Ejercicio de Química — UNMSM
La liofilización consiste en deshidratar (retirar) agua de un alimento (sólido) sin pasar por el estado líquido, manteniendo intacta la estructura del alimento. En el diagrama de fases del agua, se ubica el punto triple aproximadamente en (0,01 °C; 0,006 atm), el punto de fusión normal en (0 °C; 1 atm), el punto de ebullición normal en (100 °C; 1 atm) y el punto crítico en (374 °C; 218 atm), con la curva de fusión de pendiente negativa (característica del agua).
Tomando en cuenta que los ejes no están dibujados a escala, seleccione la alternativa correcta.
Ver solución paso a paso
Idea clave: la liofilización es un proceso de deshidratación por sublimación, el cual solo puede ocurrir en la región del diagrama de fases ubicada por debajo del punto triple del agua.
- La pendiente negativa de la curva de fusión del agua indica que la densidad del estado líquido es mayor a la del sólido (descarta A); a 0 °C y altas presiones (mayores a 1 atm), el agua se encuentra en estado líquido, no sólido (descarta B); el punto triple ocurre a 0,006 atm y 0,01 °C, no a 0,06 atm y 0 °C (descarta D).
- La liofilización, al implicar el paso directo de sólido a vapor sin pasar por el líquido, corresponde al proceso de sublimación, el cual solo es posible por debajo del punto triple (presiones y temperaturas menores a 0,006 atm y 0,01 °C aproximadamente).
- Por ello, la liofilización ocurre a presiones bajas (del orden de 0,005 atm), manteniendo la presión constante (isobáricamente) mientras la temperatura del hielo se eleva ligeramente, atravesando la zona de sublimación del diagrama.
Respuesta: La liofilización ocurre desde el hielo, isobáricamente (0,005 atm), hasta llegar a 0,05 °C.