Practica 604 Unidad 2 Blog

8/3/2019 Practica 604 Unidad 2 Blog

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Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Escuela Nacional Preparatoria 2

Erasmo Castellanos Quinto

Prctica de laboratorio

INTEGRANTES:

y Alcocer Ramrez Andrea.

y

Barranco Garca Luis Enrique.y Cruz Reyes Miguel ngel.

y Prieto Herrera Antonio.

y Ramrez Reyes Daniel de Jess

y Reyes Velzquez Bruno David

GRUPO: 604

MATERIA: Biologa V

Reaccin del Agua oxigenada y catalasa del hgado de pollo

2 H2O2catalasa

H2O + 2 O2

FECHA DE ENTREGA: 23 de Noviembre de 2011


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Clculo de la velocidad de reaccin del agua oxigenada y la catalasa del

hgado de pollo a partir del O2 liberado

INTRODUCCIN:

El desarrollo de esta prctica tiene dos partes, la primera comprende el diseo y

elaboracin de un dispositivo capaz de medir el oxgeno liberado por la reaccin

del agua oxigenada y el hgado de pollo, (explicada ms adelante) y la segunda

parte es donde se llevan a cabo las mediciones de la reaccin, repetida por cuatro

veces y calcular la velocidad de reaccin. Por lo tanto comenzaremos por darle un

sustento terico a nuestro dispositivo. Otro aparato, el cul nosotros utilizaremos

para medir la cantidad de oxgeno, es el manmetro de tubo abierto.

Conocemos que la presin absoluta es igual a la suma de la presin baromtrica yla presin atmosfrica. Conviene puntualizar que la presin baromtrica no

siempre es mayor que la presin atmosfrica. Una presin baromtrica negativa

indica que la presin menor que la atmosfrica o que la vaco parcial. Por ello

veremos que hay algunos instrumentos para medir la presin. La presin

atmosfrica se mide con un barmetro. Un barmetro de mercurio es

esencialmente un tubo de metal que ha sido introducido en un recipiente con

mercurio. Parte del mercurio sale del tubo, pero la presin del aire sobre la

superficie del recipiente de mercurio soporta una columna de mercurio. (Wilson J.

1990)

Es un tubo en forma de U, (Figura 1) que contiene un lquido, generalmente

mercurio o agua segn la magnitud de la presin que va a ser medida. Cuando

ambos extremos del tubo estn abiertos a la atmsfera, los niveles del lquido se

encuentran a una misma altura. (Wilson J. 1990)

Cuando un extremo est conectado a un recipiente de gas de bajo presin, ellquido aumentar de nivel en el otro brazo hasta que las presiones queden

igualadas. (Wilson J. 1990). Un manmetro cerrado tambin se muestra en la

figura. (Wilson J. 1990)


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Figura 1. En la imagen se puede apreciar un manmetro en forma de U,

este manmetro nos ayudar ms que a medir la presin a medir la cantidad

de O2 liberado, gracias a la altura (Wilson J. 1990)

Gracias a la altura que se muestra en la seccin 2 (Figura 1) podremos calcular la

cantidad de oxgeno, ya que desplazar el liquido, que en esta ocasin como est

a baja presin ser agua

Pasando a la parte que corresponde a la reaccin, comenzaremos por definir

algunos conceptos:

Las enzimas son mediadoras del metabolismo encargadas prcticamente de todareaccin que transcurra en una clula; sin ellas las reacciones metablicas

ocurriran tan lentamente que serian imperceptibles. Poseen una extraordinaria

potencia cataltica. Por otro lado un catalizador es una sustancia que aumenta la

rapidez o velocidad de una reaccin qumica, la misma en el proceso global. La

mayor parte de los catalizadores biolgicos son protenas, en este caso las

enzimas. . La sustancia sobre la que acta una enzima se denomina sustrato de

enzima. En esta ocasin trabajaremos con la catalasa. (Melo V. y Cuamatzi O.

2004)

Descomposicin del perxido de hidrgeno (agua oxigenada)

2H2O2 H2O + 2O2


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Esta reaccin, aunque fuertemente favorecida termodinmicamente, es muy lenta,

a menos que sea catalizada. Un agente catalizador para esta reaccin podra ser

el agregar la protena hemoglobina, que contiene hierro, es an ms eficaz para

aumentar la velocidad de esta reaccin. (Melo V. y Cuamatzi O. 2004)

La catalasa aumenta la velocidad de la descomposicin del perxido de hidrogeno

sin catalizar aproximadamente 1000 millones de veces. (Melo V. y Cuamatzi O.

