Guía laboratorio termodinámica, Notas de aula de Termodinâmica Aplicada

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Fundamentos en Bioquímica

GUÍA DE LABORATORIO

FUNDAMENTOS EN BIOQUÍMICA

QCA 000 87

TECNOLOGÍA MÉDICA

Fundamentos en Bioquímica

Fundamentos en Bioquímica

Pauta de informe de Laboratorio Fundamentos en Bioquímica La evaluación del laboratorio corresponde al desarrollo de informes de laboratorio, los cuales debe desarrollar en formato póster de acuerdo con las indicaciones del docente incluyendo los elementos mencionados más abajo. Elementos requeridos en el informe/póster:

• Formato y ortografía: se debe elaborar un informe estilo póster. Se sugiere en PowerPoint, donde se incluyan todos los elementos detallados a continuación. Adicionalmente, se requieren elementos mínimos tal como el título del trabajo, nombre de los integrantes, fecha de realización de la actividad práctica y el logo de la universidad. Debe considerar la disposición de la información en el informe, de tal manera que se presente visualmente organizada, fácil de seguir y que no existan confusiones. Por último, debe prestar atención a la ortografía y el uso de puntuación en su escrito, NO CONFÍE ESTA RESPONSABILIDAD A SOFTWARE O TERCEROS.
• Introducción: se entregan los conceptos claves a tratar posteriormente en discusión. Corresponde a pequeños textos con la información necesaria para que la actividad se comprenda. Debe citar la fuente bibliográfica que se utiliza.
• Objetivos: se mencionan los objetivos a desarrollar en la actividad práctica; oraciones que comienzan con un verbo en infinitivo (determinar, analizar, interpretar…) que abarcan todo lo desarrollado en el laboratorio. Evite copiar los objetivos planteados en la guía de laboratorio.
• Metodología: se debe confeccionar un esquema con la metodología utilizada. Evite realizar un procedimiento demasiado detallado, sólo coloque los puntos importantes. No incluya definiciones de la metodología (esto debería incluir en introducción) ni mucho menos resultados de lo realizado.
• Resultados: se incluyen gráficos, tablas, figuras y cálculos de lo realizado y que posteriormente se van a analizar. Recuerde que las tablas llevan una breve descripción en la parte superior, mientras que las figuras, gráficos y cálculos llevan su descripción en la parte inferior. Además, debe escribir un pequeño texto donde se mencionan los principales resultados obtenidos, con sus respectivas unidades. No analice los resultados.
• Discusión: se realiza un análisis de lo obtenido, comparándolo con la literatura pertinente. Sea breve y discuta sólo los aspectos importantes. Es ideal incorporar análisis de las posibles fuentes de error y el cumplimiento de los objetivos planteados. Incluya las referencias bibliográficas más importantes para confeccionar el informe en esta sección.
• Referencias: se debe citar y mencionar todas las fuentes bibliográficas utilizadas en la confección del informe. Utilice literatura actualizada y confiable, evite el uso excesivo de páginas web, así como también el uso de citas textuales; debe tomar las ideas planteadas en literatura y escribir con sus propias palabras en el informe.

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Rúbrica Corrección Informe Laboratorio

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Reconocimiento del material de laboratorio Equipos de laboratorio Balanza granataria Es un instrumento de laboratorio que se utiliza para pesar mayor cantidad de soluto. La precisión de las balanzas es de 10 mg para pesos de hasta 1 Kg. Siempre se debe considerar el peso máximo de la balanza y su desviación estándar. Balanza analítica A diferencias de la balanza granatoria, la balanza analítica tiene mayor precisión (± 0,1 mg para pesos de hasta 250 g), por lo que se utiliza para pesar pequeñas cantidades de soluto. Actualmente son electrónicas y es importante considerar que, al momento de pesar, las puertas del compartimento del platillo deben estar cerradas para evitar la fluctuación del peso por corrientes de aire. Agitador magnético Es un dispositivo electrónico que utiliza un campo magnético para mezclar de manera automatizada un solvente y uno o más solutos. Es necesario utilizar una barra magnética dentro del contenedor que contiene la mezcla a revolver.

