Experimento n 1Difusin de molculas en aguaI. IntroduccinNada en este mundo se encuentra absolutamente en reposo. Todo est en movimiento, an cuando este sea muy pequeo. A medida que la temperatura de una solucin aumenta, sus molculas y iones se mueven ms rpido, vibran, rotan y se desplazan rpidamente. Una consecuencia importante de este movimiento al azar es que todos los componentes de la solucin tienden finalmente a adoptar una distribucin uniforme en todo el sistema (estado de equilibrio).

La difusin es el proceso de movimiento al azar hacia el estado de equilibrio. A pesar de que el movimiento de cada partcula es absolutamente aleatorio, en la difusin el movimiento neto de las partculas es direccional hasta que se alcanza el equilibrio. La difusin es entonces el movimiento neto desde regiones de mayor concentracin hacia regiones de menor concentracin, por ejemplo si arrojamos un terrn de azcar en un vaso de precipitado con agua pura, las molculas de azcar comienzan a disolverse y difundirse en el agua, las molculas continan difundindose hasta que finalmente la solucin alcanza el equilibrio.El comportamiento azaroso de una partcula browniana ha dado lugar al desarrollo de todo un sistema de ideas y de un lenguaje que son de gran utilidad en la descripcin de otros sistemas fsicos completamente distintos. As, fenmenos de tipo estocstico, anlogos a los que ocurren en el movimiento browniano, se presentan en el funcionamiento de un lser. Sin lugar a dudas, la comprensin bien definida del comportamiento de un lser es de mucha importancia, tanto conceptual como tecnolgica. Por otro lado, en los ltimos aos se ha desarrollado la teora de los fractales, que tuvo su inspiracin en fenmenos que ocurren en el movimiento browniano. En este campo en expansin, literalmente cada da se encuentra una nueva aplicacin terica o prctica, no slo en las matemticas, la fsica o la qumica, sino tambin en materias tan diversas como la biologa, la economa, la geografa, etctera. Son pocos los temas concretos que, como el movimiento browniano, han alcanzado una influencia tan grande en el desarrollo de las ciencias, y que todava hoy en da continan abriendo a la ciencia nuevos horizontes.

II. MATERIALES: Dos vasos de precipitacin (beakers) de 100ml Agua fra Agua caliente Agua a temperatura ambiente Colorante

III. PROCEDIMIENTO:1. Aade agua a temperatura ambiente a un vaso, aada agua fra al segundo (4C) y al tercero agua caliente (70C)2. Deje los vasos reposar por 10-15minutos para que no haya movimiento del agua.3. Aada cuidadosamente una gota de colorante a cada envase y observe la dispersin de la gota4. Con un cronometro mide los tiempos de difusin y elabore un grfico, discuta sus resultados y elabore sus conclusiones.

IV. RESULTADOS:Luego de dejar reposar los vasos con agua a temperatura ambiente, agua fra (4C) y agua caliente (70C), se procedi a agregar una gota de colorante en cada vaso de precipitacin.Con la ayuda de un cronmetro, obtuvimos los siguientes resultados: El vaso que contena agua caliente (70C); el colorante difundi totalmente en aproximadamente 6 minutos. El vaso que contena agua a temperatura ambiente; el colorante difundi en aproximadamente 50 minutos. El vaso que contena agua fra (4C); el colorante difundi en aproximadamente 2 horas.

Por lo que podemos elaborar el siguiente cuadro: Tiempo en minutos de difusin del colorante

V. Precipitacin con agua caliente (70C)6

V. de precipitacin con agua a temperatura ambiente50

Vaso de precipitacin con agua fria (4C)120

Lo que podemos deducir del grfico es que a mayor temperatura se encuentre el agua, la difusin del colorante es ms rpida.

V. DISCUSINLa primera investigacin acerca de este fenmeno fue realizado en 1828 por el botnico Robert Brown quien haba advertido que los granos de polen suspendidos en agua ejecutaban una peculiar e interesante danza, visible en el microscopio. Brown propuso que estaba observando un proceso naturalmente vivo y mediante un anlisis ms meticuloso descubri que: 1) El movimiento del polen jams cesaba, incluso despus de que los granos hubieran sido mantenidos durante un largo perodo en un contenedor sellado. Si el movimiento fuera un proceso vivo los granos de polen se habran quedado sin comida y habran dejado de moverse. Pero no lo hicieron. 2) Las partculas totalmente carentes de vida presentaban exactamente el mismo comportamiento. Brown lo intento con partculas de holln y otros materiales. Para las partculas de tamao similar en agua a las mismas condiciones (por lo menos a la misma temperatura), el movimiento era siempre el mismo. Esto mismo lo podemos observar en las partculas que flotan en el aire, o si vertemos colorante en un vaso con agua: al cabo de un periodo de tiempo se difundir el colorante con un movimiento completamente irregular y aleatorio, con movimientos hacia abajo, pero tambin hacia arriba.

