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¿Es posible medir con precisión los niveles de micronutrientes con el volumen de sangre de una punción dérmica / capilar?

¿Es posible medir con precisión los niveles de micronutrientes con el volumen de sangre de una punción dérmica / capilar?


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No he podido encontrar mucha información más allá de las pruebas que se realizan normalmente con el muestreo por punción capilar, a diferencia de las pruebas que son posibles.

¿Podríamos analizar un solo micronutriente, o tal vez algún subconjunto de nutrientes con la sangre extraída de esta manera? ¿El problema es puramente de volumen o hay otros factores?

¡Gracias!


Los métodos de detección mejoran constantemente y requieren menores cantidades de sangre para tomar una determinación. En los recién nacidos, se usa una muestra de sangre del talón (de sangre capilar) para detectar hasta 40 (a veces más) trastornos que van desde enfermedad de la orina con azúcar de arce e hipotiroidismo hasta hemoglobinopatías y afecciones de ácidos orgánicos. Si se pueden detectar moléculas tan grandes en la sangre capilar, también deberían detectarse moléculas más pequeñas.

Existen diferencias en el muestreo venoso central y el muestreo de sangre capilar, pero se podría argumentar que, dado que los capilares son el sitio de intercambio de nutrientes, este es el sitio más preciso para determinar la disponibilidad de micronutrientes en la sangre.

Una de las razones por las que los laboratorios extraen más sangre de la necesaria para la prueba es realizar un segundo análisis si el primero es anormal. Aunque no se realiza para todas las anomalías, los médicos a menudo quieren confirmar anomalías significativas antes de tratar un posible error de laboratorio.

Pruebas de detección para recién nacidos
Detección de recién nacidos
Condiciones examinadas por estado
Una guía para profanos sobre espectrometría de masas en tándem


2da edición Introducción a la biología, versión 3

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Derechos de autor
Manual de introducción al laboratorio de biología
© 2013 eScience Labs, LLC. Reservados todos los derechos. Este material no puede ser reproducido, exhibido, modificado o distribuido, total o parcialmente, sin el permiso previo expreso por escrito de eScience Labs. Las citas apropiadas deben acompañar a todos los extractos y / o citas.

Para obtener permisos por escrito, comuníquese con [email protected]

Tenga en cuenta que las instituciones educativas y los clientes que hayan comprado un kit de laboratorio completo pueden reproducir el manual como una copia impresa para uso académico siempre que todas las copias incluyan la siguiente declaración: “© 2013 eScience Labs, LLC. Reservados todos los derechos.".

Este manual se compuso en 11 Arial y 12 Chalet-London 1960. Fuente Arial proporcionada por Microsoft Office Suite, 2010. Fuente Chalet-London 1960 con licencia de House Industries, 2011.

Los experimentos incluidos en este manual de laboratorio son adecuados para entornos de aprendizaje supervisados ​​o no supervisados. eScience Labs asume toda la responsabilidad por la seguridad y las técnicas empleadas en este manual siempre que todos los usuarios se adhieran a las pautas de seguridad descritas en el video obligatorio, el prefacio y el apéndice de seguridad de eScience Labs. Todos los usuarios deben comprender y aceptar las pautas de seguridad de eScience Labs antes de comenzar sus experimentos de laboratorio. eScience Labs no aprueba el uso de los materiales de laboratorio proporcionados en sus kits de laboratorio para ningún uso fuera del plan de estudios expresamente descrito en el manual de laboratorio.

Tabla de contenido
Introducción
Laboratorio 1

Fundamentos de los enlaces químicos

Introducción al microscopio

Procesos biológicos
Laboratorio 5

Fundamentos celulares
Laboratorio 10 Estructura y función celular
Laboratorio 11 Mitosis
Laboratorio 12 Meiosis
Laboratorio 13 ADN y ARN
Laboratorio 14 Genética mendeliana
Laboratorio 15 Genética de poblaciones
Reinos de la vida
Laboratorio 16 Taxonomía
Laboratorio 17 Bacterias y arqueas
Laboratorio 18 Protista
Laboratorio 19 Hongos
5

Tabla de contenido
Reino vegetal
Laboratorio 20 Energía y fotosíntesis
Laboratorio 21 Circulación de plantas
Laboratorio 22 Reproducción de plantas
Reino animal
Laboratorio 23 Invertebrados y vertebrados
Laboratorio 24 Estructura animal
Laboratorio 25 Los sistemas circulatorio y respiratorio
Laboratorio 26 Los sistemas nervioso y sensorial
Biología ambiental
Laboratorio 27 Ecología de organismos
Laboratorio 28 Interacciones ecológicas
Apéndice: Buenas técnicas de laboratorio

Tiempo y materiales
Si es alérgico al nitrilo, comuníquese con eScience Labs en [email protected] y le enviaremos un tipo alternativo de guantes de seguridad. Los gorros de natación y las gomas elásticas incluyen látex. ¡Siempre use sus guantes de seguridad de nitrilo cuando trabaje con estos artículos!

Tenga en cuenta que los tiempos indicados son aproximados y pueden diferir. Lea el procedimiento y planifique en consecuencia.
Laboratorio 1 Introducción a la ciencia
Tiempo requerido: 1 hora
Materiales adicionales: Ninguno
Laboratorio 2 Seguridad general en el laboratorio
Tiempo requerido: 1 hora
Materiales adicionales: agua
Laboratorio 3: Fundamentos de los enlaces químicos
Tiempo requerido: 1 hora
Materiales adicionales: Agua, Periódico, Papel de cuaderno, Tijeras Laboratorio 4 Introducción al microscopio
Tiempo requerido: 1 hora
Materiales adicionales: computadora, acceso a Internet
Laboratorio 5 La química de la vida
Tiempo requerido: 2 horas
Materiales adicionales: clara de huevo, almohadilla caliente, cuchillo de cocina, microondas, toallas de papel, olla (pequeña), tijeras, estufa, agua (caliente y del grifo), 7

Tiempo y materiales
Lab 6 Difusión
Tiempo requerido: 2 horas
Materiales adicionales: tijeras, cronómetro, cinta, agua
Laboratorio 7 Ósmosis
Tiempo requerido: 2 1/2 horas (más 48 horas para preparación y observación) Materiales adicionales: tabla de cortar, 4 huevos, cuchillo de cocina, 2 papas, cronómetro, agua
Laboratorio 8 Enzimas
Tiempo requerido: 1 hora (más 1 hora para la preparación)
Materiales adicionales: tabla de cortar, 2 productos alimenticios, baño de agua caliente, cuchillo de cocina, toalla de papel, muestra de saliva, cronómetro, agua
Laboratorio 9 Respiración celular
Tiempo requerido: 1 hora (más 24 horas para la preparación y tiempo para las observaciones durante la noche) Materiales adicionales: agua caliente, toallas de papel, cronómetro

Laboratorio 10 Estructura y función celular
Tiempo requerido: 1 1/2 horas (más 24 horas de observación)
Materiales adicionales: cuenco, 2 artículos para el hogar, agua caliente, computadora, acceso a Internet

Laboratorio 11 Mitosis
Tiempo requerido: 3 horas
Materiales adicionales: Ninguno
8

Tiempo y materiales
Laboratorio 12 Meiosis
Tiempo requerido: 1 1/2 horas
Materiales adicionales: computadora, acceso a Internet

Laboratorio 13 ADN y ARN
Tiempo requerido: 2 horas
Materiales adicionales: fruta, tijeras, bolígrafo / lápiz

Laboratorio 14 Genética mendeliana
Tiempo requerido: 1 1/2 horas
Materiales adicionales: Ninguno

Laboratorio 15 Genética de poblaciones
Tiempo requerido: 1 1/2 horas
Materiales adicionales: acceso a una impresora

Laboratorio 16 Taxonomía
Tiempo requerido: 1 hora
Materiales adicionales: Ninguno

Laboratorio 17 Bacterias y arqueas
Tiempo requerido: 1 hora (más 24 horas de preparación y 7 días de observación) Materiales adicionales: microondas o baño de agua caliente, almohadilla caliente, refrigerador

Tiempo y materiales
Laboratorio 18 Protista
Tiempo requerido: 2 horas
Materiales adicionales: cuenta del portal de estudiantes de eScience Lab, acceso a Internet

Laboratorio 19 Hongos
Tiempo requerido: 1 hora (más 3 a 7 días para la observación)
Materiales adicionales: pan blanco, agua

Laboratorio 20 Energía y fotosíntesis
Tiempo requerido: 1 hora (más 3 horas de observación)
Materiales adicionales: tabla de cortar, cuchillo de cocina, fuente de luz, lápiz, cuarto, tijeras, hojas de espinaca (frescas), cinta adhesiva, agua

Laboratorio 21 Circulación de plantas
Tiempo requerido: 1 1/2 horas (más 24 horas de observación)
Materiales adicionales: 2 tallos de apio, tabla de cortar, cuchillo de cocina, agua, tijeras, 3 ambientes adicionales
Laboratorio 22 Reproducción de plantas
Tiempo requerido: 2 horas
Materiales adicionales: Flor fresca (se recomienda Lily)

Laboratorio 23 Invertebrados y vertebrados
Tiempo requerido: 3 horas
Materiales adicionales: toalla de papel, agua
10

Laboratorio 24 Estructura animal
Tiempo requerido: 1 hora (más 7 días adicionales de observación) Materiales adicionales: 1 huevo, agua
Laboratorio 25 Los sistemas circulatorio y respiratorio
Tiempo requerido: 2 horas
Materiales adicionales: agua, tijeras
Laboratorio 26 Los sistemas sensorial y nervioso
Tiempo requerido: 2 1/2 horas
Materiales adicionales: bolígrafo / lápiz, cinta adhesiva, construcción blanca o papel de impresora, agua, participante dispuesto
Laboratorio 27 Ecología de organismos
Tiempo requerido: 30 minutos (más 7 días de observación)
Materiales adicionales: toalla de papel, tijeras, lugar soleado, laboratorio de agua 28 interacciones ecológicas
Tiempo requerido: 30 minutos
Materiales adicionales: cuenco grande, toalla de papel, jarra grande, agua

Información de seguridad
Seguridad en el laboratorio
eScience Labs, LLC diseña cada kit con la seguridad como nuestra principal prioridad. No obstante, se trata de kits científicos y contienen elementos que deben manipularse con cuidado. ¡La seguridad en el laboratorio siempre es lo primero!

