Práctica de enzimas, catálisis y cinética

El término de catálisis se atribuye al sueco Berzelius, quién en 1836 escribe: algunos cuerpos tienen la propiedad de ejercer sobre otros una acción, diferente a la causada por la afinidad química, por medio de la cual se produce su descomposición, formando nuevos compuestos, que no entraban en la composición de aquellos. A este poder desconocido, común a la naturaleza orgánica e inorgánica, llamo poder catalítico, siendo catálisis la descomposición de cuerpos por esta fuerza. Sería Ostwald, el que nos legó el concepto de catálisis y catalizador, tal como lo conocemos actualmente. Por ejemplo, la descomposición de peróxido de hidrógeno, con producción de oxígeno:

2H2O2(aq) = 2H2O(l) + O2(g) 

Esta reacción tiene una energía de activación de 75 kJ/mol, por eso es muy lenta para visualizarla en fotografía digital. En esta práctica se estudiará la catálisis de descomposición del peróxido de hidrógeno, tomando el sentido berzeliano del término.

Objetivos de la práctica

Reconocer la catálisis y co-catálisis en la descomposición del agua oxigenada y su relación con los procesos de formación de especies reactivas de oxígeno. Identificar reacciones enzimáticas en la descomposición del almidón.

Esta práctica de laboratorio incluirá la determinación de la co-catálisis y la catálisis del peróxido de hidrógeno, la reacción enzimática de descomposición del almidón por acción de la amilasa y la Influencia de la superficie de la muestra del hígado en su acción enzimática.

Aparatos, equipos e instrumentos
Cronómetro 3

Baño maría 1

Materiales y reactivos
‐ 3 rotuladores
‐ 25 Pipetas pasteur plástico 1 mL
‐ 3 Gradilla plastica
‐ 3 Peras de seguridad de 3 vias
‐ 6 Pinzas tubo de ensayo
‐ 3 Mango de bisturi nº 3
‐ 6 Hojas de bisturí #10
‐ 2 Guantes de manejo L
‐ 2 Guantes de manejo M
‐ 2 Guantes de manejo S
‐ 15 Tubos de ensayo pequeños 10 mL
‐ 9 Vasos de precipitación 50 mL
‐ 3 Varilla de vidrio 20cm
‐ 9 Probetas 10 mL
‐ 9 Pipetas volumétrica 5 mL
‐ 3 Mortero
‐ 9 Cajas tripetri plásticas

Reactivos:

‐ 600 mL. de agua destilada
‐ 30mL Peróxido de Hidrógeno 30%
‐ 30mL Cloruro de cobre dihidratado 5%
‐ 30mL Cloruro de Hierro III 5%
‐ 30mL Reactivo de Benedict
‐ 30mL Almidón Indicador (SOLUCIÓN)
‐ 30mL Almidón Soluble
‐ 30mL Lugol

Descripción del procedimiento

Co-catálisis

‐ Colocar 3 gotas de cloruro cúprico y 3 gotas de peróxido de hidrógeno en una caja Petri, no mezclar.
‐ Colocar 3 gotas de cloruro férrico y 3 gotas de peróxido de hidrógeno en una caja Petri, no mezclar.
‐ Tener a la mano un reloj con cronómetro; mezclar la caja del punto 2 y anotar conforme avanza el tiempo el número de gotas desprendidas aproximado durante 5 min.
‐ Tener a la mano un reloj con cronómetro; mezclar la caja del punto 3 y anotar conforme avanza el tiempo el número de gotas desprendidas aproximado durante 5 min.
‐ Colocar 3 gotas de cloruro férrico, 3 gotas de cloruro cúprico y 3 gotas de peróxido de hidrógeno en una caja Petri, no mezclar.
‐ Tener a la mano un reloj con cronómetro; mezclar la caja del punto 6 y anotar conforme avanza el tiempo el número de gotas desprendidas aproximado durante 5 min.

Influencia de la superficie de la muestra del hígado en su acción enzimática
‐ Porción de hígado 1: Macerar + 3 mL de Peróxido de hidrógeno

 ‐ Porción de hígado 2: Dividir en trozos + 3 mL de Peróxido de hidrógeno

Cortamos el hígado en trozos. OJO, debe de pesar lo mismo que el hígado macerado. Lo importante en los experimentos es eliminar variables, por ese motivo debemos tener todo igual excepto que un hígado esté macerado y el otro en trozos 

‐ Comparar las reacciones de los dos montajes.

¿Cuál de las dos preparaciones de hígado descompondrá el H202 en agua y 02 más rápido? ¿Por qué?

Hidrólisis del almidón

‐ Poner en una gradilla cuatro tubos de ensayo, numerados del 1 al 4.
‐ Añadir en cada tubo 2 mL. de una solución diluida de almidón.
‐ A los tubos 3 y 4 añadir una pequeña cantidad de saliva.
‐ En el tubo 1, realizar la Reacción de Benedict: Añadir 1 mL de reactivo de Benedict y mezclar. Colocar el tubo a baño maría a 70°C, durante 5 minutos y luego dejar enfriar.
‐ En el tubo 2, realizar la Reacción de Lugol.
‐ Poner en el baño María a 37°C, a los tubos 3 y 4 (que contienen el almidón y la saliva), controlando la temperatura debido a que la enzima de la saliva funciona a 37°C. Dejar los tubos en el baño María durante 15 minutos.
‐ A continuación, realizar las siguientes reacciones: en el tubo número 3, realizar la Reacción de Fehling o Benedict. En el tubo número 4, realizar la Prueba del Lugol.

Tubo 1: almidón más tinción de Benedict calentado a 70ºC para acelerar la reacción. Tubo 2: almidón más Lugol a temperatura ambiente. Tubo 3: almidón más saliva a 37ºC más tinción de Benedict. Tubo 4: almidón más saliva a 37ºC más Lugol.