Estados físicos del agua

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QUÍMICA DE

LOS ALIMENTOS

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ESTADOS FÍSICOS DEL AGUA[pic 4]

QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS

El agua existirá en uno de los tres estados físicos conocidos: gas, líquido y sólido, propiedad que es exclusiva de esta sustancia en nuestro planeta.

Las conversiones de un estado a otro se llevan a cabo modificando la presión y la temperatura

La evaporación sucede por la ruta “d” de la figura 1.5, y ocurre en la deshidratación convencional, como en charolas, por aspersión y en tambor rotatorio; debido al alto valor del calor de vaporización, en estos sistemas se requiere mucha energía, y esto puede ocasionar que los grupos hidrófilos

hidratados de las proteínas y de los hidratos de carbono se deterioren térmicamente y pierdan su capacidad posterior de rehidratación.

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En estado líquido, el agua establece puentes de hidrógeno y crea una estructura tridimensional que se ha explicado con varios modelos teóricos; en general, se considera que estas uniones están

uniformemente distribuidas en todas las moléculas de agua, formando una red uniforme.

El hielo es una estructura más ordenada y simétrica de moléculas de agua unidas íntegramente por medio de puentes de hidrógeno, que trae consigo una reducción de la entropía del sistema líquido; cada molécula de agua interacciona con otras cuatro y establece enlaces de una distancia oxígeno-

oxígeno de 2.76 Å y un ángulo de unión de 109º, muy cercano al del ángulo del tetraedro perfecto de 109º20□, lo que evita tensiones en la estructura.

Las diferencias entre las estructuras del agua y del hielo se reflejan en diversas propiedades, como la conductividad térmica; el hielo es más conductor con un valor de 2,240 J/m seg ºK (5.3 cal/cm seg ºC), que es cuatro veces el del agua.

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QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS

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EFECTO DE LOS SOLUTOS EN EL AGUA

La presencia de los solutos iónicos, no iónico polar y apolar causa cambios importantes en la estructura del agua que se reflejan en sus propiedades coligativas, que incluye la depresión de la

temperatura de congelamiento, el aumento de la de ebullición, la reducción de la presión de vapor, y el incremento de la presión osmótica.

La temperatura tiene una influencia muy distinta en la solubilidad de los distintos solutos. La sacarosa absorbe calor al disolverse en agua (valor negativo de disolución), en consecuencia, su solubilidad aumenta con la temperatura y de esta manera se preparan los jarabes de este azúcar, en este proceso, entre cuatro y seis moléculas de agua interaccionan e hidratan el disacárido para

mantenerlo en disolución.

El aumento de la temperatura a la que normalmente hierve un líquido es directamente proporcional a la concentración del soluto añadido, e inversamente proporcional a su peso molecular.

Al reducir la temperatura de congelamiento, los solutos producen también un efecto en la presión de vapor y por lo tanto en la actividad del agua; este hecho se ha aprovechado para relacionar ambos parámetros en soluciones acuosas binarias muy simples, de tal forma que con dicho punto de

congelamiento se deduce el valor de la actividad del agua.

Los grupos no iónicos polares como hidroxilos, carbonilos, enlaces peptídicos y otros similares, participan en la creación de puentes de hidrógeno y modifican las interacciones internas entre las propias moléculas de agua; los que tienen un momento dipolar muy grande, como la tirosina y la fenilalanina, inhiben la formación y la estabilización de las estructuras acuosas. Por el contrario, los solutos no polares, como hidrocarburos, ácidos grasos, algunos aminoácidos, etcétera, al no disolverse, favorecen las formas estables de agregados o clatratos en los que los solutos se localizan en los espacios vacíos, obligando a las moléculas de agua a interactuar más fuerte y ordenadamente.

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