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Fórmulas moleculares de productos y aplicaciones del benzoato de sodio

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 1° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español

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Respuesta rápida

Edulcorante: $\text{C}_{14}\text{H}_{18}\text{N}_{2}\text{O}_{5}$ ; proteínas vegetales: $(\text{C}_{23}\text{H}_{38}\text{N}_{4}\text{O}_{6})_{n}$ ; antioxidantes: $\text{C}_{6}\text{H}_{8}\text{O}_{6}$ ; vitaminas: $\text{C}_{6}\text{H}_{8}\text{O}_{6}$ . 12) Benzoato de sodio: $\text{C}_{7}\text{H}_{5}\text{NaO}_{2}$ ; conservador de alimentos y bebidas ácidas, jarabes y cosméticos.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 125

Quimica 1° · 2024

Ejercicio 11

Investigo la fórmula molecular de los productos que se indican y completo el cuadro: edulcorante, proteínas vegetales, antioxidantes y vitaminas.

Como los "productos" son familias de compuestos, se da una fórmula molecular representativa de cada uno (la más empleada en la industria alimentaria).

Edulcorante. Un edulcorante artificial muy usado es el aspartame, cuya fórmula molecular es $\text{C}_{14}\text{H}_{18}\text{N}_{2}\text{O}_{5}$ . También son comunes el edulcorante de azúcar o sacarina, $\text{C}_{7}\text{H}_{5}\text{NO}_{3}\text{S}$ , y la sucralosa, $\text{C}_{12}\text{H}_{19}\text{Cl}_{3}\text{O}_{8}$ .
Proteínas vegetales. Las proteínas son macromoléculas (polímeros de aminoácidos) y no poseen una única fórmula molecular fija, sino una fórmula empírica repetida: se escriben con el subíndice $n$ . Ejemplo, la zeína del maíz: $(\text{C}_{23}\text{H}_{38}\text{N}_{4}\text{O}_{6})_{n}$ . A modo de referencia, un aminoácido esencial de la leucina es $\text{C}_{6}\text{H}_{13}\text{NO}_{2}$ .
Antioxidantes. El antioxidante natural por excelencia es el ácido ascórbico (vitamina C), $\text{C}_{6}\text{H}_{8}\text{O}_{6}$ . Otros: tocoferol (vitamina E), $\text{C}_{29}\text{H}_{50}\text{O}_{2}$ , y el antioxidante sintético BHA, $\text{C}_{11}\text{H}_{16}\text{O}_{2}$ .
Vitaminas. Cada vitamina tiene su propia fórmula: vitamina C, $\text{C}_{6}\text{H}_{8}\text{O}_{6}$ ; vitamina A (retinol), $\text{C}_{20}\text{H}_{30}\text{O}$ ; vitamina D, $\text{C}_{28}\text{H}_{44}\text{O}$ ; vitamina B $_{2}$ (riboflavina), $\text{C}_{17}\text{H}_{20}\text{N}_{4}\text{O}_{6}$ ; niacina (B $_{3}$ ), $\text{C}_{6}\text{H}_{5}\text{NO}_{2}$ .

Productos	Fórmula molecular
Edulcorante (aspartame)	$\text{C}_{14}\text{H}_{18}\text{N}_{2}\text{O}_{5}$
Proteínas vegetales (zeína)	$(\text{C}_{23}\text{H}_{38}\text{N}_{4}\text{O}_{6})_{n}$
Antioxidantes (ácido ascórbico)	$\text{C}_{6}\text{H}_{8}\text{O}_{6}$
Vitaminas (ácido ascórbico / vitamina C)	$\text{C}_{6}\text{H}_{8}\text{O}_{6}$

Respuesta

Cuadro completado con las fórmulas anteriores.

Ejercicio 12

Escribo la fórmula del benzoato de sodio y describo algunas de sus aplicaciones en la industria.

El benzoato de sodio se forma del ion benzoato ( $\text{C}_{6}\text{H}_{5}\text{COO}^{-}$ ) y el catión sodio ( $\text{Na}^{+}$ ).
El sodio es un metal alcalino con número de oxidación $+1$ ; el benzoato es un anión con carga $-1$ , de modo que la sustancia es neutra en un 1:1.
Su fórmula molecular es $\text{C}_{7}\text{H}_{5}\text{NaO}_{2}$ (o $\text{C}_{6}\text{H}_{5}\text{COONa}$ ).
Es muy soluble en agua, lo que permite dispersarlo en bebidas y jarabes.
Actúa como conservador al liberar ácido benzoico en medios ácidos, donde inhibe el crecimiento de bacterias y hongos.

Aplicaciones: conservador de alimentos y bebidas ácidas (refrescos, jugos, aderezos, salsas, mermeladas) con pH inferior a 4,5; jarabes y cosméticos; pasta dentífrica y enjuagues bucales; en la industria textil y del caucho como antioxidante; en medicina como excipiente y antiséptico de algunos productos.

Respuesta

$\text{C}_{7}\text{H}_{5}\text{NaO}_{2}$ ( $\text{C}_{6}\text{H}_{5}\text{COONa}$ ); conservador de alimentos ácidos, bebidas, jarabes, cosméticos y pasta dentífrica.

