TRABAJO EN EL LABORATORIO
En esta sección te describo lo que vas a necesitar para poder llevar a cabo tu actividad en el laboratorio de ciencias.
La sección la voy a dividir en tres etapas:
Te recuerdo que la reacción enzimática de la catalasa es el descomponer el agua oxigenada en agua y oxígeno que se libera al medio.
La sección la voy a dividir en tres etapas:
- Materiales para la práctica
- Elaboración del dispositivo de medición de oxígeno desprendido
- Desarrollo de las actividades en el laboratorio
A continuación te describo cada etapa por lo que te pido que pongas atención en todo lo solicitado para que tengas éxito en el desarrollo de la actividad:
Materiales para la práctica
Es indispensable que a la par de la elaboración del dispositivo de medición (se describe en el siguiente inciso) traigas al laboratorio:
- Hígado de pollo molido o macerado y fresco. Lo puedes guardar en el refrigerador un día antes de la actividad presencial en el laboratorio. Te recomiendo que lo maceres porque facilita su medición en mililitros para colocarlo en el dispositivo.
- Agua oxigenada (H2O2). Es necesario que traigas por lo menos medio litro de esta sustancia que te permitirá hacer la reacción química con la catalasa que contiene el hígado de pollo.
- En el laboratorio contarás con el siguiente material que te servirá para manipular y medir el hígado y el agua oxigenada:
- Vaso de precipitado de 100 ml
- Probeta de 50 ml
- Balanza digital
- Contaremos con las instalaciones de los nuevos laboratorios de ciencias, por lo que podremos utilizar los equipos de computo que se encuentran en las mesas de trabajo. Los equipos de cómputo les servirán para tener abierto la página del blog y dar seguimiento a las actividades de laboratorio; podrás abrir una hoja de cálculo en Google drive y capturarás tus resultados a manera de una tabla.
- Presentación del dispositivo elaborado con material reciclable previamente calibrado en casa. A continuación se describen algunas características del mismo.
- Teléfono o dispositivo para tomar fotos o video para documentar las actividades que se realicen en el laboratorio y que sirvan para la elaboración del video final.
Elaboración del dispositivo de medición de oxígeno desprendido
H2O2 + catalasa -------------> H2O) + 1/2O2
Es una reacción de tipo exergónica con liberación de calor. Para poder medir esta reacción química en términos de velocidad, necesitamos medir la generación de algún producto a través del tiempo.
El producto indicado para medir es el oxígeno, el cual se desprende en forma de GAS. A continuación te presento una forma de medir el oxígeno que se desprende de la reacción. Es una forma de medición en el laboratorio:
El principio básico del dispositivo que construirás es que debe estar sellado herméticamente para evitar fugas del gas oxígeno y altere tus resultados de medición.
Es necesario tener un recipiente en el cual puedas colocar una cantidad de hígado macerado, posteriormente tendrás que taparlo herméticamente. Para el caso del esquema anterior, utilizaron un tapón de corcho. La tapa que utilices deberá tener dos orificios pequeños, en uno de ellos colocarás un pedazo de manguera que será por dónde introduzcas el agua oxigenada, puede ser con la ayuda de una jeringa. En el otro orifico tendrá una manguera mas larga por donde saldrá el gas oxígeno de manera controlada.
En el esquema anterior la medición es mediante el desplazamiento de agua dentro de la manguera. Otras opciones de medición pueden ser que en otro recipiente con agua pongas un vaso invertido con agua al interior, después introduzcas la manguera al vaso invertido. Cuando realices la reacción verás que el oxígeno desplaza el agua hacia abajo. Si gradúas el vaso en mililitros podrás medir el oxígeno que se almacena conforme el agua se desplaza hacia abajo. a continuación te muestro un esquema representativo:
Con estas ideas que e acabo de señalar, sólo es cuestión que lo traduzcas en el dispositivo con material reciclable. Puedes usar frascos de vidrio, PET, mangueras de plástico de diámetro pequeño, jeringas, silicón, plastiloca, etc.
