PROBLEMA CIENTÍFICO

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS – ESIP
METODOLOGIA DE
INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
Practica: Variacion en la estabilidad de temperatura del soluto
según el solvente
Alumna
: Edith Jaqueline Chambilla Mamani
Profesor
: Dr. Julio Cesar Isique Calderon
Año
: 4to
METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
Contenido
1.
INTRODUCCIÓN..................................................................................................................... 2
2.
OBJETIVOS .............................................................................................................................. 2
3.
MARCO TEORICO ................................................................................................................. 2
3.1.
Liquido ............................................................................................................................... 2
3.2.
Punto de ebullición ............................................................................................................ 3
3.3.
Azúcar ................................................................................................................................ 3
3.4.
Sal ....................................................................................................................................... 4
3.5.
Aceite .................................................................................................................................. 5
4.
PROBLEMA CIENTÍFICO..................................................................................................... 7
6.
HIPÓTESIS ............................................................................................................................... 8
7.
VARIABLES ............................................................................................................................. 8
7.1.
Variable independiente ..................................................................................................... 8
7.2.
Variable dependiente ........................................................................................................ 8
7.3.
Variables controladas ....................................................................................................... 8
DISEÑO DEL EXPERIMENTO ............................................................................................. 8
8.
8.1.
Materiales........................................................................................................................... 8
8.2.
Procedimiento .................................................................................................................... 9
9.
8.2.1.
Experimento 1. con agua y sal ................................................................................. 9
8.2.2.
Experimento 2. con agua y azúcar ....................................................................... 10
8.2.3.
Experimento 3. Aceite y pescado........................................................................... 11
CALCULOS Y RESULTADOS ............................................................................................. 13
10.
CONCLUSIONES ............................................................................................................... 16
11.
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 17
1
METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
VARIACION EN LA ESTABILIDAD DE TEMPERATURA DEL SOLUTO SEGÚN
EL SOLVENTE
1. INTRODUCCIÓN
La solubilidad es la capacidad de una sustancia de disolverse en otra llamada solvente.
Implícitamente se corresponde con la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en
una cantidad determinada de disolvente, a determinadas condiciones de temperatura, e
incluso presión. Puede expresarse en unidades de concentración: molaridad, fracción molar,
etc. Si en una disolución no se puede disolver más soluto se dice que la disolución está
saturada.
2. OBJETIVOS
-
poder entender e interpretar resultados de los distintos experimentos en cuestión a un
soluto y distintos solventes.
3. MARCO TEORICO
3.1.Liquido
Es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente compresible.
Se entiende al líquido como uno de los estados de agregación de la materia. Sus moléculas
tienen una cohesión menor que un sólido, pero mayor que un gas. Mientras que su volumen
es definido, su forma no resulta fija
La tensión superficial y la capilaridad son dos características de los líquidos. Lo habitual es
que, cuando la temperatura aumenta, el líquido se dilate, por el contrario, al enfriarse, su
volumen tiende a reducirse. (Porto, 2019)
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METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
3.2.Punto de ebullición
El punto de ebullición de un líquido esta en
relación con la presión que existe en su
superficie (presión atmosférica) y con la
presión del vapor saturado. En el punto de
ebullición, y durante el transcurso de la
misma,
estas
presiones
permanecen
idénticas.
En su estado sólido, las partículas del agua
oscilan
alrededor
de
unas
posiciones
aparentemente ordenadas. A medida que la temperatura alcanza el punto de fusión (0ºC) la
velocidad de las partículas es lo suficientemente alta para que algunas de ellas abandonen sus
posiciones y comiencen a moverse. De ahí que la solidez del hielo se vaya desmoronando
poco a poco. Una vez que el agua llega al proceso de vaporización, cada vez más partículas
comienzan a escapar. La ebullición comienza en un punto de 100 °C (373,15 K) a presión de
1 atmósfera (es decir; la presión promedio existente al nivel del mar). La reacción del agua
en ebullición presenta un proceso sencillo donde las partículas de H2O (dos átomos de
hidrógeno y uno de oxígeno), alcanzan una alta velocidad de vaporación, formándose
burbujas en la superficie del líquido. (Raffino, 2019)
3.3.Azúcar
El azúcar es un cuerpo de características sólidas que es
blanco y se encuentra cristalizado. Este tipo de sustancia
forma parte de los hidratos de carbono, es soluble en H2O y
se caracteriza por su sabor dulce.
