ARTICLES DE
CIÈNCIA REVISTA CIÈNTIFICA DELS ALUMNES DE PRIMER D’ESO DE L’INSTITUT NARCÍS OLLER
VOLUM 2
EL XAMPÚ: COMPOSICIÓ I CARACTERÍSTIQUES FABRICANT XAMPÚ AL LABORTORI
INVESTIGANT CANVIS D’ESTAT EN LA XOCOLATA FEM RECERCA AMB LES MICROONES
ARTICLES DE CIÈNCIES
A PROPÒSIT D’AQUESTA REVISTA Aquesta revista que esteu fullejant és el resultat d’unes quantes jornades de treball d’investigació dut a terme per un petit equip de joves investigadors de primer d'ESO de l'institut Narcís Oller de Valls. L’activitat s'ha plantejat com una oferta extraescolar voluntària adreçada a l'alumnat de primer cicle d'ESO. Així l'institut posava a disposició dels alumnes interessats diferents espais de treball (laboratori de ciències naturals, aula d'informàtica,...) amb la supervisió d'un professor que actuava com a tutor i dinamitzador de l'activitat. D'aquesta manera, durant un parell d'hores els dimecres a la tarda aquests alumnes podien disposar d'aquests espais per poder treballar La intenció que guiava aquesta proposta era iniciar a l'alumnat en els treballs de recerca científica, entenent que representa un bona oportunitat per afavorir la competència investigadora. Considerem que és de gran importància i també una necessitat incorporar els treballs d’investigació des de primer d'ESO perquè constitueixen un marc apropiat per a que l'alumnat apliqui diverses competències: comunicativa, metodològica, personal i social, per tal de ser capaços d’aprendre a pensar i comunicar, actuar de manera autònoma, descobrir i tenir iniciativa, així com col·laborar i treballar de forma cooperativa. Per aquesta raó, hem proposat unes activitats que suposin aconseguir entre tot un grup una meta comuna; per fer-ho serà necessari distribuir tasques i responsabilitats, i generar una dinàmica de treball en què s’hagi d’interactuar i proporcionar ajudes per tal d' aconseguir la fita proposada. Actualment, participar en aquests tipus d’accions innovadores constitueix un repte per als centres educatius i per als professionals implicats. En aquestes accions innovadores, aspectes com el treball cooperatiu, la flexibilitat amb els plantejaments teòrics, la crítica constructiva, les habilitats de comunicació, la resolució de problemes i les relacions interpersonals,.... constitueixen elements fonamentals per a poder satisfer les necessitats que provoquen la mateixa investigació-acció. A l’hora de plantejar aquestes activitats ens hem inspirat en algunes estratègies d’atenció a l'alumnat amb altes capacitats, denominada enriquiment curricular.
Què és l’enriquiment?
És una estratègia on s’apliquen diferents mesures d’adaptació del currículum general o es dissenyen programes específics que poden posar-se en marxa a l'escola per a organitzar una resposta educativa adequada per a: • Proporcionar activitats d’aprenentatge a nivell i ritme apropiats. • Ampliar informació sobre diversos temes. • Estimular per a aconseguir objectius i aspiracions d’alt nivell. • Proporcionar experiències de pensament creatiu i solució de problemes. • Desenvolupar la independència i l'autodirecció en l’aprenentatge. (Porto 1990).
Però en qualsevol cas, vosaltres lectors, sou els que heu d’avaluar en darrera instància la feina feta.
ARTICLES DE CIÈNCIES REVISTA CIÈNTIFICA DELS ALUMNES DE PRIMER I SEGON DE L’INSTITUT NARCÍS OLLER
VOLUM 2
SUMARI En el primer article hem realitzat una recerca sobre el xampú: el seu origen, els seus ingredients, les seves propietats, la importància del pH, etc. Per completar el treball hem fabricat tres classes de xampú al laboratori. En el segon article hem investigat el punt de fusió de la xocolata, els canvis d’estat i la temperatura de fusió. Entre altres coses hem descobert que segons la proporció de cacau de la xocolata pot variar la seva temperatura de fusió. En un tecer article hem investigat l’acció de les microones sobre els caràmels M&Ms. per intentar respondre a la pregunta següent: L’absorció de les microones variarà segons els color dels caràmels. Finalment en el darrer article hem investigat l’acció de les microones sobre dos tipus d’aliments: un aliment hidratat (carn de porc i poma) i el mateix aliment deshidratat. Alumnes partcipants en aquest article: Sentosa Antony, Tiomana Antony, Laura Cuesta, Noelia Gámez, Adrià Raduà, Jordi Roselló, Alex Serrano, Mar Tomas i Ariadna Torné.