Siga siempre las instrucciones del manual de su laboratorio y estas reglas generales: Preparación del laboratorio

¡Lea detenidamente el ejercicio de laboratorio antes de comenzar!

Si tiene alguna duda sobre lo que se supone que debe hacer y cómo hacerlo de manera segura, DETÉNGASE y luego: Revise las instrucciones del manual.
Visite www.esciencelabs.com para obtener actualizaciones y sugerencias.
Contáctenos para soporte técnico por teléfono al 1-888-ESL-Kits (1-888-375-5487) o por correo electrónico a [email protected]

Lea y comprenda todas las etiquetas de los productos químicos.
Si tiene alguna pregunta o inquietud, consulte las Hojas de datos de materiales con seguridad (MSDS) disponibles en www.esciencelabs.com. La MSDS enumera los peligros, los requisitos de almacenamiento, el tratamiento de exposición y las instrucciones de eliminación de cada sustancia química.

Consulte a su médico si está embarazada, es alérgico a productos químicos o tiene otras afecciones médicas que pueden requerir medidas de protección adicionales.

Quítese toda la ropa holgada (chaquetas, sudaderas, etc.) y use siempre zapatos cerrados.

El cabello largo se debe tirar hacia atrás y asegurar y se deben quitar todas las joyas (anillos, relojes, collares, aretes, pulseras, etc.).

Se deben usar anteojos de seguridad o antiparras en todo momento. Además, se desaconseja el uso de lentes de contacto blandos mientras se realizan experimentos, ya que pueden absorber sustancias químicas potencialmente dañinas.

Cuando manipule productos químicos, utilice siempre las gafas protectoras, los guantes y el delantal proporcionados.
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Información de seguridad
Realización del experimento

No coma, beba, mastique chicle, aplique cosméticos ni fume mientras realiza un experimento.

Trabaje en un área bien ventilada y controle los experimentos en todo momento, a menos que se le indique lo contrario.

Al trabajar con productos químicos:
Nunca devuelva los productos químicos no utilizados a su recipiente original para evitar la contaminación. Nunca coloque productos químicos en un recipiente sin marcar para evitar problemas de identificación o eliminación adecuada.
Siempre vuelva a colocar las tapas sobre los productos químicos inmediatamente después de su uso para evitar la contaminación o posibles problemas de hidratación.
Nunca ingiera productos químicos. Si esto ocurre, busque ayuda inmediata. Llame al 911 o al "Control de intoxicaciones" 1-800-222-1222

Nunca pipetee nada con la boca.

Nunca deje una fuente de calor desatendida.
Si hay un incendio, evacue la habitación inmediatamente y marque el 911.

Si ocurre un derrame, consulte la HDSM para determinar cómo limpiarlo.

Nunca levante cristalería rota con las manos. Use una escoba y un recogedor y deséchelos en un área segura.

No utilice ninguna parte del kit de laboratorio como recipiente para alimentos.

Deseche los productos químicos de forma segura. Si hay algún requisito especial para la eliminación, se indicará en el manual de laboratorio.

Cuando termine, lávese bien las manos y el equipo de laboratorio con agua y jabón.

¡Sobre todo, use el sentido común! Lea el manual con atención. Preste mucha atención a las preocupaciones de seguridad antes de comenzar un experimento.
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Portal estudiantil
Introducción:


Animación conceptual
Video de seguridad de ESL
Video de procesos científicos de ESL
¿Como es de grande?
Introducción al microscopio
Medir el volumen con un
Cilindro graduado
Conversiones de unidades
Taladro de laboratorio

Video de procesos biológicos de ESL
La estructura de un átomo
Reacciones ácido / base
Tutorial de difusión y ósmosis
Tutorial de acoplamiento
Taladro de laboratorio


La célula:
Animación conceptual

Inicie sesión en el portal del estudiante
siguiendo estos sencillos pasos:
Visite nuestro sitio web,
www.eScienceLabs.com y
haga clic en el botón que dice
"Registrarse o iniciar sesión" en la parte superior
lado derecho de la página de inicio. De
aquí, se le llevará a un inicio de sesión
página. Si está registrando su
código del kit por primera vez, haga clic en
el hipervínculo "Crear una cuenta". Localice el código del kit, que se encuentra en una etiqueta en el interior del kit.
tapa de la caja. Ingrese esto, junto con otra información solicitada en el formulario en línea para crear su usuario
cuenta. Asegúrese de realizar un seguimiento de
su nombre de usuario y contraseña como
así es como ingresarás al Portal del Estudiante para futuras visitas. Esto establece su cuenta con el
Portal de estudiantes de eScience Labs.
¡Divertirse!

Video de la celda de ESL
Crucigrama de estructura celular
Vídeos interactivos de meiosis
Vídeos interactivos de mitosis
Nature's Review del ARN
Transcripción y traducción de ADN
Cómo funcionan las mutaciones
Videos de células madre de biología del desarrollo del Centro Riken
Una célula animal típica

Portal estudiantil
Construcción de la membrana celular
El ciclo celular
División celular
Laboratorio virtual de extracción de ADN
Taladro de laboratorio


Reinos de la vida:
Animación conceptual


Video de ESL Kingdoms
Biología de las bacterias
Biología de los flagelados
Biología de las algas
Protistas en condiciones normales
Protistas con agente retardador
Proyecto web Árbol de la vida
Inmersión de estanque virtual
Taladro de laboratorio

Video de ESL Plant Kingdom
Biología de las plantas
Taladro de laboratorio


Reino animal:
Animación conceptual

Video de ESL Animal Kingdom
Crucigrama de Biología
Biología de los equinodermos
Biología de los cnidarios
Biología de los cordados
Biología de los anélidos
Terminología anatómica: regiones corporales
Terminología anatómica: posición relativa
Partes del cuerpo regionales

Portal estudiantil
El Skelton: huesos y articulaciones
Músculos principales del cuerpo humano
El sentido del oído
El sentido de la vista
El sentido del olfato
El sentido del gusto
La anatomía del corazón
Conceptos básicos respiratorios
El sistema respiratorio
Taladro de laboratorio


Cronómetro
Tablas de conversión

Laboratorio 1
Introducción a la ciencia

Introducción a la ciencia
Objetivos de aprendizaje

Aplicar el método científico, lo que incluye hacer observaciones, desarrollar hipótesis, identificar variables y controles, recopilar y analizar datos y sacar conclusiones.

Utilice cálculos y mediciones para conectar el porcentaje de error, cifras significativas, conversiones, exactitud y precisión con el razonamiento científico.

Revise cómo escribir y formatear un informe de laboratorio

Introducción
¿Qué es ciencia? Es probable que haya tomado varias clases a lo largo de su carrera como estudiante y sepa que son más que simples capítulos de un libro. La ciencia es un proceso. Utiliza evidencia para comprender la historia del mundo natural y cómo funciona. El conocimiento científico no es estático, sino que evoluciona constantemente a medida que entendemos más sobre el mundo natural. Además, el desarrollo constante de equipos y técnicas nos permite obtener una visión cada vez más profunda del mundo natural. La ciencia comienza con observaciones que pueden medirse de alguna manera y, a menudo, concluye con observaciones de datos analizados. Seguir el método científico ayuda a minimizar el sesgo y aumentar la validez al probar una teoría. Ayuda a los científicos a recopilar y organizar información de una manera útil para que los patrones y los datos se puedan analizar de manera significativa. Como científico, debe utilizar el método científico al realizar los experimentos a lo largo de este manual.

Figura 1: El proceso del método científico.

Introducción a la ciencia
El proceso del método científico comienza con una observación. Por ejemplo, suponga que observa una planta que crece hacia una ventana. ¡Esta observación podría ser el primer paso en el diseño de un experimento! Recuerde que las observaciones se usan para comenzar el método científico, pero también pueden usarse para ayudar a analizar los datos. Las observaciones pueden ser cuantitativas (mensurables) o cualitativas (observacionales inconmensurables). Las observaciones cuantitativas nos permiten registrar los hallazgos como datos y dejan poco margen para errores subjetivos. Las observaciones cualitativas no se pueden medir. En cambio, se basan en las percepciones sensoriales humanas. La naturaleza de estas observaciones las hace más subjetivas y susceptibles al error humano. Sin embargo, las observaciones cualitativas aún pueden proporcionar información útil.

Por ejemplo, suponga que tiene un puñado de centavos. Puede hacer observaciones cuantitativas de que hay 15 monedas de un centavo y que cada una tiene 1,9 cm de diámetro. Tanto la cantidad como el diámetro se pueden medir con precisión. También puede hacer observaciones cualitativas de que son marrones, brillantes y suaves. El color y la textura no se miden numéricamente y pueden variar según la percepción o los antecedentes del individuo. Las observaciones cuantitativas se prefieren generalmente en la ciencia porque involucran datos "duros". Debido a esto, muchos instrumentos científicos, como microscopios y escalas, se utilizan para aliviar la necesidad de observaciones cualitativas. En lugar de observar que un objeto es grande, los científicos pueden identificar masas, formas, estructuras, etc. específicas.

