UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA DE MÉXICOAlumno: Olivié Drouaillet Padrón

El presente trabajo tiene como objetivo explicar los estados de agregación de lamateria, así como sus características y para esto se ha recurrido al tema de laalimentación, como un modo para contextualizar el contenido. Además, seincluye un experimento casero en el que se muestran los cambios de estado ypor último, una investigación acerca del quinto estado de agregación.

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En primer lugar, entendamos por materia como cualquier cosa que ocupa unespacio y que tiene masa, tanto la podamos ver, como no (Chang, 2002). Estamateria tiene ciertas características y muchas de ellas las podemos ver asimple vista, como distinguir su masa y su volumen, o aspectos más básicoscomo su olor, color o sabor, en algunos casos.

Una propiedad muy en particular son los estados de agregación, que deigual forma en sustancias como el agua podemos identificar con claridad, sinembargo, en temas científicos, estos van más allá que el clásico ejemplo de“sólido, líquido y gaseoso”.

Desde la educación básica y con nuestra observación diaria hemos aprendido estos tres estados físicos de la materia.

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Sin embargo, estudiar losestados físicos de la materiava más allá. Hay un aspectoevidente del que se partepara distinguir lasdiferencias y semejanzas dela materia y esto es almomento de aplicarles unafuerza deformante. Haymateriales que resistenmás, otros menos y otrosincluso, es fácilcomprimirlos. La respuestade los materiales ente lasfuerzas deformantes y lasfuerzas que los comprimenson los que los haceagruparlos en los grupos alos que llamamos estadosde agregación (de Olaiza,2007).

Fuente: http://eltamiz.com/images/2010/August/cambios-fase.png

Todas las sustancias, pueden existir en principio, en cualquier estado deagregación.

En estado sólido, las moléculas se encuentran unidas de forma organizada ycon poca libertad de movimiento. Son poco deformables, incompresibles yconservan su volumen ante la compresión.

Las moléculas de un líquido también están unidas, pero se pueden mover susmoléculas libremente, los líquidos son deformables, toman la forma delrecipiente que los contiene al aplicárseles una fuerza y conservan su volumenante la compresión.

Por último, el estado gaseoso es muy deformable y a diferencia de losanteriores, muy compresible, al aplicársele una fuerza toma la forma delrecipiente que lo contiene ya que sus moléculas están separadas en espaciosmás grandes que el tamaño de las mismas.

(Chang, 2002 y de Olaiza, 2007).

En las últimas décadas se han descubierto nuevos estados de agregación de lamateria, tal es el caso del plasma, el cual es un estado de alta energía donde lamateria está ionizada en forma de cationes y electrones libres. Un ejemplo de esto esel sol, que está formado por plasma de helio e hidrógeno a temperaturas muy altas.Cualquier elemento es posible convertirlo a estado plasmático, mediante el uso de unaparato llamado plasmatrón donde se someten a una temperatura muy alta(fullquimica.com, 2010).

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en el ámbito de la alimentación

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Los macronutrientes (carbohidratos, proteínas y grasas) ymicronutrientes (vitaminas y minerales) que ingerimos en nuestrosalimentos se encuentran presentes en cada plato de comida que nosservimos en infinidad de formas y entran a nuestro organismo en estadosólido, para ser triturado y posteriormente aprovechado por nuestrosistema digestivo.

Los alimentos que consumimos al igual que nosotros son materiaorgánica, por lo tanto, son compuestos de enlace covalente, donde eloxígeno, carbono, nitrógeno e hidrógeno son la base de sucomposición.

Un caso curioso es la sal de mesa, la cual es un mineral de estado sólidoque no es de origen orgánico y que está compuesto por Sodio (un metal) yCloro (Un no metal) formando así, un enlace iónico.

Fuente:

https://blogcocinista.files.wordpress

.com/2014/04/sal.jpg

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en el ámbito

de la alimentación

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glass-suace-bottles-with-caps-made-in-china-60220711655.html

Fuente:

http://www.cabellosderapunzel.com/ha

ul-de-fushi-co-uk-el-regreso-de-los-

aceites/

Los nutrientes también se encuentran presentes en los líquidos con losque acompañamos nuestros alimentos.

Son enlaces covalentes todos aquellos líquidos que utilizamos en lacocina o que ingerimos siempre y cuando provengan de origen natural,como es el caso de la leche, el aceite, el vinagre, los jugos de frutas, etc.