PRESENTACIÓ
Aquest curs un grup de 9 nens i nenes de 1r ESO del Institut Narcís Oller de Valls, hem fet petites recerques sobre diferents temes: el xampú, la xocolata i els efectes de les microones. Ho hem fet amb el nostre professor de ciències naturals Jaume Grant. Ho hem realitzat alguns dimarts a la tarda després de l'horari escolar. Primer vam investigar sobre els continguts del xampú i en vam fer de diferents tipus,(anticaspa, natural, etc,...). Després vam investigar els components de la xocolata i el seu punt de fusió. Ho vam provar amb diferents mètodes: al bany maria, en petits fogons, amb la calor corporal, amb els raigs del sol... A continuació vam fer un parell de recerques amb les microones. En primer lloc per descobrir si les ones del microones s'absorvien igual que la llum visible dels rajos solars segons els colors dels objectes; ho vam provar amb els caràmels M&Ms. Finalment vam investigar l'acció de les ones dels microones sobre els aliments hidratats i deshidratats.
ARTICLES DE CIÈNCIES
PÀGINA 1
EL XAMPÚ: FABRICANT XAMPÚ AL LABORATORI Sentosa Antony, Tiomana Antony, Laura Cuesta, Noelia Gámez, Adrià Raduà, Jordi Roselló, Alex Serrano, Mar Tomas i Ariadna Torné. Abstract In this project we studied what's a shampoo: its composition, properties, and finally we made different kinds of shampoo. Shampoo is a hair care product that is used for cleaning hair. Early shampoos used in Indonesia were made from the straw of rice. The husks and straws were burned into ash, and the ashes were mixed with water to form lather. The ashes and lather were scrubbed into the hair and rinsed out, leaving the hair cleaned, but very dry. Afterwards, coconut oil was applied to the hair in order to moisturize it. In India, a variety of herbs and their extracts were used as shampoos. A very effective early shampoo was made by boiling Sapindus with dried Indian gooseberry and a few other herbs, using the strained extract. It leaves the hair soft, shiny and manageable. Most of the shampoos contain: surfactant, sodium lauryl sulfate, cocamidopropyl betaine, salt, conservatives and fragrance.
Surfactants are compounds that lower the surface tension (or interfacial tension) between two liquids or between a liquid and a solid. Surfactants may act as detergents, wetting agents, emulsifiers, foaming agents, and dispersants. The structure of the surfactant has two parts. One part has a hydrophobic tail and the other one has a hydrophilic head. Hydrophobic means that it atracts fat and hydrophilic means that it atracts water. Shampoo is used in contact with the skin, therefore it must be a non aggressive product, for this reason a very important fact to take in account is the pH level. So we experimented and did tests on the pH level. In the laboratory, we used certain substances and mixed it with other substances called pH indicators Depending on the colour of the mix we managed to find out whether the mix was acidic or alkaline. To finsih the project, we made different types of shampoo using several ingredients. We made a tradicional Indonesian shampoo, one for normal hair and an anti-dandruff shampoo.
ARTICLES DE CIÈNCIES
Què és el xampú? El xampú és un producte per tenir cura dels cabells; és utilitzat per netejar de brutícia, el greix generat per les glàndules sebàcies, escates de pell i en general partícules que gradualment s’acumulen sobre els cabells. El terme i el servei van ser introduïts a Gran Bretanya per Sake Dean Mohamed que va obrir uns banys de “xampú”.Els seus serveis eren molt apreciats, i Mohamed va rebre l’alt honor de ser nomenat “Cirurgià del xampú” pels reis Jordi IV i Guillem IV. En els primers temps del xampú, els perruquers anglesos bullien sabó amb aigua i afegien herbes aromàtiques per donar brillantor i fragància als cabells. Kasey Herbet va ser el primer fabricant conegut de xampú, i el seu origen encara se li atribueix a ell. El xampú neteja separant el greix del cabell. Xampú d’Indonèsia : Els primers xampús es van originar a Indonèsia, estaven fets de pellofa i palla de la planta d’arròs. Això ho cremaven i recollien les cendres, i després ho barrejaven amb aigua formant espuma. Com que el cabell resultava ser molt sec, hi afegien oli de coco per fer de suavitzant. Xampú de l’Índia: Van utilitzar una varietat d’herbes i espècies. Van arribar a crear un xampú molt efectiu bullint Sapindusamb Amla (un tipus de fruit) amb altres herbes utilitzant el seu extracte. Això deixava el cabell suau, brillant i manejable. Components del xampú Aquests són els productes més comuns en la elaboració del xampú:
PÀGINA 2
TENSIOACTIUS (SURFACTANTS): Aquestes substàncies provoquen l’acció detergent. Els més comuns són el lauril sulfat de sodi, lauril èter sulfat de sodi i el lauril èter sulfosuccinat de sodi (aquest és més suau i molt utilitzat per a productes per infants). CONDICIONADORS: Reposen part del greix que retiren els tensioactius, evitant la sequedat que provoca el detergent. El més utilitzat és la dietanolamina d’àcid gras de coco. Altres exemples són la lanolina i la lecitina (derivada de la soja). ESPESSIDORS:Aquestes substancies faciliten l’aplicació del producte. El mes utilitzat es el clorur de sodi , la sal comú. Cal tenir en compte que les quantitats són tant petites que no arriben a danyar el cabell tot i això la cosmètica moderna pot substituir la sal per espessidors més suaus i eficients els quals formen una capa protectora. ÀCIDS: els detergents són lleugerament alcalins(tenen un PH una mica més alt de 7,0) i els cabells i la pell tenen un PH lleugerament àcid (entre 5,5-6,0), se solen afegir àcids com el crític, extret de fruites, per alleugerir la fórmula. CONSERVANTS: la seva comesa és no deixar que els fongs i bacteris contaminin el contingut dels productes. NACARANTS: substàncies a base de ceres, aporten un efecte nacrat als xampús per a cabells secs i normals. ESSÈNCIES I OLIS ESSENCIALS: la seva funció és la de perfumar. Estan sintetitzats o extrets de la pròpia planta, com l’espígol. INGREDIENTS ACTIUS: hi ha mes de 1000 ingredients actius usats per enriquir la mescla. És el cas de les vitamines com la A i la E, que nodreixen les proteïnes com la queratina i el col·lagen, que separen les estructures danyades. Altres substàncies molt utilitzades són l’Àloe vera, que té acció calmant i humectant (reté l'aigua i humiteja), l’urea també humectant o la camamilla, que suavitza i aclareix el color del cabell.