Desarrollar una hipótesis
Una vez que se ha realizado una observación, el siguiente paso es desarrollar una hipótesis. Una hipótesis es una declaración comprobable que describe lo que el científico piensa que sucederá en el experimento. En otras palabras, es una explicación propuesta para un evento basada en observaciones. Para cada hipótesis, un científico también desarrolla una hipótesis nula. Una hipótesis nula es una afirmación comprobable que, si se demuestra que es cierta, significa que la hipótesis era incorrecta. Tanto una hipótesis como una hipótesis nula deben ser comprobables, pero solo una puede ser verdadera. Las hipótesis generalmente se escriben en un formato si / entonces. Por ejemplo: Hipótesis:

Si las plantas se cultivan en el suelo con nutrientes añadidos, crecerán más rápido que las plantas que se cultivan sin nutrientes añadidos.
Hipótesis nula:
Si las plantas se cultivan en suelo con nutrientes añadidos, crecerán al mismo ritmo que las plantas que crecen en suelo sin nutrientes.

Figura 2: ¿Qué afecta el crecimiento de las plantas?

Introducción a la ciencia
Si las plantas crecen más rápido cuando se agregan nutrientes, entonces se acepta la hipótesis y se rechaza la hipótesis nula.

Probando una hipótesis
A menudo hay muchas formas de probar una hipótesis. Sin embargo, siempre se deben seguir tres reglas durante un experimento para que los resultados sean válidos. 1. El experimento debe ser replicable.
2. Solo se puede probar una variable a la vez
3. Siempre debe incluirse un control.

Replicabilidad
Comencemos por explorar la primera regla. Los experimentos deben ser replicables para crear teorías válidas. En otras palabras, los procedimientos siempre deben registrarse con diligencia y los experimentos deben proporcionar precisión. Los resultados precisos son aquellos que tienen valores muy similares (por ejemplo, 85, 86 y 86,5) en múltiples ensayos. Por el contrario, los resultados precisos son aquellos que demuestran lo que esperaba que sucediera (por ejemplo, espera que la amilasa, una enzima que se encuentra en la saliva humana, descomponga las moléculas de almidón durante la digestión).

Figura 3: Izquierda: Todos los resultados precisos dan en el blanco. Derecha: Es posible que los resultados precisos no den en el blanco, pero todos dan en la misma región.

El siguiente ejemplo demuestra la importancia de la replicabilidad experimental. Suponga que realiza un experimento y concluye que el hielo se derrite en 30 segundos cuando se coloca en un quemador, pero no registra su procedimiento ni define las variables. La conclusión que extraiga no será reconocida en la comunidad científica porque otros científicos no pueden repetir su experimento y encontrar los mismos resultados. ¿Qué pasa si otro científico intenta repetir su experimento con hielo, pero no enciende el quemador o usa un trozo de hielo más grande que el que usó? Los resultados no serán los mismos, porque el experimento no se repitió utilizando exactamente el mismo procedimiento. Para que los resultados sean válidos, los experimentos repetidos deben seguir exactamente el experimento original. Usando esta técnica, múltiples ensayos realizados de esta manera deberían producir resultados comparables.

Introducción a la ciencia
Variables
Las variables son componentes definidos y medibles de un experimento. El control de las variables en un experimento permite a un científico cuantificar los cambios que ocurren. Esto permite medir resultados enfocados y extraer conclusiones refinadas. Hay dos tipos de variables: variables independientes y dependientes. Las variables independientes son variables que los científicos seleccionan para cambiar dentro del experimento. Por ejemplo, la hora del día, la cantidad de sustrato, etc. pueden ser variables independientes. Los científicos también utilizan variables independientes para desarrollar hipótesis. La parte "si" de la hipótesis describe la variable independiente y cómo la manipulará el científico. Por ejemplo, la variable independiente en la hipótesis, "Si las plantas se cultivan en el suelo con nutrientes añadidos, crecerán más rápido que las plantas cultivadas sin nutrientes añadidos", es el suelo con nutrientes añadidos. Los experimentos solo pueden tener una variable independiente. De esta forma, los científicos pueden determinar si alterar la variable independiente es la razón para obtener un resultado diferente. Los científicos no podrían determinar de manera concluyente qué cambio afectó a los datos si se cambia más de una variable independiente en un experimento. Sin embargo, generalmente se desarrolla una hipótesis para enfocarse en una sola variable. La variable dependiente se refleja en la parte "entonces" de la hipótesis. Por ejemplo, si hay un cambio en la variable independiente, entonces la variable dependiente también cambiará. Las variables independientes siempre se colocan en el eje x de un cuadro o gráfico.

Las variables dependientes son variables que se observan en relación con la variable independiente. Cualquier cambio observado en la variable dependiente es causado por los cambios en la variable independiente. En otras palabras, dependen de la variable independiente. Ejemplos comunes de esto son: velocidad de reacción, cambio de color, etc. Puede haber más de una variable dependiente en un experimento. Las variables dependientes se colocan en el eje y de un cuadro o gráfico.

Control S
Un control es una muestra de datos recopilados en un experimento que no está expuesta a la variable independiente. La muestra de control refleja los factores que podrían influir en los resultados del experimento, pero no reflejan los cambios planificados que podrían resultar de la manipulación de la variable independiente. Se deben identificar los controles para eliminar los cambios compuestos que podrían influir en los resultados. A menudo, la parte más difícil de diseñar un experimento es determinar cómo aislar la variable independiente y controlar todas las demás variables posibles. Los científicos deben tener cuidado de no eliminar o crear un factor que pueda sesgar los resultados. Por esta razón, es importante tomar notas para tener en cuenta las variables no identificadas. Esto puede incluir factores como la temperatura, la humedad, la hora del día u otras condiciones ambientales que pueden afectar los resultados. Hay dos tipos de controles, positivos y negativos. Los controles negativos son muestras de datos en las que no se espera que se produzcan cambios. Ayudan a los científicos a determinar que los resultados experimentales se deben a la variable independiente, en lugar de a una variable no identificada o no contabilizada. Por ejemplo, suponga que necesita cultivar (cultivar) bacterias y desea incluir un control negativo. Puede crear esto pasando un bucle estéril a través de una placa de agar. Las asas estériles no deben crear ningún crecimiento microbiano, por lo tanto, no se espera que ocurran cambios en la placa de agar. Si no se produce crecimiento, puede asumir que el equipo utilizado era estéril. Sin embargo, si

Introducción a la ciencia
Si ocurre el crecimiento microbiano, debe asumir que el equipo estaba contaminado antes del experimento y debe rehacer el experimento con nuevos materiales.
Alternativamente, los controles positivos son muestras de datos en las que se espera un cambio. Volvamos al ejemplo de crecimiento, pero ahora necesita crear un control positivo. Para hacer esto, ahora usa un asa estéril para rayar una placa con una muestra bacteriana que sabe que crece bien en agar (como E. coli). Si las bacterias crecen, puede suponer que la muestra de bacterias y el agar son adecuados para el experimento. Sin embargo, si las bacterias no crecen, debe asumir que el agar o las bacterias se han visto comprometidos, el agar está inhibiendo el crecimiento o las bacterias de la muestra no son viables.

Recopilación y presentación de datos
El método científico también requiere la recopilación de datos. Esto puede reflejar lo que ocurrió antes, durante o después de un experimento. Los datos recopilados ayudan a revelar resultados experimentales. Los datos deben incluir todas las observaciones relevantes, tanto cuantitativas como cualitativas.

Una vez recopilados los resultados, se pueden analizar. El análisis de datos a menudo implica una variedad de cálculos, conversiones, gráficos, tablas, etc. Una tarea común que enfrenta un científico es la conversión de unidades. Las unidades de tiempo a menudo se muestran en un incremento que debe convertirse. Por ejemplo, suponga que la mitad de sus datos se mide en segundos, pero la otra mitad se mide en minutos. Será difícil comprender la relación entre los datos si las unidades no son equivalentes (ejemplo de cálculo a continuación).

Dígitos signi fi cativos
Al calcular una conversión de unidades, se deben tener en cuenta los dígitos significativos. Los dígitos significativos son los dígitos de un número o respuesta que describen qué tan preciso es realmente el valor. Considere las reglas de la Tabla 1.

Los problemas de suma y resta deben dar como resultado una respuesta que tenga el mismo número de lugares decimales significativos que el número menos preciso en el cálculo. Los problemas de multiplicación y división deben mantener el mismo número total de dígitos significativos que el número menos preciso en el cálculo. Por ejemplo:

Problema de suma: 12.689 + 5.2 = 17.889
Problema de multiplicación: 28,8 x 54,76 = 1577,088

redondear a 1580 (3 dígitos significativos)

La notación científica es otro método común utilizado para informar un número. Los datos científicos suelen ser muy grandes (por ejemplo, la velocidad de la luz) o muy pequeños (por ejemplo, el diámetro de una celda). La notación científica proporciona una expresión abreviada de un número, por lo que los científicos no se quedan atrapados contando una larga serie de ceros.

Introducción a la ciencia
Tabla 1: Reglas de dígitos significativos
Regla

45 tiene dos dígitos significativos

3.99 tiene tres dígitos significativos

Cada vez que aparece un cero entre números significativos,
el cero es significativo.

4005 tiene cuatro dígitos significativos

0.3400000009 tiene diez dígitos significativos

Ceros que son números finales después de un punto decimal o
ceros que van después de números significativos antes de un decimal
punto son importantes.