2004). Hay dos hechos importantes que conviene resaltar: en primer lugar un

catalizador verdadero aunque participa en el proceso de la reaccin, no se

modifica por esta. As por ejemplo, tras catalizar la descomposicin de una

molcula de H2O2, la catalasa vuelve al mismo estado que antes. En segundo

lugar, los catalizadores modifican la velocidad de los procesos, pero no afectan la

posicin de equilibrio de esta reaccin. (Melo V. y Cuamatzi O. 2004)

La actividad cataltica de la catalasa es extraordinaria. El valor del cociente Kcat/KM+

es de 4x107 M-1 s-1, el cual lo sita en un grupo de enzimas de lite que han

conseguido la perfeccin cintica (Stryer L. 1995)

JUSTIFICACIN:

La presente prctica parte de la importancia de comprobar la importancia de los

catalizadores en la velocidad de reaccin. Lo anterior sustentado por el hecho deque: sin un catalizador, una reaccin podra tardar demasiado tiempo en llevarse a

cabo y en el caso de la clula, no es viable tardarse demasiado en ejecutar la

reaccin encomendada.

Luego si la clula no puede tardarse tanto tiempo en ejecutar una reaccin, se

pretende dar a conocer la velocidad con la que se lleva a cabo dicha reaccin,

ms an, pretende a graficarse dicha reaccin. Desde luego para realizar lo

anterior debemos inventar un dispositivo que nos permita medir la cantidad deoxgeno liberado al agregar agua oxigenada al hgado de pollo.

Finalmente pretendemos demostrar que los resultados a obtenerse, deben ser

visibles ante nuestros ojos (no a nivel celular) y que en efecto la velocidad de

reaccin debe elevarse millones de veces para que lo anterior pueda suceder.


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HIPTESIS.

y 1 Hiptesis

Se prev que al agregar el agua oxigenada al hgado, el volumen desplazado

de agua se efectu en una forma exponencial. Lo anterior fundamentado en el

hecho de que a los ltimos segundos de reaccin, se habrn sumado el

volumen de los anteriores, y estos a su vez irn incrementando de acuerdo al

volumen de oxgeno desprendido de la reaccin, ya que consideramos este

ltimo ser exponencial en relacin con el tiempo.

y 2 Hiptesis

Tomando en cuenta que el oxgeno desprendido ser directamente

proporcional con el tiempo, se prev que durante cierto lapso de tiempo se

desprenda una cierta cantidad de gas y por tal en un lapso de tiempo similar,

debe desprenderse la misma cantidad de gas que en el primer periodo de

tiempo.

OBJETIVOS:

y Diseo y elaboracin de un dispositivo capaz de medir la cantidad de

oxgeno liberado durante la reaccin de la catalasa y el agua oxigenada.

y Calcular de la velocidad de reaccin del agua oxigenada y la catalasa del

hgado de pollo a partir del O2 liberado


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METODOLOGA:

1. Diseo del dispositivo

Figura 2. En esta imagen se muestra el diseo del dispositivo, retomando lo

visto en la introduccin

2. Breve explicacin del dispositivo

El presente dispositivo, es un manmetro en forma de U, este manmetro

nos ayudar ms que a medir la presin a medir la cantidad de O2 liberado, eloxgeno va a medirse de gracias a la altura a la que sea desplazado el lquido.


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3.- Elaboracin del dispositivo

1. Hacer dos perforaciones en la tapa del frasco, de un dimetro igual al de los

tubos de goma y de la manguera.

2. Para realizar la vlvula de escape se debe colocar una trozo de manguera

unido a la parte superior del gotero (parte de goma), ste actuar como sellador

hermtico.

3. Introducir la vlvula de escape en un orificio. Sellar con silicn el contorno del

orificio sobrante

4. Sujetar la manguera en forma de que quede como una U

5. Llenar una porcin de la manguera con el lquido coloreado (agua con caf)

hasta la marca cero.

6. Graduar un extremo de la manguera en cm. tomando el cero donde termina ellquido coloreado (agua con caf).

7. Introducir la manguera en el orificio. Sellar con silicn el contorno del orificio

sobrante

3. Uso del dispositivo para tomar medidas

1. Se revisa que el dispositivo se encentre en buenas condiciones, es decir, que

no tenga fugas.

2. Abrir la tapa del dispositivo (frasco) e introducirle la mitad de un hgado y

machacarlo. Despus cerrar nuevamente el dispositivo.

3. En la manguera graduada en centmetros se introducir aproximadamente 1.5

ml de agua con caf.

4. En el dispositivo se encuentran la vlvula de paso. A travs de la vlvula de

paso introducir el agua oxigenada al interior del dispositivo, posterior a esto,

inmediatamente cerrar la vlvula de paso con un tapn de gotero para no

permitir que el oxigeno se escape.