La remolacha, la caña y otras clases de vegetales son fuentes
que permiten la obtención de azúcar. El término suele utilizarse para nombrar a la sacarosa,
que es el azúcar común que se utiliza en la preparación de comidas. Esta sacarosa es un tipo
de glúcido compuesto por una molécula de fructosa y otra molécula de glucosa.
3
METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
La noción de azúcares también se utiliza para nombrar a los disacáridos, los monosacáridos y
los hidratos de carbono en general, especialmente en el ámbito industrial. (Gardey, 2019)
3.4.Sal
La sal es una sustancia cristalina y ordinariamente
blanca, soluble en agua y crepitante en el fuego. Se trata
del cloruro sódico, que puede hallarse en el agua de mar
o en algunas masas sólidas. La sal se utiliza
como condimento (para sazonar las comidas) y para la
conservación de carnes. (Reynoso, 2019)
Por ejemplo: “Por favor, pásame la sal”, “Esta sopa está muy rica, aunque le hace falta un
poco de sal”, “El médico me dijo que no tengo que abusar de la sal, ya que el consumo
excesivo trae problemas de presión”, “Mi hija se quejó porque, después de entrar al mar, le
quedó gusto a sal en la boca”.
Existen muchos tipos diferentes de sales. Así, por ejemplo, está la sal común, que es la que
se emplea de manera habitual en las cocinas para poder darle un toque diferente y sabroso a
cualquier plato. Y luego está también la sal marina, que es aquella que se obtiene
directamente de los mares.
Además de todo lo expuesto, hay que subrayar que en las últimas décadas se han puesto de
moda las sales que se emplean para darse un baño. Se trata de unas sustancias que se echan
en el agua y que tienen como clara función el permitir que la persona que disfrute de aquel
pueda relajarse, desestresarse y cuidar su piel al mismo tiempo.
Entre las sales más recomendadas para conseguir ese citado relax se encuentran las sales de
roca como la del Himalaya o la andina. Las mismas potencian sus funciones si además se
acompañan de otros productos tales como el aceite de jazmín.
Otro tipo de sal existente es la que se conoce como flor de la sal que es el tipo de espuma de
color rojo que genera la sal y que luego posteriormente es empleada con diferentes usos
dentro del ámbito de la medicina. (Gardey, 2019)
4
METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
Las sales minerales son aquellas moléculas inorgánicas que, en los seres vivos, se pueden
encontrar precipitadas o disueltas. Al estar en el agua, estas sales aparecen ionizadas.
Distintos iones específicos hacen que las sales cumplan con diversas funciones estructurales
en el cuerpo, como la regulación del pH o el impulso de reacciones bioquímicas.
En los seres vivos, por lo tanto, las sales pueden aparecer precipitadas, lo que quiere decir
que constituyen estructuras sólidas. Ese es el caso de los silicatos (como el sostén en algunos
vegetales), el fosfato de calcio (que compone el esqueleto de los vertebrados) y el carbonato
cálcico (utilizado en los caparazones de los artrópodos). (Reynoso, 2019)
Las sales disueltas, por su parte, se hallan en el agua y permiten controlar la contracción
muscular e intervenir en el equilibrio osmótico, por ejemplo.
Otra posibilidad es que las sales aparezcan asociadas a moléculas orgánicas, como es el caso
de los fosfolípidos, los fosfoglicéridos y las fosfoproteínas. (Reynoso, 2019)
3.5.Aceite
El término aceite ha recorrido una larga historia
hasta alcanzar su forma y significado actual: del
vocablo arameo zayta pasó al término árabe azzayt y
luego pasó a interpretarse como azzáyt. El concepto,
según la definición oficial, permite nombrar a
la sustancia líquida y grasa que se consigue a partir
del tratamiento de diferentes semillas y frutos, como
ocurre con la soja, las almendras, el coco o el maíz.
El aceite también puede obtenerse por medio
del prensado de aceitunas, derivar de algunos animales (como el bacalao, la foca o la ballena)
y conseguirse al destilar ciertos minerales bituminosos o el lignito, la turba y la hulla.