45.00 tiene cuatro dígitos significativos

15000.00 tiene siete dígitos significativos

Ceros que se utilizan como marcadores de posición antes de otros dígitos
NO son dígitos significativos.

.0000000897 tiene tres dígitos significativos

Un cero al final de un número sin decimal puede ser un
dígito significativo.
* Para evitar la incertidumbre, se pueden escribir números.
usando notación científica.

6200 puede tener 2, 3 o 4 dígitos significativos
(por ejemplo, 6.2 x 104 tiene 2, 6.20 x 104 tiene 3 y
6.200 x 104 tiene 4)

Cualquier número distinto de cero (1 - 9) siempre es significativo.

La notación científica consta de tres partes: la base, el coeficiente y el exponente. La base 10 se usa casi siempre y hace que la notación sea fácil de traducir. El coeficiente es siempre un número entre 1 y 10 y utiliza los dígitos significativos del número original. El exponente nos dice si el número es mayor o menor que 1, y se puede usar para "contar" el número de dígitos que el decimal debe moverse para traducir el número a notación regular. Un exponente negativo te dice que muevas el decimal a la izquierda, mientras que uno positivo te dice que lo muevas a la derecha. Figura 4: El exponente es igual al número de posiciones decimales movidas hasta el co- Por ejemplo, el número 5,600,000 se puede escribir en noeficiente científico es un número entre 1 y 10. 6

tación como 5,6 x 10. El coeficiente es 5.6, la base es 10 y el exponente es 6. Si multiplica 5.6 por 10 seis veces, llegará a 5,600,000. Tenga en cuenta que el exponente, 6, es positivo porque el número es mayor que uno. Alternativamente, el número 0,00045 debe escribirse usando un exponente negativo. Para escribir este número en notación científica, determina el coeficiente. Recuerde que el coeficiente debe estar entre 1 y 10. Los dígitos significativos son 4 y 5. Por lo tanto, 4.5 es el coeficiente. Para determinar el exponente, cuente cuántos lugares debe mover el decimal para crear el número original. Moviéndonos hacia la izquierda, tenemos 0.45, 0.045, 0.0045 y finalmente 0.00045. Como movemos el decimal 4 lugares a la izquierda, el exponente es -4. Escrito en notación científica, tenemos 4.5 x 10-4

Aunque estos cálculos pueden parecer laboriosos, una presentación bien calculada puede transformar los datos en un formato que los científicos puedan comprender y aprender más fácilmente. Algunos de los métodos más comunes de presentación de datos son tablas y gráficos.

Introducción a la ciencia
Tabla: un resumen bien organizado de los datos recopilados. Las tablas deben mostrar cualquier información relevante para la hipótesis. Incluya siempre un título claramente establecido, columnas y filas etiquetadas y unidades de medida. Tabla 2: Crecimiento de plantas con y sin nutrientes agregados

(sin nutrientes)
Independiente
(con nutrientes)

Gráfico: una representación visual de la relación entre la variable independiente y dependiente. Los gráficos son útiles para identificar tendencias e ilustrar hallazgos. Reglas para recordar: •

La variable independiente siempre se representa gráficamente en el eje x (horizontal), con la variable dependiente en el eje y (vertical).

Use el espaciado numérico apropiado al trazar el gráfico, con los números más bajos comenzando en las esquinas inferior e izquierda.

Utilice siempre intervalos uniformes o logarítmicos. Por ejemplo, si comienza numerando 0, 10, 20, no salte al 25 y luego al 32.

Titula el gráfico y los ejes x e y de manera que se correspondan con la tabla de datos de la que proceden. Por ejemplo, si tituló su tabla “Frecuencia cardíaca de quienes comen vegetales y quienes no comen vegetales”, el título del gráfico también debe hacer referencia a esta información.

Determina el tipo de gráfico más apropiado. Por lo general, los gráficos de líneas y barras son los más comunes.

Gráfico de líneas: muestra la relación entre las variables utilizando puntos graficados que están conectados con una línea. Debe haber una relación directa y dependencia entre cada punto conectado. Se puede presentar más de un conjunto de datos en un gráfico lineal. La Figura 5 usa los datos de la Tabla 2.

Crecimiento de las plantas, con y sin nutrientes, a lo largo del tiempo.

Figura 5: Gráfico de líneas de muestra.

Gráfico de barras: se utiliza para comparar resultados que son independientes entre sí, a diferencia de una serie continua. Dado que los resultados de nuestro ejemplo anterior son continuos, no son apropiados para un gráfico de barras.

Figura 6: Gráfico de barras de muestra. Velocidad máxima para los coches A, B, C y D.

Después de recopilar los datos, los científicos analizan los datos para determinar si el experimento apoya o refuta la hipótesis. Si se apoya la hipótesis, es posible que desee considerar variables adicionales que deben examinarse. Si sus datos no brindan resultados claros, es posible que desee considerar realizar ensayos adicionales o revisar el procedimiento para crear un resultado más preciso.

Error de porcentaje
Una forma de analizar los datos es calcular el porcentaje de error. Muchos experimentos realizan ensayos que calculan valores conocidos. Cuando esto sucede, puede comparar los resultados experimentales con los valores conocidos y calcular el porcentaje de error. El error de porcentaje bajo (& lt5%) indica que los resultados probablemente sean precisos y el error de porcentaje alto (& gt20%) indica que los resultados pueden ser inexactos. La fórmula para el error porcentual es: Error porcentual = | (Experimental - Real) | x 100%

Tenga en cuenta que los corchetes que flanquean el numerador indican "valor absoluto". Esto significa que el número de la ecuación siempre es positivo.

Introducción a la ciencia
Suponga que su experimento involucra la gravedad. Los resultados experimentales indican que la velocidad de la gravedad es de 10,1 m / s2, pero el valor conocido de la gravedad es de 9,8 m / s2. Podemos calcular el error porcentual mediante los siguientes pasos: Error porcentual = | (10,1 m / s2 - 9,8 m / s2) |

(Tenga en cuenta que las unidades se cancelan entre sí)

(9.8)
Error porcentual = 0.0306 x 100% = 3.1% (Recuerde los dígitos significativos)

Escribir un informe de laboratorio
El método científico nos da una gran base para realizar el razonamiento científico. Cuantos más datos y observaciones podamos hacer, más podremos razonar con precisión a través de los fenómenos naturales que ocurren en nuestra vida diaria. El razonamiento científico no siempre incluye un informe de laboratorio estructurado, pero siempre ayuda a la sociedad a pensar en conceptos difíciles y determinar soluciones. Por ejemplo, el razonamiento científico se puede utilizar para crear una respuesta al clima global cambiante, desarrollar soluciones médicas a problemas de salud o incluso aprender sobre partículas y tendencias subatómicas. Aunque el método científico y el razonamiento científico pueden guiar a la sociedad a través del pensamiento crítico o abstracto, la industria científica generalmente promueve los informes de laboratorio como un método universal de análisis y presentación de datos. En términos generales, un informe de laboratorio es un artículo científico que describe la premisa de un experimento, los procedimientos realizados y los resultados del estudio. Proporcionan un registro escrito de lo que sucedió para ayudar a otros a aprender y acelerar los procesos experimentales futuros. Aunque la mayoría de los informes de laboratorio no se publican, es importante escribir un informe que caracterice con precisión el experimento realizado. Figura 7: Los informes de laboratorio son una

parte importante de la ciencia,
proporcionando una forma de informar
conclusiones e ideas.

Introducción a la ciencia
La Tabla 3 resume los componentes de un informe de laboratorio típico.
Tabla 3: Componentes del informe de laboratorio
Reporte de laboratorio
Objetivo
Sección
Título
Abstracto

Una breve declaración que resume el tema.
Un breve resumen de los métodos, resultados y conclusiones. No debe exceder las 200 palabras y debe ser la última parte escrita.
Una descripción general de por qué se realizó el experimento. Debe incluir:

Antecedentes: proporcione una descripción general de lo que ya se sabe y de las preguntas que quedan sin resolver. Asegúrese de que el lector reciba suficiente información para saber por qué y cómo se realizó el experimento.

Objetivo: explicar el propósito del experimento (es decir, "Quiero determinar si tomar aspirina para bebés todos los días previene un segundo ataque cardíaco").

Hipótesis: esta es su "suposición" sobre lo que sucederá cuando realice el experimento.

Una descripción detallada de lo que se utilizó para realizar el experimento, lo que se hizo realmente (paso a paso) y cómo se hizo. La descripción debe ser lo suficientemente exacta para que alguien que lea el informe pueda replicar el experimento.

Datos y observaciones obtenidos durante el experimento. Esta sección debe ser clara y concisa. Las tablas y gráficos suelen ser apropiados en esta sección. No se deben incluir aquí interpretaciones. Interpretaciones de datos y conclusiones experimentales.

Analice el significado de sus hallazgos. Busque temas, relaciones y puntos comunes que quizás generen más preguntas.

Cuando sea apropiado, discuta los factores externos (es decir, la temperatura, la hora del día, etc.) que pueden haber jugado un papel en el experimento.

Identifique qué se podría hacer para controlar estos factores en experimentos futuros.

Un resumen breve y conciso que establece lo aprendido.

Todos los artículos, libros, revistas, entrevistas, periódicos, etc. que se utilizaron para respaldar sus antecedentes, protocolos experimentales, discusiones y conclusiones.

Introducción a la ciencia
Ejercicio 1: Interpretación de datos
El oxígeno disuelto es oxígeno atrapado en un líquido, como el agua. Dado que muchos organismos vivos necesitan oxígeno para sobrevivir, es un componente necesario de los sistemas de agua como arroyos, lagos y ríos para sustentar la vida acuática. El oxígeno disuelto se mide en unidades de ppm (partes por millón). Examine los datos en la Tabla 4 que muestran la cantidad de oxígeno disuelto presente y el número de peces observados en el cuerpo de agua de donde se tomó la muestra finalmente, responda las preguntas a continuación. Tabla 4: Calidad del agua frente a población de peces

1. ¿Qué patrones observa con base en la información de la Tabla 4?

