IFPIDISCIPLINA: BIOFÍSICAPROFESSORA : CERESROTEIRO DA PRIMEIRA AULA EXPERIMENTAL

ENERGIA DO AMENDOIM

UMA EXPERIÊNCIA em calorimetria © 2011, 2010, 2002, 1995, por David A. Katz. Todos os direitos reservados. Reprodução permitida para uso educacional, desde copyright original está incluído.

INTRODUÇÃO: Calorimetria é uma técnica que é usada para determinar o calor envolvido numa reação química. Ao determinar o calor de combustão de uma substância ou o valor calórico dos alimentos, as medições são feitas freqüentemente utilizando uma bomba calormétrica. Neste dispositivo, a amostra pesada é colocada num recipiente de aço chamado bomba e a atmosfera da bomba é preenchida com oxigênio puro. A bomba é então colocada num recipiente bem isolado chamado calorímetro, o qual foi previamente enchido com uma quantidade medida de água. A amostra, na atmosfera de oxigênio puro, é inflamada por um faísca elétrica e o calor gerado pela amostra aquece a bomba e a água circundante. Em equilíbrio, tanto a bomba e a água terão a mesma temperatura. Usando a lei da conservação de energia:

Calor desenvolvido pela reacção = calor absorvido pela água + calor absorvido pela bomba ou, na forma de equação: q reação = - (Q água + Q bomba ) (Onde q é o símbolo de calor) O q da reação tem um valor negativo porque a reação de combustão é exotérmica (isto é, ela libera energia ao ambiente). O q da água e o q da bomba são calculados a partir da mudança de temperatura da água e da bomba e do calor específico da água e da bomba. O total dá o calor de combustão da amostra que foi usado. Nesta experiência, a energia de um amendoim, ou um outro tipo de substânica, será determinada usando um equipamento simplificado . O amendoim será queimado no ar, em vez de oxigénio puro. Em vez de uma bomba de metal pesado, uma lata metálica, tal como uma lata de alumínio ou lata de refrigerante, suco pequena pode ser usada. Para eliminar a determinação do calor específico da lata metálica , as condições experimentais são modificadas para manter a temperatura da lata constante enchendo-a com uma grande quantidade de gelo. Isto irá mantê-la a uma temperatura de 0 º C. O calor liberado pelo amendoim parte do gelo e a quantidade de água no estado líquido formado será medido para dar o calor de combustão da amostra. Depois de determinar a energia do amendoim, o processo será repetido usando outros salgadinhos.

1. MATERIAIS NECESSÁRIOS:

Uma lata de metal ; fio grosso para segurar o amendoim. Isto pode ser construído a partir de um clipe de

papel (ver foto à direita) 150 º C termômetro cilindro graduado, 100-mL ou 250 mL pinças ou fórceps funil amendoins ou outros frutos secos como amêndoas, castanha de caju, nozes, nozes,

etc gelo salgadinhos, como cachos de queijo, batata frita, etc ..

2. PRECAUÇÕES DE SEGURANÇA:

Usar óculos de segurança em todos os momentos em laboratório.

ATENÇÃO - PERIGO DE SAÚDE: Este procedimento envolve a queima de nozes. Se você é alérgico a nozes, ou tem quaisquer alergias alimentares graves, informe o seu instrutor imediatamente para que possa ser desculpado a partir deste experimento. Não ficar no laboratório. . Não há riscos de segurança com qualquer um dos materiais utilizados nesta experiência. O suporte de metal segurando a amostra vai ficar quente durante a reação. Segurá-lo com uma pinça ou fórceps. Não comer nenhum dos alimentos utilizados no experimento. Supõe-se que eles podem estar contaminados com produtos químicos de laboratório.

3. ELIMINAÇÃO: Não existem problemas de eliminação com materiais neste experimento. Amendoim queimado, ou lanche, pode ser descartados no lixo. Gelo e água devem ser colocados no dissipador.

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Obter uma lata metálica. Se necessário, limpar quaisquer depósitos de carbono fora da parte inferior da lata usando uma toalha de papel. Configurar o aparelho como mostrado na Figura 1. Usar uma braçadeira ajustável grande para segurar a lata de metal . Selecione um amendoim , pesá-lo e registrar sua massa. Adicionar gelo na lata. Colocar o amendoim no suporte e acendê-lo usando um fósforo . Mova a lata sobre a chama do amendoim e posicioná-lo de modo que o topo da chama apenas toque o fundo da lata. Permitir que o amendoim queime completamente. Se a chama se apagar E o amendoim não estiver completamente queimado, reacender o amendoim. Lembre-se de mover a lata para longe do amendoim quando reacendê-lo. Após o amendoim, ou outro material , ser queimado, um pouco de carvão permanece.

