Página 154 - Libro de Química de Tercero de Bachillerato

Análisis: Se pide identificar qué sustancias se añaden a los jugos artificiales para que duren más que los naturales.

Resolución:

1. Los jugos naturales se descomponen rápido porque contienen agua, azúcares y nutrientes que favorecen el crecimiento de microorganismos y, además, sus vitaminas y pigmentos se oxidan con facilidad.
2. Los jugos cítricos artificiales incluyen varios aditivos que retrasan estos procesos:
   • Conservantes químicos: como benzoato de sodio, sorbato de potasio, dióxido de azufre o sus sulfitos. Estos inhiben el crecimiento de bacterias, levaduras y hongos.
   • Antioxidantes: por ejemplo, ácido ascórbico adicional, BHA o BHT, que disminuyen la oxidación de colorantes, aromas y vitaminas.
   • Reguladores de acidez: como ácido cítrico y citratos, que ajustan el pH a valores donde los microorganismos crecen con más dificultad.
   • Estabilizantes y edulcorantes: no alargan por sí solos el tiempo de vida, pero mejoran la estabilidad física y reducen la cantidad de azúcares fermentables.
3. Además, los jugos artificiales suelen ser pasteurizados y envasados herméticamente, lo que potencia el efecto de los aditivos.

Conclusión: Los jugos cítricos artificiales duran más tiempo porque contienen conservantes (benzoato, sorbato, sulfitos), antioxidantes y reguladores de acidez que, junto con el tratamiento térmico y el envasado, frenan la acción de microorganismos y la oxidación.

Análisis: Se debe comparar el rendimiento teórico (cantidad calculada por estequiometría) con el rendimiento real (cantidad obtenida en la práctica) y explicar por qué difieren.

Resolución paso a paso:

1. Rendimiento teórico: es la máxima cantidad de producto que podría formarse si la reacción fuera perfecta. Se calcula con relaciones estequiométricas a partir del reactivo limitante.
2. Rendimiento real: es la masa o cantidad de producto que realmente se obtiene al realizar el experimento en el laboratorio o a escala industrial.
3. Las dos cantidades casi nunca coinciden por varias razones:
   • Reacciones incompletas: no todo el reactivo se transforma; en equilibrio siempre queda una parte sin reaccionar.
   • Reacciones secundarias: algunos reactivos o productos reaccionan en procesos alternos formando sustancias no deseadas.
   • Pérdidas mecánicas: durante filtrado, trasvases, secado o cristalización se queda parte del producto en vasos, filtros o tuberías.
   • Pureza de reactivos: si los reactivos tienen impurezas, la cantidad útil que participa en la reacción es menor que la indicada en la masa pesada.
   • Condiciones no ideales: temperatura, presión, agitación o catalizadores no son perfectos, lo que reduce la velocidad o extensión de la reacción.
4. El porcentaje de rendimiento se calcula mediante:
   $$\text{\% rendimiento} = \frac{\text{rendimiento real}}{\text{rendimiento te\'orico}} \times 100$$

Conclusión: El rendimiento teórico supone una reacción ideal sin pérdidas ni procesos secundarios. En el laboratorio y en la industria siempre hay pérdidas y limitaciones prácticas, por lo que la cantidad obtenida es menor y el rendimiento es inferior al 100 %.