ARTICLES DE CIÈNCIES
Els experts recomanen un xampú amb condicionador que protegeixi els cabells davant els efectes del sol, l'aigua del mar, els assecadors, etc. En els casos de cabells sotmesos a productes químics com tints permanents, s'haurien d'aportar nutrients, vitamines, queratina, ceramides, etc. Els tensioactius Els tensioactius són els components més importants i abundants en la composició de qualsevol xampú. Un tensioactiu o surfactant és una substància que influeix disminuint la tensió superficial en la superfície de contacte entre dues fases. Aquesta propietat les presenten com a conseqüència de la seva estructura molecular. Les molècules dels tensioactius tenen un extrem hidròfob que repel·leix l’aigua i l'altre hidròfil , és a dir, soluble en l'aigua .
PÀGINA 3
Per a nadons El xampú per GNU s està formulat perquè sigui menys irritant per als ulls. Molts d'ells contenen Lauril sulfat de sodi el surfactant més suau de la família dels sulfats. Alternativament, el xampú per a nadons pot utilitzar altres classes de surfactants, especialment els no iònics, els quals són molt més suaus que qualsevol dels aniònics usats. Naturals Algunes companyies utilitzen els termes de "naturals", "orgànics" o "botànics" per a tots o alguns dels seus ingredients (com extractes de plantes), la majoria de les vegades barrejant-los amb un surfactant comú. L'efectivitat d'aquests ingredients orgànics és dubtosa i controvertida.
Tipus de xampú Anticaspa Ja s’han desenvolupat xampús per a aquells que tenen caspa. Aquests contenen fungicides com piritiona de zinc i sulfit de seleni que ajuden a reduir la caspa Malassezia furfur . El quitrà i el salicilat i els seus derivats són usats també sovint. Un altre agent actiu el constitueix el Ketoconazol, poderós antimicòtic. Alternatius Els xampús alternatius, alguna vegades anomenats lliures de SLS tenen menys quantitat de productes químics agressius, típicament, cap de la família dels sulfats. Solen ser més suaus per al cabell humà, aquests xampús en general han de ser aplicats diverses vegades perquè remoguin tota la brutícia.
Elaborant un xampú natural indonesi
El pH Un dels factors importants a tenir en compte a l’hora de fabricar un determinat tipus de xampú és el valor del seu pH. El xampú al estar en contacte amb la pell ha de ser un producte poc agressiu, per aquest motiu el seu valor ha de ser neutre o lleugerament àcid. Nosaltres hem fet un estudi experimental del pH, abans de fer els diferents xampús.
