FECHA DE ENTREGA01/09/20152015
CURSO: QUIMICA DE ALIMENTOS
TEMA: DETERMINACION DE LA CALIDAD FISICOQUIMICA DEL AGUA POTABLE
PROFESOR: PESANTES ARRIOLA GENARO CHRISTIAN
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERÍA PESQUERA Y DE ALIMENTOS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
DETERMINACION DE LA CALIDAD FISICOQUIMICA DEL AGUA POTABLE
2015
DELEGADA: Joselyn Isamar Rivera Bendezú
MESA 1
Alejandro Yábar Milagros
Azaña Flores Katerin
Barboza Lozano Stalin
Espinoza Ccayamarca Sandra
Pasión Dolores Yoselin
Mesa 2
Fierro Tolentino Manuel
León Baldera Fiorella
Gerónimo Carhuas Shirley
Zavala Bautista Edgar
Mesa 3
Alca Ortega Jonatan
Correa Ramos Leydi
Huamán Ninasque Jesenia
Toledo Trujillo Nathaly
Torres Félix Stephanie
Mesa 4
Auris Tronco Diana
Estela Fonseca Merly
Odar Onton Michael
Quispe Condori Josselyn
Rivera Bendezú Joselyn
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DETERMINACION DE LA CALIDAD FISICOQUIMICA DEL AGUA POTABLE
2015
INTRODUCCIÓN
En la vida diaria, notamos que el agua es esencial para la vida; como
reguladora de la temperatura corporal, disolvente universal y vehículo portador
de nutrientes y productos catabólicos, reactante y medio de reacción, lubricante
y plastificador, así entre muchas. Es increíble que la vida orgánica dependa tan
íntimamente de esta pequeña molécula inorgánica. Pues así los tejidos
animales y vegetales contienen agua en diferente proporción distribuido de
manera heterogénea. Los bioelementos contribuyen a la aparición de
complejos de alto peso molecular dentro de estos tejidos.
El agua como principal componente de muchos alimentos; requiere una serie de
tratamientos tanto industriales como domésticos, ya que no solo contribuye a la
textura de un alimento, sino que a través de sus interacciones con los diferentes
componentes determina el tipo de reacción química que se puede llevar a cabo
en el alimento.
Es así que el fin principal de evaluar la calidad del agua es lograr agua segura
tanto para consumidores e industria alimentaria, controlando las variables que
puedan modificar esta condición, las cuales pueden ser variación de pH,
temperatura y/o cloro libre residual. Sin embargo, el agua puede contaminarse
ya sea en la fuente natural, en la captación o en la red de distribución
(refiriéndose así a las tuberías que conducen el agua para el consumo del ser
humano). Esta evaluación para determinar la calidad del agua se puede realizar
mediante una serie de análisis de laboratorio los cuales nos permitirán conocer
cualitativa y cuantitativamente las características físicas, químicas y biológicas
más importantes que pueden afectar a su uso real y potencial, como el tipo y
grado de tratamiento requerido para un adecuado acondicionamiento. Por ello
en el presente informe se pretende desarrollar y comparar la calidad de agua
del laboratorio de la FIPA, utilizando diversos métodos tomando en cuenta los
parámetros fisicoquímicos adecuados que debe presentar el agua potable.
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DETERMINACION DE LA CALIDAD FISICOQUIMICA DEL AGUA POTABLE
2015
OBJETIVOS
Evaluar la calidad fisicoquímica del agua potable, su aptitud para su
empleo en la industria alimentaria.
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MARCO TEORICO
PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DEL AGUADebido a la formación de estructuras tridimensionales mediante puentes de
hidrógeno, el agua muestra propiedades muy particulares, como el hecho de
que su punto de ebullición sea de 100ºC a una presión externa de 1 atmósfera.
Por otra parte, su elevado calor latente de vaporización (energía necesaria para
transformar un kilogramo de agua en vapor) a 100°C, es sumamente elevada
(2,260 kJ/g). Este alto valor indica que se necesita mucha energía para quitar el
agua de los alimentos como ocurre en los procesos de deshidratación, o que la
vaporización de pequeñas cantidades de ella es suficiente para sustraer mucho
calor (sensación de frío que sentimos cuando tenemos el cuerpo mojado).
El proceso inverso al de la evaporación es la condensación, proceso exotérmico
que libera una cantidad de calor elevada. Esta propiedad se utiliza, por ejemplo
en las usinas lácteas.