2. Desarrolle una hipótesis relacionada con la cantidad de oxígeno disuelto medido en la muestra de agua y el número de peces observados en el cuerpo de agua.

3. ¿Cuál sería su enfoque experimental para probar esta hipótesis?

4. ¿Cuáles serían las variables independientes y dependientes?

5. ¿Cuál sería su control?

Introducción a la ciencia
6. ¿Qué tipo de gráfico sería apropiado para este conjunto de datos? ¿Por qué?

7. Grafique los datos de la Tabla 4: Calidad del agua versus población de peces (que se encuentran al comienzo de este ejercicio).

8. Interprete los datos de la gráfica hecha en la Pregunta 7.

Ejercicio 2: observaciones comprobables
Determine cuáles de las siguientes observaciones son comprobables. Para aquellos que son comprobables: Determine si la observación es cualitativa o cuantitativa.
Escribe una hipótesis y una hipótesis nula.
¿Cuál sería su enfoque experimental?
¿Cuáles son las variables dependientes e independientes?
¿Cuáles son sus controles, tanto positivos como negativos?
¿Cómo recopilará sus datos?
¿Cómo presentará sus datos (cuadros, gráficos, tipos)?
¿Cómo analizarás tus datos?

Observaciones
1. Una planta crece tres pulgadas más rápido por día cuando se coloca en el alféizar de una ventana que cuando se coloca sobre una mesa de café en el medio de la sala de estar.

2. El cajero del banco con cabello castaño y ojos marrones es más alto que los demás cajeros.

Introducción a la ciencia
3. Cuando Sally come alimentos saludables y hace ejercicio con regularidad, su presión arterial es 10 puntos más baja que cuando no hace ejercicio y come alimentos grasos.

4. El restaurante italiano al otro lado de la calle cierra a las 9 pm pero el que está a dos cuadras cierra a las 10 pm.

5. Durante los últimos dos días, las nubes han salido a las 3 pm y ha comenzado a llover a las 3:15 pm.

6.George no durmió en toda la noche siguiente al inicio del horario de verano.

Ejercicio 3: conversión
Para cada uno de los siguientes, convierta cada valor en las unidades designadas.
1. 46,756,790 mg = _______ kg
2. 5,6 horas = ________ segundos
3. 13,5 cm = ________ pulgadas
4. 47 ° C = _______ ° F

Introducción a la ciencia
Ejercicio 4: Exactitud y precisión
Para lo siguiente, determine si la información es exacta, precisa, ambas o ninguna. 1. Durante la clase de gimnasia, cuatro estudiantes decidieron ver si podían superar la norma de 45 abdominales en un minuto. El primer estudiante hizo 64 abdominales, el segundo hizo 69, el tercero hizo 65 y el cuarto hizo 67.

2. El puntaje promedio para la prueba de matemáticas de quinto grado es 89.5. Los mejores estudiantes de quinto grado tomaron la prueba y obtuvieron calificaciones de 89, 93, 91 y 87.

3. Ayer la temperatura era de 89 ° F, mañana se supone que será de 88 ° F y al día siguiente se supone que será de 90 ° F, ¡aunque el promedio de septiembre es de solo 75 ° F grados!

4. Cuatro amigos decidieron salir a jugar a las herraduras. Tomaron una foto de sus resultados que se muestran a la derecha:

5. Una tienda de comestibles local estaba organizando un concurso para ver quién podía adivinar con mayor precisión la cantidad de monedas de un centavo que tenían dentro de un frasco grande. Las primeras seis personas adivinaron los números 735, 209, 390, 300, 1005 y 689. El empleado de la tienda dijo que el frasco en realidad contiene 568 centavos.

Introducción a la ciencia
Ejercicio 5: dígitos significativos y notación científica
Parte 1: Determine la cantidad de dígitos significativos en cada número y escriba los dígitos significativos específicos. 1. 405000
2. 0.0098
3. 39.999999
4. 13.00
5. 80,000,089
6. 55,430.00
7. 0.000033
8. 620.03080
Parte 2: Escribe los números a continuación en notación científica, incorporando lo que sabes sobre dígitos significativos. 1. 70.000.000.000
2. 0.000000048
3. 67,890,000
4. 70,500
5. 450,900,800
6. 0.009045
7. 0.023

Introducción a la ciencia
Ejercicio 6: porcentaje de error
En las preguntas siguientes, determine el porcentaje de error. Muestre su trabajo en todos los problemas. 1. Un papá tiene cinco monedas en la mano. Le dice a su hijo que si puede adivinar la cantidad de dinero que tiene dentro del 5% de error, puede quedarse con el dinero. El hijo adivina que tiene 81 centavos. El papá abre la mano y muestra 90 centavos. ¿Adivinó el hijo lo suficientemente cerca como para recibir el dinero de su padre?

2. Una maestra de ciencias le dice a su clase que su proyecto final requiere que los estudiantes midan una variable específica y determinen la velocidad de un automóvil con un error no mayor al 2.5%. Jennifer y Johnny trabajan duro y deciden que la velocidad del automóvil es 34.87 m / s. El maestro les informa que la velocidad real es 34.15 m / s. ¿Jennifer y Johnny aprobarán su proyecto final?

3. Hay un tren de locomotoras en camino desde Chicago, IL a Madison, WI. Se dice que el viaje dura 3,15 horas. Cuando el tren llega a Madison, el conductor se da cuenta de que en realidad les tomó 3,26 horas. La compañía de trenes se enorgullece de tener siempre sus trenes a la estación dentro de un error del 3% del tiempo esperado. ¿La compañía de trenes estará a la altura de su reputación en este viaje?

4. Un entrenador les dice a sus jugadores de ligas menores que alcanzar un promedio de bateo de 0.275, dentro del porcentaje de error del 7%, significa que tuvieron una temporada realmente grandiosa. Tommy, de siete años, terminó la temporada con un promedio de bateo de 0.258. Según su entrenador, ¿hizo una gran temporada?

Introducción a la ciencia
Ejercicio 7: Variables experimentales
Determine las variables probadas en cada uno de los siguientes experimentos. Si corresponde, determine e identifique los controles positivos o negativos.
1. Se está realizando un estudio para probar los efectos del espacio del hábitat en el tamaño de las poblaciones de peces. Se montan acuarios de diferentes tamaños con seis peces de colores en cada uno. Durante un período de seis meses, los peces se alimentan con el mismo tipo y cantidad de alimento. Los acuarios se mantienen y limpian por igual durante todo el experimento. La temperatura del agua se mantiene constante. Al final del experimento, se encuesta el número de peces supervivientes.

A. Variable independiente:
B. Variable dependiente:
C.Variables / constantes controladas:
D. Controles experimentales / Grupos de control:

2. Para determinar si el tipo de agar afecta el crecimiento bacteriano, un científico cultiva E. coli en cuatro tipos diferentes de agar. Se configuran cinco placas de Petri para recopilar resultados:

Uno con agar nutritivo y E. coli

Uno con agar manitol-sal y E. coli

Uno con agar MacConkey y E. coli

Uno con agar LB y E. coli

Uno con agar nutritivo pero SIN E. coli

Todas las placas de Petri recibieron el mismo volumen de agar y tenían la misma forma y tamaño. Durante el experimento, la temperatura a la que se almacenaron las placas de Petri y la calidad del aire permanecieron iguales. Después de una semana se midió la cantidad de crecimiento bacteriano.

Introducción a la ciencia
B. Variable dependiente:
C.Variables / constantes controladas:
D. Controles experimentales / Grupos de control:

Seguridad general del laboratorio
Objetivos de aprendizaje

Explicar cómo trabajar de forma segura en un laboratorio biológico y químico.

Explicar cómo y cuándo utilizar el equipo de seguridad en un laboratorio biológico y químico.

Identificar el equipo de laboratorio común

Neutralizar y eliminar adecuadamente las soluciones ácidas y básicas.

Introducción
Si alguna vez has visto las películas de Frankenstein, probablemente estés familiarizado con la interpretación de Hollywood de un laboratorio como un espacio oscuro y calabozo con un científico loco en acción. Sin embargo, aunque las experiencias de laboratorio a menudo pueden parecer desordenadas en las películas, los científicos del mundo real desarrollan e incorporan protocolos organizados para mantener seguros los entornos de laboratorio. Además de centrarse en las prácticas seguras de laboratorio, los experimentos de este manual de laboratorio le ayudarán a aprender acerca de los productos químicos "ecológicos" y respetuosos con el medio ambiente ya cumplir con las precauciones de seguridad. Antes de comenzar con estos laboratorios, primero debe darse cuenta de que existen técnicas y precauciones específicas para aprender a disminuir los riesgos involucrados. Deberá conocer la ubicación de ciertos elementos, reglas y los nombres de los equipos de laboratorio comunes. Una vez que se familiarice con su entorno, estará preparado y se sentirá cómodo completando las prácticas de laboratorio de este manual.