Algunos productos como la mayonesa, la mostaza y la salsa kétchuppueden confundirse entre si son un sólido o un líquido, realmente no sonninguno de los dos, se les considera emulsiones, la cual es un sistemaconstituido por dos fases líquidas inmiscibles, una de las cuales sedispersa en la otra en forma de gotas muy pequeñas (Gennaro, 2000).

Un caso particular entre los líquidos que consumimos es el agua, quientambién está formada por un enlace covalente. No aporta nutrientes, perosin ella no podemos vivir. La obtenemos de forma líquida o dentro dealgunos de nuestros alimentos y realiza varias funciones dentro de nuestroorganismo como regular la temperatura y disolver algunas vitaminas, entremuchas otras.

La mayonesa, un ejemplo de emulsión: http://libroderecetas.com/files/recetas/mayonesa_0.jpg

en el ámbito

de la alimentación

Fuente:

http://www.abitenda.it/Foto/Carbonatore1.JPG

Fuente:

https://images.ssstatic.com/maquina-de-envasado-con-

atmosfera-modificada-atmopack-6502039z0-00000067.jpg

Fuente:

http://www.ferrefargentina.com.ar/images/HWA_Sung_T

hermo_HT500_1.jpg

Envasado de

atmósfera protectora

CO2 para

carbonatación

Refrigeración para

transporte

Los seres vivos no nos alimentamos de gases, aunque sin duda, enla cocina, disfrutamos de una infinita variedad de aromas que seevaporan durante la cocción.

El tema de los gases en la alimentación está más ligado a latecnología de la industria alimentaria, donde productos como eloxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, dióxido de carbonocriogénico (hielo seco), ozono y argón se utilizan para laconservación de los alimentos y la carbonatación de algunasbebidas.

Ejemplos de alimentos empacados por atmósfera modificada:

http://www.vc999.ch/fileadmin/vc999/1.Marketing/1.1Fotos/1.1.4Produkte/1_Gesamtes_Sortiment_1.jpg

Bebida carbonatada:

http://elbibliote.com/resources/destacados/notad426/1.jpg

El nitrógeno es el gas más utilizado para enfriar,almacenar y congelar productos. Evita la oxidación yel crecimiento de organismos. Se aplica en laproducción de aceites, pescados, grasas animales,lácteos, entre otros.

El envasado con atmósferas protectoras denitrógeno permite eliminar las alteracionesbacterianas y químicas que sufren los alimentosconservando sus nutrientes e impidiendo la oxidaciónde grasas.

El dióxido de carbono es utilizado en lacarbonatación de refrescos, agua mineral y cervezas yen procesos de enfriado o congelamiento como hieloseco para el control de la temperatura en ladistribución de los alimentos.

El ozono es utilizado debido a sus propiedadesoxidativas, principalmente en la sanitización de losalimentos.

El oxígeno condiciona el desarrollo y la actividad delas levaduras y demás microorganismos en laproducción del vino y la fermentación alcohólica.

(Torralva, 2009)

Molécula de nitrógeno (N3)

Enlace covalente triple

Molécula de dióxido de

carbono (CO2)

Enlace covalente doble

Molécula de ozono (O3)

Enlace covalente apolar

Molécula de oxígeno (O2)

Enlace covalente doble

Experimento sobre los estados de agregación

Materiales:

Un litro de refresco de cola

Una sartén

Estufa

Fósforos

Cuchara

Plato

Procedimiento:

1. Vierte el litro de refresco en la sartén

2. Colócala en una de las hornillas de la estufa a fuego alto y déjalo hervir.

3. Deja pasar el tiempo,

observando periódicamente el

ritmo de evaporación

(aproximadamente en una

hora se abra consumido todo

el líquido).

20 minutos

transcurridos

40 minutos

transcurridos

55 minutos

transcurridos

4. ¡Observa los últimos minutos atentamente!

Percibe los aromas y los cambios detenidamente para poder analizar el resultado.

La ebullición del líquido

termina, ahora queda una

pasta sólida con olor a

caramelo que se puede

despegar del fondo

fácilmente.

Cinco minutos después el

caramelo llega a su

temperatura de ebullición e

inicia a salir un vapor denso

y un fuerte olor que lastima

los ojos y parece ser

irrespirable.

