Análisis De Las Distintas Respuestas En La Dismutación Del Dioxogen De Hidrógeno Acelerado Con Catálisis.

Analisis de las distintas respuestas en la dismutación del Dioxogen de hidrogeno acelerado con catálisis.

Consuelo Rozas 3°C 26/09/2013

Vanessa Barrera

Resumen

El experimento tiene como objetivo demostrar el efecto de tres distintos tipos de catalizadores en el mismo tipo de reacción, con los cuales se busca obtener una respuesta de tipo exotérmica. Dependiendo de lo resultados, se quiere demostrar cuál de estos tres fermentadores, (Yoduro de potasio, levadura seca y levadura de cerveza), es mejor a la hora de aumentar la velocidad de la reacción. Para esto se ha elegido el experimento popularmente llamado: “Pasta dental para elefantes”

Abstract

The experiment aims to prove the effect of three different types of catalysts in the same reaction, with which it a response is sought exothermic type. Depending on the results, is to show which of these three fermenters (potassium iodide, baking powder and barm) is better when it comes to increasing the speed of the reaction. For this experiment was chosen the popularly called "Toothpaste for Elephants"

Introducción:

En este informe se estudia la reacción producida en el experimento “Pasta dental para elefantes”, o como dice su nombre original en inglés “Toothpaste for elephants”. En el cual mediante determinados catalizadores se acelero la descomposición natural, en agua y oxigeno, del Peróxido de hidrogeno. Además como estudio especifico, se busca analizar cuál de estos tres distintos catalizadores; Yoduro de potasio saturado, levadura seca (Saccharomyces cerevisiae y Monoestearato de sorbitán) y levadura de cerveza, (solo el hongo Saccharomyces cerevisiae), es el mejor a la hora de aumentar la velocidad de esta reacción.

Como primer punto, se definirá el concepto de catálisis y catalizador: “La catálisis es el proceso por el cual se aumenta la velocidad de una reacción química, debido a la participación de una sustancia llamada catalizador y las que desactivan la catálisis son denominados inhibidores (Fundación Wikimedia, Inc., 2013)”. Por otro lado habrá que considerar que los catalizadores no cambian el rendimiento de una reacción ni tampoco su composición química, no tienen efecto alguno en el equilibrio químico de una reacción puesto que lo único que se ve afectado es la velocidad. Es decir, solo acelera la reacción misma no produce un tipo diferente de reacción ni tampoco se gasta o se modifica como un reactante mas. “El catalizador funciona proporcionando un camino de reacción alternativo al producto de reacción. La velocidad de la reacción aumenta a medida que esta ruta alternativa tiene una menor energía de activación que la ruta de reacción no mediada por el catalizador (Fundación Wikimedia, Inc., 2013)”. Por eso es que la velocidad de dismutación del agua oxigenada, (o Peróxido de hidrogeno), puede aumentar considerablemente con la presencia de catalizadores.

El peróxido de hidrogeno (H2O2) es un compuesto químico que se encuentra en pequeñas cantidades en forma de gases en el aire, este es inestable y se dismuta lentamente en oxígeno y agua con liberación de calor. Cuando se habla de dismutación o desproporción del agua oxigenada, se refiere a toda la reducción-oxidación donde esta es al mismo tiempo oxidada y reducida en sustancia.

Por otro lado, también el Peróxido de hidrogeno en un residuo del metabolismo celular de muchos organismos vivos y tiene entre otras funciones, una función protectora contra microorganismos patógenos.

Nuestro primer catalizar estudiado, el Yoduro de potasio saturado (Kl) es una solución líquida que contiene yoduro de potasio y agua. Como implica el término, la solución está saturada, lo que significa que se ha alcanzado el punto en el que el agua ya no puede absorber más yoduro de potasio en la solución. Esta disolución es utilizada comúnmente como medicina, pero en este caso será utilizada como catalizador. La combinación del yoduro de potasio con el peróxido de hidrogeno produce un reacción exotérmica la que consiste en una reacción química que desprende energía, ya sea en forma de luz o calor. Pero no solo es así en el caso del KI, sino que también es una reacción exotérmica cuando se usan levadura. Además el Yoduro de potasio tiene la particularidad que lo diferencia de las levaduras en que acelera el traspaso de iones, transformándose así tanto en catalizador como en reactante.

