Discusión y conclusión de experimento de Fermentación (química orgánica)..

Discusión de resultados:

Al comienzo del laboratorio se estableció el propósito general del mismo, el cual fue la producción principal de etanol y como producto secundario el dióxido de carbono por medio de la fermentación alcohólica (sucrosa + agua + solución Pasteur +levadura) de sucrosa en condiciones anaeróbicas. Como la fermentación es un proceso que se lleva a cabo por las enzimas (agentes catalizadores), la levadura juega un papel de suma importancia, pues las enzimas que se encuentran en la levadura son responsables de la fermentación. Primero, la enzima Invertasa se activa e hidroliza la sucrosa teniendo como resultado dos azucares simples (fructosa y glucosa). Luego un complejo de aproximadamente 22 enzimas (Zimasa) convierte las azucares simples en etanol y dióxido de carbono. Habiendo mencionado esto, aunque la fermentación ocurre en condiciones anaeróbicas,  se tuvo que permitir la entrada de oxigeno por unos segundos para poder activar la levadura para que las enzimas comenzaran el trabajo de fermentación. La solución Pasteur es una mezcla de sales inorgánicas y se utilizó con el propósito de acelerar la reacción (función de un catalizador).

Luego de una semana de fermentación entre la sucrosa, el agua, la solución Pasteur y la levadura, se procedió a realizar una filtración al vacío para separar el sedimento en la parte inferior del matraz del alcohol madre que se había producido. Cuando se removió la bomba de helio salió un olor peculiar a alcohol o cerveza. Para separar adecuadamente, se colocó una capa de celite sobre el papel de filtración en el embudo Büchner. Se cometió el error de no verificar adecuadamente, y la capa de celite tenía un orificio. Una vez se comenzó a decantar la solución, como consecuencia, una pequeña porción del sedimento traspasó, y cayó al matraz junto con el producto de la fermentación. Se volvió a filtrar por gravedad para separar, lo más posible, el sedimento de la solución. Antes de destilar el producto, se pesó la solución y se colocaron 46g de K2CO3 (carbonato de potasio) con el propósito de funcionar como agente secante (minimizar agua de la reacción) y eliminar la efervescencia. Se notó que al decantar el carbonato de potasio el balón, este se tornó caliente, por tanto la reacción se volvió exotérmica. Luego, se procedió a llevar a cabo una destilación fraccionada del  producto de la fermentación con el propósito de purificar el alcohol madre y con impurezas. Una vez la temperatura llego a 77°C cayó la primera gota de destilación y rápidamente se colocó el recolector de destilado. La temperatura se mantuvo constante por unos minutos y luego comenzó a aumentar. Una vez la temperatura aumento a 83°C se removió el recolector de destilado.

Se procedió a pesar el destilado en una balanza analítica y el volumen con el picnómetro para poder calcular la densidad. Una vez con este dato, se realizó una gráfica de densidad de etanol vs porciento de composición de etanol para determinar el porciento de composición de etanol. Por último, se calcularon los gramos teóricos de etanol, los gramos puros experimentales de etanol, el porciento de rendimiento de etanol y el volumen (ml) de dióxido de carbono (CO2) producidos.

Según los datos numéricos obtenidos en el laboratorio, el experimento se llevó acabo de manera adecuada. No hubo diferencias muy significativas entre la literatura y lo experimental. Las técnicas utilizadas, como la destilación fraccionada y la filtración al vacío se emplearon adecuadamente durante el laboratorio. Pero cabe mencionar el accidente de escape del sedimento al momento de utilizar la filtración al vacío. Esto pudo haber tenido un impacto negativo en el porciento de composición de etanol, pues pudieron haber quedado trazas del sedimento, aunque se filtró por segunda vez. La densidad de etanol obtenida fue la misma a la densidad teórica que se encontraba en la tabla de propiedades físicas (0.834g/ml). Por consiguiente, la gráfica preparada mostraba un porciento de composición aceptable y en rango esperado. La gran diferencia entre datos estaba en los gramos teóricos y experimentales de etanol, donde se obtuvieron menos de la mitad de los gramos teóricos. Teóricamente, según la cantidad de los reactivos (10g sucrosa + 87ml agua), debieron de producirse 5.38g de etanol. Pero en vez, se obtuvieron 2.03g de etanol puro. Los gramos obtenidos de etanol se pudieron haber visto afectados por alguna pérdida o derrame de la solución, en algún momento se dejó la solución al descubierto y tuvimos perdida del producto, el recolector de destilado en un momento dado se aflojo de la grapa y cayó en el vaso con hielo y se perdió un poco de destilado, otro factor pudo haber sido el remover el recolector de destilado antes de la temperatura adecuada y perdimos destilado. Estas faltas en el área practican del laboratorio afectan directamente el porciento de rendimiento de etanol como producto principal. Por esto es que se obtiene un porciento de rendimiento bajo.

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