El calor específico del agua (cantidad de energía necesaria para aumentar en
un grado Celsius la temperatura de un gramo de sustancia) es especialmente
elevado: (4,186 kJ/kg). Esto ocurre porque para lograr aumentar ese grado de
temperatura, parte de la energía debe usarse para romper los puentes de
hidrógeno presentes. Si se comparan las temperaturas que alcanzan el agua y
un aceite calentados de la misma manera durante el mismo tiempo se advierte
que este último alcanza mayor temperatura que el agua. Una aplicación de la
misma propiedad del agua es la que permite soportar bajas temperaturas y
regular la temperatura del cuerpo humano, pues provoca que el agua absorba
el calor cuando hay cambios bruscos externos, sin afectar la temperatura
interna; en forma semejante, también, hace que los mares y los océanos actúen
como reguladores térmicos de nuestro planeta.
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DETERMINACION DE LA CALIDAD FISICOQUIMICA DEL AGUA POTABLE
2015
La presencia en el agua de un elevado momento dipolar se aplica para calentar
alimentos en el microondas pues al producir oscilación y fricción permanente en
las moléculas, se induce un aumento de la temperatura.
En cuanto a la posibilidad de que el agua forme iones, se sabe que esta
ionización es mínima en el agua pura, pero, influye en la formación de H3O+
cuando se adicionan ácidos, lo que provoca una disminución del pH del medio.
Propiedades coligativas
Se llaman propiedades coligativas a aquellas propiedades de una
solución que dependen únicamente de la cantidad de partículas de soluto
disueltas en el agua por cada kilogramo de solvente que se emplea. No
dependen de la naturaleza ni del tipo de soluto disuelto. La presión de
vapor es la presión, para una temperatura dada, en la que la fase líquida
y el vapor se encuentran en equilibrio dinámico, es decir el número de
moléculas que pasan de la fase líquida a la gaseosa en un recipiente
cerrado, es el mismo número que pasa del estado gaseoso al líquido. Su
valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes
mientras existan ambas.
La presión de vapor saturado depende de:
La naturaleza del líquido.
La temperatura.
La concentración de soluto en el líquido.
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Efecto de la presencia de solutos en la presión de vapor de un líquido.
DETERMINACION DE LA CALIDAD FISICOQUIMICA DEL AGUA POTABLE
2015
EL AGUA EN LOS ALIMENTOS
La distribución del agua en los alimentosEl estudio de las características de la molécula de agua y sus
propiedades físicas son muy relevantes para el químico en alimentos,
dado el elevado contenido de agua de los mismos. Cuanto mayor es el
contenido de agua de un alimento, mayor es su vulnerabilidad. Es decir
mayores son los cuidados que se deben tener para poder consumirlos
sin que afecten la salud. Por lo general estos alimentos, conocidos como
de “alto riesgo” deben ser manipulados respetando una cadena de frío
(desde su obtención hasta su consumo no pueden estar fuera de los
límites de temperaturas seguras (4°C en caso de refrigerado y 18°C en
caso de congelados). En situación diferente se hallan los alimentos de
“bajo riesgo”, como es el caso de galletitas, fideos secos, etc., los que sí
pueden conservarse a temperatura ambiente en condiciones adecuadas
de higiene.
El elevado contenido de agua de los alimentos de alto riesgo (leches,
carnes, verduras, etc.) permite que en ella puedan disolverse los
compuestos necesarios para el desarrollo de todo tipo de
microorganismos, los que, por su sola presencia o por la posibilidad de
producir toxinas, pueden causar enfermedades alimentarias tales como
botulismo.
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DETERMINACION DE LA CALIDAD FISICOQUIMICA DEL AGUA POTABLE
2015
Actividad de agua
Una de las maneras de lograr mayor seguridad en los alimentos es
reduciendo la cantidad de agua que está disponible. Esto conduce a
tener que diferenciar entre contenido de agua de un alimento y actividad
de agua. Por contenido de agua se entiende cuánta agua tiene presente
el alimento sin importar de qué manera se halla realmente presente en
él. Por ejemplo, puentes de hidrógeno con partes de la estructura del
alimento o solvatando iones como en el caso de la sal (cloruro de sodio)
o azúcar (como la sacarosa) o ácidos (como el acético en el vinagre). En
estos últimos casos, si bien es cierto que el agua está presente en el
alimento, está siendo requerida por iones y partes polares de algunas
moléculas. Esto hace que disminuya su disponibilidad para disolver
sustancias útiles para el desarrollo de microorganismos. El agua no se
encuentra “libre” sino “ligada”.
El químico de alimentos puede medir la actividad de agua. Una manera
de realizarlo es mediante la medición de la presión de vapor del agua en
el alimento. Cuanto más unida se halle el agua a componentes del
alimento, más dificultoso le va a resultar poder pasar al estado vapor.
