Com és que quan posem al forn la massa que hem preparat per fer un pastís augmenta els seu volum?

Com és que quan posem al forn la massa que hem preparat per fer un pastís augmenta els seu volum?

Teresa Pigrau. Neus Sanmartí. 

Experimentació

Per fer un pastís barrejarem farina, sucre, ous…, i una mica de bicarbonat sòdic i d’un àcid (que és el que contenen els sobres de ‘Royal baking powder’). 

Podem observar què passa escalfant al forn dues masses inicials: una amb tots els ingredients i una altra en la que no s’hi ha afegit el contingut d’aquests sobres.

Hora de comparar els resultats es pot constatar que en el primer cas ha augmentat força el volum de la massa i que el pastís és ple de foradets. 

Explicació
Reacció química entre l’àcid i el bicarbonat

Per explicar-ho ens cal pensar què passa quan el bicarbonat interacciona amb l’àcid (en presència d’aigua) i reconèixer que es forma un gas, el CO2. Aquest gas ocupa uns espais entre la massa i l’empeny per poder ocupar-los. Però al mateix temps, la massa solidifica i, per tant, quan el gas s’escapa a l’exterior, els forats que ocupaven es mantenen i el pastís resultant és flonjo. 

Nova experimentació
Nova experimentació amb llevat

Si en comptes d’utilitzar el bicarbonat i l’àcid, afegim a la massa llevat natural, és a dir, un fong -un ésser viu-, el gas CO2  s’obté a partir del procés de respiració d’aquests organismes, que el fan sense l’oxigen de l’aire. L’energia que necessiten per viure l’obtenen a partir de la fermentació de la farina, canvi químic que dona lloc a un alcohol, que s’evapora a l’escalfar la massa, i el CO2 responsable de l’augment de volum. 

Com canvia la llet quan es transforma en mató?

Com canvia la llet quan es transforma en mató?

 

La llet és una mescla de aigua, sals minerals de calci, glúcids (principalment lactosa), greixos i proteïnes. La caseïna és la proteïna que canvia quan es fabrica mató.

Experimentació
Explicació

A l’escola podem obtenir mató a partir de llet (que prèviament haurem escalfat a uns 90ºC). Hi afegirem suc de llimona (2 cullerades soperes per 1 l de llet) i observarem que es separen dos productes: un de sòlid (bàsicament caseïna) i un líquid (una mescla de les altres substàncies que formen la llet i que se’n diu xerigot). Filtrem el líquid amb un drap net i ja tindrem el mató. 

Aquest canvi s’explica (de manera simplificada) perquè a la llet, la caseïna està unida a les altres substàncies atès que s’atrauen entre elles, de manera que s’observa que és un líquid homogeni. Quan hi afegim la llimona (un àcid), es trenquen les unions i es separa la caseïna. La majoria de la resta de substàncies queden recollides a la part líquida, és a dir, la massa de les inicials i la final és la mateixa. 

Com és que si tallem un tros de poma s’enfosqueix al cap d’una estona?

Com és que si tallem un tros de poma s’enfosqueix al cap d’una estona?

 

És un fenomen habitual a la cuina, per exemple, quan tallem patates, carxofes, plàtans… Es pot  concloure que en tots els casos es produeix un canvi químic perquè el canvi en el color és un indicador de que s’ha format una nova substància. Per explicar aquest canvi podem pensar si hi intervé l’oxigen de l’aire que envolta aquests aliments. 

Experimentació
Comparació i conclusió
Per comprovar-ho podem posar un tros de poma acabada de tallar dins d’un pot en el que hem fet el buit o tapar-lo amb un paper de plàstic (film) transparent i comprovar si també canvia de color. 
L’experiment permet deduir que l’oxigen que conté l’aire reacciona amb substàncies de la poma (un fenol), i dona lloc a una nova substància de color fosc (melanina), semblant a la que es produeix quan la nostra pell s’enfosqueix per acció del Sol.

Com és que no és aconsellable tallar una llimona sobre el marbre!? (o bé que hi caiguin gotes de vinagre).

Com és que no és aconsellable tallar una llimona sobre el marbre!? (o bé que hi caiguin gotes de vinagre).

Aquesta pregunta possibilita investigar com interaccionen les substàncies àcides amb el marbre (que és carbonat de calci, CaCO3). Fruit d’aquesta interacció s’obté un gas, diòxid de carboni (CO2) i un sòlid, òxid de calci (CaO). Per observar millor l’efecte es pot utilitzar un àcid més fort -àcid clorhídric diluït (10%)-, i per no fer malbé un marbre, es pot partir de la closca d’una cloïssa.

Des de l’inici s’observa la formació de bombolles (gas CO2) i poc a poc, el líquid inicial és menys transparent perquè també s’obté una sòlid (CaO) que és insoluble
Després de 48 hores es pot comprovar com ha disminuït la grandària de la petxina original

Utilitzar cloïsses o closques d’animals marins també ens permet reflexionar sobre les conseqüències de l’acidificació dels oceans degut a l’augment del diòxid de carboni (CO2) a l’atmosfera (gas que es produeix al cremar combustibles). El CO2 reacciona amb l’aigua i produeix àcid carbònic, i aquest àcid interacciona amb el carbonat càlcic de les petxines de bivalves, dels coralls i d’altres animals marins disminuint la seva consistència, fet que impacta en la cadena tròfica marina.