Cabe resaltar que aceite también es sinónimo de óleo (procedente del término latino oleum),
aunque esta palabra sólo se usa para hacer referencia a los sacramentos de la Iglesia
Católica o como parte del lenguaje propio de la pintura.
5
METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
Por otra parte, los aceites combustibles constituyen mezclas líquidas de color amarillento que
nacen del petróleo crudo o de sustancias vegetales (en estos casos, se habla de biodiesel o
biocombustibles). Estos aceites pueden utilizarse como solventes o como combustible para
motores, lámparas, estufas y hornos.
Los aceites pueden dividirse, según las características que posean, en vírgenes y refinados.
Los aceites vírgenes se obtienen a partir de un prensado en frío (inferior a los 27ºC) que
permite conservar el sabor de la semilla o del fruto del que son extraídos, o por medio de una
centrifugación a 3.200 revoluciones por minuto y filtración.
Los aceites refinados, en cambio, son sometidos a un proceso específico y son desodorizados.
A raíz de ello, estos aceites presentan un aspecto limpio y un color estándar, y ofrecen una
mejor conservación.
En algunos casos, se utilizan mezclas de aceites vírgenes y refinados, con el objetivo de
aportar sabor a estos últimos. (Porto, Julián Pérez, 2018)
El impacto del aceite en la vida humana
El organismo de los seres humanos depende en parte de los ácidos grasos que obtiene al
ingerir aceite, ya que éstos son esenciales en muchas reacciones bioquímicas que tienen lugar
en las células y en procesos como la formación del tejido conjuntivo, la producción de
hormonas, la promoción de vitaminas, la gestación celular y el mantenimiento de sus
compuestos orgánicos, denominados lípidos.
Se sabe que las personas que no ingieren suficientes carbohidratos buscan
la energía necesaria para mantener su metabolismo en la reserva de grasas o lípidos; cuando
existe una carencia de estos últimos, como último recurso de supervivencia, se consume el
propio tejido muscular.
6
METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
Cuando no existe un consumo de aceites
esenciales, es posible que se produzcan
malformaciones y que se atrofie el sistema
nervioso y el endocrino, con el consecuente
desequilibrio a nivel celular. Si nuestro
organismo es incapaz de realizar síntesis
partiendo de los ácidos grasos esenciales, el
resultado será la muerte o el raquitismo. Para
prevenir
esta
enfermedad
ósea,
es
imprescindible la ayuda de la vitamina D o
ergocalciferol, que da a los huesos el ion
calcio que captura.
Por último, es importante distinguir entre los tipos de aceites beneficiosos para el ser humano
de aquellos tóxicos y dañinos. En el primer grupo, encontramos los de pescado y de girasol,
donde se encuentra un mayor porcentaje de los denominados ácidos grasos esenciales omega.
Por otro lado, el aceite de colza, que proviene del nabo, contiene un ácido perjudicial, el C
22:1 erúcico, que puede producir malformaciones en los niños y trastornos del crecimiento.
Muchos productores chilenos utilizaron el aceite de colza durante mucho tiempo, hasta que
diversos estudios científicos avisaron de su gran toxicidad; entonces, su uso se fue
restringiendo cada vez más, hasta retirarlo completamente del mercado. En la actualidad, es
posible obtener un híbrido de semillas de colza con una presencia de ácido erúcico menor al
0,2%. (Reynoso, 2019)
4. PROBLEMA CIENTÍFICO
-
variación de solubilidad de un soluto con un solvente en función a la temperatura
-
variación de temperatura de un soluto en función a un solvente.
5. OBSERVACION
Queremos estudiar si existe alguna variación de temperatura según el soluto, para ello
hacemos distintas pruebas con agua con sal, azucar, aceite y pescado a altas temperaturas.
7
METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
6. HIPÓTESIS
-
Si solo hay agua y azúcar, no abra variación de T° inicial
-
Cuanta más concentración de sal, disminuira su T° inicial
-
Si solo hay agua y sal, podría haber variación de T° inicial
-
El agua con sal demoraría más en llegar a ebullición que el agua y azúcar
-
El agua y azúcar se disuelve más rápido a mas temperatura
-
El aceite a altas temperaturas disminuirá con el pescado.