5. A continuacin de a ver cerrado la vlvula de paso; con un cronometro tomarlas mediciones con respecto al tiempo (no a la altura).

6. Hacer este procedimiento por cuadriplicado

7. Anotar los resultados.


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RESULTADOS:

A continuacin, se muestran los resultados (tablas 1-4) obtenidos en cuatro

pruebas del dispositivo elaborado para la cuantificacin del oxgeno liberado en la

reaccin de la catalasa sobre el agua oxigenada.

Tabla 1. Primer prueba, est dada en centmetros debido a la medicin

tomada del dispositivo

Prueba 1: 1.7ml. de H2o2

Tiempo (seg.) Altura (cm.)

10 8

20 16

30 23

40 31

Tabla 2. Segunda prueba, est dada en centmetros debido a la medicin


Prueba 2: 1.8ml. de H2o2Tiempo (seg.) Altura (cm.)

3 3

6 5.5

9 8

12 10


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Tabla 3. Tercer prueba, est dada en centmetros debido a la medicintomada del dispositivo



2 1

4 3.5

6 4

8 5.5

Tabla 4. Cuarta prueba, est dada en centmetros debido a la medicin




5 4.5

10 7

15 11.5

20 15

Clculo de la cantidad de oxgeno.

Con los datos de las tablas (Tablas 1-4) de altura en centimetros y con el rea de

nuestra manguera, se determinara los cm3 de O2 de la reaccin. Si el dimetro dela manguera es igual a 0.4 cm. , el radio de la manguera ser igual a 0.2 cm. y el

rea de la manguera ser de 0.125 cm2, con est valor se multiplica a las alturas

obteniendo el volumen en cm3(Tablas 5-8).


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Tabla 1. En esta tabla se muestran los valores ya convertidos a cm3 de la

primera prueba


Tiempo (seg.) Volumen (cm3.)

10 1

20 2

30 2.875

40 3.875


segunda prueba



3 0.375

6 0.6875

9 1

12 1.25


tercera prueba



2 0.125

4 0.4375

6 0.58 0.6875


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ltima prueba



5 0.5625

10 0.875

15 1.4375

20 1.875

Los valores (Tablas 5-8) anteriores se muestran a continuacin (Figura 3-6):

Figura 3. En esta grfica se colocan los valores de la prueba 1 (altura,

tiempo).

Figura 4. En esta grfica se colocan los valores de la prueba 2 (altura,

tiempo).

0

20

40

0 10 20 30 40 50

Altura

Tiempo

Prueba 1

0

10

20

0 5 10 15

Altura

Tiempo

Prueba 2


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Figura 7. Grfica de prueba 1

Se visualiza en la Figura 7 que m=0.76 por lo que la velocidad de reaccin es

0.76cm3/s y una R2 cercana a uno, nos indica un margen de error mnimo al trazar

la recta.


Se visualiza en la Figura 8 que m=0.7833, por lo que la velocidad de reaccin es

0.7833cm3/s y una R2 cercana a uno, nos indica un margen de error mnimo al

trazar la recta.

y = 0.76x + 0.5

0

20

40

0 10 20 30 40 50

Altura

Tiempo

Prueba 1

y = 0.7833x + 0.75

0

10

20

0 5 10 15

Altura

Tiempo

Prueba 2


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la recta.




la recta.

Clculo de la velocidad de reaccin.

Con los datos de las pendientes de las rectas de nuestras grficas, podemos

determinar la velocidad de la reaccin ya que:

VelocidadReaccin = m (pendiente de la recta)

y = 0.7x

0

5

10

0 2 4 6 8 10

Altura

Tiempo

Prueba 3

y = 0.72x + 0.5

R = 0.9893

0

10

20

0 5 10 15 20 25

Altura

Tiempo

Prueba 4


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Con lo que obtenemos los datos de la siguiente tabla y con esto podemos

compararlos.

Tabla 9 Comparacin de las pendientes

Velocidad de ReaccinPrueba Valor Pendiente

1 0.76

2 0.78

3 0.7

4 0.72

En esta tabla (Tabla 9) se muestran los valores de la pendiente de cada una de

las pruebas y por lo tanto tambin pasa a ser la velocidad de reaccin debido a lo

anterior explicado

DISCUSIN:

En los resultados puede observarse claramente que el aumento de volumen fue

en la mayora de las pruebas constante, no hay grfica alguna en la cual el

volumen desplazado de agua haya sido exponencial. Lo anterior demuestra que:cuando un extremo est conectado a un recipiente de gas de baja presin, el

lquido aumentar de nivel en el otro brazo hasta que las presiones queden

igualadas. (Wilson J. 1990).

