Materiales De Laboratorio

Practica N°03 – Base química de la materia viva

1. Introducción

Existen más de 103 elementos químicos en la naturaleza y algo más de 20 de ellos se encuentran constituyendo la materia viva por lo que se le denomina bioelementos cuya importancia radica en la variación y distribución donde algunos como: C, H, O, N y P se encuentran en todos los organismos y en las cantidades notables y otros como: Si. Al, Mg, I, etc, en cantidades ínfimas y se encuentran solo en algunos organismos.

Los Bioelementos al combinarse en porciones distintas constituyen las biomoleculas las que de acuerdo a su naturaleza puedan ser orgánicas: carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas, etc, e inorgánicos: agua, sales minerales.

L os glúcido llamados hidratos de carbono o carbohidratos son la fuente de energía primaria que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones vitales.

Los lípidos son sustancias insolubles en agua pero solubles en solventes como el benceno y el cloroformo.

Químicamente se encuentran formados por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno igual que los carbohidratos, pero contienen proporcionalmente menos oxígeno que estos. Se consideran sustancias ternarias y cada molécula de grasa está formada por una de glicerina y tres de ácidos grasos.

Las proteínas son moléculas orgánicas gigantes de diferentes formas y tamaños que están formadas químicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Suelen contener a veces azufre y otros elementos.

Estructuralmente las proteínas están formadas por unidades más pequeñas llamadas aminoácidos.

Los ácidos nucleicos formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Almacenan la información genética de los organismos vivos y son las responsables de su transmisión hereditaria.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos, ADN y ARN, que se diferencian en:

El azúcar (pentosa) que contienen: la desoxirribosa en el ADN y ribosa en el ARN. Las bases nitrogenadas que contienen, adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN; y adenina, guanina, citosina y uracilo en el ARN.

Todas las células están gobernadas por los mismos principios físicos y químicos de la materia inerte. Si bien dentro de las células encontramos moléculas que usualmente no existen en la materia inanimada, en la composición química de los seres vivos encontramos desde sencillos iones inorgánicos, hasta complejas macromoléculas orgánicas siendo todos igualmente importantes para construir, mantener y perpetuar el estado vivo.

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2. Objetivos: Al término de la práctica los estudiantes estarán en condiciones de :

 Reconocer algunos bioelementos presentes en los seres vivos.

 Reconocer algunas biomoleculas orgánicas, en base a sus propiedades químicas.

3. Materiales

a) Del laboratorio

 Oxido cúprico deshidratado

 Glucosa al 1%

 Ácido nítrico concentrado

 Tubos de ensayos

 Cocina eléctrica

 Vasos de precipitación

 Felhing A

 Lugol

 NaOH al 60%

 Matraces

 Placas Petri

 Felhing B

 Pepsina 1% (no hay)

 Pinzas

 Pipetas

 Fósforos

 Mechero

b) Del alumno

 Levaduras de pan (10gr)

 Tubos de ensayo (8)

 Carne molida

 Agua destilada (1/2 litro)

 Suero de leche

 Huevo de ave

 Yuca

 Bencina

 Acetona

 Agua oxigenada

 Almidón

 Manzana

 Alcohol

 Aceite

 Papa

 Agarradera

 Goteros (4)

 Mechero

 Fósforos

 Pipeta (1)

4. Procedimiento

A. Reconocimiento del C , H , O , N

 Colocar dentro de un tubo de ensayo 5 gr de levadura de pan.

 Levar al calor

 Observar la formación de gotas de agua en las paredes del tubo (H y O), desprendimiento de vapores blanquecinos con color a cuerno quemado (N) y residuos de color negro en el fondo del tubo.

B. Reconocimiento de carbohidratos

a) Reacción de Felhing

 Agregar en un tubo de ensayo: 1ml de felhing A y 1ml de felhing B.

 Añadir al mismo tubo 1ml de glucosa al 1%.

 Agitar y llevar l calor hasta ebullición.

 Observar la formación de un precipitado rojo ladrillo (oxido cuproso).

 Explicar la reacción: En esta reacción se observa de color ladrillo, los reactivos de Felhing tiene oxido cúprico y al oxidarse con la glucosa que es un carbohidrato, se reduce a oxido cuproso. Observamos que el Felhing A queda por encima del Felhing B, acto seguido agregamos 1 ml de glucosa y procedemos a agitar el tubo de ensayo, es así que la solución tomó el color azul característico del licor de Fehling.

b) Reacción de Lugol: Esta prueba se utiliza para reconocimiento de polisacáridos (almidón)

 Agregar a un tubo de ensayo 3 ml de suspensión de almidón.

 En una placa Petri pequeña colocar trocitos de papa o yuca cruda.

 A ambas muestras agregar una gota de lugol.

 Observar la aparición de un color azul violeta oscuro.

