Quimiolitotrofía

• Hipótesis.

Si la respiración que llevan a cabo los microorganismos quimiolitotróficos es aerobia (siendo el oxígeno el aceptor final de electrones), entonces el medio de cultivo en condiciones de agitación será donde veremos un mayor crecimiento debido una mayor incorporación de oxígeno.

Si la fuente de carbono de los microorganismos quimiolitotróficos es el dióxido de carbono entonces el medio de cultivo en condiciones de agitación será donde veremos un mayor crecimiento debido a una mayor incorporación de oxígeno.

Si hay presencia de sulfatos que se convertirá en ácido sulfúrico por el medio, entonces los valores de pH decaerán.

Si el azufre elemental presente en el preincubado de yodo favorece la oxidación de compuestos azufrados, observaremos las diferencias entre medio agitado y estacionario en el consumo de S° no serán muy grandes.

• Objetivo general.

1. Analizar el impacto que tiene las condiciones de incubación (estacionaria y en agitación) en el crecimiento de los microorganismos quimiolitótrofos.

• Objetivos específicos.

1. Conocer las condiciones a las cuales los microorganismos quimiolitótrofos crecen.
2. Determinar el crecimiento de los microorganismos quimiolitótrofos a través de la cuantificación de los productos generados por la oxidación de la fuente de carbono suministrada.
3. Entender el funcionamiento de la cadena de electrones de estos microorganismos.
4. Cuantificar el azufre elemental residual con el método gravimétrico.
5. Determinar la cantidad de tiosulfato oxidado a través de una titulación yodométrica.

Fundamentos                              

Medio A

Acidez titulable:

Uno de los productos de la especie thiobacillus  es el ácido sulfúrico que acidifica el medio (pH 2-4) en el que se encuentran.

H2SO4  +  2  NaOH                                              Na2SO4 + 2 H2O                   titulación.         [pic 3]

pH de vire de fenolftaleína: 8.3 – 10  Inc. a rosa [1]

Determinación de azufre de sulfatos:

El sulfato de bario precipita en medio acido,  genera turbidez en el medio al ser insoluble en el agua, este se cuantifica con una curva tipo turbidimetría de sulfatos (al formar sulfato de bario). [1]

SO4-2   +   HCl +  BaCl2                                                                     BaSO4  ↓ +  H2O  [pic 4]

Medio B

Tiosulfato residual:

El Ion tiosulfato (S2O3-2) es un agente reductor moderadamente fuerte que ha sido ampliamente utilizado para determinar agentes oxidantes por un procedimiento indirecto que incluye al yodo como intermediario. Con el yodo el Ion tiosulfato se  oxida cuantitativamente a Ion tetrationato (S4O6-2) de acuerdo con la semirreación.

   2S2O3-2                                         S4O6-2  +  2 e-[pic 5]

La reacción cuantitativa con yodo es única. Otros oxidantes pueden oxidar el Ion tetrationato a Ion sulfato. [1]

El esquema usado para determinar agentes oxidantes incluye  la adición de un exceso no medido de yoduro de potasio en una solución ligeramente ácida del analito. La reducción del analito produce una cantidad de yodo equivalente estequiometricamente, el yodo liberado se valora entonces con una solución patrón de tiosulfato de sodio. Na2S2O3, uno de los pocos agentes reductores que es estable frente a la oxidación por aire.

La conversión cuantitativa del Ion tiosulfato en Ion tetrationato mostrada:

I2 + S2O3-2                                                  2 I-  +  S4O6-2.  [pic 6]

Las titulaciones que incluyen yodo se llevan a cabo con una suspensión del almidón como indicador. El color azul intenso que aparece en presencia de yodo se supone que surge de la absorción del yodo en la cadena helicoidal  de β-amilosa, componente macromolecular de la mayoría de los almidones. [2]

Medio C

Determinación del Ion ferroso:

Reacción efectuada por la bacteria

[pic 7]

Reacción de cuantificación

[pic 8]

Por medio de una valoración con permanganato en medio acido, se cuantifico la cantidad de fierro presente en el medio con estas reacciones de óxido reducción. [2]

• Análisis de resultados.

Tabla 1. Registro de datos obtenidos del comportamiento de diferentes microorganismos con diferentes fuentes de energía.

En la tabla se muestra la oxidación de azufre elemental y tiosulfato por Thiobacillus thiooxidans, Thiobacillus thioparus y el ión férrico formado por Thiobacillus ferroocidans respectivamente. El matraz con cultivo estacionario será la referencia para realizar comparaciones.

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