Actividad competencial

Química en la vida cotidiana

Competencial

2025 · Extraordinaria · Titular

¿MÁS BUENO QUE EL PAN?

Sin duda uno de los alimentos principales y claves en la evolución del ser humano ha sido el pan. La mezcla original de harina, levadura, agua y sal ha servido como base nutricional de las sociedades desde hace casi 9000 años. Su proceso de elaboración es sencillo: mezclar los ingredientes citados, amasar y hornear. Las levaduras, unos microorganismos vivos, llevan a cabo el proceso de fermentación en el que digieren la glucosa ( $\ce{C6H12O6}$ ) que contiene la harina, generando entre otros productos $\ce{CO2}$ y etanol ( $\ce{C2H6O}$ ). Esto hace que la masa crezca y se llene de gas, según la reacción:

\ce{C6H12O6} -> \ce{2C2H6O + 2CO2}

La glucosa y el etanol tienen valores de entalpias de combustión de $-2816,8 \text{ kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$ y $-1366,9 \text{ kJ} \cdot \text{mol}^{-1}$ , respectivamente.Esta sencillez dista mucho de los panes que podemos encontrar hoy en el mercado. Actualmente, este alimento contiene un exceso de aditivos: agentes para que la masa crezca más, como el hidrogenocarbonato de sodio, que produce más $\ce{CO2}$ durante el proceso; agentes que ayudan a retrasar su envejecimiento, como el fosfato de sodio; o reguladores del pH como el $\ce{H2SO4}$ o el $\ce{HCl}$ para impedir que proliferen microorganismos.

a) Calcule el calor desprendido en la producción de un mol de etanol mediante la fermentación de glucosa.b) Para regular el pH de una masa de pan industrial se necesitan

150 \text{ L}

de una disolución de

\ce{HCl}

de pH

3,98

¿qué cantidad de

\ce{HCl}

comercial se tendrá que utilizar para prepararla?c) Formule o nombre los cuatro compuestos que aparecen en negrita en el texto.

TermoquímicaEquilibrio ácido-baseFormulación inorgánica

a) Determinación de la entalpía de la reacción de fermentación de la glucosa a partir de las entalpías de combustión suministradas mediante la aplicación de la ley de Hess. La reacción es:

\ce{C6H12O6 -> 2 C2H6O + 2 CO2}

La variación de entalpía de la reacción se calcula como el sumatorio de las entalpías de combustión de los reactivos menos el de los productos (considerando que la entalpía de combustión del $\ce{CO2}$ es nula por ser un producto final de oxidación):

\Delta H_r^\circ = \sum n \cdot \Delta H_c^\circ(\text{reactivos}) - \sum m \cdot \Delta H_c^\circ(\text{productos})

\Delta H_r^\circ = \Delta H_c^\circ(\ce{C6H12O6}) - [2 \cdot \Delta H_c^\circ(\ce{C2H6O}) + 2 \cdot \Delta H_c^\circ(\ce{CO2})]

\Delta H_r^\circ = -2816,8 \text{ kJ} \cdot \text{mol}^{-1} - 2 \cdot (-1366,9 \text{ kJ} \cdot \text{mol}^{-1}) = -83,0 \text{ kJ} \cdot \text{mol}^{-1}

b) Fórmulas de los compuestos químicos mencionados en el texto:

Carbonato de amonio: $\ce{(NH4)2CO3}$ Propionato de calcio: $\ce{Ca(CH3CH2COO)2}$ Lactato de sodio: $\ce{NaCH3CH(OH)COO}$ Ácido clorhídrico: $\ce{HCl}$

c) Cálculo de la molaridad del ácido clorhídrico comercial a partir de los datos de la etiqueta (

37\%

de riqueza en masa, densidad

1,19 \text{ g} \cdot \text{mL}^{-1}

y masa molar

36,5 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}

Considerando un volumen de disolución de $V = 1 \text{ L} = 1000 \text{ mL}$ , calculamos la masa total de la disolución ( $m_s$ ) y la masa de soluto puro ( $m$ ):

m_s = V \cdot d = 1000 \text{ mL} \cdot 1,19 \text{ g} \cdot \text{mL}^{-1} = 1190 \text{ g disolución}

m = m_s \cdot \frac{37}{100} = 1190 \text{ g} \cdot 0,37 = 440,3 \text{ g de } \ce{HCl}

Calculamos la cantidad de sustancia en moles ( $n$ ) y la molaridad ( $M$ ):

n = \frac{m}{M_m} = \frac{440,3 \text{ g}}{36,5 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}} = 12,06 \text{ mol}

M = \frac{n}{V} = \frac{12,06 \text{ mol}}{1 \text{ L}} = 12,06 \text{ M}