Trayectoria irregular que sigue una partcula browniana.

En los aos 1860, varias personas haban propuesto que la danza observada por Brown era causada por las continuas colisiones entre granos de polen y molculas de agua agitadas por su movimiento trmico. Adems de esto cientficos confirmaron que este movimiento browniano era ms vigoroso a temperaturas ms elevadas, como era de esperarse de la relacin. Las fuerzas que agitan a las molculas causan la difusin. A escala microscpica, la difusin es una forma de movimiento aleatorio caracterizado por cambios abruptos y frecuentes de direccin. Esta aleatoriedad es el resultado de la colisin con molculas presentes en el entorno, las cuales a su vez tambin se estn moviendo aleatoriamente. Esta forma de movimiento tambin se llama movimiento Browniano. El movimiento browniano es el movimiento aleatorio que se observa en algunas partculas microscpicas que se hallan en un medio fluido (por ejemplo polen en una gota de agua; partculas de carbn en alcohol, etc). El movimiento aleatorio de estas partculas se debe a que su superficie es bombardeada incesantemente por las molculas del fluido sometidas a una agitacin trmica. Este bombardeo a escala atmica no es siempre completamente uniforme y sufre variaciones estadsticas importantes. As la presin ejercida sobre los lados puede variar ligeramente con el tiempo provocando el movimiento observado.Tanto la difusin como la smosis son fenmenos basados en el movimiento browniano.En 1905 entra en escena Albert Einstein, quien se interes tambin en el movimiento aleatorio de las partculas suspendidas en agua, y se pregunt si el movimiento de una partcula lo suficientemente grande para ser observada bajo un microscopio al interactuar con el agua podra ser una prueba de la existencia de los tomos.Einstein relacion conceptos ya existentes y con su genialidad pudo encontrar una forma de demostrar la existencia de los tomos, resulta un tanto complicado detallar todas las caractersticas de su razonamiento, pero podemos resumir las conclusiones de la siguiente manera: El calor o el aumento de la temperatura no es ms que la vibracin de los tomos. A mayor temperatura, mayor movimiento atmico. Los tomos golpean a las partculas por todos lados, y la suma de todas estas fuerzas mueven a las partculas en una direccin o en otra. Tambin dedujo que si mediamos el recorrido promedio de una partcula, en lugar de su recorrido real, podamos obtener el numero de Avogadro (una constante muy utilizada en qumica), para explicarlo de otra manera, no importaba cuantas vueltas diera un coche para llegar a su destino sino la distancia real en lnea recta desde donde parti hasta su destino.Su teora no solo logr explicar el movimiento browniano sino que sus observaciones han sido utilizadas para diferentes ramas de la ciencia, basados en procesos estadsticos.

VI. CONCLUSIONES:Si dejamos caer una gota de colorante en el recipiente con agua fra vemos que el colorante se difunde lentamente. Si a la vez dejamos caer una gota de colorante en el recipiente con agua caliente vemos que el colorante se mezcla con el agua con mayor rapidez.Este fenmeno se debe al movimiento aleatorio de las molculas de agua y se denomina difusin.La teora cintica considera que las molculas de agua poseen un movimiento aleatorio (tambin conocido como movimiento browniano) que aumenta con la temperatura. Por tanto, en el recipiente con agua caliente las molculas de agua se mueven con mayor velocidad que en el recipiente con agua fra. Si las molculas se mueven con mayor velocidad aumentan los choques con las partculas que forman la tinta y se produce la difusin con mayor rapidez.

EXPERIMENTO 2

DIFUSIN A TRAVS DE UNA MEMBRANA SELECTIVAMENTE PERMEABLE (DILISIS)I. INTRODUCCINLa difusin: es un proceso fsico irreversible, en el que partculas materiales se introducen en un medio que inicialmente estaba ausente de ellas aumentando la entropa del sistema conjunto formado por las partculas difundidas o soluto y el medio donde se difunden o disolvente.Normalmente los procesos de difusin estn sujetos a la Ley de Fick. La membrana permeable puede permitir el paso de partculas y disolvente siempre a favor del gradiente de concentracin. La difusin, proceso que no requiere aporte energtico es frecuente como forma de intercambio celular.Una membrana semipermeable permite el paso preferencial de ciertas sustancias presentes en una disolucin frente a otras. Este hecho las hace importantes tanto en sistemas biolgicos vivos como en aplicaciones tecnolgicas.La parte que ha atravesado la membrana se conoce como "permeado" y la que no lo hace es el "rechazo". En consecuencia, se produce una separacin diferencial de unas sustancias frente a otras.Para que el paso de sustancias a travs de la membrana se produzca, es necesario la existencia de una fuerza impulsora entre ambos lados de la membrana, la cual puede ser de diferente naturaleza: diferencia de presin, diferencia de concentracin, potencial elctrico, etc.Una vez establecido el flujo, el diferente grado de paso de unas sustancias respecto de otras se produce por criterios fsicos (tales como el tamao del poro) o qumicos (como la solubilidad y difusin en la membrana, etc.).

