Práctica No.9 Química Experimental Semestre EM2015
Ejecución de una reacción reloj quimio luminiscente
Objetivos
Efectuar una reacción de quimio luminiscencia y utilizarla para ejemplificar el efecto de la temperatura en la velocidad de reacción.
Efectuar una reacción de reloj empleando reactivos quimio luminiscentes.
Visualizar una reacción que se lleva a cabo por efecto de la presencia de especies reactivas de oxígeno.
Introducción.
Una reacción quimio luminiscente involucra generalmente diversas etapas. En la primera se considera que existen reacciones preliminares que producen un intermediario clave. Posteriormente se lleva a cabo una reacción de excitación en la cual la energía química del intermediario es convertida en energía electrónica en una segunda especie química llamada especie sensibilizante (usualmente un tinte como la violantrona, fluoresceína, rubreno, 9,10-difenilantraceno, etc.). Por último se lleva a cabo la reacción de emisión.
Una de las reacciones de éste tipo más conocidas es la que se produce con el luminol, descrita primeramente por el químico alemán H.O. Albretch en 1928. Estas reacciones son de tipo oxido-reducción en las cuales el luminol es oxidado. Esta oxidación puede ser llevada a cabo en presencia de una base. Además, esta reacción se puede llevar a cabo en distintos solventes como etanol, dimetilsulfóxido o dimetilformamida, con la correspondiente variación del mecanismo de acuerdo a la naturaleza del solvente. En medios acuosos la oxidación requiere de la producción de la presencia de radicales superóxido formadas por la descomposición de H2O2. Como cualquier otra reacción química la temperatura puede tener un efecto sobre la velocidad de la reacción
Las reacciones de quimio luminiscencia son útiles en la química forense para detectar la presencia del hierro de la hemoglobina, para determinar pequeñas impurezas en el aire (O3, óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre), biotecnología (reacciones enzimáticas donde el producto es quimio luminiscente, ELISA, Western blot), entre otras.
Materiales y Reactivos
Materiales
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Cantidad
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Reactivos
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Cantidad
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Guantes
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1
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Agua destilada
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Lentes de seguridad
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1
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Hidroxido de sodio
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1.6
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Probeta de 100 mL
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2
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Luminol (3-aminoftalhidrazina)
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0.010 g
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Vaso de precipitados de 250 mL
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2
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Carbonato de potasio
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50.0 g
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Agitador magnético
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1
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Pirogalol (1,2,3-trihidroxibenceno)
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2.0 g
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Plancha de agitación
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1
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Formaldehído al 40%
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20 mL
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Vaso de precipitados de 1 L
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1
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Peróxido de hidrógeno al 30%
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60 mL
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Baño maría
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1
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Agitador de vidrio
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1
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Hielo
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Vidrio de reloj
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1
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Termómetro
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1
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Espátula acanalada
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1
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| Procedimiento experimental Reacción reloj quimioluminiscente.
Utilizando guantes, medir 40 mL de agua destilada en el vaso de 250 mL, añadir 0.8 g de hidróxido de sodio y agitar hasta disolver con la varilla de vidrio. Añadir 0.005 g de luminol, los 25 g de carbonato de potasio y 1 g de pirogalol. Nuevamente agitar hasta disolver. Posteriormente añadir 10 mL de formaldehido al 40%. Colocar dicha solución en el vaso de precipitados de 1 L, no es necesario agitar. Apagar las luces del laboratorio y añadir la mitad del peróxido de hidrógeno. La reacción deberá cambiar a color rojo y posteriormente cambiará color azul. Notar el cambio en la temperatura.
Efecto de baja temperatura en la reacción reloj quimioluminiscente.
Repita la operación anterior pero esta vez llene con hielo el baño maría. Utilizando guantes, medir 40 mL de agua destilada en el vaso de 250 mL, añadir 0.8 g de hidróxido de sodio y agitar hasta disolver con la varilla de vidrio. Espere hasta que la temperatura esté alrededor de 5 °C. Posteriormente y sin sacar del baño maría el vaso de precipitado añadir 0.005 g de luminol, los 25 g de carbonato de potasio y 1 g de pirogalol. Nuevamente agitar hasta disolver. Posteriormente añadir 10 mL de formaldehido al 40%. Colocar dicha solución en el vaso de precipitados de 1 L e inmediatamente sumergirlo en el baño de hielo, no es necesario agitar. La reacción deberá cambiar a color rojo y posteriormente cambiará color azul. Notar el cambio en la temperatura y la intensidad de la reacción de quimioluminiscencia.
Apagar las luces del laboratorio y añadir la mitad del peróxido de hidrógeno
Cuidados especiales: el pirogalol es tóxico y puede ser absorbido por piel así que deberá de manejarse con cuidado y equipo de seguridad. El peróxido de hidrógeno es un agente oxidante fuerte, evite el contacto con la piel y los ojos, manéjese con suma precaución. La toxicidad del luminol es desconocida, por lo anterior deberá de ser tratado como altamente tóxico empleando para su manejo equipo de seguridad.
Resultados y Discusión
Conclusiones
Cuestionario
¿A qué se debe una reacción de quimioluminiscencia y que características deben de tener las especies químicas involucradas?
Indique la formula molecular del luminol y a que se debe que en esta reacción se produce el efecto de quimioluminiscencia.
¿Cómo y por qué se ve afectada la reacción con el descenso de la temperatura?
La reacción de quimioluminiscencia involucra dos etapas de oxidación ocurriendo secuencialmente indique cuáles son sus reacciones químicas.
¿Qué es la espectrofluorimetría y como la relacionaría usted con esta práctica?
Desecho adecuado de reactivos y reflexión ética
Bibliografía |