Se denomina levadura a cualquiera de los diversos hongos microscópicos unicelulares que son importantes por su capacidad para realizar la descomposición mediante fermentación de diversos cuerpos orgánicos, principalmente los azúcares o hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias. De entre las tantas enzimas que tienen estos microorganismos se encuentra la enzima Catalasa, la cual activa y acelera la descomposición del agua oxigenada, pero el resultado de esta reacción variara según la diferencia de concentración de catalasa que estas contengan.

La catalasa es una enzima perteneciente a la categoría de las oxidorreductasas, “enzimas que catalizan la transferencia de electrones desde una molécula donante (el agente reductor) a otra aceptora (el agente oxidante)” (Fundación Wikimedia, Inc., 2013), que cataliza la descomposición del peróxido de hidrógeno en oxigeno y agua como se ha mencionado más atrás.

Además no hay se debe olvidar que: “las enzimas son proteínas complejas que producen un cambio químico específico en todas las partes del cuerpo. Por ejemplo, pueden ayudar a descomponer los alimentos que consumimos para que el cuerpo los pueda usar” (Fundación Wikimedia, Inc., 2013). La ausencia congénita de la catalasa es causante de una Acatalasemia, la enfermedad de Takahara, que se manifiesta por la ausencia de actividad de la catalasa en los glóbulos rojos y con severas infecciones gangrenosas de la boca.

Concluyendo se puede afirmar la existencia de la catalasa y el peróxido de hidrogeno en los organismo vivos por lo que se puede tomar conocimiento que la reacción entre ambos está presente en nuestro entorno cotidiano.

El segundo catalizador estudiado, la levadura seca, es un producto químico que permite dar esponjosidad a una masa debido a la capacidad de liberar dióxido de carbono al igual que las levaduras en los procesos de fermentación alcohólica. Se distingue de la levadura de cerveza porque además del hongo propio de la levadura natural, tiene emulsionante lo que permite distribuir homogéneamente la levadura y el gas producido en la reacción. Además distingue de la levadura de panadería en que su efecto es mucho más rápido y no hace falta esperar a que las masas leuden.

Por otro lado, la levadura de cerveza es un hongo unicelular, un tipo de levadura utilizado industrialmente en la fabricación de pan, cerveza y vino, gracias a su capacidad de generar dióxido de carbono y etanol durante el proceso de fermentación.

Aplicación Experimental:

Materiales:

• Agua oxigenada, (Peróxido de hidrogeno), de 30 volúmenes.

• Colorante vegetal. (opcional)

• Detergente líquido, (lava loza), y jabón líquido. (PH neutro)

• Guantes plásticos y lentes de protección, porque tanto como el peróxido de hidrogeno como el yoduro de potasio son corrosivos y tóxicos para la piel.

• 2 Cucharas soperas.

• Botella plástica de 500 o 750 c/c. (sin etiqueta)

• Jeringa. (sin aguja)

• Yoduro de potasio, ojala en polvo, pero en este experimento usaremos liquido.

• Levadura seca.

• Levadura de cerveza. (en este caso de cerveza)

Experimento 1: Con yoduro de potasio:

1. Colocarse los guantes y lentes de protección.

2. Verter en la botella plástica media taza de peróxido de hidrogeno (Botella de 110cc.)

3. Agregar 2 cucharadas de jabón líquido a la botella con el peróxido de hidrogeno.

4. Agregar 10 gotas de colorante a la botella. (opcional)

5. Agitar la botella suavemente

6. En un pocillo aparte diluir 2 cucharadas de yoduro de potasio en 3 cucharadas de agua tibis, no caliente.

7. Introducir la mezcla anterior en una jeringa y verter en la botella.

Experimento 2: Con levadura seca:

• Hacer los mismos pasos que en el primer experimento. Pero en el punto 3, agregar 1 cucharada de detergente líquido al agua oxigenada, en reemplazo del jabón líquido. Y en el punto 6 en el pocillo aparte, en reemplazo del yoduro de potasio, diluir una cucharada de levadura química con 3 cucharadas de agua tibia, no caliente.

• Colocar

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