anal#tica S','''* olar#metro S','3T
0. REFERENCIAS.-
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1.
APENDICE.-
P#,&+(%"+&
"uz polarizada "a luz natural es una radiación electromagnética formada por un campo eléctrico y un campo magnético oscilante, perpendicular entre s# y perpendicular a la dirección de propagación de la onda.
Figura 1 Diagrama de una onda electromagnética.
Gna onda electromagnética cuyo campo eléctrico @omitiremos el magnético por simplicidadA oscila en un solo plano, por ejemplo el plano vertical en la gura *2, se dice !ue está polarizada en un plano, polarizada linealmente o, simplemente, polarizada. El origen de las ondas luminosas son las moléculas o átomos de las fuentes de luz, !ue ad!uieren energ#a y luego la emiten en forma de radiación electromagnética. "as ondas procedentes de una molécula o átomo cual!uiera están polarizadas pero dado !ue una fuente luminosa natural contiene un nmero enorme de átomos o moléculas orientados al azar, la luz emitida es una mezcla de ondas polarizadas en todas las direcciones del espacio.
Figura 2 Diagrama esquemático de la luz ordinaria y la luz polarizada.
$uando todas las ondas de un rayo de luz vibran en el mismo plano, se dice !ue la luz está polarizada en un plano, polarizada linealmente o, simplemente, polarizada. Existen varios métodos !ue permiten obtener un rayo de luz polarizada a partir de un rayo de luz natural. El utilizado abitualmente en los polar#metros es el prisma de Qicol. Prisma de Nicol
Existen sustancias cristalinas transparentes !ue, siendo omogéneas, son anisótropas+ es decir, la velocidad de una onda luminosa !ue se propaga en ellas no es la misma en todas las direcciones. "os cristales !ue poseen esta propiedad se llaman birrefringentes. $uando un rayo de luz entra en uno de estos cristales se divide en dos rayos, cada uno de los cuales está polarizado perpendicularmente respecto al otro. En consecuencia, si podemos separar ambos rayos, puede utilizarse un cristal birrefringente para obtener luz polarizada a partir de luz natural. Este es el principio del funcionamiento del prisma de Qicol.
Figura 3 (a) Cristal natural de calcita. (b) Prisma de Nicol. Actividad óptica
$uando un rayo de luz polarizada linealmente atraviesa cierto tipo de cristales, l#!uidos o disoluciones, se encuentra !ue la luz emergente también está polarizada linealmente, pero vibra en un plano diferente al inicial, es decir, el plano de polarización de la luz a girado un determinado ángulo, llamado ángulo de rotación óptica, . 2 este fenómeno se le llama rotación del plano de polarización, y las sustancias !ue presentan tal efecto se denominan ópticamente acti!as.
$uando el giro del plano de polarización es acia la dereca mirando a lo largo del az de luz en el sentido del avance, las sustancias se llaman de"trógiras, y los correspondientes valores de L se consideran positivos. /i el giro es acia la iz!uierda se denominan le!ógiras, y los valores de L son negativos.