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Vórtex Es un dispositivo electrónico utilizado para agitar pequeños tubos o frascos con líquido. A medida que el motor gira el soporte de goma oscila rápidamente en un movimiento circular el cual se transmite al líquido en su interior y se crea un vórtice. pHmetro Instrumento utilizado para registrar el pH de una solución a través de la diferencia de potencial existente entre dos electrodos, uno de ellos de referencia. Centrífuga Es un equipo de laboratorio que genera movimientos de rotación, tiene el objetivo de separar los componentes que constituyen una sustancia. Existen diferentes tipos de centrífuga y dependiendo del tipo de centrifuga cada una tendrá diferente funcionamiento y características. Baño termorregulador Es un equipo que permite realizar incubación en baño maría controlando la temperatura. Existen algunas versiones que incluyen agitación en el proceso de incubación. Espectrofotómetro Instrumento usado en el análisis químico que tiene la capacidad de proyectar un haz de luz monocromática a través de una muestra y medir la cantidad de luz que es absorbida/transmitida por

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Espátula Corresponde a una lámina plana de metal con agarradera o mango similar a un cuchillo con punta redondeada que se utiliza para tomar reactivos desde su contenedor Propipeta Utensilio de goma, utilizada junto con la pipeta para traspasar líquidos de un recipiente a otro de manera segura. Matraz Kitazato Material de vidrio que se utiliza para la separación de compuestos que tienen sustancias sólidas y/o líquidas. El tubo lateral del kitasato se adapta a una bomba de vacío para acelerar el proceso de filtración. Mechero bunsen Es un instrumento utilizado en los laboratorios para calentar, esterilizar o proceder a la combustión de muestras o reactivos químicos. Mortero de porcelana con pistilo o mano Utensilio de porcelana ideal para moler o triturar sustancias sólidas con ayuda de un pistilo Vasos de precipitados Son recipientes no calibrados que se utilizan para contener soluciones y reactivos. El volumen de los más usados en el laboratorio clínico oscila entre 25 a 1000 ml, aunque los hay hasta de 5000 ml. Soportan altas temperaturas.

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Vidrio de reloj El vidrio de reloj o cristal de reloj es una lámina de vidrio resistente de forma circular cóncava-convexa, la cual que permite contener las sustancias para luego masarlas o pesarlas en la balanza. Placa petri Son recipientes que se usan para el cultivo de microorganismos. En el mercado existen ya preparadas con el medio de cultivo adecuado a cada caso. Son de plástico y desechables. Utensilios volumétricos Bureta Semejante a las pipetas. Más anchas y con llave de cierre en el extremo inferior. Matraz volumétrico o aforado Son recipientes de cuerpo redondeado o cónico con cuello largo y estrecho. Los llamados aforados están calibrados y contienen, a la temperatura indicada, el volumen señalado. Se utilizan para preparar volúmenes de soluciones con concentración conocida. Los volúmenes más frecuentes son: 5, 10, 25, 50, 100, 250, 500, 1000, y 2000 ml. Deben llenarse hasta la señal, quedando el menisco que produce el líquido tangente en la parte superior.

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Frascos reactivos Recipiente de vidrio o plástico. Generalmente su forma es cilíndrica y tienen tapa rosca. Han sido diseñados para poseer una alta resistencia a productos químicos. Piseta Contenedor cilíndrico de plástico con una bombilla dispensadora, que se utiliza en el laboratorio como contenedor de solventes, por lo general, agua destilada o solventes orgánicos Tubos de ensayo Material de vidrio que se utiliza como contenedor de pequeños volúmenes (líquidos o sólidos). Existen en diferentes tamaños y formas.