La reacciones anteriores slo pudieron llevarse a cabo con un catalizador que nos

mostr la velocidad de la reaccin a una velocidad prodigiosa, la catalasa aumenta

la velocidad de la descomposicin del perxido de hidrogeno sin catalizar

aproximadamente 1000 millones de veces. (Melo V. y Cuamatzi O. 2004).

En los resultados, tambin puede comprobarse que los catalizadores modifican la

velocidad de los procesos, pero no afectan la posicin de equilibrio de esta

reaccin. (Melo V. y Cuamatzi O. 2004). En caso de ocurrir lo contrario los


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resultados estaran an ms distantes los unos de los otros por la diferencia en la

cantidad de H2O2 agregada en las diferentes pruebas realizadas.

Como se pude observar en la tabla final de resultados velocidad de reaccin,

podemos observar que en las cuatro pruebas, la velocidad de reaccin estuvo muy

cercana a 0.7, con lo cual puede inferirse que el dispositivo tena un margen de

error mnimo, de lo contrario los resultados hubieran arrojado valores muy

distantes entre s.

Las pequeas diferencias presentadas en los resultados, pueden deberse a

errores humanos, tal como no sellar rpidamente la manguera donde se introdujo

el agua oxigenada.

La cantidad de agua oxigenada puede hacer variar la velocidad de reaccin, esdecir que la velocidad de reaccin es directamente proporcional a la cantidad de

agua oxigenada y la cantidad de catalasa.

Finalmente, se compr que la segunda hiptesis fue correcta, ya que la cantidad

de oxgeno liberada durante la reaccin permaneci constante y nunca increment

de forma exponencial como se pensaba en la primera hiptesis.

CONCLUSIONES:

La catalasa es una enzima que acta sobre el perxido de hidrgeno (H2O2 agua

oxigenada) descomponindolo en H2O + O2, con desprendimiento de energa en

forma de calor, en esta reaccin, como lo vimos en clase es una reaccin

irreversible en donde uno de los productos se desprende de la reaccin en este

caso el oxigeno, cuando la enzima entra en contacto con el perxido de hidrogeno,

convierte el perxido de hidrogeno (H2O2) en agua (H2O) y el gas oxigeno (O2).

Esta enzima est presente en todos los tejidos animales y vegetales. Las burbujas

formadas que son oxigeno puro se crea debido a esta enzima.

Por lo tanto, y relacionado con lo que vimos en clase, la velocidad de

descomposicin del agua oxigenada puede medirse segn la cantidad de oxgeno

que se desprende. En una reaccin la energa de los reactivos y productos es

siempre la misma, pero la energa de activacin puede disminuir si un catalizador


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proporciona un camino alternativo para que proceda la reaccin. Lo que provoc

el hgado, tanto en nuestro experimento extraescolar y en el perteneciente a esta

prctica, fue que aumento la velocidad porque hace que la reaccin ocurra

mediante un mecanismo que requiere una energa de activacin menor. La

catalasa y la mayora de las enzimas son protenas, caracterizadas por suestructura molecular tridimensional. La actividad de las enzimas depende de esta

estructura, en la cual hay una zona en la que se inserta una molcula del reactivo

(o sustrato) de manera ajustada y especfica, como puede hacerlo una llave en la

cerradura como ocurre en el modelo de la llave- cerradura. La unin del sustrato

a la enzima desencadena la reaccin qumica, se liberan los productos y el sitio de

unin queda libre nuevamente para captar otra molcula de sustrato y continuar la

reaccin.

AUTOEVALUACIN:

Integrantes Participacin

(prctica)

Material

(prctica)

Participacin

(informe)

Informacin

(bsqueda)

Total

y Alcocer Ramrez

Andrea

10 10 10 10 10

y Barranco Garca LuisEnrique

10 10 10 10 10

y Cruz Reyes Miguel

ngel

10 10 10 10 10

y Prieto Herrera

Antonio

10 10 10 10 10

y Ramrez Reyes

Daniel de Jess

10 10 6 6 8

y Reyes Velzquez

Bruno David

10 10 10 10 10


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BIBLIOGRAFIA:

y Bahinski, R (1991) Bioqumica, Adison Wesley Longman, Mxico, pp. 174-

222

y Baker, JW. Y Allen, GE. 1973. Materia, energa y vida, Fondo educativo

interamericano, Mxico

y Stryer L. 1995 Bioqumica cuarta edicin Revert, Espaa pp. 554

y Melo V. y Cuamatzi O. 2004, Bioqumica de los procesos metablicos

Revert S.A. UAM, Mxico, pp. 95-112.y Wilson J. 1990, Fsica con aplicaciones McGraw-Hill, Mxico, pp. 318-

321.

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