ARTICLES DE CIÈNCIES
Què és el pH? El pH és una mesura de l’ acidesa de les dissolucions aquoses. Segons l’ acidesa o basicitat de la solució, el pH pren el valor d’una escala que va del 1 fins al 14. Del 6 al 1 són àcids, el 7 es neutre i del 8 al 14 bàsics. Els Indicadors: Hi ha algunes substancies que canvien el seu color
PÀGINA 4
amb la presència d’un àcid o d’ una base. Són els indicadors. Per mesurar el pH de forma més precisa actualment es fa servir el pH-metre, un aparell amb un sensor del pH. Nosaltres hem utilitzat diferents tipus d’indicadors per fer un petit estudi del pH:
ARTICLES DE CIÈNCIES
PÀGINA 5
ARTICLES DE CIÈNCIES
Hi ha productes perillosos en els ingredients del xampú comercial? Mentre buscavem informació sobre xampús vam compovar que hi ha força pàgines web que adverteixen dels perills dels components del xampú comercial. Moltes d'aquestes informacions no citen fonts fiables i per aquestmotiu no són cientificament validades. No obstant ens ha semblat interessant deixar constància d'aquestes informacions amb tota la reserva necessària. En el xampú s’han trobat productes com la Ethylparaben que es segur si s’utilitza una proporció baixa però, alguns científics asseguren que pot ser un dels causant del càncer de mama. En el xampú també s’han trobat altres ingredients que no estan preparats per la pell humana i aquesta pot ser la responsable de que hagi augmentat el nivell de dermatitis en tot el món. També hi ha altres compostos perillosos com la cocamina, monoetanolamina i trietanolamina que s´ha restringit l'us degut als seus efectes cancerígens i les seves reaccions al·lèrgiques en la pell i els ulls... Aquests ingredients també tenen relació amb el càncer de ronyó i de fetge desprès d’haver-se acumulat en l’organisme via dèrmica. Segons alguns científics la majoria de gent no comprova els ingredients i no saben el que compren. Tots aquests ingredients són cancerígens perquè porten DEA.(Sodium Laureth y Lauryl Sulfat) que és un producte irritant de la pell perquè porta incorporat (nitrat) que és considerat un cancerigen:
Cocamide DEA Cocamide MEA DEA-cetil fosfato DEA Oleth-3 fosfato Lauramida DEA Linoleamide MEA Miristamida DEA Oleamida DEA
Estearamida MEA
TEA-Lauril Sulfato
PÀGINA 6
Alguns xampús contenen uns ingredients derivats del petroli que diuen ser naturals i que estan catalogats com cancerígens . El centre de salut ambiental ha analitzat que el 98% dels xampús contenen un producte que es cancerigen anomenat dietanolamina cocamida. La dietanolamina cocamida es un detergent que s’utilitza per donar textures cremoses o espumoses que a més de ser un substància contaminant dels mars també és perillós per a la vida animal. També hi ha altres alternatives que no són contaminants com el xampú natural i el xampú ecològic . Francament aquestes alarmants informacions no s’han contrastat científicament i en molt casos serien necessàries dosis molt elevades per produir malalties. Confiem que les autoritats sanitàries que vetllen per la salut pública hagin fet els controls de qualitat necessaris per tal que tots els xampús que es comercialitzen no perjudiquin la salut. Preparació dels xampús Productes necessaris 100 ml. de detergents ( sulfonat aniònic, amfotèric, etc) 200 ml d’aigua 10 g. d’urea. Unes gotes d’oli essencial Ingredients TAXIDO
(Tensioactiu aniònic)
Alcohols etoxilats ( !0 a 16 C ), sulfats i sals de sodi COCAMIDA (Tensioactiu amfotèric) 2,2 iminodietanol, amides, N,N hidroxietil
ARTICLES DE CIÈNCIES
DEHYTON PK 45 (Tensioactiu) Surfactant amfotèric de fòrmula química: Cocamidopropyl Betaine CH3(CH2)10C(O)N(H)CH2CH2CH2N+ (CH3)2CH2CO2UREA
(Humectant: condicionador del
cabell que evita que es ressequi la pell i fa que es mantingui brillant) CO( NH ) 2 2 OLI DE COCO
Barreja de diferents
àcids grassos. ÀCID CÍTRIC C6 H8 O7 OLI ESENCIAL D’ESPÍGOL (Fragància) Additius segons el tipus de xampú. Per la caspa 2g. de pirytionat de zenc o resorcina Per a cabell gras 2g de resorcina. Per a xampú Indonesi: de palla d’arròs (Or yza sativa) o mill (Or yzopsis miliacea) Aigua Oli de coco
Pirytionat de zenc
PÀGINA 7
Material necessari 2 vasos de precipitats Proveta Balança Placa calefactora Agitador Vareta de vidre Vidre de rellotge Cullereta Paper de filtre Procediment general Es barregen bé, la urea i l’aigua fins aconseguir un líquid incolor. S’hi afegeixen els detergents en una proporció 80ml detergents més líquids i 20 ml. de cocamida. S’hi afegeix l’additiu barrejant bé la mescla fins que quedi ben homogènia. Preparació del xampú per a cabell normal Primer – Mesurem 200 ml. d’aigua amb la proveta. Segon – Ho passem a un vas de precipitats, afegim els 10 gr. d’Urea a l’aigua i ho dissolem. Tercer – Afegim 80 ml de tensioactiu (Dehyton Pk 45, Taxido) Quart – Afegim 20 ml. de cocamida. Cinquè – Ho barregem tot amb l’ajuda d’una vareta de vidre. Sisè – Afegim una mica de sal de cuina per espessir. Setè – Ho deixem refredar i mirem el pH amb paper indicador. Vuitè – Si el pH és alcalí hi afegim una mica de suc de llimona fins aconseguir un pH al voltant de 6. Novè – Si la textura del xampú és massa líquida ho espessim amb una mica de goma xantana. Desè – Quan és tot fred i posem unes gotes d’oli essencial (perperfumar). Hem utilitzat oli d’espígol. Onzè – Posem un parell de gotes al dors de la mà per fer un test i comprovar que no
ARTICLES DE CIÈNCIES
hi ha cap reacció ni irritació. Dotzè – Podem posar-hi algun tipus de colorant. Tretzè – Al cap de 24 h. Si no hi ha cap reacció a la pell ja podem utilitzar el xampú.