Este manual está escrito para un enfoque de "química verde". Esto significa que las actividades de este manual son generalmente más seguras y producen menos desechos peligrosos que experimentos similares que se encuentran en otros manuales de laboratorio. Los productos químicos utilizados son respetuosos con el medio ambiente y pueden desecharse por el desagüe doméstico con agua corriente. Cada uno de estos experimentos ha sido realizado de forma segura por otros estudiantes. Sin embargo, un desperdicio más seguro y menos peligroso no significa que no ocurran accidentes, lesiones o daños. Los raspaduras y quemaduras son siempre una posibilidad. Es probable que estos experimentos se realicen en un entorno doméstico, por lo que debe asegurarse de que se pueda acceder a un extintor de incendios que funcione. Se recomienda utilizar siempre los guantes y las gafas de seguridad que se incluyen en el kit. Tenga en cuenta que los guantes proporcionados en su kit de laboratorio están hechos a base de nitrilo, en lugar de látex. Comuníquese con eScience Labs al 1-888-ESL-KITS o [email protected] si lo necesita y alternativamente.

Equipo de seguridad
• Anteojos de seguridad: los anteojos de seguridad se utilizan para proteger sus ojos y deben usarse en todo momento cuando esté en el laboratorio de química, incluso si no está trabajando con productos químicos.

Guantes: En ocasiones, es posible que deba usar guantes para proteger sus manos de productos químicos nocivos u objetos calientes. El tipo de guante necesario dependerá de la aplicación. Por ejemplo, se usan guantes de cocina para sacar objetos calientes de un horno, mientras que se usan guantes de vinilo o látex cuando se trabaja con 43

Seguridad general del laboratorio
ácidos y bases. Es muy importante no
toque su área de trabajo con guantes que tengan
ha sido contaminado con productos químicos nocivos.

Ducha de seguridad: se utiliza una ducha de seguridad.
cuando una sustancia química peligrosa se derrama sobre un
persona a la que no pueden enjuagar
a fondo en el fregadero. También se puede utilizar si
la ropa de una persona se incendia. Mayor seguridad
las duchas se accionan tirando de una cadena,
aunque una ducha casera estándar también
trabaja. Si un fregadero es insuficiente para
enjuágate, ve a la ducha más cercana en
su casa lo más rápido posible. Este es
no es un momento para la modestia. Quítese la ropa contaminada mientras se enjuaga la piel con abundante agua.

Figura 1: Utilizando la información de esta sección,
Podrás completar los experimentos de laboratorio.
en este manual de forma segura y satisfactoria. Puedes
identificar lo que está mal en esta imagen?

Lavado de ojos: Se usa un lavado de ojos si se le salpica un producto químico dañino en los ojos o la cara. Por lo general, se opera empujando hacia adelante en un mango. En la casa, busque el fregadero más cercano y enjuáguese los ojos con agua durante al menos 20 minutos. Si su fregadero tiene un rociador, utilícelo para enjuagarse los ojos o la cara mientras se asegura de que el agua drene hacia el fregadero.

Extintor de incendios: Se utiliza un extintor de incendios para apagar incendios pequeños a medianos.

Campana extractora de laboratorio: una campana extractora de laboratorio elimina los gases y humos nocivos que a veces se encuentran cuando se realiza un experimento. Siempre debe trabajar en una campana extractora cuando trabaje con materiales corrosivos, nocivos o inflamables. Los productos químicos utilizados en este kit no requieren el uso de una campana extractora.

Además de saber dónde está ubicado el equipo de seguridad y cómo y cuándo usarlo, existen reglas generales de seguridad que debe seguir en el laboratorio. Algunas de las reglas de seguridad comunes se enumeran a continuación.

Utilice siempre gafas de seguridad. Nunca use lentes de contacto.

Nunca intente experimentos no autorizados.

Siempre tenga a alguien disponible para ayudar en caso de accidente.

Nunca tenga comida, bebida, chicle o tabaco en el laboratorio.

Mantenga siempre su área de trabajo libre de obstáculos.

Use siempre un delantal protector y ropa sensible. Esto significa que no hay ropa suelta, abdomen descubierto ni zapatos abiertos.

Conozca la ubicación y el uso del equipo de seguridad en su hogar. Esto incluye duchas, fuego

Seguridad general del laboratorio
extintores y fregaderos.
8.

Siempre lea el experimento por completo antes de comenzar el procedimiento.

Lávese siempre las manos antes de salir del laboratorio.

10. Recoja el cabello largo.
11. Nunca corra ni haga bromas pesadas en el área del experimento. 12. Coloque los vidrios rotos en un recipiente protector, nunca sueltos en un bote de basura.

Comportamiento ácido-base
Además de seguir las reglas generales de seguridad, los productos químicos deben manipularse correctamente. En particular, dos clases muy importantes de compuestos llamados ácidos y bases requieren especial atención. Estos compuestos son reactivos de uso común en el laboratorio, por lo que es beneficioso comprender su eliminación adecuada. Las diferencias físicas entre ácidos y bases pueden detectarse mediante algunos de los cinco sentidos, incluidos el gusto y el tacto. Los ácidos tienen un sabor agrio o agrio y pueden producir una sensación de escozor en la piel lesionada. Por ejemplo, el jugo de limón tiene un sabor agrio. Alternativamente, las bases tienen un sabor amargo y una textura resbaladiza. El jabón y muchos productos de limpieza son bases.

Los ácidos y las bases se miden en una escala llamada pH. El pH, o hidrógeno potencial, se calcula usando una ecuación matemática que da cuenta de algunos de la Tabla 1: Rango de pH de los alimentos comunes
las diferencias químicas en compuestos ácidos y básicos. Esta escala ayuda a la comida
rango de pH
Determinemos rápidamente si una solución es muy ácida, un poco ácida, neutra (ni ácida ni básica), un poco básica o muy básica. Rango de valores de pH Cal
1.8 - 2.0
de menos de 1 a 14. Un pH de 1 es muy ácido, un pH de 14 es muy básico (o alcalino) y un pH de 7 es neutro. La Tabla 1 enumera el pH de varios alimentos. Los indicadores de pH, que cambian de color bajo un cierto nivel de pH, se pueden usar para determinar si una solución es ácida o básica. Por ejemplo, el papel tornasol se fabrica cubriendo un trozo de papel con tornasol, que cambia de color alrededor de un pH de 7. Se puede comprar papel tornasol rojo o azul según las necesidades experimentales. El papel tornasol azul permanece azul cuando se sumerge en una base, pero se vuelve rojo cuando se sumerge en un ácido, mientras que el papel tornasol rojo permanece rojo cuando se sumerge en un ácido, pero se vuelve azul cuando entra en contacto con una base.

Los ácidos y las bases pueden reaccionar entre sí. En este caso, los dos opuestos se cancelan entre sí dando como resultado un producto que no es ni ácido ni

Seguridad general del laboratorio
base. Este tipo de reacción se llama reacción de neutralización. La neutralización de un ácido o una base es una técnica que se utiliza con frecuencia para la eliminación adecuada del compuesto. El producto neutralizado generalmente se puede desechar tirándolo por un fregadero. Tenga en cuenta que en un laboratorio típico se utilizan comúnmente ácidos y bases fuertes, como el ácido clorhídrico (HCl) y el hidróxido de sodio (NaOH). Como se mencionó anteriormente, los experimentos de este manual de laboratorio están diseñados con un enfoque ecológico. Eso significa que los ácidos y las bases, además de las otras clases de productos químicos, utilizados en este manual son seguros para su eliminación directa. A continuación se enumeran algunas pautas generales para el manejo adecuado de los productos químicos.

Siempre agregue ácidos al agua, nunca agua a los ácidos.

Nunca devuelva los productos químicos no utilizados a las botellas de donde se obtuvieron por primera vez.

Deseche los productos químicos usados ​​en los contenedores de desechos adecuados y / o según las instrucciones.

Siempre limpie el área de trabajo y guarde el equipo adicional cuando termine el trabajo de laboratorio.

Nunca deje nada desatendido mientras se calienta o reacciona rápidamente.

Nunca lleve a cabo una reacción ni caliente una sustancia en un sistema cerrado.

Tenga siempre cuidado cuando trabaje con objetos previamente calentados.

Siempre reemplace los tapones o tapas en botellas que contienen químicos.

Pesar los productos químicos en botes de pesaje o en papel provisto para tal fin. Nunca pese productos químicos colocándolos directamente sobre la báscula.

Etiquete todos los productos químicos de forma clara y completa.

Lea atentamente las etiquetas antes de utilizar productos químicos.

Lubrique siempre los tubos de vidrio o los termómetros antes de insertarlos en los tapones de goma.

Las hojas de datos de seguridad de materiales (MSDS) para todos los productos químicos provistos se pueden encontrar en nuestro sitio web en www.eScienceLabs.com/educators/msds. Estas hojas contienen toda la información necesaria sobre el peligro, la seguridad y la eliminación de todos los productos químicos. Descargue, imprima y revise la MSDS de cada químico antes de usar ese químico.

Seguridad general del laboratorio
Aunque siga todas las reglas de seguridad, aún pueden ocurrir accidentes. Por eso es tan importante

sepa qué hacer para cada tipo de accidente.

Cómo responder a los accidentes
1. Derrames de productos químicos (en el banco o en el piso): asegúrese de limpiar el derrame de inmediato. Si el derrame involucra materiales volátiles o inflamables, como alcohol, asegúrese de que TODAS las llamas en el área del laboratorio estén apagadas y que el equipo que produce chispas esté apagado. En el caso de un derrame de ácido, vierta bicarbonato de sodio sobre el ácido antes de limpiar. En el caso de un derrame de base, vierta vinagre en la base antes de limpiarla. Todos los demás productos químicos utilizados en este manual se pueden limpiar como lo haría normalmente. Si tiene alguna pregunta, consulte la MSDS.

