CHIMIA IN BUCATARIE

Florea Cristina Elena Iarca Bianca Ioana

C.N. ,,Ienachita Vacarescu”Clasa a-XI-a C

Chimia e gustoasă

Chimia este un preţios aliat al omului. Ea îl învaţă să prepare cele mai gustoase şi mai hrănitoare alimente , cele mai călduroase ţesături, cele mai trainice materiale de construcţii, cele mai bune medicamente.

În viaţa de toate zilele, în jurul nostru întâlnim diferite obiecte fabricate din fier, cupru, aluminiu, sticlă, cauciuc, materiale plastice etc., fiecare deosebindu-se de celelalte prin anumite proprietăţi caracteristice substanţelor chimice componente. La rândul lor, substanţele chimice sunt formate dintr-un număr mare de particule, numite molecule, moleculele din atomi, iar atomii, din protoni, neutroni şi electroni.

Substanţele chimice puse în contact, în anumite condiţii, se combină între ele, transformându-se în alte substanţe noi datorită reacţiilor chimice.

Aceste reacţii chimice stau la baza preparării diferitelor produse atât de familiare nouă. Cu ajutorul reacţiilor chimice, multe materii prime naturale sunt transformate în substanţe ce joacă un rol important în viaţa noastră de zi cu zi.

Chimia a devenit un atribut permanent în toate domeniile de activitate, este permanent în jurul nostru.

La fiecare pas o folosim cu sau fără ştiinţă, de multe ori fiind chimişti fără să ne dăm seama. Orice gospodar este un “chimist”, realizând zilnic, fără să ştie, operaţii care, de fapt, aparţin chimiei.

Dacă aprindem focul, aprinderea chibritului, a lemnelor sau a gazului este o reacţie chimică. Pregătirea unei mese hrănitoare este rezultatul unei combinaţii chimice care asigură produselor alimentare calităţi culinare. Dacă la masă bem un pahar de vin sau de bere, trebuie să ştim că aceste băuturi s-au format, de asemenea, în urma unor reacţii chimice.

În gospodărie se pot găsi unele substanţe chimice de utilizare obişnuită: acizi, baze (alcalii), dizolvanţi, alcooli, diferite săruri etc.

Acizii, minerali sau organici,au următoarele

proprietăţi generale:

Au gust acru; Reacţionează uşor cu

bazele; Atacă metalele, ţesăturile

şi pielea; Au acţiune nocivă asupra

organismului uman.

Bazele sau subtanţele alcaline au următoarele

proprietăţi generale:

Sunt solubile în apă; Au gust leşios; Reacţionează cu acizii; Bazele concentrate atacă

aluminiul, dizolvândul, atacă ţesăturile şi pielea.

Din combinarea acestor substanţe chimice rezultă:

- aliaje, amestecuri, băuturi, cleiuri, chituri, coloranţi, creme, emulsii, substanţe toxice (insecticide), loţiuni, paste, prafuri, siropuri etc. care se folosesc în:

Bucătărie: acidul acetic, acidul citric, alcoolul etilic, soda caustică (hidroxid de sodiu) etc.

Cosmetică: acid citric, alaun de aluminiu, alcool etilic, amidon, bicarbonat de sodiu etc.

Agricultură, ca îngrăşăminte chimice: azotat de amoniu, azotat de calciu, azotat de cupru, clorură de amoniu etc.

Vopsitorie: clorură de cupru, clorură de argint, clorat de potasiu etc.

Fotografie: hidroxilamină, hidroxid de potasiu, rodanură de potasiu, sulfit de amoniu, tiosulfat de sodiu etc.

 

Îngrăşăminte şi nutrienţi pentru sol

Fixarea azotului; Procedeul Haber-Bosch; Diversificarea tipurilor de îngrăşăminte

chimice; Revoluţia “verde“ şi hibrizii.

Protecţia culturilor Metoda Bordeaux şi fungicidele; DDT-ul şi pesticidele; Protecţia Livestock; Mecanizarea agriculturii.

Prelucrarea şi manipularea alimentelor, siguranţa alimentaţiei

Zaharina şi îndulcitorii; Vitaminele şi mineralele; Conservarea şi prelucrarea avansată; Siguranţa alimentelor şi controlul de

calitate.

Depozitarea alimentelor Ambalarea alimentelor; Agenţi frigorifici (freonul); Cuptoarele cu microunde; Apa potabilă.

Scurt istoric 1881 Omul de ştiinţă francez Louis Pasteur descoperă vaccinul

împotriva antraxului la ovine şi porcine.

1883 Chimistul danez Johan Gustav Kjeldahl descoperă metoda de determinare a conţinutului de azot din compuşii organici.

1884 Botanistul francez Pierre M. A. Millardet realizează amestecul Bordeaux pentru combaterea manei viţei-de-vie.

1901 John F. Quenny, fondatorul companiei Monsanto, produce zaharina.

1913 Doi chimişti germani, Fritz Haber şi Carl Bosch, pun la punct procedeul de producere a amoniacului la scară industrială.