PÀGINA 8
d'aigua de l'aixeta (200 ml.) i vam mesclar-la amb 20 g. de cendres de mill, un cereal. Al fer aquest treball a l'hivern no hem trobat plantes d'arrós, per això el professor ens va aconsellar utilitzar la palla de mill per obtenir les cendres, ja que és una espècie de la mateixa família de la planta de l'arrós.
Preparació del xampú anticaspa Barregem bé la urea i l’aigua fins aconseguir un líquid incolor. Afegim el Taxido cuba i la cocamida. Posem tota la barreja al fogó elèctric i ho anem barrejant bé. Hi afegim una mica de pyritiona de zenc Quan està espés mirem el pH i si és molt bàsic, hi afegim una mica de suc de llimona per fer-ho més àcid i ho tornem a mirar. Si encara no esta al pH correcte tornem a fer el mateix procediment. Quan aconseguim el pH correcte, afegim unes gotes d’oli esencial per donar-li una mica de fragancia. Finalment fem la prova de l’al·lèrgia, que consisteix en posar-se una goteta de xampú a la pell i si no reacciona de manera al·lèrgica el xampú es pot fer servir i si reacciona hem de tornar a fer tot el procés però canviant un factor que pot haver alterat a l’hora de fer el xampú. Preparació del xampú indonesi Primer vam escalfar l'oli de coco ja que al fer fred s'havia solidificat. Un cop ja escalfat vam agafar un vas
La planta de mill
Com que van quedar molts trocets de cendra vam colar la mescla. Finalment, vam afegir-hi una mica d'oli de coco i vam comprobar el nivell del pH. El resultat era molt bàsic (12), i per aquesta raó vam afegir-hi suc de llimona, per tal de fer-lo lleugeramenti àcid.
Després de fer vàries proves vam aconseguir un nivell de pH bastant adequat (un àcid 6). Per acabar vam probar una mica del xampú damunt de la mà per veure si hi
ARTICLES DE CIÈNCIES
PÀGINA 9
sortia alguna reacció al·lèrgica No va fer cap reacció i el vam poder emportar a casa.
El xampú acabat de preparar
Preparant un xampú
WEBGRAFIA http://en.wikipedia.org/wiki/Shampoo (13 – 1 – 2015) http://ca.wikipedia.org/wiki/Xamp%C3%BA (13/1/2015) http://mujer.orange.es/belleza/pelo/que-componentes-tiene-tu-champu.html (13/1/2015) http://www.onsalus.com/los-peligros-de-champus-cremas-y-detergentes/399/articulo ( (13/1/2015) http://cadenaser.com/ser/2012/03/15/sociedad/1331781215_850215.htm (13/1/2015) http://haciendo-camino.blogspot.com.es/2014/01/sustancia-peligrosa-en-tu-champu.html (13-1-15) http://stopsecrets.ning.com/profiles/blogs/qu-usamos-para-lavarnos
(13-1-15)
http://www.concienciaeco.com/2013/09/10/encontradas-sustancias-cancerigenas-enmas-de-100-champus/ ( 13-1-15) http://ca.wikipedia.org/wiki/Tensioactiu
(20 -1 – 2015)
http://www.edu365.cat/eso/muds/ciencies/ph/index.htm#
(20 -1 – 2015)
ARTICLES DE CIÈNCIES
CANVIS D’ESTAT EN LA XOCOLATA Sentosa Antony, Tiomana Antony, Laura Cuesta, Noelia Gámez, Adrià Raduà, Jordi Roselló, Alex Serrano, Mar Tomas i Ariadna Torné. ABSTRACT We studied different methods to melt chocolate and reach its fusion point. (On a stove, on a hot plate, body temperature and solar radiation...) and how it affected the different types of chocolate, such as dark, with milk and white. We came to the conclusion that chocolate melted aproximately at 30º C. Doing all these experiments our team discovered that the chocolate with the most cocoa powder was the first one to reach its fusion point and melt. Wanting to enlarge our investigation we asked ourselves if the absorption of microwave radiation will vary depending on the color of M & Ms candies. Doing this experiment we came to the conclusion that it did not vary. Suddenly another question arised about the microwaves: Would hydrated food product warm up more in the microwave than the exactly same food dehydrated? After doing this procedure we discovered that even though with not much difference the dehydrated food warmed up slightly more than the hydrated. QUÈ ÉS LA XOCOLATA? La xocolata és l’aliment basat en el cacau més conegut i difós en el món pel seu particular sabor, textura i coloració.
PÀGINA 10
QUÈ CONTÉ? Recerques recents demostren que el cacau o la xocolata negra té molts beneficis per a la salut, ja que conté antioxidants i pot prevenir la hipertensió. La xocolata també és un aliment ric en calories amb un contingut elevat de greix. També s'ha comprovat que la xocolata és un estimulant feble, ja que conté teobromina i cafeïna en petites quantitats. D'ON PROVÉ? La xocolata es va originar a Mèxic, probablement el 1500a.C. Els olmeques, nadius del golf de Mèxic, consumien el cacau. I els descobridors europeus el van portar a Europa. INGREDIENTS DEL DIVERSOS XOCOLATES Nosaltres hem estudiat tres classes de xocolata: Xocolata blanc Ingredients: Sucre,llet en pols, mantega de cacau, emulgent (lecitina de gira-sol), extracte de vainilla. Contingut de cacau: 85% Poden contenir traces de cacauet,fruits secs i soja.