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Preparación de soluciones Las soluciones se definen como una mezcla homogénea de dos o más componentes, donde el componente que está en mayor proporción se denomina solvente , y los otros componentes en menor proporción se llaman solutos. Las soluciones pueden ser gaseosas o líquidas, dependiendo del estado en que este el solvente. En las soluciones líquidas, el solvente es principalmente líquido, mientras que los solutos pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos. Por ejemplo, si disolvemos una cucharada de azúcar en un vaso de agua, el agua es el solvente mientras que el azúcar es el soluto. Lo mismo ocurre si disolvemos una cucharada de sal en agua. En general, los organismos vivos están compuestos principalmente por agua, es por esto, que la mayoría de las soluciones usadas en bioquímica son soluciones acuosas, donde el solvente es agua. Cuando se prepara una solución, es necesario indicar sus componentes y en qué proporción se encuentran en ella. Por lo tanto, debemos determinar la concentración de la solución que se puede expresar como: Concentración de solución = Cantidad de soluto Cantidad de solución Un ejemplo es, si tenemos 10 gramos de sacarosa en 2 litros de solución, y calculamos la concentración en función de 1l. de solución, nos queda que esta tiene una concentración de 5 gramos por litro (5 g/l). Otras unidades en que se indica la concentración de una solución son: UNIDADES DE CONCENTRACIÓN FÍSICAS: cantidad de soluto en MASA disuelto por unidad de SOLUCIÓN QUÍMICAS: cantidad de soluto en MOLES disuelto por unidad de SOLUCIÓN o SOLVENTE % m/m = _ masa (g) soluto__ 100 g de solución % m/v = masa (g) soluto_ 100 ml de solución % v/v = volumen (ml) soluto 100 ml de solución Molaridad (M) = moles de soluto (n)_ 1L de solución Normalidad (N) = n° equivalentes de soluto (Eq) 1L de solución Molalidad (m) = moles de soluto (n)_ 1 Kg de solvente

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x ml → 100 ml

4. Otras unidades físicas: En este tipo de concentraciones también se pueden usar unidades como g/l, g/ml, mg/l, mg/ml, etc. Ejemplo: Prepare 50 ml de una solución de Cloruro de Sodio 10 g/l. Si 10 g de NaCl → 1000 ml = 0,5 g de NaCl X g → 50 ml Entonces, para preparar la solución se deben pesar 0,5 g de NaCl, y disolverlos en agua, aforando a 50 ml en un matraz de aforo, para obtener la solución requerida. SOLUCIONES EN UNIDADES QUÍMICAS 1.Molaridad (M) La moralidad de una solución se define como el número de moles de soluto por litro de solución y se designa con la letra M mayúscula. El número de moles de soluto se obtiene a partir de los gramos de soluto en la solución divididos por el peso molecular del compuesto. Una vez que calculamos los moles del soluto, podemos determinar la cantidad de moles presentes en 1l de solución. Por ejemplo, el peso molecular del cloruro de sodio o sal común (NaCl) es 58,54 g/mol. Si tenemos una solución que contiene 58,5 g/l, es lo mismo que decir que la solución tiene 1 mol/l, o que su concentración es 1M. Ejemplo: ¿Cuántos gramos de Cloruro de Sodio (NaCl) se requieren para preparar 1 litro de una solución 0,5 M? El peso molecular del NaCl es 58,5 g/mol. Si 1 mol de NaCl pesa 58,5 g, ¿Cuánto pesan 0,5 moles? 1 mol NaCl → 58,5 g = 29,25 g NaCl 0,5 moles NaCl → X g Entonces para preparar la solución 0,5 M de cloruro de sodio necesito pesar 29,25g de NaCl y disolverlos en agua. Luego aforar en matraz de aforo hasta 1l.

