Um aparelho chamado calorímetro de água ou calorímetro bomba é utilizado para medir os valores energéticos dos alimentos. É importante saber quanta energia cada alimento fornece, porque o bom funcionamento de nosso organismo depende da energia que absorvermos dos alimentos quando os digerimos.
Esse calorímetro funciona basicamente com a combustão de uma amostra de determinado alimento que fica dentro de uma câmara com oxigênio que está mergulhada na água. À medida que o alimento queima, ele perde energia na forma de calor, aquecendo a água. Com um termômetro, mede-se a temperatura inicial e final da água e, por meio da fórmula Q = m . c. ∆t, descobre-se o calor específico (Q) do alimento. Nessa fórmula, há:
Q = calor recebido pela água e cedido pelo alimento;
m = massa da água contida no calorímetro;
c = calor específico da água (1 cal/g . ºC);
∆t = variação da temperatura da água (tfinal– tinicial).
Vale ressaltar que 1 caloria (cal) é a quantidade de calor ou de energia fornecida a 1,0 g de água que eleva a sua temperatura em 1ºC.
- 1000 cal = 1 kcal
- 1 cal = 4,18 J
Esboço de um calorímetro bomba
Os nutrientes (carboidratos (glicídios), proteínas (protídeos) e os óleos e gorduras (lipídios)) que compõem os alimentos são os responsáveis por essa liberação de energia. Assim, analisando a composição do alimento e vendo a proporção (porcentagem) em que os nutrientes aparecem, somam-se os valores energéticos de cada para obter o conteúdo calórico do alimento inteiro.
Por meio do uso de calorímetros, descobriu-se que o valor energético dos carboidratos é de aproximadamente 4,0 kcal, independentemente da fonte. O valor das proteínas é de 5,2 kcal (ou 4,0 kcal, considerando-se que há um custo maior de energia para o organismo metabolizar as proteínas em relação aos carboidratos). Já dos óleos e gorduras é de aproximadamente 9,0 kcal.
O professor pode realizar um experimento em sala de aula, ou de preferência no laboratório da escola, medindo a energia dos alimentos para mostrar essa diferença de energia liberada e como é possível determiná-la usando um calorímetro “caseiro”. Para tal, o material necessário será:
Materiais e reagentes:- Uma embalagem cartonada vazia (caixa de leite);
- Uma tesoura;
- Termômetro de mercúrio;
- Um tubo de ensaio;
- Água destilada;
- Uma proveta;
- Alimentos diferentes, (sugerimos pão e amendoim);
- Fósforo;
- Clipe de papel;
- Pinça de madeira ou prendedor de roupa de madeira;
- Vela, lamparina a álcool ou Bico de Bunsen.
Procedimento Experimental:1. A parte da embalagem cartonada de cima que costumamos usar para tirar o leite deve ser totalmente cortada na horizontal. Vire-a, pois essa será a parte voltada para baixo.
2. Faça um “buraco” em cima e um embaixo conforme a figura a seguir:
Parte do experimento para medir a energia dos alimentos
3. Coloque 10 mL (meça com a proveta) de água no tubo de ensaio;
4- Com o termômetro, determine a temperatura inicial da água e anote;
5- Segure o tubo de ensaio com a pinça de madeira e coloque-o no furo da parte de cima da caixa de leite;
6- Acenda a lamparina (ou vela ou, ainda, o Bico de Bunsen), pegue o pedaço de um dos alimentos com o clipe desfeito e queime-o;
7- Coloque o alimento que está queimando bem próximo do fundo do tubo de ensaio que está dentro do calorímetro caseiro construído. É importante que se queime o alimento até a sua total desintegração;
Esquema de experimento em que se está medindo a energia dos alimentos
8– Anote a temperatura final da água;
9 – Repita esse procedimento com outro alimento, como o amendoim. É importante que todos os alimentos testados tenham a mesma massa.
Resultados:Se você realizou esse experimento com pão e amendoim, verá que a temperatura da água aumentou muito mais com a queima do amendoim do que com o pão. Isso porque o pão tem como principal constituinte os carboidratos (cerca de 76% em massa) e as proteínas (cerca de 11%) que, conforme mencionado na introdução, liberam 4 kcal/g. Já o amendoim é composto, em sua maioria, por gorduras, que liberam aproximadamente 9 kcal/g.
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química