7. VARIABLES
7.1.Variable independiente
-
Volumen de agua y cantidad de soluto (sal y azúcar).
7.2.Variable dependiente
-
Densidad final de la disolución con agua y sal
-
Densidad final de la disolución con agua y azúcar
7.3.Variables controladas
-
La temperatura y la masa de cada una de las pruebas con sal.
-
La temperatura y la masa de cada una de las pruebas con azúca
8. DISEÑO DEL EXPERIMENTO
8.1.Materiales
-
Termómetro
-
Vaso precipitado
-
Aceite
-
Azúcar
-
Sal
8
METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
-
Cocina
-
Agua
-
Sarten
-
Pescado
-
Balanza
8.2.Procedimiento
8.2.1. Experimento 1. con agua y sal
-
agregamos 200ml. De agua en cuatro vasos precipitados, en el primero solo agua y
luego a las tres siguientes sales a cada vaso (10, 20, 30 gramos).
-
Tomamos la temperatura a cada vaso.
-
Llevamos a la cocina cada vaso y tomamos la temperatura cada 5minitos hasta que
llegue ebullición.
1
2
3
4
En el vaso 1 solo agua y luego a las tres siguientes (2,3,4)
con sal en función a 10, 20, 30 gramos
9
METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
Tomamos la temperatura de cada vaso al inicio y cada 5 min. En
altas temperaturas
8.2.2. Experimento 2. con agua y azúcar
-
Agregamos 200 ml. De agua en tres vasos precipitados.
-
Agregamos azúcar a cada vaso con distintas medidas 10,20 y 30 gramos.
-
Llevamos a la cocina cada vaso y tomamos la temperatura cada 5 minutos hasta que
llegue a ebullición.
Agregamos 200ml de agua a cada vaso
10
METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
10g.
20g
.
30g
.
Agregamos azúcar a cada vaso en distintas medidas
Llevamos a la cocina cada vaso y tomamos la temperatura
cada 5 minutos hasta que llegue a ebullición.
8.2.3. Experimento 3. Aceite y pescado
-
Lavamos y fileteamos un pescado
-
En una sarten colocamos 200 ml. aceite (tomamos temperatura) y llevamos a la
cocina, esperamos que caliente posteriormente tomamos la temperatura.
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METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
-
Colocamos en el aceite caliente el filete de pescado y tomamos la temperatura cada 5
minutos hasta que llegue a estar frito el pescado.
En una sarten colocamos 200 ml. Y tomamos la temperatura
Colocamos en el aceite caliente el filete de pescado
y tomamos la temperatura
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9. CALCULOS Y RESULTADOS
Experimento 1.
H2O pura
-
T° inicial
:
18°C
-
T° 5 min.
:
55°C
-
T° 10min.
:
82°C
-
T° final eb.
:
95°C
-
Tiempo final en ebullición
:
11:38min.
:
11:37min.
:
12:31
H2O + 10g. sal
-
T° inicial
:
18°C
-
T° 5 min.
:
59°C
-
T° 10min.
:
90°C
-
T° final en eb. :
97°C
-
Tiempo final en ebullición
H2O + 20g. sal
-
T° inicial
:
18°C
-
T° 5min.
:
60°C
-
T° 10min.
:
85°C
-
T° final eb.
:
98°C
-
Tiempo final en ebullición
H2O + 30g. sal
-
T° inicial
:
17°C
-
T° 5min.
:
55°C
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-
T° 10min
:
86°C
-
T° final eb.
:
99°C
-
Tiempo final en ebullición
:
12:50min.
Experimento 2:
H2O + azúcar
-
T° inicial
:
19°C
-
H2O + 10g. de azúcar
-
T° 5min.
:
90°C
-
T° final en ebullición :
98°C
-
Tiempo que llego eb. :
9min.
H2O + 20g. de azúcar
-
T° 5min.
:
30°C
-
T° 10 min.
:
33°C
-
T° 15 min.
:
95°C
-
T° ebullicion
:
98°C
-
Tiempo de ebullicion :
15min.
H2O + 30g. de azúcar
-
T° 5min.
:
38°C
-
T° 10min
:
39°C
-
T° ebullicion
:
98°C
-
Tiempo de ebullición :
15min.
Experimento 3:
temperaturas del aceite hasta su punto de ebullición
-
T° inicial de aceite
:
21°C
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-
T° 5min.