II. FUNDAMENTO Y/O FINALIDAD

En el presente experimento del experimento realizado se utilizar el paso de solutos mediante la dilisis. La Dilisis es el mtodo de separacin liquido-liquido, similar a la smosis, porque son dos lquidos de diferente concentracin separados por una membrana semipermeable en el que la solucin ms concentrada atraviesa la membrana para diluirse con la menos concentrada y as estar ambas concentraciones con la misma concentracin.

La dilisis es el proceso de extraccin de los productos de desechos y del exceso de agua en el cuerpo. Hay dos mtodos de dilisis: la hemodilisis y la dilisis peritoneal.

En la hemodilisis se extrae la sangre del cuerpo y se bombea al interior de un aparato que filtra las sustancias toxicas, devolviendo a la persona la sangre purificada. La cantidad de lquidos devueltos se pueden ajustar.

En la dilisis peritoneal se infunde dentro de la cavidad abdominal un lquido que contiene una mezcla especfica de glucosa y sales que arrastran las sustancias toxicas de los tejidos. Luego se extrae el lquido y se desecha.

El experimento ayudara a confirmar esta teora, y ver cul fue el soluto que pas de a travs de la membrana semipermeable.

III. MATERIALESEn este experimento se utiliz lo siguiente: 01 vejiga de cerdo (membrana semipermeable) Un vaso de precipitacin (beaker) de500 ml Rejilla y tubos de ensayo pequeos Mecheros Agarradera de tubo de ensayo Fehling A y B Solucin de yodo 30 ml de Solucin de glucosa 30 % 30 ml de Solucin de almidn 1 % 300 ml de agua IV. PROCEDIMIENTO1. Se utiliz una vejiga de cerdo, la cual previamente se lav y preparo para el experimento.2. Se aadi a la bolsa: 30 ml de la solucin de glucosa y 30ml de la solucin de almidn. 3. Se cerr la bolsa con una banda de goma, de forma que luego se pueda abrirla.4. Se mescl la solucin dentro de la bolsa y enjuag con agua la superficie externa de la bolsa. 5. Se anot el color inicial de la solucin dentro de la bolsa.6. Luego se aadi varias gotas de la solucin de yodo a un vaso (beaker) con 300 ml de agua hasta obtener un color dorado(color te)7. Se coloc la bolsa de dilisis en el vaso con agua preparado previamente, por 30 min (Figura b)8. Se sac la bolsa del agua y se coloc en un vaso (beaker) vaco.

9. Se procedi a colocar en 2 tubos de ensayo, muestras de la solucin de la vejiga (1ml) y otra con la solucin del vaso(1ml).10. En cada tubo de ensayo se aadi 2ml de Fehling A y Fehling B para las dos soluciones contenidas.

11. Llevndolos a fuego.V. RESULTADOSDurante el experimento se obtuvo 2 resultados:1. Durante el tiempo que la membrana semipermeable (vejiga de cerdo) se encontraba sumergido en el vaso de precipitado con solucin de yodo y agua, se observ lo siguiente:Antes de que cumpliera treinta minutos de reposar en la solucin de yodo, se observ un cambio paulatino en la coloracin del vaso, ya que ste fue adquiriendo un color ms cristalino.

2. En ambos tubos de ensayo donde se coloc muestras de ambas soluciones y se aadi los reactivos de fehling A y B a ambas soluciones, encontramos lo siguiente.Tambin ocurri cambio de coloracin al aadir los reactivos. El tubo de ensayo donde se encontraba la muestra de la solucin de la vejiga cambi a una tonalidad ms azulada en comparacin con el tubo de ensayo que tena la muestra de la solucin del vaso de precipitado de menor tonalidad.

Al calentar suavemente la mezcla de sta cambi gradualmente de color; El primero (solucin de la vejiga) adquiri un color amarillento y al finalizar los tres minutos obtuvo una coloracin anaranjado. El segundo (solucin del vaso) tubo present un color menos intenso a comparacin con la primera, pues se tio a un color marrn anaranjado.