Transferir cuidadosamente o material restante para um pedaço de papel, ou um prato de pesagem, e pesá-lo. Determinar a massa material restante. A massa de amendoim, ou comida, queimado é igual à massa inicial do amendoim, ou outro alimento, menos a massa do material remanescente. Após o amendoim ser queimado, usando o grampo segurando a lata como uma alça, com cuidado despeje a água em estado líquido (Mas não de gelo) da lata para dentro do cilindro graduado. A colocação de um funil no topo do cilindro graduado irá Prevenir que qualquer gelo sólido caiam dentro do cilindro. Determinar o volume da água e registrá-lo . Se desejar, você também pode medir e registrar a temperatura da água. Repetir o processo com um outro amendoim . Como seus resultados se comparam com os valores calóricos no rótulo da embalagem de alimentos? Selecionar tipos diferentes de alimentos tais como milho ou queijo cachos, batatas fritas, ou tortilhas. Repita o procedimento duas vezes usando a amostra de alimentos.

Figura 1. Aparelho para a determinação da energia de um amendoim 5. Cálculos: Neste experimento, o calor é medido em calorias. Uma caloria é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama de água em 1 º C. Devido ao excesso de gelo na lata metálica, a temperatura do sistema deve permanecer constante a 0 º C, assim, estão derretendo gelo em água líquida a uma temperatura constante. O calor necessário para fundir uma g de gelo para a água a 0 º C é conhecido como o calor de fusão e tem um valor de 80 cal / g para água. A densidade da água é de 1,0 g / cm 3 , Por isso, é assumido que o volume de água em mL será igual à massa da a água em g. 1 mL H 2 O = 1 g H 2 O O calor produzido pela combustão de amendoim é calculado pela equação: q amendoim = M água x 80 cal / g onde: q amendoim = Calor produzido pelo amendoim em calorias m água = Massa de água em g (este é igual ao volume do gelo derretido em mL) 80 cal / g = calor de fusão do gelo (o calor necessário para fundir um grama de gelo) O calor, em calorias, gerado por uma amostra, um grama do amendoim é calculada pela equação: q amendoim q = ---- m amendoim onde: q = calor gerado por grama de amostra em calorias q amendoim = Calor produzido pela queima de calorias de amendoim m amendoim = Massa de amendoim que ardia em gramas

Calcule as calorias ou quilocalorias nutricionais disponíveis a partir do amendoim (ou outros frutos secos) que você usou. Para calcular as quilocalorias, dividir o calor gerado por 1 grama de amostra por 1000.

ENERGIA DO AMENDOIM DADOS E RESULTADOS Nome_________________________________________________ Curso ___________________________ / Data _________________________________________ ____________________ Procedimento 1.

Ensaio 1 Amendoim Ensaio 2 Salgadinho de Milho

Massa de 1_Amendoim e 2_ Salgadinho de milho 1-0,3716 G 2-0,2594 G Massa de material restante após a queima 1- 0,0551 G 2-0,0285 G

Massa do material que queimou 1-0,3165 G 2- 0,2309G

Volume de água líquida 1-10 ML 2-6 ML Massa de água líquida (ver secção cálculos) 1-10 G 2-6 G O calor produzido pelo amendoim e salgadinho 1- 800 Cal 2- 480 Cal O calor produzido por um grama 1- 2.527,65 Cal / g 2- 2.078,80 Cal / g

Quilocalorias de calor a partir de 1 grama de amendoim ____________ Kcal / g ____________ Kcal / g Porção (de etiqueta) ____________ G "Calorias" por porção (de etiqueta) ____________ "Cal" "Calorias" por grama (de etiqueta) ____________ Cal / g Mostrar o conjunto de seus cálculos no espaço abaixo:

Procedimento 2. Energia de um ___________________ (Produto alimentar usado) Ensaio 1 Ensaio 2 Massa de _______________ ____________ G ____________ G Volume de água líquida ____________ ML ____________ ML Massa de água líquida ____________ G ____________ G Massa de material restante após a queima ____________ G ____________ G Massa de _______________ que queimou ____________ G ____________ G O calor produzido pela _______________ ____________ Cal ____________ Cal O calor produzido por uma grama de ________________ ____________ Cal / g ____________ Cal / g Quilocalorias de calor a partir de 1 grama de ______________ ____________ Kcal / g ____________ Kcal / g Porção (de etiqueta) ____________ G "Calorias" por porção (de etiqueta) ____________ "Cal" "Calorias" por grama (de etiqueta) ____________ Cal / g Perguntas: 1. Por que é necessário para manter um grande excesso de gelo na lata de metal ? 2. Quais os erros que você pode encontrar neste processo e como eles afetam os resultados (ou seja, um efeito grande ou um pequeno efeito)? 3. Como o seu valor para a energia calórica de um amendoim (ou outro alimento) se compara às informações do rótulo?