Página 128 - Libro de Química de Primero de Bachillerato

Análisis de la actividad: Se requiere calentar la leche para iniciar la obtención de plástico de caseína; la eliminación de la nata evita que la grasa interfiera en la reacción.

Procedimiento paso a paso:

1. Descreme la leche retirando la película de grasa superficial con una cuchara.
2. Coloque 100 mL de leche en una olla limpia de acero inoxidable.
3. Caliente lentamente a fuego medio-bajo, removiendo con espátula de madera, hasta alcanzar $$60-70\,^{\circ}\text{C}$$ (antes de hervir).
4. Retire del fuego para evitar ebullición y formación de espuma excesiva.

Resultado esperado: Leche caliente homogénea, lista para la adición del vinagre.

Análisis de la actividad: El vinagre (ácido acético) acidifica la leche provocando la precipitación de la caseína, precursor del plástico casero.

Procedimiento y observación:

1. Con la leche aún caliente, agregue 2 cucharadas (≈ 30 mL) de vinagre blanco.
2. Remueva suavemente durante 30-60 s.
3. En pocos segundos aparecerán grumos blancos (cuajada) que se separan del líquido amarillento (suero).

Resultado observado: Formación de un sólido blanquecino semielástico —caseína coagulada— flotando o asentado en el fondo.

Análisis: Se busca explicar por qué la leche se coagula tras añadir vinagre.

Resolución paso a paso:

1. La mayor proteína de la leche es la caseína, presente como micelas de caseinato cálcico estable a pH≈6,6.
2. El vinagre aporta iones $$\text{H}^+$$ (pH≈2-3). La reducción de pH protona los grupos fosfato de la caseína y desplaza el equilibrio de solubilidad.
3. Ocurre la reacción de desalojo del calcio:
   $$\text{Ca(caseinato)}+2\,\text{CH}_3\text{COOH} \rightarrow \text{Ca(CH}_3\text{COO)}_2 + \text{caseína}\downarrow$$
4. La caseína pierde carga neta y se aglomera (precipita) formando un polímero natural semirrígido.

Conclusión: El proceso es una coagulación ácida donde la acidez del vinagre rompe la estabilidad coloidal y precipita la caseína creando la masa plástica.

Análisis: Se solicita representar de forma gráfica la estructura o apariencia del plástico de caseína.

Propuesta de representación:

• Dibuja una cadena polipeptídica esquemática con enlaces peptídicos repetidos.
• Incluye grupos fosfato y residuos hidrofóbicos que facilitan la agregación.
• Señala enlaces de puentes de hidrógeno y fuerzas de Van der Waals responsables de la rigidez.

Modelo simplificado: [Diagrama: Cadena repetitiva ‑(NH-CHR-CO)-_n- con enlaces inter-cadena formados tras la desnaturalización]

Análisis: Se pide una explicación general sobre los mecanismos de formación de polímeros.

Desarrollo:

1. Definición: Un polímero es una macromolécula formada por la unión repetitiva de unidades más pequeñas llamadas monómeros.
2. Mecanismos principales:
   
   • Polimerización por adición (cadena): monómeros con dobles enlaces se abren y enlazan sucesivamente mediante radicales, cationes o aniones. Ej.: formación de polietileno.
   • Polimerización por condensación (etapa): dos monómeros funcionales reaccionan liberando moléculas pequeñas (H₂O, HCl). Ej.: nylon-6,6 a partir de ácido hexanodioico y hexametilendiamina.
3. Energía y cinética: la reacción requiere superar una energía de activación; la temperatura y catalizadores controlan la velocidad.
4. Propiedades resultantes: La longitud de cadena y grado de entrecruzamiento determinan dureza, elasticidad y punto de fusión.

Conclusión: Los polímeros se generan cuando múltiples monómeros forman enlaces covalentes, construyendo macromoléculas cuyo tamaño y estructura confieren propiedades singulares.

Estructura recomendada del informe:

1. Título: Obtención de plástico de caseína a partir de leche y vinagre.
2. Objetivos: Fabricar un bioplástico casero y comprender la coagulación proteica.
3. Materiales y reactivos: 100 mL de leche descremada, 30 mL de vinagre blanco, olla, espátula, termómetro, colador, papel filtro.
4. Procedimiento: Detalla los pasos a y b con temperaturas y tiempos.
5. Resultados: Incluye fotografías o dibujos, masa de caseína obtenida, observaciones de textura y olor.
6. Análisis y discusión: Explica la reacción ácido-base, compara con teorías de polimerización (relación con el punto isoeléctrico).
7. Conclusiones: Resume logros, limitaciones y aplicaciones del bioplástico.
8. Referencias bibliográficas: Normas APA 7.ª edición.

Análisis: Todas las sustancias mencionadas son ácidos carboxílicos o derivados que poseen el grupo $$\text{–COOH}$$.

Respuesta final: Opción a) R-COOH