Cinética Quimica Aplicada a Conservação de Alimentos

Discente: Elizabeth C. Garcia RA 426890

O que é Cinética Química?

•  Parte da Química que estuda a velocidade das reações e os fatores que a influência;

•  Fornece informações sobre de que modo as moléculas individuais, átomos , íons interagem umas com as outras;

•  Relacionada a cozimento dos alimentos e a digestão dos alimentos no estômago.

Fatores que influenciam a Cinética

�  Temperatura: de temperatura do sistema , ocorre na velocidade de reação. ( número de colisões).

�  Superficie de contato: aumenta-se a superficie de contato que

reage, aumentando a velocidade da reação.

�  Pressão: quando gasoso, a pressão, dimunui o volume intensifica-se as colisões das moléculas, assim aumenta-se a velocidade de reação.

�  Inibidor: espécie química que, juntamente com as moléculas reagentes, faz com que estas reajam a uma velocidade menor. São utilizados como conservantes de alimentos, pois eles retardam a reação de decomposição

Fatores que influenciam a Cinética

�  Concentração de reagentes: maior a concentração dos reagentes, maior será a velocidade de reação

�  Luz: algumas reações químicas se processam com

maior velocidade na presença de luz como a decomposição da água oxigenada.

�  Catalisadores: aceleram o mecanismo sem

serem consumidos. Permite que a reação tome um caminho alternativo, com menor energia de ativação.

Velocidade da Reação �  A velocidade de uma reação é a variação da concentração dos reagentes

pela variação de uma unidade de tempo. A velocidade da reação decresce com o tempo. A velocidade de formação do

produto é igual a velocidade de consumo do reagente.:

�  Velocidade da reação = variação da concentração dos reagentes / variação do tempo

�  K- é uma constante de proporcionalidade que relaciona velocidade e concentração. Ele independe dos valores da concentração, mas depende do valor da temperatura em que a reação ocorre. Encontra-se o K através das leis de velocidade. , onde:

Para reação de primeira ordem é:

Ln (A/Ai) = -Kt Para reação de segunda ordem é:

1/A = 1/Ai + Kt

Classificação da Reação �  Pode-se classificar a reação de acordo com sua cinética. �  A classificação se baseia em sua ordem, potência a qual

é elevada a concentração de uma espécie na lei da velocidade:

Velocidade = K. (A).(B) É de primeira ordem em A e em B.

�  Uma reação com a lei de velocidade:

Velocidade = k. (A)² A reação é de segunda ordem.

Importância da Cinética Química na Tecnologia de alimentos

�  Utilizada quando se trata de processos de conservação e preservação de alimentos.

�  Processos mais utilizados ligados a temperatura para

conservação de alimentos

Exemplos de Aplicação da Cinética Quimica - Refrigeração dos Alimentos: �  Diminuição de temperatura: diminuição na vibração

das moléculas, dimunição da reação, aumentando o tempo para que o alimento seja consumido.

Aplicação de Calor: pasteurização �  Aumento da temperatura: aumento na vibração das

moléculas, aumentando a cinética, assim alteração na distribuição de energia:

�  Dessa maneira, aumenta a quantidade de moléculas com energia suficiente para reagir e, conseqüentemente, há aumento na velocidade da reação.

O que é Energia de Ativação? �  É a minima quantidade de energia para que a

colisão entre as partículas dos reagentes resulte em reação. (somente uma fração de moléculas possui energia suficiente para reagir.).

� Catalisador: permite que a reação

tome um caminho alternativo, que exige menor energia de ativação. Ex: enzimas catalizadores biológicos, dependem de pH e temperatura ótima para velocidade da atividade

Conservantes: Agentes antioxidantes

�   Pode-se definir como conservante toda a substância que impede ou retarda a alteração dos alimentos provocada por microrganismos ou enzimas, faz com que a velocidade da reação diminua.