 Explicar: En esta reacción notamos que el almidón no cambia de color, pero cuando agregamos unas gotas de almidón a la yuca observamos que cambia a color violeta oscuro o morado. se indica la presencia de polisacáridos en este caso (almidón). Esto ocurre porque el almidón se ubica en el centro de la hélice que forma la amilasa y esa disposición es responsable del color violeta intenso de la reacción de lugol, la fijación tiene lugar en frío. No es una verdadera reacción química, sino que se forma un compuesto de inclusión que modifica las propiedades físicas de esta molécula, apareciendo la coloración oscura.

C. Reconocimiento de lípidos

a) Solubilidad en solventes orgánicos

 Agregar en 4 tubos ensayos marcados con A, B, C, D 1ml de aceite en cada uno.

 Agregar al tubo “A”, 2ml de bencina al tubo; al tubo “B”, 2ml de acetona; al tubo “C”, 2ml de alcohol y al tubo “D”, 2ml de agua.

 Agitar fuertemente los 4 tubos, luego observar y comparar la solubilidad del aceite en cada uno de ellos.

 Explicar : En esta se reacciones en cada tubo se da que el tubo “A” se observar que es un solo compuesto porque la bencina es muy soluble en graso, en el tubo “B” observamos gramos mediamente solubles , en el tubo “C” observamos que es casi mente soluble y en el tubo “D” observamos que nada soluble.

D. Reconocimiento de proteínas

a) Reacción Xantoproteica

 Coger 2 tubos , marcados con A y B ; al tubo “A” , agregar 1ml de suero de leche ; y al tubo “B” , 1ml de albumina de huevo diluida en agua destilada.

 Agregar a ambos tubos 4 gotas de acido nítrico concentrado.

 Observar la formación de un precipitado blanco lechoso.

 Llevar al calor ambos tubos.

 Al agregar a cada uno 6 gotas de NaOH al 60%.

 Observar la formación de un color anaranjado.

 Explicar: En esta reacción a un tubo de ensayos con clara de huevo se le colocó Ácido Nítrico, y las proteínas de la clara de huevo se coagularon. Éstas se coagularon debido a que el Ácido Nítrico provocó la desnaturalización de las proteínas. Esto hizo que las proteínas perdieran su forma y por lo tanto su función. Estos cambios en la configuración física se denominan desnaturalización. Si al agregar un ácido fuerte, como el ácido nítrico, a una proteína, como en la carne, ésta se coagula entonces las proteínas también se desnaturalizan. Las proteínas se desnaturalizaron (cambiaron su forma y por lo tanto perdieron su función), lo que produjo la coagulación de la carne. Se observa que esta de color anaranjado es porque hay presencia de proteínas.

b) Reacción de enzimas ( método de peróxido de hidrogeno y de la pepsina)

 Tomar 3 tubos de ensayo y marcados con A, B, y C.

 Al tubo “A”, agregar pequeños trocitos de papa; al tubo “B”, trocitos de manzana y al tubo “C”, trocitos de carne molida.

 A los tubos A y B agregar a c/u 3 ml de agua oxigenada.

 Al tubo agregar 3ml de pepsina al 1%.

 Observar lo que sucede y explicar las reacciones: En esta reacción realizada observamos espuma ya que hay reacción de la materia orgánica. Cuando agregamos agua destilada a los trozos de papa observamos una combustión rápida debido a la elevada pureza que posee, sucediendo casi lo mismo con la manzana. En cambio con la carne sucede lo contrario donde se observa que la combustión es lenta debido a la presencia de oxígeno, formándose burbujas en el tubo de ensayo.

5. Discusión

I. Reconocimiento del C, H, O, N

 En el tubo de ensayo procedemos a agregar 5 gr de levadura de pan, para luego llevarlo al mechero, ahí observamos que la levadura empieza a e bullir y a descomponerse; en el fondo del tubo de ensayo se aprecian puntos negros, lo que viene a ser el carbono formado por el efecto de poner la levadura al calor, seguidamente se observan gotas de agua en las paredes del tubo, lo que da lugar al hidrogeno y al oxígeno, y finalmente un olor característico a cuerno quemado, que viene a ser la formación del nitrógeno. Se observó gotas de H2O, vapor (color a cuerno quemado) presencia de nitrógeno, el fondo esta negro es presencia de carbono.

II. Reconocimiento de carbohidratos

a. Reacción de Felhing

 Se agregó 1 ml. de Fehling A (color celeste) en un tubo de ensayo, luego agregamos 1 ml. De Felhing B (color transparente), observamos que el Felhing A queda por encima del Felhing B, acto seguido agregamos 1 ml de glucosa y procedemos a agitar el tubo de ensayo, es así que la solución tomó el color azul característico del licor de Fehling. Seguidamente se calentó el tubo de ensayos con la solución en un mechero, y ésta cambió progresivamente de color azul a verde y finalmente rojo ladrillo o anaranjado.

b. Reacción de Lugol

 En una placa Petri colocamos trozos de yuca cruda, y unas gotas de almidón al costado de los trozos de yuca, notamos que el almidón no cambia de color, pero cuando agregamos unas gotas de almidón a la yuca observamos que cambia a color violeta oscuro o morado. Esto ocurre porque el almidón se ubica en el centro de la hélice que forma la amilasa y esa disposición es responsable del color violeta intenso de la reacción de lugol, la fijación tiene lugar en frío. No es una verdadera reacción química, sino que se forma un compuesto de inclusión que modifica las propiedades físicas de esta molécula, apareciendo la coloración oscura.