Ingrasaminte si nutrienti pentru sol

Fixarea azotului Fixarea azotului este un proces natural, esenţial, în care azotul

din aer, inert chimic, este transformat iniţial de către microorganisme în compuşi anorganici ce conţin atomi de azot. Aceştia sunt asimilaţi de plante şi intră în lanţul nutriţional sub formă de compuşi organici cu azot, cum sunt de exemplu proteinele din plante. Azotul care se găseşte în sol, în special sub formă de nitraţi, este insuficient pentru producţiile intensive de culturi. Au fost dezvoltate o serie de tehnologii pentru a obţine îngrăşăminte pe bază de azot, acestea incluzând şi metoda Haber-Bosch pentru sinteza amoniacului, metodă utilizată pe scară largă la producerea îngrăşămintelor chimice cu azot. Obţinerea de soluri chimice echilibrate a fost devansată de aplicarea în 1956 a procedeului Kjeldahl, procedeu de determinare a cantităţii de azot prezente în compuşii organici.

Procedeul Haber-Bosch La sfârşitul secolului XIX, rezervele limitate de hrană ale populaţiei, care era în continuă creştere, au determinat sporirea interesului pentru obţinerea de producţii agricole cât mai mari. Conţinutul de azot din solul agricol era epuizat şi problema obţinerii industriale a îngrăşămintelor pe bază de azot a devenit de stringentă actualitate. Unii dintre oamenii de ştiinţă au prezis foamete pe plan mondial. Ca urmare, producerea de compuşi cu azot folosind azotul din aer, a devenit prioritară. Rezolvarea a venit în 1908 din Germania, unde Fritz Haber a descoperit principiile sintezei amoniacului, utilizând toate cunoştinţele furnizate de fizică şi chimie la momentul respectiv. Sinteza are loc în prezenţa unui catalizator pe bază de fier, la presiune şi temperatură ridicate. Carl Bosch, chimist la BASF (Badische Anilin & Soda Fabrik) a transformat procedeul într-unul comercial, prin realizarea primei producţii la nivel industrial în 1913. Acest procedeu industrial a permis creşterea atât a producţiei agricole, cât şi a populaţiei umane în timpul secolului XX.

Fritz Haber

Ingrăşămintele chimice

Începând din 1913, îngrăşămintele sintetice au fost produse industrial şi au contribuit substanţial la îmbunătăţirea producţiei de cereale. Inovaţii în tehnologia de producere a îngrăşămintelor au fost făcute chiar de atunci, incluzând obţinerea îngrăşămintelor granulare (1930) şi introducerea îngrăşămintelor sub formă de suspensie. În anii 1970, au fost obţinute îngrăşăminte cu granulaţie din ce în ce mai fină, conducând la apariţia îngrăşămintelor utilizate în gospodăriile individuale.

Cele mai recente inovaţii în domeniul îngrăşămintelor chimice se referă la utilizarea de capsule care eliberează treptat substanţa activă în sol, evitându-se astfel folosirea unei cantităţi prea mari de îngrăşământ care ar putea afecta mediul.

Ingrăşămintele chimice

Metoda Bordeaux şi fungicidele

În 1882 botanistul francez Pierre M. A. Millardet a folosit o suspensie apoasă de sulfat de cupru şi lapte de var (amestecul Bordeaux) pentru a combate în mod eficient mucegaiul din podgoriile franceze. Aceasta a însemnat practic începutul utilizării pe scară largă a fungicidelor, ceea ce a revoluţionat protecţia pe cale chimică a recoltelor. Zeama bordeleză este utilizată azi în combaterea unui număr mare de ciuperci care atacă recoltele.

Contribuţiile chimiei în domeniul fungicidelor agricole au continuat, producându-se fungicide care să combată tot mai eficient dăunătorii. Pot fi amintite ca repere apariţia fungicidelor pe bază de ditiocarbamaţi în 1934 şi a fungicidelor pe bază de strobilurin în 1996.

DDT-ul şi Pesticidele

Pesticidele protejează recoltele de atacul ciupercilor, insectelor şi faţă de competiţia altor plante. În 1939 Paul Mueller a realizat insecticidul DDT (diclordifeniltricloretan) pentru combaterea scarabeului cartofilor şi a altor insecte. DDT-ul şi pesticide similare au fost utilizate în combaterea dăunătorilor recoltelor pentru mai bine de 20 de ani. În anii 1960, preocupările legate de protecţia mediului şi acumularea DDT-ului în corpul uman, precum şi rezistenţa speciilor dăunătoare la aceste chimicale, au dus la dezvoltarea de noi pesticide şi renunţarea la DDT.

Utilizarea noilor pesticide, active în cantitate redusă, conduce la economii pentru fermieri, la o mai bună protecţie pentru muncitori şi la diminuarea poluării mediului înconjurător.