ARTICLES DE CIÈNCIES
PÀGINA 11
Segons consta en l’etiquetatge aquesta és la composició de la xocolata blanca:
Xocolata negra Ingredients: Pasta de cacau, sucre, mantega de cacau, emulgent (lecitines) i vainilla. Contingut de cacau: 85% mínim. Pot contenir traces de fruits secs, cacauets, gluten i llet.
Xocolata negra amb llet Ingredients: Sucre, cacau, mantega de cacau, emulgent (lecitina de gira-sol) i vainilla. Contingut de cacau: 44%
ARTICLES DE CIÈNCIES
CANVIS D’ESTAT DE LA XOCOLATA SÒLID
Un cos sòlid ( del llatí solidus ) és un dels quatre estats d'agregació de la matèria més coneguts i observables ( sent els altres gas , líquid i el plasma ) . Es caracteritza perquè oposa resistència a canvis de forma i de volum . Les seves partícules es troben juntes i correctament ordenades. LÍQUID
El líquid és un estat d'agregació de la matèria en forma de fluid altament incompressible cosa que significa que el seu volum és bastant aproximat, en un rang gran de pressió . És l'únic estat amb un volum definit, però sense forma fixa. Un líquid està format per petites partícules vibrants de la matèria, com els àtoms i les molècules, unides per enllaços intermoleculars .
Material Fogó elèctric Xocolata(3tipus) Cassola Termòmetre
PÀGINA 12
Balances 300 ml d’aigua 3 llaunes
Passos que hem seguit: 1 - Primer hem pesat la xocolata dels tres tipus amb la finalitat que tots pesessin 4,5g. Hem de fer dues porcions de cada xocolata que pesin 4,5 grams. Xocolata blanca: 4,5 grams (85% de cacau) Xocolata negra: 4,5 grams (85% de cacau) Xocolata amb llet: 4,5 grams (44% de cacau)
CANVI D’ ESTAT (DE SÒLID A LÍQUID)
La fusió és un procés físic que consisteix en el canvi d'estat de la matèria de l'estat sòlid a l'estat líquid . És el procés invers a la solidificació . La temperatura que permet fondre un sòlid s'anomena temperatura de fusió o punt de fusió . Per tal d'aconseguir arribar a la temperatura que marca el punt de fusió és necessari aportar una certa quantitat de calor , directament proporcional a la massa i a la calor latent del sòlid a fondre, o augmentar la pressió del sistema. EXPERIMENT 1 En aquesta experiència volíem esbrinar si la temperatura de fusió de tres classes de xocolata varia segons el contingut de cacau de cadascuna.
2 - Després posem cada tipus de xocolata en una llauna i les fiquem en una cassola amb aigua que prèviament hem ficat al bany Maria.. 3- Mirem la temperatura, després d’alguns minuts i veiem que és de 23 graus, però encara no s’ha fos cap xocolata. Després de mitja hora tornem a comprovar la temperatura de l’aigua i veiem que és de 55 graus i el primer que s’ha fos ha estat la xocolata negra. Les altres dues també es fonen poc després. Cal suposar que la temperatura de fusió real de la xocolata és inferior a 55 graus. 4 - Hem repetit l’experiment amb la mateixa quantitat de xocolata, però aquest cop l’hem ratllat. Hem posat les tres mostres a escalfar al bany maria i els resultats han estat els següents:
ARTICLES DE CIÈNCIES
Es fon primer la xocolata negra a 55 graus, després la blanca a 60 graus i, per últim, la xocolata amb llet a 71 g raus. Aquestes temperatures corresponen a l’aigua, per tant hem de suposar que les temperatures de fusió real de la xocolata són inferiors. La conclusió d’aquest experiment és que el xocolata amb més contingut de cacau es fon a menys temperatura.
PÀGINA 13
Amb l’ escalfor de les mans primer es fon la negra, que tarda 4,5 minuts, després la blanca que tarda 5 minuts i, per últim, la amb llet que tarda 6 minuts. La conclusió de tots aquests experiments és que totes les xocolates es fonen al voltant dels 36 graus, i que la xocolata negra (80% de cacau) es fon amb una mica més de facilitat. EXPERIMENT 4 En aquesta experiència hem posat mostres de xocolata en plats que posteriorment hem exposat directament al sol.