Para la medición del oxígeno desprendido, requieres graduar previamente el recipiente en mililitros donde se almacene el oxígeno. Ésto te servirá para medir la concentración de oxígeno en segundos. Para ello tendrás que elaborar una tabla como la siguiente:
Sugiero que midas cada dos segundos la cantidad de oxígeno que se libera posterior a la reacción de la catalasa en presencia de agua oxigenada.
Para lograr la medición se requiere de un cronómetro que deberá ser controlado por algún integrante del equipo, otro realizará la reacción y un tercero medirá el oxígeno desprendido conforme se lo señale el que mide el tiempo.
Si el dispositivo está bien diseñado se podrán hacer tres repeticiones de medición, obteniendo los mismos resultados. Para lograrlo deberás poner la misma cantidad de hígado y agua oxigenada e cada repetición. El que obtengas resultados similares te permitirá calibrar tu dispositivo y señalar que funciona correctamente.
Los datos obtenidos en la tabla los deberás graficar colocando en el eje de las X el tiempo y en el de las Y los valores de oxígeno desprendido. Para ello te podrás apoyar de la hoja de cálculo de Google docs o en Excel. A continuación te muestro un ejemplo:
Te presento un video en donde un equipo de alumnos hizo lo mismo que tu realizarás y verás como manipuló sus resultados, presentando sus tablas de datos, gráficas y como al final calculó las velocidades de reacción de la catalasa usando la pendiente de la linea recta que se puede obtener mediante una regresión lineal en Excel. Pon mucha atención a la sección de manejo de datos. Con respecto al diseño que presentan, espero que lo mejores o sea distinto:
La pendiente de tus valores de las gráficas que obtengas será la velocidades de reacción de la catalasa a las concentraciones de agua oxigenada y cantidad de hígado que usaste, Con ésto, se cumple el objetivo de la práctica.
Desarrollo de las actividades en el laboratorio
Para el desarrollo de la actividad práctica se cuenta con 100 min.
En una primera sesión de 30 minutos se les pedirá a los alumnos que muestren su marco teórico sobre el
tema “velocidad de reacción enzimática”.
- Se les solicitará a los alumnos que se organicen en equipos de 3 o 4 personas conforme trabajaron en la elaboración del dispositivo, y que con base en el cuestionario publicado en el blog, se comente sobre la elaboración del mapa conceptual.
En una
segunda sesión de 70 minutos, los alumnos realizaran cálculos de velocidad
enzimática en el laboratorio
- Presentarán los equipos su dispositivo con material reciclable que les permita medir velocidades de
reacción de la enzima catalasa. Cada equipo tendrá 5 minutos para la presentación de su dispositivo.
- Medirán
la velocidad de reacción de la enzima catalasa de hígado de pollo
(macerado) en presencia de agua oxigenada (sustrato), utilizando el
dispositivo diseñado.
- Realizarán
la medición tomando el tiempo en segundos
y la producción del gas oxigeno en mililitros.
- Elaborarán una
tabla de registro de datos en una hoja de cálculo, tabulando el tiempo (S)
y la cantidad de producto que se genera (ml) y deberá obtener una gráfica
con los valores tabulados. Para
lograr lo anterior, utilizarán la herramienta de Google Drive de hoja de
cálculo en la modalidad de documento compartido que les permita elaborar
la tabla de datos y la gráfica correspondiente
- Se realizarán tres repeticiones de medición.
- Calcularán la
pendiente de cada línea obtenida en la gráficas, la cual representa la
velocidad de reacción enzimática de la catalasa en una determinada concentración.
Dicha actividad la podrán lograr
utilizando la hoja de cálculo de Google Drive, una vez que hayan tabulado
los datos y elaborado la gráfica correspondiente. Pueden usar la sección
de formularios que les permita calcular la pendiente que corresponde a la
velocidad de reacción. Si hubiera problemas en la realización del cálculo de pendiente, entonces se exportarán los datos a Excel y ahí se realizará el calculo
Evaluación de la actividad
Los criterios que se tomarán en cuenta serán:
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Lista
de cotejo: Evaluación del
dispositivo portátil para medir oxigeno disuelto
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me encataría poder conocer a la chica que esta con el vaso de precipitado en la mano. Un e-mail al que escribirle sería super genial.
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