Per ajudar a reconèixer que el canvi es deu a la interacció entre dues substàncies (carbonat de calci i un àcid) serà important identificar i parlar de quines són les inicials i les finals, aplicant el protocol que és recomanable utilitzar per a qualsevol experiment:

Gràfic elaborat per Tresor de Recursos amb IA

En el PER QUÈ PASSA, en aquest cas, hem de tenir en compte que les dues substàncies inicials, quan interaccionen, donen lloc a d’altres de noves. Segons el nivell poden representar què passa imaginant les partícules de les substàncies inicials formades per dues parts que es separen i reordenen quan s’obtenen les finals. 

Es poden utilitzar boles de vidre, de porexpan, magnètiques, de suro...., trossos de paper, o també el propi cos -dos alumnes agafats de la mà que xoquen amb d’altres dos, es separen i s’aparellen de nou intercanviant-se-.
Ou amb vinagre

Una experiència similar consisteix en posar un ou amb vinagre i deixar que interaccionin un mínim de 48 hores. La closca d’ou està constituïda pel mateix material que el marbre. Si deixem temps, tot el carbonat de calci reaccionarà amb l’àcid acètic del vinagre i ens transformarà en CO2 i CaO. 

L’ou a l’inici, al cap d’una estona que l’hem introduït en un pot amb vinagre (s’observen les bombolles de CO2) i després de dos dies (la part de la closca de carbonat de calci ha reaccionat tota amb el vinagre i només han quedat la membrana interior i el rovell de l’ou).

En quin pot hi haurà la sal?

En quin pot hi haurà la sal?

Al cicle inicial els infants ja poden començar a experimentar i reconèixer que els canvis en el materials són diferents, i diferenciar entre els que quan interaccionen les substàncies inicials s’obtenen mescles heterogènies, dissolucions o bé reaccionen químicament.

En aquesta activitat la mestra va proposar als nens i nenes elaborar una història a partir de mostrar diferents pots que contenien substàncies blanques i plantejar una situació en la que s’havia de cuinar un plat de pasta. Es necessitava saber en quin hi havia la sal.

Els infants experimenten què passa quan es barregen les diferents substàncies dels pots (farina, bicarbonat -litines-, gelatina, sucre i sal) amb aigua, i observen en cada cas els canvis que es produeixen. Per descriure’ls van aprenent com parlar-ne amb llenguatge científic, perquè inicialment els infants diuen que les substàncies inicials desapareixen o es desfan. Poc a poc poden parlar dient que es forma una mescla (perquè es veuen els dos components, la farina i l’aigua), una dissolució (perquè ja no veuen la substància blanca que ha interaccionat amb l’aigua), o una reacció (quan identifiquen que es produeixen substàncies noves -un gas-). 

  En els cas de la dissolució, la dificultat és com diferenciar entre el sucre i la sal. El més fàcil seria provar-les, però serà important remarcar que no es pot tastar res que no sabem què és perquè podria ser un material verinós. Una possibilitat seria pensar d’on venen aquestes substàncies: el sucre s’obté a partir de plantes i totes tenen carboni. Per tant, quan l’escalfem  podrem observar el canvi de color -igual que quan cremem el sucre que posem a sobre la crema-, i si l’escalfem més, veurem que queda negre perquè s’obté el carbó. En canvi, la sal prové d’un mineral que no conté carboni, i per tant, quan s’escalfa no es torna negre. 

Sucre + farina i sucre + litines. Imatges recollides al vídeo inferior.

Font: Esc. Turó del Cargol, Neus Garriga. CI

A partir de l’experimentació, els infants fotografien les observacions fetes, i dissenyen una història per explicar què passa en cada cas.

A la cuina fem química!!

A la cuina fem química!!

Teresa Pigrau. Neus Sanmartí.

Clica damunt les imatges per accedir a les experimentacions. 

EN QUIN POT HI HAURÀ LA SAL?
COM ÉS QUE NO ÉS ACONSELLABLE TALLAR UNA LLIMONA SOBRE EL MARBRE?
COM ÉS QUE SI TALLEM UN TROS DE POMA S'ENFOSQUEIX AL CAP D'UNA ESTONA?
COM CANVIA LA LLET QUAN ES TRANSFORMA EN MATÓ?
COM ÉS QUE QUAN POSEM AL FORN LA MASSA PER FER UN PASTÍS AUGMENTA EL VOLUM?
Més exemples d'idees i activitats

Més exemples d’idees i activitats per aprendre a partir de la química de la cuina els podem trobar -entre molts altres- a:

Llibres de Claudi Mans
Alícia Ferret Balanyà, Begonya Oliveras Prat (2013). Activitat experimental per a treballar el model canvi químic a cicle superior de primaria. Ciències, 26.
Núria Solsona (2002). La actividad científica en la cocina. Educación Primaria. Instituto de la Mujer
Núria Solsona (2002). La química de la cocina. Educación secundaria. Instituto de la Mujer. Es pot descarregar sencer clicant sobre la imatge.
Núria Solsona (2007). La cocina un espacio educativo. Aula de Innovacion Educativa, 159.
Núria Solsona (2005). Una introducció a la química des de la cuina, Ciències, 1.
Núria Solsona (2001). Saber doméstico y cambios químicos pasteles, tortillas y sustancias. Cuadernos de Pedagogía, 299.