Técnicamente se define la actividad de agua (a w), como el cociente
entre la presión de vapor del agua en un alimento dado (Pw) y la presión
de vapor del agua pura a la misma temperatura (Pw):
aw= PwP°w
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DETERMINACION DE LA CALIDAD FISICOQUIMICA DEL AGUA POTABLE
2015
Este valor oscilará entre cero (alimento sin agua libre) y uno (agua pura).
Cuanto más cercano a cero sea el valor de la actividad de agua de un
alimento, más seguro será este y cuanto más cercano a uno, más
vulnerable.
Alimento Actividad de agua
(aw)
Verduras 0.97
Huevos 0.97
Pan 0.94
Mermelada 0.86
Frutas secas 0.73
Galletitas 0.35
Tabla 1. Actividad de agua en algunos alimentos.
Determinación de las curvas de adsorción y desorciónLa isoterma de adsorción representa la cinética con la que un alimento
adsorbe humedad y se hidrata, y es importante conocerla ya que refleja
el comportamiento de los deshidratados almacenados en atmósferas
húmedas (higroscopicidad). De manera semejante, la de desorción
equivale al proceso de deshidratación y refleja la forma como pierde
agua.
Para su elaboración es preciso calcular el contenido de humedad y la
actividad del agua en el alimento, cuando se alcanza el equilibrio en un
sistema cerrado; para medir el primero se utilizan los métodos
tradicionales ya conocidos, y para la a w se pueden emplear diferentes
sistemas basados en las mediciones de la presión de vapor, de la
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temperatura de rocío, del abatimiento del punto de congelamiento, de las
temperaturas de bulbos húmedo y seco, etc.
Con el higrómetro, el alimento se coloca en una cámara cerrada y la
determinación se hace en el espacio de cabeza mediante diversos
potenciómetros que contienen compuestos higroscópicos como el cloruro
de litio o las resinas de intercambio iónico, cuyas conductividades
eléctricas cambian con la humedad relativa.
Dichas atmósferas de humedad relativa conocida se logran empleando
soluciones saturadas de algunas sales, como la del NaCl que produce
una HR 75% en el espacio de cabeza del recipiente cerrado en que se
encuentre; de igual manera, las disoluciones de K2CO3, NaNO2, KCl y
K2SO4, generan una HR de 43%, 65%, 85% y 97%, respectivamente.
Con estas consideraciones, cuando se desea obtener la curva de
adsorción se utiliza el alimento seco con disoluciones salinas de HR
altas, y cuando se quiere determinar la de desorción, se usa el alimento
húmedo con HR bajas.
El agua y el congelamiento de los alimentosEl proceso de congelamiento y la manera en que se lo conduce
condicionan los procesos de conservación de los alimentos, así como
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Curvas de adsorción y desorción.
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también la retención o no de los caracteres organolépticos y funcionales
al descongelarlos. La velocidad de congelamiento determina la formación
y localización de los cristales de hielo.
Por ejemplo en el caso de las carnes, cuando se hace rápidamente, se
producen muchos cristales pequeños tipo aguja a lo largo de las fibras
musculares. Por el contrario si se disminuye la temperatura en forma
lenta, se induce un menor número de cristales pero de mayor tamaño, de
tal manera que cada célula contiene una masa central de hielo.
MATERIALES Y MÉTODOS
MATERIALES:
Kit de Test de Cloro y pH
Vaso precipitado
Termómetro
Agua potable
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MÉTODOS USADOS EN EL LABORATORIO:
EL PH:
MÉTODO DE ANÁLISIS:
Es recomendable la medición IN SITU, de modo que no se modifique los
equilibrios iónicos, debido al trasporte o una permanencia prolongada en
recipientes cambia cuando es llevado al laboratorio. El método fue el kit de
comparación. Este método es el más rápido y sencillo para evaluar.
LA TEMPERATURA
MÉTODO DE ANÁLISIS:
Este parámetro es medido IN SITU: el método termometría.
CLORO LIBRE RESIDUAL:
METODO DEL ANALISIS:
Recomendable para la medición IN SITU. Se utiliza el método del kit de
comparación.
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DETERMINACION DE LA CALIDAD FISICOQUIMICA DEL AGUA POTABLE
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PROCEDIMIENTO
Medición de la temperatura del agua
En un vaso de precipitado trajimos una muestra de agua potable de una cañería
y se midió inmediatamente la temperatura con el termómetro.
Repetimos dos veces más el mismo procedimiento en la misma cañería.