2. Derrames de sustancias químicas peligrosas (en una persona): si el derrame cubre un área grande, el curso de acción típico es quitarse toda la ropa contaminada mientras la persona está bajo la ducha de seguridad. Si es un área pequeña, enjuague el área inmediatamente con una gran cantidad de agua y luego lávela con jabón. Revise la hoja de datos de seguridad del material (MSDS) para ver el producto químico derramado y siga todas las instrucciones. Puede ser necesaria asistencia médica. 3. Derrames de sustancias químicas (en los ojos): si una sustancia química dañina se salpica en su cara y / o en sus ojos, la atención inmediata es fundamental. Pide ayuda y ve al fregadero más cercano. Si la sustancia química le salpica la cara y tiene gafas puestas, MANTÉNGASE las gafas puestas. Quítese el químico de la cara antes de quitarse las gafas. Si una sustancia química entra en contacto con sus ojos, mantenga los ojos abiertos en el lavaojos durante al menos 20 minutos. Aunque no debe usar lentes de contacto en el laboratorio, si es así, enjuáguese bien los ojos, quítese los lentes de contacto y continúe enjuagándose los ojos. Un médico debe examinarle los ojos lo antes posible.

4. Ingestión de sustancias químicas: Verifique la MSDS de inmediato. Llame al 911 o “Poison Help” al 1-800-222-1222. 5. Quemaduras: Enjuague el área con agua corriente fría durante 20 minutos. Puede ser necesaria atención médica. 6. Cortes y Heridas: Si un químico entra en el corte o herida, enjuáguelo inmediatamente con una gran cantidad de agua. Evite la contaminación y consulte la MSDS.

7. Fuego: Los incendios en un laboratorio suelen estar contenidos en piezas de material de vidrio, como un vaso de precipitados. No debe mover un vaso de precipitados que tenga un químico quemado. En su lugar, apague el fuego simplemente cubriendo la boca del vaso de precipitados con un trozo de vidrio delgado y curvo llamado vidrio de reloj y apagando la fuente de la llama. Un plato o molde para pasteles también puede funcionar en lugar de un cristal de reloj. Si el fuego no se cubre fácilmente, puede usar un extintor de incendios. Si el fuego es demasiado grande para extinguirse rápidamente, despeje la casa y llame al departamento de bomberos de inmediato.

Los incendios de ropa se pueden extinguir en una ducha de seguridad si está cerca. Si no está muy cerca, deberá DETENERSE, DEJARSE y RODAR para sofocar rápidamente el fuego.

Seguridad general del laboratorio
Recursos adicionales
Si tiene alguna duda sobre lo que se supone que debe hacer y cómo hacerlo de manera segura:

Consulta la web www.esciencelabs.com

Llame para obtener ayuda al 1-888-ESL-KITS (1-888-375-5487)

Si tiene CUALQUIER pregunta o inquietud con respecto a un químico, lea la MSDS de ese químico. La MSDS enumera los peligros, los requisitos de almacenamiento, el tratamiento de exposición y las instrucciones de eliminación de cada sustancia química. La MSDS de cualquier producto químico suministrado por eScience Labs, LLC, se puede encontrar en www.eScienceLabs.com/educators/msds.

Preguntas previas al laboratorio
1. ¿Qué debe usar siempre para proteger sus ojos cuando esté en el laboratorio de química?

2. ¿Debería agregar ácido al agua o agua al ácido?

3. ¿Dónde debería desechar los cristales rotos?

¿Qué debe hacer si se derrama un químico en su mano?

Seguridad general del laboratorio
Ejercicio 1: ¿Qué es?
Un laboratorio químico contiene equipo especial para usar mientras realiza un experimento. Ubique cada uno de los elementos ilustrados en las páginas siguientes en su equipo de laboratorio y coloque una marca de verificación en el lugar apropiado cuando lo encuentre. Una vez que haya completado esto, dibuje una imagen y nombre cualquier elemento adicional que se encuentre en su equipo de laboratorio, aula o en su hogar y que probablemente le resulten útiles para completar estos laboratorios.

Cilindro graduado
10 ml
100 ml

Seguridad general del laboratorio
Incluya sus dibujos aquí:

Seguridad general del laboratorio
Experimento 1: neutralización de ácidos y bases
En este experimento, aprenderá a neutralizar y eliminar adecuadamente las soluciones ácidas y básicas.

Materiales
5 ml de ácido acético al 4,5% (vinagre), C2H4O2

(1) Probeta graduada de 10 mL

8 tiras reactivas de tornasol (neutras)
Marcador permanente

2 pipetas
1 g de bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio), NaHCO3

Procedimiento
1. Utilice el marcador permanente para etiquetar tres de los botes de pesaje como A - C. 2. Mida y vierta aproximadamente 5 ml de agua en el bote de pesaje “A”. 3. Agregue 0.5 g de bicarbonato de sodio para pesar el bote “B”.
4. Mida y vierta aproximadamente 5 mL de agua en el bote de pesaje “B”.Pipetee suavemente la solución hacia arriba y hacia abajo hasta que el bicarbonato de sodio se disuelva por completo en el agua.

5. Mida y vierta 5 mL de solución de ácido acético para pesar el bote “C”. 6. Utilice las tiras reactivas de tornasol para determinar si las sustancias en los botes de pesaje A - C son ácidas o básicas. Esto se logra sumergiendo brevemente una tira sin usar del papel tornasol en cada uno de los botes de pesaje. Registre sus resultados de color en la Tabla 2.

7. Pipetee 1 mL de la solución de bicarbonato de sodio del bote de pesaje "B" en el bote de pesaje "C". Gire suavemente el bote de pesaje “C” para mezclar.

8. Desarrolle y registre una hipótesis con respecto al pH del bote de pesaje “C”. Registre esto en la sección Preguntas posteriores al laboratorio.

9. Pruebe el pH del bote de pesaje “C” con papel tornasol nuevo. Registre su resultado en la Tabla 3. 10. Repita el Paso 9 cuatro veces más hasta que se haya agregado todo el bicarbonato de sodio para pesar el bote “C”.

Seguridad general del laboratorio
Tabla 2: Resultados iniciales de la prueba de tornasol
Pesar barco

A
B
C
Tabla 3: Neutralización de un ácido
Cantidad de base

Preguntas posteriores al laboratorio
1. Exprese su hipótesis (desarrollada en el Paso 8) aquí. Asegúrese de incluir cuál cree que será el pH y por qué.

2. ¿Qué es una reacción de neutralización?

3. ¿Cuándo se pueden utilizar las reacciones de neutralización en un laboratorio?

4. ¿En qué punto se neutralizó el ácido acético en el bote de pesaje “C”?

5. ¿Cuáles cree que habrían sido los resultados si se hubiera usado una solución más fuerte de bicarbonato de sodio? ¿Haría falta más o menos para neutralizar el ácido? ¿Qué pasa con una concentración más débil de bicarbonato de sodio?

Laboratorio 3
Fundamentos de los enlaces químicos
Molécula en la foto: Arginina

Fundamentos de los enlaces químicos
Objetivos de aprendizaje

Relacionar la materia con átomos, protones, electrones y neutrones.

Explicar cómo la configuración electrónica afecta la interacción de los átomos.

Identificar patrones en la tabla periódica de elementos.

Comparar y contrastar enlaces covalentes e iónicos

Explicar cómo el enlace covalente puede resultar en moléculas polares y no polares.

Introducción
Una miríada de reacciones ocurren constantemente dentro de cada organismo vivo. Estas reacciones permiten que un organismo se reproduzca, crezca, se mueva, coma y realice muchas más funciones. Para estudiar adecuadamente estas reacciones biológicas, es necesario un conocimiento general de la química. El término materia se usa para describir cualquier cosa que ocupe espacio y tenga masa. Eche un vistazo a su alrededor, todo lo que puede ver y tocar es materia (incluido usted). La teoría atómica establece que toda la materia está compuesta de átomos. Aunque los físicos y otros científicos han desarrollado formas de dividir los átomos para producir energía nuclear, los átomos se consideran la unidad indivisible más pequeña de toda la materia. La palabra átomo, de hecho, proviene de la palabra griega atomos que significa "no se puede cortar" o "indivisible".

Estructura atomica
Los átomos contienen tres tipos de partículas subatómicas: electrones (partículas cargadas negativamente), protones (partículas cargadas positivamente) y neutrones (partículas neutras sin carga). Dentro de un átomo, las partículas subatómicas están dispuestas de modo que los protones y neutrones

formar un núcleo. Los electrones orbitan alrededor del núcleo en
de una manera muy específica. Esta estructura atómica es análoga
a la forma en que los planetas orbitan alrededor del sol en
nuestro sistema solar. En este ejemplo, el núcleo representa
el sol y los electrones representan los planetas en órbita.
En lugar de que la gravedad mantenga unido al átomo, lo positivo
La carga de los protones atrae los electrones negativos en un
manera electrostática. La configuración de los electrones asociados con un átomo determina las propiedades químicas de ese átomo. Tener una comprensión básica de la figura 1: Las moléculas diatómicas de oxígeno comparten cuatro ayudas de figuración en la comprensión general de cómo actúan los electrones a través del enlace covalente. oms interactúan. Como se mencionó anteriormente, los electrones se encuentran en los orbitales de los electrones y las órbitas protón-núcleo que rodean el núcleo. Hay un conjunto de órbitas específicas ubicadas cerca del centro de cada átomo.