�  Os Agentes Antioxidantes, como o próprio nome sugere,

evitam que os alimentos sejam oxidados devido à reação com o gás oxigênio (O2) ou outro agente oxidante. Essas reações de oxidação podem ocorrer de forma independente ou podem ser catalisadas por enzimas.Ex: Vitamina E e ácido citrico no caso da oxidação catalisada por enzimas, atuam não reagindo com o oxigênio, mas bloqueando a atuação destas enzimas.

A contextualização no Ensino de cinética Química

� Quimica na Escola n 11, maio 2000.

�  Aborda alternativas para a contrução do conceito de cinética quimica , a partir experimetos sobre a conservação de alimentos com alunos do 3 colegial.

�  Realizado aplicações com questionários para levantamento de conhecimento antes e depois do experimento com perguntas como:

Por que os alimentos estragam? Que processos podem ser utilizados para evitar sua

deterioração?

� Experimento realizado em duas etapas Primeira etapa:

Investigação da influência de aditivos na conservação de alimentos

�  Fizeram previsões a respeito com o que aconteceria com a polpa de

tomate e o fígado colocados em condições descritas no Quadro I. �  Realização do experimento, conforme montado no quadro 2, ocorreram

observações e anotações por ilustração dos alimentos durantes três dias analisando cor , consistência e cheiro.

�  Resultados: nenhuma das susbstâncias adicionadas como aditivo conservava o alimento indefinidamente, foi inserida então uma terceira etapa sobre eficiência dos aditivos.

Segunda etapa: �  Influência da temperatura na

atividade enzimática �  Realização do experimento, utilizando fígado bovino, batata e água

oxigenada, para evidenciar a velocidade de reação da decomposição da água oxigenada, acelerada pela enzima catalase em diferentes temperaturas (amostras em temperatura ambiente e congeladas), através da saída do gás oxigênio.

�  Resultados: Verificou-se a influência da temperatura na velocidade de reação catalisada por enzimas retardando ou acelerando a deterioração dos alimentos.

Terceira Etapa �  Para fixação dos conceitos vivenciados, os alunos

analisaram rótulos e identificaram os aditivos presentes nos rótulos de alimentos consumidos diáriamente.

�  Realizada discussão em grupo com base em um texto sobre conservação de alimentos.

�  Aplicação novamente de um questionário com duas questões de maior grau de dificuldade.

Resultados

Por que os alimentos se estragam? �  Antes os alunos relacionavam a deterioração de

alimentos com armazenamento, temperatura e tempo.

�  Após a intervenção didática observa-se um enriquecimento nas respostas passando a considerar ação de mcgs e a utilização ou não de aditivos.

Resultados

Como evitar a deterioração dos alimentos? �  Cerca de 30% dos alunos, citaram processos baseados

no dia a dia como “colocar os alimentos no congelador, frutas na geladeira”, não conseguiam explicitar a atuação dos processos.

�  Diminuição percentual que não respondeu e respostas mais elaboradas. “ Alimento no frezer retarda o crescimento de mcgs, usar conservante diminui a velocidade de reação, ou seja, o alimento irá se conservar por mais tempo.”

Conclusão

�  Um mês após a intervenção verificou-se que os alunos passaram não somente considerar as reações de deterioração nos alimentos, mas também outras reações como digestão, ação da água oxigenada nos ferimentos, enferrujamento.

�  Assim, a intervenção didática indica que a

inserção de atividades experimentais, podem contribuir para melhoria do ensino da química.

Referências �  Conservantes utilizados na indústria de

alimentos. http://clubedaquimica.awardspace.biz/conservantes.htm Acesso em: 14/04/12

�  Cinética Quimica http://www.agracadaquimica.com.br/index.php?&ds=1&acao=quimica/ms2&i=22&id=587 Acesso em: 14/04/12

�  Evangelista, J. Tecnologia de Alimentos. São Paulo: Ed Atheneu, 2003.

�  Lima, J.F.L. Pina, M.S.L; Barbosa, R.M.N.; Jófill, Z.M.S. A Contextualização no ensino de cinética Química, Quimica nova na Escola n 11 Maio 2000.