¿Cómo se forma un Ooho (envase resistente y biodegradable hecho a base de algas pardas y cloruro de calcio), del punto de vista de la química?

Proyecto Feria Científica

Departamento de Ciencias

Nombre del proyecto: Ooho

Curso: II˚̊B

Integrantes: Eduardo Bustamante                                                            

                              Sebastián Luchsinger

                          Sebastián Ossa

                          Juan Luis Mingo

Pregunta de investigación:

• ¿Cómo se forma un Ooho (envase resistente y biodegradable hecho a base de algas pardas y cloruro de calcio), del punto de vista de la química?

Hipótesis:

• Al mezclarse el cloruro de calcio con el alginato de sodio en las justas proporciones en presencia de agua, utilizando la técnica de la esterilización, se logra formar una membrana impermeable tridimensional que logra contener agua en su interior sin reventar.

Objetivos:

• Lograr explicar el fenómeno, dando una explicación detallada del proceso, del punto de vista de la química.
• Lograr realizar un Ooho en la práctica, después de haber investigado los fundamentos teóricos del fenómeno.

Marco Teórico

Para realizar este experimento se necesita de los siguientes dos compuestos químicos y saber combinarlos utilizando correctamente la siguiente técnica:

• Alginato de sodio (C6H7O6Na)
• Cloruro de calcio (CaCl2)
• Esferificación

Alginato de sodio:

Los alginatos son sales del ácido algínico ((C6H8O6)n) que pueden ser formadas con Na, K, Mg, Ca, entre otros. El ácido algínico   es un compuesto químico que se encuentra en la pared celular de las algas marinas pardas.

Los alginatos son los polisacáridos (hidratos de carbono formados mediante la unión de varias moléculas de azúcar) más abundantes presentes en las algas marinas. Comprenden hasta un 40% de su peso seco. Son los componentes estructurales de la pared celular de las algas, cuya función principal es dar rigidez, elasticidad y flexibilidad. Los alginatos son extraídos principalmente de tres especies de algas marrones. Estas incluyen Laminaria hyperborea, Ascophyllum nodosum y Macrocystis pyrifera. En su estado natural, los alginatos se presentan como una mezcla de sales de los cationes que comúnmente se localizan en el agua de mar, principalmente Ca2+, Mg2+y Na+.[pic 1]

[pic 2]Los alginatos son una familia de polisacáridos lineales, conteniendo cantidades variables de ácido β-D-manurónico (CH10O7), denominado M y de ácido α-L-gulurónico (CH10O7), denominado G. Su composición y secuencias varían dependiendo de la fuente de la cual proviene el polisacárido.

Este polímero debe su carácter polianiónico (polianión: anión que tiene más de una carga negativa) a los grupos carboxilo (COOH) que aparecen a lo largo de la cadena. La composición y extensión de las secuencias y el peso molecular determinan las propiedades físicas de los alginatos. Estos se agrupan en o se distribuyen en secciones constituyendo homopolímeros (polímero formado por la repetición de un mismo monómero) tipo bloques G, bloques M o heteropolímeros (polímero formado por la repetición de distintos monómeros) en los que los bloques M y G se alternan. Los bloques de secuencias MM, MG, se encuentran unidos por enlaces glucosídicos β (1-4), en los que está involucrado un ácido β-D-manurónico, los cuales tienen su grupo carboxilo del quinto carbono de la representación gráfica se ve hacia arriba, debido a ésta característica y a que el enlace se ve en diagonal, como se aprecia en la foto, se identifican claramente.

En cambio, los bloques GG, GM, están unidos por enlaces glucosídicos α (1-4), por ende, formados por un ácido α -D-manurónico lo cuales poseen su grupo carboxilo direccionado hacia abajo y al momento de formar el enlace su grupo hidróxido del carbono anomérico (arriba) se une al de otro acido que está invertido, por lo que tiene su grupo hidróxido del cuarto carbono también hacia arriba, es por esto que el enlace se ve horizontal. Como se puede apreciar en la imagen.

Además éstos enlaces α (1-4) son menos resistentes y menos rígidos.

[pic 3][pic 4]

Propiedades:

• Habilidad como espesantes al ser disueltos en agua, generando un aumento en la viscosidad de la solución en la que se disuelven.
• Capacidad de retener agua. Pueden formar retículos poliméricos tridimensionales que poseen grupos hidrófilos capaces de absorber grandes volúmenes de agua, y son capaces de retenerlos bajo presión.
• Habilidad de formar un gel a partir de una serie de reacciones químicas de intercambio iónico que dan lugar a la formación de enlaces entre las cadenas adyacentes del polímero del Alginato; particularmente se realiza un intercambio de iones de sodio por cationes divalentes o trivalentes.

Cloruro de calcio:

Es un compuesto químico, inorgánico, mineral. Corresponde a una sal de calcio utilizada como medicamento en enfermedades o afecciones ligadas al exceso o deficiencia de calcio en el organismo, pero más atingente en nuestra investigación, es usado en la industria de la alimentación.

El cloruro de calcio puede dar una fuente de iones de calcio en una solución, por ejemplo por precipitación ya que tiene muchos compuestos con el calcio son insolubles, por esa razón se utiliza como coagulante en algunos tipos de tratamientos de aguas residuales

Esta sal es higroscópica y delicuescente, es decir, el cloruro de calcio absorbe la humedad del aire o de la superficie y disuelve la humedad que absorbe formando una solución clara extremadamente resistente a la evaporación.

También se usa como tampón del pH y poder ajustar la dureza del agua, es decir, que tiene la propiedad de mantener estable el pH de una disolución frente a la adición de ácidos o bases fuertes.

Esferificación:

La esferificación es una técnica culinaria, es una subcategoría de lo que se suele llamar cocina molecular. Con la esferificación, lo que conseguimos es encapsular en forma de esfera un volumen líquido por medio de la formación de una membrana fina que lo rodea, haciendo que tenga la apariencia de una substancia sólida, aunque en su interior sea líquido.

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