En cuanto termina la

ebullición de dicha pasta se

percibe un olor a quemado y

en el fondo de la sartén ha

quedado una sustancia

chiclosa y difícil de

manipular.

5. Una vez terminados los cambios, retira del fuego la sartén y coloca la mezcla

resultante en un plato para observar los resultados.

En este experimento fue posible apreciar los tres estados máscomunes de agregación de la materia. En primer lugar, elrefresco se encontraba en estado líquido al ser vaciado en lasartén y una vez alcanzada su temperatura de ebullicióncomenzó a vaporizarse, es decir, la temperatura afectó a todo ellíquido hasta el punto de ser liberado a la atmósfera.

El refresco de cola contiene ciertos ingredientes disueltos en élque no se evaporan a la misma temperatura que el aguacarbonatada, tal es el caso de la excesiva cantidad de azúcar, elcarbono y los concentrados quienes quedan en el fondo de lasartén hasta última instancia.

Concluyendo la vaporización, los residuos del sartén son partede esos ingredientes que eran sólidos antes de ser disueltos enel agua utilizada en la elaboración del refresco y ahora vuelvena serlo, por lo que se ha podido apreciar dos cambios deestado: de líquido a gaseoso y de líquido a sólido.

El llamado quinto estado de la materia es un sistema o un conglomerado de muchas partículas, tal que estas tienen mismos efectos cuánticos y muestran una estadística inherente al tipo de partícula que se está tratando.

En el Condensado de Bose-Einstein sucede que los átomos están en un mismo espacio pero con una característica distintiva: todos actúan como uno solo.

Este estado únicamente se logra a temperaturas muy bajas, para que los átomos lleguen a esa temperatura es necesario que los átomos mantengan fija la densidad y al mismo tiempo se vaya disminuyendo su temperatura.

En 1995 se observó por primera vez un condensado de Bose-Einstein a partir de un átomo de sodio.

Paredes, citado en Maldonado (2012).

Fuente: http://www.fisica.unam.mx/noticias_quintoestadodeagregacion2012.php

En conclusión, nosotros percibimos los tres estados de la materia todos los días en nuestro alrededor. Conocerlos nos permite comprender más los fenómenos de nuestra naturaleza.

En cada ciencia o disciplina se pueden observar y para ello en el presente trabajo utilicé como ejemplo el ámbito de la alimentación, donde descubrí que los tres estados tienen su indispensabilidad, particularidades y diferencias entre uno y otro.

Todo lo que nos rodea es materia y esta todo el tiempo está presente en alguno de sus tres estados físicos. En este momento, por ejemplo, estoy utilizando objetos sólidos para la realización de este trabajo, obteniendo oxígeno de este gas al que llamamos aire mientras veo en mi ventana caer la lluvia que se encuentra en estado líquido, sin olvidar al sol, que en estado plasma, ilumina mi día.

Chang, R. (2002). Química. Mc Graw Hill, Colombia.

de Olaiza, M. (2007). Ciencias II énfasis en física. Libro para el maestro. Volumen II. SEP, México.

Díaz, L. (2008). Ciencias III énfasis en química. Libro para el maestro. Volumen II. SEP, México.

Gennaro, A. (2000). Ramington Farmacia. 20ª edición. Tomo I. Editorial médica Panamericana, Argentina.

http://vitaminas.org.es/vitaminas-liposolubles-e-hidrosolubles

http://www.fullquimica.com/2012/08/el-estado-plasmatico.html

Maldonado, K. (2012). Sobre el quinto estado de agregación. Instituto de física UNAM. Consultado en http://www.fisica.unam.mx/noticias_quintoestadodeagregacion2012.php

OXIGEN Salud. Gases para la industria alimentaria y enología. Consultado en https://www.oxigensalud.com/industria/documentos_pdf//catalogos/gases_alimentarios/IMP_99937_Gases_alimentarios_y_enologia_1.pdf

Torralva, A. (2009). Gases usados en la industria alimentaria. Blog de Tecnología y biotecnología. Consultado en http://dionel-tecnologiaybiotecnologia.blogspot.mx/2009/04/gases-usados-en-la-industria.html

Video: “Mira lo que pasa cuando hierves la coca cola” consultado en: https://www.youtube.com/watch?v=wJTO8ybpheg