:
140°C
-
T° 10min.
:
175°C
temperaturas del aceite hasta q el pescado se cocino
-
T° de aceite después de minutos
:
182°C
-
T° de aceite con un trozo de pescado :
174°C
temperaturas del aceite con dos trozos de pescado hasta que se coció
-
T° de aceite con los 2 trozos de pescado
: 156°C
-
T° después de 5min.
: 150°C
Porcentaje en masa en disolución de sal
Esta primera forma de expresar la concentración es el cociente de la masa del soluto entre la
masa total de la disolución, multiplicado por cien:
10
200ml. + 10g. De sal
100
4.76
Composición % en masa de disolución es 4.76% de sal
20
100
200ml. + 20g.de sal
9.09
30
Composición % en masa de disolución es 9.09% de sal
200ml. + 20g. De sal
100
13.04
Composición % en masa de disolución es 13.04% de sal
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METODOLOGIA DE INVESTIGACION CIENTIFICA - ESIP
-
En el experimento 1: Demoro en llegar a ebullición se debe a que la sal bajo la
Temperatura del agua, Cuando se eleva la temperatura del agua, las moléculas se
mueven más rápido, chocan con más frecuencia y liberan más moléculas de gas de
vapor. Los iones de sal química toman un poco de espacio, provocando menos
colisiones entre las moléculas de agua, por lo que no libera tantas moléculas de vapor
como el agua pura lo haría. por lo tanto, se requiere más energía (una temperatura
más alta) para que el agua salada empiece a hervir.
-
En el experimento 2 (agua y azúcar): También vemos la demora más que la sal en
llegar a ebullición en comparación al gua sola debido a que las moléculas de azúcar
no se separan y por lo tanto tiene menos partículas por masa que las de sal tardan en
llegar a ebullición más que la sal.
-
Experimento 3 (aceite y filete de pescado): Se apreció más variación de temperatura
a colocar cada filete, esto se debe a que el filete de pescado absorbe el calor del aceite
mientras más filetes se le coloca al aceite caliente más absorción de calor y bajara la
temperatura.
10. CONCLUSIONES
-
Se pudo entender e interpretar la reacción en base a la temperatura del agua y aceite
con distintos solventes a distintas medidas, pudiendo ver distintas variación de
temperatura. En nuestro experimento podemos concluir afirmando que existe
variación de la temperatura del agua en función a un soluto.
-
Según mi hipótesis inicial fue que si solo hay agua y azúcar, no abra variación de T°
inicial
Exactamente no hubo variación en la temperatura inicial.
-
Cuanta más concentración de sal, disminuirá su T° inicial
Resulto a la afirmación de la hipótesis, cuanta mas sal agregamos al agua en
ebullición mayor el tiempo para llegar a ebullición.
-
Si solo hay agua y sal, podría haber variación de T° inicial
Sin embargo no hubo variación de temperatura en la mezcla de agua y sal en T° inicial
-
El agua con sal demoraría más en llegar a ebullición que el agua y azúcar
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Sin embargo, la sal llego mas rápido en llegar a ebullición.
-
El agua y azúcar se disuelve más rápido a mas temperatura
Se comprobó que a mas temperatura mas rápido llega a disolver el azúcar.
-
El aceite a altas temperaturas disminuirá con el pescado.
Se confirmó a mas filetes de pescados mas demoraba a llegar a ebullición y baja la
temperatura.
11. BIBLIOGRAFÍA
Gardey, A. (julio de 2019). Educar. Obtenido de Educar.org:
http://www.educar.org/inventos/azucar.asp
Porto, J. P. (6 de setiembre de 2019). definicion.de. Obtenido de
https://definicion.de: https://definicion.de/liquido/
Porto, Julián Pérez. (6 de Julio de 2018). Obtenido de definicion.de:
https://definicion.de/aceite/
Raffino, M. E. (14 de Enero de 2019). concepto.de. Obtenido de https://concepto.de:
https://concepto.de/punto-de-ebullicion/
Reynoso, l. I. (abril de 2019). muyinteresante. Obtenido de muyinteresante.es:
https://www.muyinteresante.es/salud/fotos/la-sal-historia-curiosidades-ysalud/obtener-sal
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