III. Reconocimiento de lípidos

a. Solubilidad en solventes orgánicos

 Se colocó en un tubo de ensayos la misma cantidad de aceite y de agua; y se observó que ambas sustancias permanecieron notoriamente separadas, es decir, se formaron dos fases: el agua, cuyo peso específico es mayor que el del aceite, se ubicó en la parte inferior del tubo; mientras que el aceite se situó sobre el agua. Por tanto el aceite no se disocia en agua y por lo tanto es un lípido no polar. El aceite, al ser no polar, no se disocia en solventes polares como el agua (es hidrológico, insoluble en agua). Cuando mezclamos aceite con alcohol, observamos una solubilidad a un 50% de ambas sustancias, no sucediendo lo mismo con la acetona y la bencina, debido a que ambos lípidos son solubles con el aceite.

IV. Reconocimiento de proteínas

a. Reacción Xantoproteica

 El color anaranjado me indica la presencia de proteínas y aminoácidos. Si al agregar un ácido fuerte, como el ácido nítrico, a una proteína, como en la clara de huevo, ésta se coagula entonces las proteínas se desnaturalizan. A un tubo de ensayos con clara de huevo se le colocó Ácido Nítrico, y las proteínas de la clara de huevo se coagularon. Éstas se coagularon debido a que el Ácido Nítrico provocó la desnaturalización de las proteínas, es decir, la rotura de la estructura secundaria o terciaria de la misma. Esto hizo que las proteínas perdieran su forma y por lo tanto su función. Cuando los enlaces de hidrógeno se han roto, la configuración geométrica particular de una ya proteína no se mantiene con la misma fuerza que antes y la molécula cambia su estructura específica. Estos cambios en la configuración física se denominan desnaturalización. Si al agregar un ácido fuerte, como el ácido nítrico, a una proteína, como en la carne, ésta se coagula entonces las proteínas también se desnaturalizan. A un trozo de carne se le agregó Ácido Nítrico. Se produjo una reacción de liberación de energía y la coagulación de la proteína interna. Las proteínas se desnaturalizaron (cambiaron su forma y por lo tanto perdieron su función), lo que produjo la coagulación de la carne.

b. Reconocimiento de enzimas (método del peróxido de hidrogeno y la pepsina)

 En los tres casos observamos espuma ya que hay reacción de la materia orgánica. Cuando agregamos agua destilada a los trozos de papa observamos una combustión rápida debido a la elevada pureza que posee, sucediendo casi lo mismo con la manzana. Caso contrario sucede con la carne, donde se observa que la combustión es lenta debido a la presencia de oxígeno, formándose burbujas en el tubo de ensayo.

6. Conclusiones

 Los bioelementos son importantes para la vida de los seres vivos, porque forman un 95% de éstos. Los elementos básicos de la vida son el nitrógeno, carbono, oxígeno e hidrógeno. Las plantas, los animales y los humanos contienen agua como un componente inorgánico esencial para su desarrollo y existencia.

 Hay compuestos orgánicos y compuestos inorgánicos; muchos de ellos se emplean comúnmente tanto en el hogar como en la industria, así como en el trabajo agrícola; algunos de ellos los transforma el hombre a partir de materias primas que adquiere del medio natural. En la naturaleza se encuentran una serie de sustancias que se unen, se mezclan, se combinan y forman todos los materiales que constituyen las diferentes capas de la tierra y que se encuentran en cualquiera de los tres estados de la materia: sólido, líquido o gaseoso.

 Debido a la importancia que los compuestos orgánicos tienen en el desempeño de la vida diaria e industrial, se ha generado una gran industria que abarca desde productos farmacéuticos y medicamentos hasta detergentes y explosivos lo que a su vez ha dado origen a la utilización de millones de toneladas de materias primas que contienen carbono, sobre todo petróleo y gas natural.

 Los compuestos orgánicos constituyen un grupo especial de compuestos que tienen como base en su formación al carbono C y a cuyo estudio se dedica la rama de la química denominada química orgánica o química del carbono.

 Una reacción química es aquella en la cual se realiza la transformación de uno o varios materiales en otro u otros completamente distintos, con propiedades y características físicas y químicas diferentes; esta reacción se representa mediante lo que se llama una ecuación química.

Toda reacción química presenta efectos visibles a través de los cuales nos podemos dar cuenta de las transformaciones que se están dando, algunos de estos cambios son visibles a simple vista, otros solo pueden ser detectados por medio de instrumentos tales como conductímetros, viscosímetros, colorímetros etc.

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