DDT-ul şi Pesticidele

Coji de ouă subţiate din cauza DDT-ului

DDT in combaterea malariei

Prelucrarea şi manipularea alimentelor, siguranţa

alimentaţieiZaharina şi îndulcitorii

Îndulcitorii artificiali, întrebuinţaţi în alimentaţie ca înlocuitori ai zahărului, ajută atât bolnavii de diabet, cât şi persoanele sănătoase în controlul consumului de zahăr. În 1901, John F. Quenny a sintetizat îndulcitorul artificial zaharina. În 1967, a fost obţinut siropul de porumb cu nivel ridicat de fructoză, utilizând o enzimă pentru intensificarea gradului de dulce al siropului, prin creşterea conţinutului în fructoză de la 14% la 42%. Acest sirop devine repede cel mai utilizat îndulcitor pentru majoritatea băuturilor nealcoolice. Aspartamul a fost vândut pentru prima dată ca îndulcitor în 1985 în SUA. Este un îndulcitor cu puţine calorii, dar cu efect intens. În 1955 a fost testat ca posibil medicament în tratamentul ulcerului gastric.

Aditivi pentru vitamine Explorarea biochimiei alimentelor a revoluţionat nutriţia,

oferind remedii pentru deficienţele cauzate de dietă şi malnutriţia cauzată de lipsa de vitamine.

Chimia a înregistrat progrese majore în acest domeniu, aşa cum a arătat examinarea primei vitamine descoperite. Vitamina A (beta-carotenul) a fost izolată în 1913 din unt şi gălbenuşul de ou, şi este un nutrient esenţial, cu acţiune asupra vederii şi a epiteliului. Structura ei chimică a fost stabilită în 1931 şi a fost sintetizată pe cale chimică pentru prima dată în 1947. În 1928, biochimistul maghiar Albert Szent-Györgyi a izolat acidul hexuronic (acidul ascorbic) din glandele suprarenale. Produsul este cunoscut ca şi vitamina C.

În 2001, apare în Asia orezul de aur, specie modificată genetic, care produce pro-vitamina A, cu ajutorul căreia medicina luptă împotriva orbirii şi a altor boli generate de avitaminoze şi nutriţia deficitară.

Siguranţa alimentelor şi testarea

Orice produs agricol, crud sau preparat, poate fi contaminat şi poate afecta sănătatea umană. Contaminarea poate interveni în timpul preparării, servirii sau depozitării. Realizările în domeniul chimiei care măresc siguranţa în alimentaţie se referă la metode analitice de testare rapidă în vederea identificării microbilor şi pentru controlul şi combaterea epidemiilor alimentare. Bolile provocate de cei mai uzuali agenţi patogeni alimentari au fost reduse cu 20% în SUA în perioada 1997 - 1999.

Impachetarea alimentelor

Păstrarea alimentelor în ambalaje din mase plastice, metale, sticlă sau ceramică asigură menţinerea proprietăţilor acestora în timpul comercializării, transportului şi depozitării. În 1930, Ralph Wiley a obţinut polimerul Saran, iar în 1953, a fost introdus în gospodărie ambalajul Saran, care constituie o excelentă barieră împotriva oxigenului, umidităţii, mirosurilor şi a chimicalelor, chiar şi în condiţii extreme. Ambalajul Saran este realizat dintr-un copolimer pe bază de clorură de viniliden şi clorură de vinil. Alte realizări includ folosirea ambalajelor de aluminiu pentru alimente şi băuturi (anii 1960) şi a polietilentereftalatului (PET) ca ambalaj reciclabil pentru înlocuirea sticlei sau aluminiului (anii 1970).

Agenţi de congelare, freonul Încă de la introducerea ei în gospodărie, în anul 1918,

congelarea a facilitat păstrarea alimentelor proaspete, asigurând transportul şi stocarea acestora într-un mod sănătos. La începutul anilor 1920, când dioxidul de sulf, folosit iniţial ca lichid de răcire, s-a dovedit a fi toxic, interesul pentru utilizarea congelatorului a scăzut. Soluţia pentru remedierea acestui neajuns a fost Freonul 12, un compus fluoro-cloro-carbonat (denumit CFC, cu formula CCl2F2), sintetizat în 1931 de către Thomas Midgley şi Charles Kettering. Congelatoarele au devenit rapid indispensabile în gospodării, restaurante şi magazine alimentare. Astăzi se renunţă treptat la folosirea freonului ca agent de răcire datorită acţiunii sale distructive asupra stratului de ozon.

Apa potabilă Progresele în domeniul chimiei au asigurat

apa curată, inclusiv cea potabilă, lipsită de bacterii, viruşi sau alţi agenţi patogeni. Inovaţiile includ utilizarea filtrelor de carbon pentru îndepărtarea suspensiilor, gustului sau mirosului neplăcut, a unor agenţi de complexare pentru îndepărtarea metalelor grele din apă şi tehnologii moderne pentru tratarea, aprovizionarea şi distribuţia apei potabile sau pentru uz gospodăresc. Tratarea apei cu clor a fost utilizată începând din 1910, iar înălbitorii au fost introduşi în 1913. Utilizarea dezinfectanţilor pe bază de clor este şi în prezent o modalitate excelentă de a proteja împotriva microbilor mobilierul de bucătărie şi implicit vasele şi alimentele.

Molecula de acid hipocloros

VA MULTUMIM!SFARSIT!