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LA CONCENTRACIÓN MOLAR DE UNA SOLUCIÓN, TAMBIÉN PUEDE EXPRESARSE EN

SUBMÚLTIPLOS DE M:

• 1 Milimolar (mM): 1 mmol de soluto en 1 litro de solución (1 mmol = 10-^3 moles)
• 1 Micromolar (μM): 1 μmol de soluto en 1 litro de solución (1 μmol = 10-^6 moles)
• 1 Nanomolar (nM): 1 nmol de soluto en 1 litro de solución (1 nmol = 10-^9 moles)
• 1 Picomolar (pM): 1 pmol de soluto en 1 litro de solución (1 pmol = 10-^12 moles) 2. Normalidad (N) La normalidad es otra forma de expresar concentración y consiste en determinar el número de equivalentes (Eq) de soluto en un litro de solución. Se designa con la letra N mayúscula y es especialmente útil en titulaciones acido-base y redox. Para entender el concepto de normalidad es necesario conocer el término peso equivalente o equivalente gramo, el cual tiene unidades de masa y se calcula a partir de las masas molares. Este término se refiere a la masa de una sustancia que:
• Sustituye o reacciona con un mol de iones hidrógeno (H+) en una reacción ácido-base; o
• Sustituye o reacciona con un mol de electrones en una reacción redox. En este curso utilizaremos la segunda relación asociada a las reacciones Ácido-Base. Para las reacciones Ácido-Base, el número de equivalentes (n) se determina de la siguiente forma: Ácido : n = moles x H+^ (protones) Base : n = moles x OH-^ (hidroxilos) Por lo tanto, si tenemos un ácido o una base que tenga más de un protón o un grupo hidroxilo, su número de equivalentes o n, será proporcional a ellos. Para los siguientes ejemplos, el número de equivalentes sería: HCl → n=1 NaOH → n= Ácidos H 2 SO 4 → n=2 Bases Ba(OH) 2 → n= H 3 PO 4 → n=3 Al (OH) 3 → n= Una vez que conocemos el valor de n, podemos determinar el peso del equivalente (PEq o Eq-g) de los solutos, utilizando la siguiente formula:

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0,59 equivalentes → 0,5 l X Equivalentes → 1 l

2. Calcular la normalidad de una solución 0,75M de H 2 SO 4 Para este caso podemos utilizar la relación entre la Molaridad y la Normalidad → N = n * M 1 mol de H 2 S tiene 2 Eq, por lo tanto, n=2, si la usamos en la ecuación anterior, N = 2 x 0,75M = 1,5N. Entonces, podemos decir que la normalidad de H 2 SO 4 es 1,5N 3. Molalidad (m): La molalidad se define como los moles de soluto en un kilogramo de solvente (no de solución) y se designa con la letra m. Para determinar los valores de molalidad de las soluciones es necesario conocer la densidad. Ejemplo: Cuál es la molalidad de una solución que se preparó agregando 12,5g de NaCl a 1 litro de agua. (densidad del agua = 1 g/ml). PM NaCl = 58,4 g/mol 58 g de NaCl → 1 mol = 0,22 mol de NaCl 2,5 g de NaCl → X mol Como la densidad del agua = 1g/ml, si tenemos 1 litro de agua, es lo mismo que decir que tenemos 1 kilo de agua. Entonces, m= moles soluto / Kg de solvente 0,22 mol de NaCl → 1 Kg de agua = 0,22 m de NaCl

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Diluciones Las diluciones permiten disminuir la concentración inicial de una solución concentrada. Esto se logra agregando mayor cantidad de solvente a la solución. Una dilución también se puede hacer tomando una alícuota de la solución inicial, la cual se traspasa a otro recipiente, donde se le agrega un volumen determinado de solvente, disminuyendo la concentración inicial de la solución. En este caso, es importante recordar que la cantidad de soluto en la solución no cambia, aunque agreguemos mayor cantidad de solvente a la solución. Para determinar la concentración de la nueva solución o el volumen que debo tomar de la solución inicial para preparar otra, se utiliza la siguiente relación: Cuando usamos esta fórmula debemos recordar que tanto las unidades de concentración como las de volumen deben ser las mismas, para concentración pueden ser M, g/L o %m/v, mientras que para volumen podemos usar ml, μl o l. C1 x V1 = C2 x V Donde: C1 = concentración de la solución concentrada (Concentración inicial) V1 = volumen de la solución concentrada C2 = concentración de la solución diluida (Concentración final) V2 = volumen de la solución diluida