Cum să analizați conținutul de calorii al zahărului Versus Splenda prin calorimetrie pompă

Te-ai intrebat vreodata daca Splenda este un indulcitor indisponibil caloriilor? Acest articol vă va da instrucțiuni specifice pentru un experiment într-un calorimetru cu bombă și să analizeze rezultatele și se determină conținutul caloric al zahărului pur (zaharoză), față de Splenda (sucraloza).

Calorimetria din pompă la volumul constant este un proces utilizat pentru a determina energia reacțiilor de combustie. Volumul constant al procesului limitează energia produsă în reacție la energia termică. Energia termică sau entalpia (H) a reacției este dată de:

ΔH = ΔU (T, V) + Δ (PV) (Ecuația I.1)

În care energia internă, U, este o funcție a temperaturii și volumului, Δ (PV) este schimbarea presiunii și a volumului. Energia este conservată în sisteme izolate, suma ΔU = 0, dar U este o stare de funcționare, ceea ce înseamnă că depinde numai de starea inițială și finală.

ΔU = 0 = ΔU_f- 〖ΔU〗 _i

ceea ce implică

〖ΔU〗 _f = - 〖ΔU〗 _i (Ecuația I.2)

unde

ΔU_f = C_P (T_f-T_i) (Ecuația I.3)

În care C_P este căldura specifică a sistemului. Folosind aceste informații și legea gazului ideal pentru a exprima Δ (PV) ca RΔ (nT), entalpia reacției este exprimată ca

ΔH_i = 〖- C〗 _P (T_f-T_i) + RT_i Δn (ecuația I.4)

unde Δn este schimbarea numărului de moli de gaz de la produse la reactanți.

(Vezi Figura I.1: Bomba cu calorimetru) ¹

(Vezi Figura I.2: Pompă calorimetrică completă.) ¹

În acest experiment, ΔH a trei substanțe diferite, sucraloza, zaharoza și acidul benzoic, vor fi măsurate utilizând calorimetrul bombei de mai sus.

(Vezi Figura I.3: Structuri moleculare ale: zaharoză, sucraloză și acid benzoic)

Analiza acidului benzoic este utilizată ca calibrare a dispozitivului. Sugar și Splenda ™ sunt îndulcitori comuni pentru alimente. Splenda ™ este promovat ca un îndulcitor fără calorii în comparație cu zahăr, astfel încât în ​​acest experiment, cantitatea de calorii rezultate din arderea ambelor mostre vor fi analizate. Ipoteza este că Splenda ™ va da mai puțină energie decât zahărul, dar fără calorii zero.

discuție

Trei reacții chimice vor fi analizate pentru a finaliza experimentul. Arderea acidului benzoic,

2 C7H6O2 (s) + 15O2 (g) → 14C02 (g) + 6H2O (l) -

arderea de zaharoză,

C12H22O11 (s) + 12O2 (g) → 12C02 (g) + 11H2O (l) -

și arderea sucralozelor,

C12H19O8Cl3 (s) + 12 O2 (g) → 12 CO2 (g) + 8 H2O (l) + 3 HCl (l).

Scopul acestui experiment a fost de a determina rezultatul calorimetric al arderii de Splenda ™ (sau sucraloză) față de sucroză. Splenda ™ este promovat ca un îndulcitor fără calorii, cu toate acestea, rezultatele experimentale indică faptul că sucraloza este de aproximativ 2,5 ori cantitatea de calorii decât zaharoză sau zahăr pur. Cu toate acestea, având în vedere marja de eroare mare a acestor valori, conținutul caloric al sucralozelor ar putea fi cel mult jumătate din cel al zahărului. Literatura de specialitate indică faptul că conținutul caloric al sucralozelor ar trebui să fie relativ același cu cel al zahărului. Structura este principala diferență între acești doi compuși, prin urmare este logic să presupunem că structura moleculară este un factor semnificativ în energia și căldura de combustie a fiecărui compus. Diferitele legături cu cantități diferite de energie sunt rupte în reacțiile de combustie, așadar am putea presupune că ΔH și ΔE între cele două substanțe vor fi diferite în funcție de cantitate. Mulți oameni spun că au observat diferența de gust a Splenda ™ față de zahărul pur, în timp ce un alt număr mare de persoane nu sunt de acord și nu observă nici o diferență de gust. Descompunerea acestor substanțe în procesul de consum este diferită și probabil de aceea gustul este diferit.