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
tomada del dispositivo
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
Prueba 3: 1.5ml. de H2o2
Tiempo (seg.) Altura (cm.)
2 1
4 3.5
6 4
8 5.5
Tabla 4. Cuarta prueba, est dada en centmetros debido a la medicin
tomada del dispositivo
Prueba 4: 1.6ml. de H2o2
Tiempo (seg.) Altura (cm.)
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
Prueba 1: 1.7ml. de H2o2
Tiempo (seg.) Volumen (cm3.)
10 1
20 2
30 2.875
40 3.875
Tabla 2. En esta tabla se muestran los valores ya convertidos a cm3 de la
segunda prueba
Prueba 2: 1.8ml. de H2o2
Tiempo (seg.) Volumen (cm3.)
3 0.375
6 0.6875
9 1
12 1.25
Tabla 3. En esta tabla se muestran los valores ya convertidos a cm3 de la
tercera prueba
Prueba 3: 1.5ml. de H2o2
Tiempo (seg.) Volumen (cm3.)
2 0.125
4 0.4375
6 0.58 0.6875
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Tabla 4. En esta tabla se muestran los valores ya convertidos a cm3 de la
ltima prueba
Prueba 4: 1.6ml. de H2o2
Tiempo (seg.) Volumen (cm3.)
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.
Figura 8. Grfica de prueba 2
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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Figura 9. Grfica de prueba 3
Se visualiza en la Figura 9 que m=0.7, por lo que la velocidad de reaccin es
0.7cm3/s y una R2 cercana a uno, nos indica un margen de error mnimo al trazar
la recta.
Figura 10. Grfica de prueba 4
Se visualiza en la Figura 10 que m=0.72, por lo que la velocidad de reaccin es
0.72cm3/s y una R2 cercana a uno, nos indica un margen de error mnimo al trazar
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.