EXPERIMENT 2 Per afinar més els resultats, hem repetit la primera part de l’experiment 1. Hem posat tres mostres de cada xocolata de 4,5g dins de tres recipients de llauna i els hem escalfat directament a la placa del fogonet. Hem mesurat la temperatura amb un termòmetre de mercuri sobre la mostra de xocolata fosa i hem comprovat que la xocolata negra (80% de cacau) fon primer a 38 graus, les altres dues es fonen poc després a 39 graus. EXPERIMENT 3 En aquesta experiència hem preparat tres peces de cada xocolata de 4,5 grams i les hem embolicat amb paper d’alumini. Després les hem mantingut entre les dues mans una estona i hem cronometrat el temps que tardava cada mostra en fondre’s. Evidentment, la temperatura corporal és de 36,5 graus suficient per fondre aquestes mostres.
La mostra 1 l’hem posat al mig d’un plat pla a l’ombra. La mostra 2 l’hem posat al mig d’un plat fondo a l’ombra. La mostra 3 l’hem posat al mig d’un plat pla al sol. La mostra 4 l’hem posat al mig d’un plat pla forrat de paper d’alumini al sol. La mostra 5 l’hem posat al mig d’un plat fondo al sol. La mostra 6 l’hem posat al mig d’un plat fondo forrat amb paper d’alumini al sol. Hem mesurat la temperatura de l’aire: 22º. En els plats posats a l’ombra la xocolata no s’ha fos. En els plats posats directament al sol s’han fos primer i al mateix temps (10’ 49’’) les mostres que haviem posat en plats fondos. Poc després s’han fos les mostres posades en plats plans als sol (21’ 14’’). Segurament la forma còncava del plat fondo concentra molt més els raigs del sol i fa l’efecte d’un petit forn solar, per aquesta raó les mostres de xocolata han tardat menys a fondres. EXPERIMENT 5 Finalment per intentar saber amb més precisió quina és la veritable temperatura de fusió de la xocolata hem repetit l’experiment 2, però aquest cop hem utilitzat un termòmetre digital per
ARTICLES DE CIÈNCIES
mirar la temperatura. En aquest cas la xocolata negra (80% de cacau) es fon a 30º, i els altres dos tipus de xocolata al voltant dels 31º. EXPERIMENT 6 En relació amb la fusió de la xocolata el professor tutor ens va suggerir una nova investigació que podem resumir en aquesta pregunta: - Els diferents colors dels caramels M&M absorbeixen de manera diferent les ones al microones? Primer vam cercar infor mació a Internet sobre els forns microones i l’espectre de la llum i, concretament, les anomenades microones.
PÀGINA 14
Magnetró Un magnetró és un dispositiu que transforma l’energia elèctrica en energia electromagnètica en forma de microones. El forn microones El forn de microones escalfa molt més ràpid que un forn convencional. El magnetró genera microones que penetren en els aliments i transfereixen calor per radiació a les molècules d’aigua. És a dir, al rebre les microones, les molècules d’aigua es mouen molt ràpid, i és així com l’aliment s’escalfa.
Què són les microones Amb el terme microones s'identifica a les ones electromagnètiques la feqüència de les quals és compresa entre 300 MHz i 300 GHz, i la corresponent longitud d'ona és d'1 m a 1 mm. Als senyals amb una longitud d'ona de l'ordre dels mil·límetres se'ls anomena «ones mil·limètriques». Nogensmenys, les fronteres de les microones amb els infraroigs i les ones de ràdio d'alta freqüència són bastant arbitràries i s'utilitzen valors diferents en diverses aplicacions. Generació de microones Els dispositius basats en tubs de buit operen tenint en compte el moviment balístic d'un electró en el buit sota la influència de camps elèctrics o magnètics, entre els quals s'inclouen el magnetró, el Klystró, els tubs d'ones viatgeres (TWT, travelling wave tube) i el girotró.
Espectre de la llum ESPECTRE: és la descomposició d'una radiació electromagnètica en els seus components en termes de freqüència. ESPECTRE ELECTROMAGNÈTIC: és el conjunt de totes les possibles ones electromagnètiques, des de les de major freqüència, fins a les de menor freqüència.
La unitat per mesurar la longitud d’una ona és el metre. Però en funció del tipus d'ona s'utilitzen altres submúltiples com el nanòmetre o el micròmetre.
ARTICLES DE CIÈNCIES
PÀGINA 15
caramel. Els microones fonen la xocolata i la fina capa s'esquerda. La pregunta que ens formulàvem era si els colors de la capa de caramel influirien en l'absorció de les microones. PROCEDIMENT MATERIAL Una mostra de M&M de cinc colors diferents: groc, vermell, blau, verd i taronja, forn microones i plat de paper. PROCEDIMENT
Espectre electromagnètic
INTRODUCCIÓ Com tothom sap els objectes absorbeixen de manera diferent les diverses longituds d'ona de la llum visible (color), de manera que les longituds d'ona reflectides per l'objecte (no absorbides) al combinar-se produiran l'anomenat color. Per això, un objecte que absorbeixi el màxim de la radiació de la llum visible el veurem de color negre i per contra, un objecte que reflecteixi el màxim de la radiació de la llum visible serà de color blanc en barrejar-se els colors bàsics reflectits Però aquest fenomen que es produeix amb l'espectre de la llum visible, també és produirà amb la radiació de microones? Aquesta és la pregunta que us proposem en aquest experiment. Els caramels M&Ms estan fets de xocolata recoberta d’una capa de
Aconsellem un plat de paper, (no de plàstic), ja que alguns plàstics poden escalfar-se força al microones. És important posar tots els M&M a la mateixa distància, per això amb la tapa d'un pot de vidre dibuixem un cercle al centre del plat. Ara distribuirem els M&M de diferents colors en el plat. Hem d'assegurar-nos que els caramels no tenen cap esquerda. Feu tres o cinc grups de dos o tres caramels cadascun, col·locats en punts equidistants al voltant del cercle dibuixat al centre del plat.