Contenido de la página

11. Investigo la fórmula molecular de los productos que se indican a continuación y completo el cuadro:

Productos	Fórmula molecular
Edulcorante
Proteínas vegetales
Antioxidantes
Vitaminas

12. Escribo la fórmula del benzoato de sodio y describo algunas de sus aplicaciones en la industria.

(Se incluyen recuadros vacíos para la respuesta, seguidos de un bloque de renglones para la descripción.)

Pie de página: 124 — Texto de Química

Ejemplos resueltos

Escribir la fórmula del benzoato de sodio a partir de los iones que lo componen.

El ion benzoato es $\text{C}_{6}\text{H}_{5}\text{COO}^{-}$ (carga $-1$ ) y el ion sodio es $\text{Na}^{+}$ (carga $+1$ ). Como las cargas son igual y opuesta, la sustancia es neutra en proporción 1:1: $\text{C}_{6}\text{H}_{5}\text{COONa}$ , que contiene 7 átomos de C, 5 de H, 2 de O y 1 de Na: $\text{C}_{7}\text{H}_{5}\text{NaO}_{2}$ .

Tabla

Productos	Fórmula molecular	Compuesto de referencia
Edulcorante	$\text{C}_{14}\text{H}_{18}\text{N}_{2}\text{O}_{5}$	Aspartame
Proteínas vegetales	$(\text{C}_{23}\text{H}_{38}\text{N}_{4}\text{O}_{6})_{n}$	Zeína (maíz)
Antioxidantes	$\text{C}_{6}\text{H}_{8}\text{O}_{6}$	Ácido ascórbico
Vitaminas	$\text{C}_{6}\text{H}_{8}\text{O}_{6}$	Ácido ascórbico (vitamina C)

Diagrama

flowchart LR
  A[Ión benzoato C6H5COO-] --- B[Sal neutra 1:1]
  C[Catión sodio Na+] --- B
  B --> D[Benzoato de sodio C7H5NaO2]
  D --> E[En medio ácido pH < 4.5]
  E --> F[Ácido benzoico C6H5COOH]
  F --> G[Inhibe bacterias y hongos]
  G --> H[Conserva alimentos y bebidas]

Fórmulas y ecuaciones

Benzoato de sodio: $\text{C}_{7}\text{H}_{5}\text{NaO}_{2}$ o $\text{C}_{6}\text{H}_{5}\text{COONa}$

Aspartame (edulcorante): $\text{C}_{14}\text{H}_{18}\text{N}_{2}\text{O}_{5}$

Zeína (proteína vegetal): $(\text{C}_{23}\text{H}_{38}\text{N}_{4}\text{O}_{6})_{n}$

Ácido ascórbico (vitamina C / antioxidante): $\text{C}_{6}\text{H}_{8}\text{O}_{6}$

$\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{COO}@@MATH_2@@^{+}$ $\rightarrow$ $\text{C}@@MATH_3@@\text{H}@@MATH_4@@\text{COONa}$

$\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{N}@@MATH_2@@\text{O}$ $_{5}$ $\quad$ $\text{(aspartame)}$

( $\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{N}@@MATH_2@@\text{O}$ $_{6})_{n}$ $\quad$ $\text{(zeína)}$

$\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{O}$ $_{6}$ $\quad$ $\text{(ácido ascórbico / vitamina C)}$

Glosario (7)

Fórmula molecular: Representación que indica el número real de átomos de cada elemento presentes en una molécula.
Fórmula empírica: Expresión con la relación más simple entre los átomos de los elementos de una sustancia.
Polímero: Macromolécula formada por la repetición de unidades (monómeros), representada con el subíndice n.
Edulcorante: Sustancia que endulza sin aportar (o aportando pocas) calorías al alimento.
Antioxidante: Compuesto que retrasa la oxidación de otros materiales al captar radicales libres u oxígeno.
Benzoato de sodio: Sal de sodio del ácido benzoico, usada como conservador de alimentos y bebidas ácidas.
Conservador: Aditivo que inhibe el crecimiento microbiano y alarga la vida útil del producto.

Preguntas para practicar

¿Por qué el benzoato de sodio solo es eficaz en alimentos con pH bajo?

Porque actúa a través del ácido benzoico, que en medios ácidos permanece protonado (no ionizado) y atraviesa la membrana de los microorganismos; en pH cercano a la neutralidad se ioniza y pierde su acción antimicrobiana.

¿Por qué las proteínas se representan con un subíndice n en su fórmula?

Porque son polímeros: la misma unidad (monómero) se repite miles de veces, por lo que no existe un número fijo de átomos sino una proporción repetida $(...)_{n}$.

¿Cómo se distingue una fórmula molecular de una fórmula empírica?

La fórmula molecular da el número real de átomos de cada elemento en la molécula; la fórmula empírica expresa solo la relación más simple, y puede multiplicarse por un entero n para obtener la molecular.

Temas y conceptos clave

Fórmula molecular de productos de consumoEdulcorantes artificialesProteínas vegetalesAntioxidantesVitaminasBenzoato de sodio y conservación de alimentosfórmula molecularfórmula empíricapolímeroión benzoatonúmero de oxidaciónconservador de alimentospH y actividad antimicrobianaedulcoranteantioxidante