Medición del PH y del cloro libre residual
Hicimos los siguientes pasos:
Se alistó el kit de test de cloro y PH y se tomó una muestra de
agua en nuestro vaso de precipitado y con una pipeta llenamos el
contenedor hasta el nivel que nos indica.
Se colocó cuatro gotas del reactivo ORTHOTOLIDINA en el lado
amarillo del contenedor para medir el nivel de cloro. Se colocó
cuatro gotas del reactivo REDPHENOL en el lado rojo para medir
el PH.
Después se cerró los contenedores con las tapitas respectivas y lo
agitamos.
Luego se comparó las diferencias del color de cada lado del
contenedor. Se repitió el procedimiento dos veces más.
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RESULTADOS
Determinación de pH en el agua
N° DEENSAYOS
RESULTADOS
GRUPO 1 GRUPO 2 GRUPO 3 GRUPO 4
ProcedenciaCaño del
baño de
varones
Caño del
mismo salón
de química de
alimentos
Caño del
baño de
mujeres
Caño del salón
de química
orgánica
1 7.2 7.2 7.6 7.2
2 7.4 7.2 7.6 7.4
3 7.6 7.2 7.6 7.4
Determinación de la temperatura en el agua
N° DEENSAYOS
RESULTADOS
GRUPO 1 GRUPO 2 GRUPO 3 GRUPO 4
Procedencia Caño del
baño de
varones
Caño del
mismo salón
de química de
alimentos
Caño del
baño de
mujeres
Caño del salón
de química
orgánica
1 19 20 20.5 20.5
2 19 19 20.5 20.5
3 20 20 20 20.4
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Determinación de cloro libre residual en el agua
N° DEENSAYOS
RESULTADOS
GRUPO 1 GRUPO 2 GRUPO 3 GRUPO 4
procedencia
Caño del
baño de
varones
Caño del
mismo salón
de química
de alimentos
Caño del
baño de
mujeres
Caño del salón de
química orgánica
1 0.5 1 0.5 0.5
2 0.8 1 0.5 0.7
3 1 1 0.3 0.8
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DETERMINACION DE LA CALIDAD FISICOQUIMICA DEL AGUA POTABLE
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DISCUSION
Después de analizar en el laboratorio, se encontró que el agua potable del
laboratorio de la Escuela Profesional de Ingeniería de Alimentos de la
Universidad del Callao, se encontraba dentro del promedio, tomando como
primer parámetro, la temperatura, el cual según DIGESA no debe ser mayor ni
muy menor a la temperatura ambiental, siendo esta 23°C, recalcando que se
obtuvo unos 22°C como promedio dentro del laboratorio. Un segundo
parámetro a tomar fue el PH, el cual tendría que estar entre un 7,4 a 7,6 para
una mejor desinfección, a lo que nosotros obtuvimos un pH de 7,2. El tercer
parámetro tomado fue la cantidad de cloro residual, obteniendo como resultado
1, hallándose entre los valores aceptados, que son de 0.5 a 1.5ppm. Según
DIGESA.
CONCLUSION
En la práctica de calidad fisicoquímica del agua potable, se llegó a la conclusión
de que las mediciones que se hicieron sobre el pH, temperatura y cloro libre
residual en cada una de las mesas se obtuvieron resultados no tan variables
respecto a los parámetros de DIGESA esto se debió a que el agua potable
trabajada en dicho laboratorio no presentaba una cantidad de impurezas que
alteraran las medidas tomadas puesto que el valor práctico se asemejaba al
valor ya dicho.
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BIBLIOGRAFÍA
Dr. BADUI DERGAL, Salvador. (2006). Química de los alimentos. Cuarta
edición. Agua (19-27pp.). México: Miguel B. Gutiérrez Hernández.
Lic. Rembado, F., & Ing. SCENI, Paula. (2009). La Química en los
alimentos. En La Química en los alimentos (17-30pp.). Buenos Aires:
Ministerio de Educación de la Nación. Instituto Nacional de Educación
Tecnológica.
Owen R. Fenema. (2010). Agua y hielo. En Química de los alimentos
(34-59pp.). Madison, Wisconsi: Acribia.
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ANEXOS
Determinación de pH en el agua:
Promedio final=7.4mesa 1+7.2mesa2+7.6mesa3+7.3mesa 4
4
Promedio final=7.375
Determinación de la temperatura en el agua:
Promedio final=19.3mesa1+19.6mesa2+20.3mesa3+20.4mesa4
4
Promedio final=19.9.9
Determinación de cloro libre residual en el agua:
Promedio final=0.7mesa 1+1mesa2+0.4mesa3+0.6mesa 4
4
Pr omedio final=0.675
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