VI. DISCUCINEl gradiente de concentracin es una forma de energa, y puede impulsar el movimiento direccional de una sustancia a travs de una membrana.Las membranas semipermeables permiten el paso de molculas en funcin del peso y tamao molecular de stas, e impiden el paso de molculas de gran tamao. Estn dotadas de poros microscpicos, y dependiendo de las dimensiones de los mismos, podrn o no pasar unas determinadas molculas. Cuando dos soluciones de sustancias distintas entran en contacto y no existe alguna membrana que las separe, las molculas de stas se entrelazan por un simple proceso de difusin, que es el movimiento neto de molculas o de iones de una sustancia hacia una regin adyacente donde no estn tan concentrados (Biologa Celular y Molecular de COOPER, ), como sucedi en la primera parte de este experimento. Segn lo mencionado anteriormente, las molculas pequeas se difunden con mayor rapidez y facilidad en el soluto con que estn en contacto, por lo que se puede inferir que sustancias con molculas de tamaos grandes duran ms en difundirse que las de menor tamao. A esto se le aade la concentracin molecular que posea la sustancia, ya que la velocidad de difusin se ve favorecida en sustancias con altas concentraciones, por lo tanto se puede decir que la difusin es ms rpida cuando los gradientes son ms marcados, debido a que un mayor nmero de molculas se desplaza de una regin con mayor concentracin en comparacin con el nmero que entra a dicha regin (biologa celular y molecular) (Biologa Celular y Molecular de De Robertis).

VII. CONCLUSION En la prctica se logr observar el proceso de dilisis en el cual se determin que la dilisis es el proceso de separar las molculas en una solucin por la diferencia en sus ndices de difusin a travs de una membrana semipermeable. Se estableci durante la prctica como acta una membrana semipermeable donde la solucin ms concentrada atraviesa la membrana para diluirse con la menos concentrada y as estar ambas concentraciones con la misma concentracin.

VIII. RESOLUCION DEL CUESTIONARIOa) Cules son los resultados de este experimento para las pruebas de yodo y de Benedict?Explique. El cambio de coloracin en el contenido de la membrana semipermeable y del vaso, se debi a que molculas de yodo, traspasaron la membrana semipermeable y se intercalaron con las molculas de amilosa, tindolas; stas junto a las molculas de amilopectina constituyen el almidn. La forma de probar la presencia de glucosa en la muestra fue realizando la reaccin de Benedict, ya que cuando se agrega a la glucosa y se calienta, se vuelve marrn anaranjado.La solucin de Benedict tambin se puede detectar la presencia de otros azucares de estructura similar.La glucosa es un carbohidrato simple y es la unidad de energa ms bsica para las plantas y los animales.Estructuralmente la glucosa es un azcar de 6 carbonos que tiene un aldehdo en un extremo de su forma lineal no cclica. Todos los alimentos que comemos eventualmente se convierten, o son sintetizados, a travs de una serie de reacciones metablicas.La solucin de Benedict, es de azul claro porque contiene sulfato de cobre. Cuando se mescla y se calienta con un azcar como la glucosa, la cual contiene electrones disponibles para donar el cobre capta estos electrones y se reduce, con lo cual se vuelve marrn anaranjado.Durante este proceso el ion cobre azul (II) se reduce a ion cobre rojo (I). Mientras que el cobre se reduce, la glucosa dona un electrn y se oxida. b) Qu indican estos resultados?La membrana semipermeable, por su caracterstica de semipermeabilidad, no permiti la salida de molculas de almidn pero si las molculas de glucosa, ya que son molculas ms pequeas. Al tomar en cuenta los factores que influyen sobre la tasa de difusin y los resultados que arroj el ltimo experimento, se puede afirmar que entre mayor sea la concentracin molecular de una sustancia con respecto a otra, se difundira rpidamente en sta, y tambin se confirma que si las molculas conformantes de una sustancia son pequeas, se difundiran ms rpidamente que las de una sustancia cuyas molculas fuesen de mayor tamao, pues las primeras llenaran fcilmente el espacio disponible en la sustancia con la que estn en contacto.

c) Qu caracterstica tiene la membrana de dilisis que afecta los resultados?Una membrana semipermeable permite el paso preferencial de ciertas sustancias presentes en una disolucin frente a otras. Este hecho las hace importantes tanto en sistemas biolgicos vivos como en aplicaciones tecnolgicas.Se entiende como dilisis, a la difusin de solutos a travs de una membrana semipermeable, desde un rea de alta concentracin hasta un rea de baja concentracin. La dilisis se basa en tres principios: transferencia por conduccin, smosis y ultrafiltracin. De acuerdo con el primer experimento expuesto en este informe, el tipo de dilisis que se observ es la originada mediante la transferencia por conduccin, sta consiste en un proceso pasivo por el cual dos soluciones de distinta concentracin llegan a formar una mezcla uniforme, debido a la tendencia de las partculas de desplazarse por el solvente. La velocidad del movimiento de las partculas depende del gradiente de concentracin, de la superficie de la membrana y del tamao de las molculas

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