PASSOS A SEGUIR: Posar el plat dins del forn microones i anar fent proves a diferents temps: des de 10 segons fins a 60 segons. Fer observacions dels caramels i comprovar si presenten esquerdes. Apuntar tots els resultats en una taula
ARTICLES DE CIÈNCIES
on hi constin els colors dels M&M i els diferents temps d'exposició a les microones, tot indicant si hi ha esquerdes a la superfície del caramel o no.
Hem fet diverses proves al microones amb els plats dels M&Ms de colors diferents. Hem observat que entre 30-40 segons els M&Ms s'esquerdaven al mateix moment independentment del seu color. No hem pogut discriminar amb més precisió ja que el forn microones només ens permet seleccionar de 10 en 10 segons. El fet que en una de les proves un caramel de color roig s'hagi esquerdat als 30 segons ho considerem poc rellevant, ja que en totes les proves els caramels d'aquest color també s'han esquerdat com la resta de caramels als 40 segons. Potser aquest caramel ja tenia una petita esquerda o bé la capa que el recobria era més prima.
PÀGINA 16
Però a la vista dels resultats creiem que sigui quin sigui el color de la coberta absorbeixen igualment les microones.
EXPERIMENT 7 Aquest experiment va sorgir a partir de la informació consultada en l’experiència anterior. Sabem que el moviment accelerat de les molècules d’aigua dels aliments provocat per les microones és el causant de l’escalfament dels aliments. Aleshores se’ns planteja la següent pregunta: Un mateix aliment s’escalfarà més si està hidratat que si està deshidratat?
Caramels esquerdats
Per respondre a aquesta qüestió vam plantejar el següent experiment.: Primer pas: Vam pesar un tros de carn crua i mitja poma també fresca.
ARTICLES DE CIÈNCIES
Segon pas: Vam introduir aquestes mostres a l’estufa de dessecació a 55º durant dos dies. Resultats de la deshidratació: Pes fresc de la carn: 82 g. Pes sec de la carn: 24.4 g La diferència és 57.6 g. que representa la quantitat d’aigua que ha perdut la carn. Pes fresc de la poma: 168 g. Pes sec de la carn: 25.2 g La diferència és 142.8 g. que representa la quantitat d’aigua que ha perdut la poma.
PÀGINA 17
CONCLUSIONS Recordem que els aliments s’escalfen quan la radiació de microones fa vibrar a gran velocitat les molècules d’aigua contingudes en els aliments. Segons els resultats de l’experiment podem dir que en el cas de la carn sí que s’ha confirmat la nostra hipòtesis, ja que la carn hidratada s’ha escalfat 15,4º més que la deshidratada. Però en el cas de la poma no s’ha pogut confirmar la nostra hipòtesis. Una possible explicació és la següent: la poma fresca conté una gran proporció d’aigua, quasi el 90%. En el nostre experiment la diferència entre les mostres de pomes era del 84%. Segurament encara quedava una mica d’aigua residual o lligada a altres molècules en la poma deshidratada i per això es va escalfar més que la poma hidratada. També aquest escalfament va provocar que la mostra de poma deshidratada s’inflés degut a l’expansió de l’aire atrapat en els teixits de la poma a l’augmentar la temperatura.
Mostres de poma deshidratada i hidratada
Tercer pas: Posem les mostres de carn i poma (fresques i deshidratades) durant un minut al microones i passat aquest temps comprovem la temperatura superficial amb un termòmetre digital. RESULTATS
En el cas de la carn la proporció d’aigua és inferior i segurament la deshidratació va ser més eficaç de manera que no hi devia quedar gairebé aigua a la mostra deshidratada i per aquest motiu no es va escalfar tant.
ARTICLES DE CIÈNCIES
PÀGINA 18
WEBGRAFIA http://ca.wikipedia.org/wiki/Xocolata (16 març de 2015) http://ca.wikipedia.org/wiki/Mantega_de_cacau (16 març de 2015) http://ca.wikipedia.org/wiki/Xocolata_blanca (16 març de 2015) http://www.xtec.cat/~jdiez/models/estats.htm (16 març de 2015) http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/ estados/cambios.htm (16 març de 2015) http://ca.wikipedia.org/wiki/Microones (24 març de 2015) http://ca.wikipedia.org/wiki/Espectre (24 març de 2015) http://www.edu365.cat/aulanet/comfuncionen/ (24 març de 2015) http://www.education.com/science-fair/article/some-colors-mms-melt-faster-others/ (24 març de 2015)