Hoe het caloriegehalte van Versus Splenda-suiker te analyseren met behulp van pompcalorimetrie

Heb je je ooit afgevraagd of Splenda een calorie-vrije zoetstof is zoals geadverteerd? Dit artikel geeft je specifieke instructies om een ​​experiment uit te voeren met een calorimetrische bom en om de resultaten te analyseren en de calorische inhoud van pure suiker (sucrose) te bepalen ten opzichte van Splenda (sucralose).

De calorimetrie in de pomp tot constant volume is een proces dat wordt gebruikt om de energie van de verbrandingsreacties te bepalen. Het constante volume van het proces beperkt de energie geproduceerd in de reactie tot warmte-energie. De warmte-energie of enthalpie (H) van de reactie wordt gegeven door:

ΔH = ΔU (T, V) + Δ (PV) (vergelijking I.1)

Waarin de interne energie, U, een functie is van temperatuur en volume, is Δ (PV) de verandering in druk en volume. De energie is geconserveerd in geïsoleerde systemen, de totale ΔU = 0, maar U is een functie, wat betekent dat deze alleen afhankelijk is van de begin- en eindtoestand.

ΔU = 0 = ΔU_f- 〖ΔU〗 _i

wat houdt in

〖ΔU〗 _f = - 〖ΔU〗 _i (vergelijking I.2)

waarin

ΔU_f = C_P (T_f-T_i) (vergelijking I.3)

Waarin C_P de specifieke warmte van het systeem is. Met behulp van deze informatie en de wet van het ideale gas om Δ (PV) uit te drukken als RΔ (nT), wordt de enthalpie van de reactie uitgedrukt als

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

waarbij An de verandering is in het aantal molen gas van producten tot reactanten.

(Zie figuur I.1: Calorimeterbom) ¹

(Zie afbeelding I.2: Compleet calorimetrische pomp.) ¹

In dit experiment zal de ΔH van drie verschillende stoffen, sucralose, sucrose en benzoëzuur, gemeten worden met behulp van de bomcalorimeter hierboven.

(Zie figuur I.3: Moleculaire structuren van: sucrose, sucralose en benzoëzuur)

De benzoëzuuranalyse wordt gebruikt als kalibratie van het apparaat. Sugar en Splenda ™ zijn veel voorkomende zoetstoffen voor voedsel. Splenda ™ wordt geadverteerd als een niet-calorische zoetstof in vergelijking met suiker, dus in dit experiment zal de hoeveelheid calorieën als gevolg van de verbranding van beide monsters worden geanalyseerd. De hypothese is dat Splenda ™ minder energie zal geven dan suiker, maar zonder nul calorieën.

bespreking

Drie chemische reacties zullen worden geanalyseerd om het experiment te voltooien. De verbranding van benzoëzuur,

2 C7H6O2 (s) + 15 O2 (g) → 14 CO2 (g) + 6 H2O (l) -

de verbranding van sucrose,

C12H22O11 (s) + 12 O2 (g) → 12 CO2 (g) + 11 H2O (l) -

en de verbranding van sucralose,

C12H19O8C13 (s) + 12 O 2 (g) → 12 C02 (g) + 8 H20 (1) + 3 HCl (1).

Het doel van dit experiment was om het calorimetrische resultaat van de verbranding van Splenda ™ (of sucralose) versus sucrose te bepalen. Splenda ™ wordt geadverteerd als een niet-calorische zoetstof, maar experimentele resultaten geven aan dat sucralose ongeveer 2,5 keer zoveel calorieën bevat als sucrose of zuivere suiker. Gezien de grote foutmarge van deze waarden, zou de calorische waarde van sucralose echter maximaal de helft kunnen zijn van die van suiker. De literatuur over het onderwerp geeft aan dat het calorische gehalte van sucralose relatief hetzelfde moet zijn als dat van suiker. De structuur is het belangrijkste verschil tussen deze twee verbindingen, daarom is het logisch om aan te nemen dat de moleculaire structuur een significante factor is in de energie en warmte van de verbranding van elke verbinding. Verschillende bindingen met verschillende hoeveelheden energie worden in de verbrandingsreacties verbroken, dus we kunnen veronderstellen dat de ΔH en ΔE tussen de twee substanties met een bepaalde hoeveelheid zullen verschillen. Veel mensen zeggen dat ze het verschil in smaak van Splenda ™ versus pure suiker hebben opgemerkt, terwijl een ander groot aantal mensen het oneens is en geen verschil in smaak bemerken. De afbraak van deze stoffen in het consumptieproces is anders en daarom is de smaak waarschijnlijk anders.