Determinaciones Bromatológicas de Carácter General: Densidad de los alimentos

Determinaciones Bromatológicas de Carácter General: Densidad de los alimentos

INTRODUCCIÓN TEÓRICA

En los laboratorios químicos, bioquímicos como bromatológicos la determinación de la densidad es una práctica de rutina. Además desde el punto de vista metodológico de la enseñanza esta determinación permite aplicar y afianzar cuestiones fundamentales tales como: cálculo de errores, selección de método en función de su precisión, manejo de escalas, el correcto manejo de la balanza analítica así como del material volumétrico, la representación gráfica de los resultados, la utilización de rectas de calibrado o la preparación de soluciones. En definitiva una práctica muy sencilla que integra varias áreas, matemática, física y química así como laboratorio.

Fundamento

La densidad (δ) se define como la relación entre la masa (m) y el volumen (V) que ocupa una sustancia (elemento o compuesto) y por tanto se puede calcular a través de la ecuación que sirve para cualquier estado de agregación:

La magnitud así definida se conoce como densidad absoluta cuyas unidades en el S.I son Kg/m3 o g/cm3 (g/ml) en el C.G.S. Es una propiedad que depende de la presión y sobre todo la temperatura al influir en el volumen. En cuanto al orden de magnitud de la densidad existen grandes diferencias dependiendo del estado de agregación, ya que si bien es una propiedad de tipo macroscópico, es un reflejo de los arreglos microscópicos de la sustancia y del grado de empaquetamiento. Por ejemplo conociendo que el hierro cristaliza en una estructura cúbica centrada en el cuerpo con una celda unidad de 2,8664 Å de arista, se puede calcular la densidad de este metal en una estado sólido que resulta ser de 7,87g/ml.

Además como es una magnitud intensiva, y por tanto una propiedad particular de cada sustancia esta propiedad puede usarse para establecer la identidad de sustancias en estado puro desconocidas.

Se puede considerar entre otras aplicaciones reales de la medición de la densidad:

· Determinación de la pureza de la leche de vaca (lactodensímetro o pesa leche)

· Medida exacta de la concentración de sal en la elaboración de encurtidos (salinómetro).

· Medida exacta de la concentración de azúcares en la elaboración de jarabes (sacarímetro).

· Medida exacta de la graduación de alcohol en bebidas alcohólicas (alcohómetro Gay Lussac)

Métodos para medir la densidad de líquidos:

Método basado en el principio de Arquímedes: los aerómetros

Fundamento: Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical ascendente igual al peso del volumen de líquido que desaloja. De aquí surgió la relación de empuje con el volumen desalojado y el volumen de sólido.

La expresión queda reducida a:

Normalmente se usa para hacer estas mediciones los aerómetros conocidos cotidianamente como densímetros, cuyas partes más importantes son, el bulbo cargado con un lastre de masa constante, un vástago hueco provisto de una escala de densidades. Los vástagos suelen tener una escala especifica dependiendo del uso que se les vaya a dar, así tenemos: alcohómetro, lactómetro, oleómetro, sacarímetro,etc.

La determinación de la densidad con los aerómetros se basa en un método denominado de flotación mediante el cual se obtienen medidas de densidad directa, sencillas, rápidas y con una moderada precisión a partir de la profundidad de inmersión leída en la escala graduada.

Se introduce el instrumento dentro de una probeta que contenga el líquido en estudio y se lo hace girar dejándolo hasta que se alcance el equilibrio mecánico, es decir cuando se igualen las fuerzas puestas en juego, esto es que el peso del aerómetro (P) iguale al empuje (E) que experimenta una vez sumergido.

Esta última fuerza corresponde al peso del volumen de líquido desalojado por el aerómetro, es decir, su volumen sumergido.

m: Masa del aerómetro

V: Volumen del bulbo,

2∏.r.l : Volumen de la porción sumergida del vástago

( l,porción sumergida del vástago, r, radio externo del vástago)

δ: Densidad del líquido.

g: Gravedad.

E: Empuje

Basados en el principio de que el peso del cuerpo sumergido (aerómetro) es igual al empuje del líquido, igualamos las dos expresiones y si hacemos arreglos nos queda:

¿Qué conclusión se puede sacar de esta última expresión?

Métodos por pesada:

Se basan en la medida directa de la masa de un volumen de una sustancia y su posterior sustitución en la ecuación general de δ = m/v.

Picnometría :Estas medidas son muy precisas y exactas siempre que se cuente con una balanza analítica y material volumétrico calibrado como un picnómetro.

Un picnómetro es un pequeño recipiente de vidrio con un tapón esmerilado que termina en un fino tubo capilar en el que existe una señal de aforo para enrasar, así el volumen ocupado por el líquido en estudio se puede fijar con gran precisión. El volumen del picnómetro se calcula mediante su calibración con agua destilada.

La principal ventaja es su alta precisión y exactitud mientras que sus principales desventajas son la laboriosidad de los procedimientos experimentales de medida.

ENSAYOS

Esta práctica se divide en dos etapas:

1. En la primera determinaremos la densidad de sustancias líquidas mediante diferentes procedimientos, que posteriormente serán comparados.

2. En la segunda es una aplicación: usaremos la determinación de la densidad de una bebida comercial para determinar su contenido en azúcar. Para ello previamente será necesario preparar una recta de calibrado.

Objetivos:

· Calcular densidades.

· Reconocer la importancia de la calibración, el cálculo de errores y la

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