Fundamentos de los enlaces químicos
(o "capas") que contienen electrones. Estas capas se llenan desde la capa más interna (más cercana al núcleo) hasta la capa más externa. Un átomo es más estable (o no reactivo) cuando la capa exterior está llena. Algunos átomos, como el helio, tienen

una capa exterior llena. Debido a esto, esos átomos no son
reactivo. La mayoría de los átomos no tienen capas externas llenas. En
Para llenar su capa exterior, los átomos pueden ganar o perder electrones frente a otros átomos, o pueden compartir electrones con
otros átomos.
Los elementos son sustancias puras que están hechas de una sola
tipo de átomo. Por ejemplo, el oro solo se compone de oro.
átomos. Hay más de 100 elementos conocidos, cada uno con la Figura 2: Sección transversal de un átomo. diferentes propiedades químicas y físicas. Curiosamente,
el número de elementos que ocurren naturalmente no está claro ya que los elementos continúan desarrollándose y / o detectándose en los laboratorios. La tabla periódica (Figura 4) se ha utilizado para categorizar elementos.

Figura 3: Información elemental para el carbono.

La tabla periódica contiene información útil casi infinita para realizar biología y química. La tabla periódica es
organizado de forma similar a una tabla de datos típica. Contiene celdas individuales (cuadrados compartimentados) que se organizan lógicamente en filas y columnas de acuerdo con tendencias específicas. Cada celda
contiene información sobre un elemento en particular. En el medio de la celda hay una abreviatura de una o dos letras para un elemento en particular llamado símbolo químico. Por ejemplo, Au es el
símbolo del oro y Na es el símbolo del sodio. Encima de un
El símbolo del elemento es el número atómico, que es el número de protones que existen en un átomo de ese elemento. Cada elemento tiene su propio número único de protones. Por ejemplo, los átomos de oro tienen 79 protones y los átomos de sodio tienen 11. El número de electrones es normalmente igual al número de protones. Por lo tanto, el número de electrones en un átomo de oro es 79 y

el número de electrones en los átomos de sodio es 11.

A medida que recorre una fila (llamada período) que se mueve de izquierda a derecha en la tabla periódica, encontrará que el número atómico de los elementos aumenta en uno. Esto significa que el número de protones en los elementos aumenta en uno. La adición de ese único protón cambia las propiedades del átomo. Por otro lado, cuando baje una columna (llamada grupo) de la tabla periódica, encontrará que el número de electrones en la capa exterior sigue siendo el mismo. Es por eso que los átomos dentro de un grupo tienen un comportamiento químico similar.

Fundamentos de los enlaces químicos

Figura 4: La tabla periódica de elementos clasifica todos los elementos conocidos. Los grupos se enumeran verticalmente como 1 7. Los períodos se enumeran horizontalmente como 1 - 18.

Enlace químico
En la naturaleza, la mayoría de los elementos no se encuentran solos, los átomos de la mayoría de los elementos se combinan para formar moléculas. Una molécula es una mezcla de dos o más átomos en proporciones definidas. Si la molécula contiene átomos de diferentes elementos, se llama compuesto. Estos átomos se mantienen unidos por enlaces químicos, lo que los lleva a un estado estable. Tenga en cuenta que un estado estable se logra mediante el llenado de la capa más externa de los átomos. Los electrones implicados en los enlaces químicos entre átomos se denominan electrones de valencia. Los dos enlaces más comunes son los enlaces covalentes y los enlaces iónicos. Los enlaces covalentes se forman cuando dos átomos comparten electrones de valencia. Los enlaces iónicos se forman cuando un átomo o molécula lleva una carga eléctrica, que atrae a un átomo o molécula de carga opuesta. Esta carga eléctrica se crea cuando un átomo gana o pierde electrones en un intento de llenar su capa exterior. Los iones resultantes tienen cargas opuestas y se atraen entre sí a través de atracciones electrostáticas. Los enlaces iónicos y covalentes tienen propiedades físicas muy diferentes. Por ejemplo, los compuestos iónicos tienen puntos de fusión y ebullición más altos. Los compuestos iónicos también tienden a ser electrolitos. Esto significa que contienen iones libres que los hacen conductores de electricidad. Los compuestos iónicos se forman cuando los aniones (sustancias químicas con carga negativa) y los cationes (sustancias químicas con carga positiva) se unen con enlaces iónicos (atracción electrostática). El cloruro de sodio, NaCl (sal de mesa), es un

Fundamentos de los enlaces químicos
ejemplo de un compuesto iónico. Un ion sodio, que ha cedido un electrón (e-) en un intento de obtener una capa exterior llena, está cargado positivamente ya que el número de protones excede el número de electrones. Na → Na + + eCloruro, por otro lado, acepta un electrón para llenar su capa más externa. Cl + e- → Cl El ion sodio (Na +) es el catión y el ion cloruro (Cl-) es el anión. Ahora se puede formar un enlace entre el Cl- cargado negativamente y el Na + cargado positivamente. La reacción anterior se puede escribir como: Na + + Cl- → Na + Cl En enlaces covalentes, los electrones se pueden compartir de manera equitativa o desigual entre los átomos. Cuando los electrones en un covalente

enlace se comparten por igual, la molécula resultante es apolar. No hay carga general asociada con esa molécula. Un reparto desigual da como resultado una molécula polar. Existe un “polo” o área positivo y negativo dentro de las moléculas polares. Las grasas son típicamente no polares, mientras que el agua es una molécula polar. Las moléculas polares pueden interactuar fácilmente con otras moléculas polares. El área positiva de una molécula polar y el área negativa de otra molécula polar se atraen entre sí de manera electrostática. ¿Qué sucede cuando se agrega aceite al agua? ¿Figura 5: polaridad molecular está presente en wainteract? Las moléculas polares y no polares, de hecho, no se interrelacionan. La región negativa se enfoca cerca de la molécula de oxígeno, mientras que la región positiva es

actuar.
enfocado cerca de las moléculas de hidrógeno.

Figura 6: El aceite de oliva (una grasa) no es polar, mientras que el vinagre (una solución a base de agua) es polar. Estas dos soluciones son inmiscibles o no pueden formar una mezcla homogénea. 58

Fundamentos de los enlaces químicos
Preguntas previas al laboratorio
1. Enumere los números atómicos de cada uno de los siguientes elementos. Planchar

2. ¿Qué determina si un enlace es polar?

3. Use la tabla periódica para determinar si el cloruro de potasio (KCl) se formó a través de enlaces covalentes o iónicos. Utilice evidencia de la Introducción para respaldar su respuesta.

4. Investigue dos moléculas polares comunes y dos moléculas apolares comunes. Dibuja su estructura molecular y explica cómo la estructura hace que cada molécula sea polar o no polar.

Experimento 1: Slime Time
Las tintas pueden ser polares o no polares. Los disolventes polares recogen tintas polares, mientras que los disolventes no polares recogen tintas no polares. En este experimento, usará tintas para identificar el limo y la masilla tonta como polar o no polar. También utilizará cromatografía en papel para verificar que las tintas estén correctamente identificadas como polares o no polares.

Materiales
(1) Vaso de 250 mL

5 ml de solución de bórax al 4%, Na2B4O7 · 10H2O
Marcador de borrado en seco

(1) Probeta graduada de 10 mL

(1) Probeta graduada de 100 mL

Resaltador
Marcador permanente

Fundamentos de los enlaces químicos
Procedimiento
Parte 1: Hacer slime
1. Pese 0,5 g de goma guar en un vaso de precipitados de 250 ml.
2. Mida 50,0 mL de agua destilada en un cilindro graduado de 100 mL y viértalo en el vaso de precipitados de 250 mL que contiene la goma guar.
3. Revuelva rápidamente la mezcla con una varilla de madera durante tres minutos o hasta que se disuelva la goma guar. 4. Mida 4,00 ml de una solución de bórax al 4% en un cilindro graduado de 10 ml y agréguelo a la goma guar y al agua.

5. Revuelva la solución hasta que se convierta en una baba. Esto tomará unos pocos minutos. Si la baba permanece demasiado líquida, agregue 1.0 ml más de la solución de bórax al 4.0% y continúe revolviendo hasta que la baba esté un poco líquida o pegajosa.

6. Una vez que esté satisfecho con el slime, viértalo en sus manos. Asegúrese de no dejar caer nada al suelo. 7. Manipula la baba en tus manos. Escriba las observaciones realizadas sobre cómo se vierte, se estira, se rompe, etc. el limo en la Parte 1 de la sección Datos.

PRECAUCIÓN: El slime es resbaladizo y, si se cae, puede hacer que el área de trabajo esté resbaladiza. 8. Vuelva a colocar la baba en el vaso de precipitados y LÁVESE LAS MANOS.

Parte 2: Pruebas de tinta con limo y masilla
1. En una hoja de papel de cuaderno, haga una marca de 20 a 25 mm de largo de cada una de las tintas que está probando (marcador permanente, resaltador, borrado en seco y Uni-ball® Roller Pen). Separe las marcas al menos a una pulgada de distancia. Use un lápiz para etiquetar cada marca con su descripción. una. Las tintas solubles en agua incluyen las de los resaltadores y ciertos bolígrafos. B. Las tintas insolubles en agua incluyen las de rotuladores / rotuladores permanentes, papel de periódico y rotuladores de borrado en seco.

2. Mientras se secan las tintas, seleccione un pasaje o una imagen en el periódico para probar con la baba. 3. Desarrolle una hipótesis que indique si cree o no que el limo producido en la Parte 1 absorberá la tinta del papel de periódico. Registre esta hipótesis en la sección Preguntas posteriores al laboratorio. Luego, rompa un pequeño trozo de baba de 3 a 5 cm de diámetro. Coloque suavemente esta pieza sobre la impresión del periódico, luego recójala con cuidado nuevamente.

4. Observe y registre en la Tabla 1 si la tinta se incorporó al fango o no.

Fundamentos de los enlaces químicos
5. Rompa otro pequeño trozo de baba. Una vez que las tintas del Paso 1 se hayan secado, coloque suavemente la baba en la parte superior del primer lugar en el papel del cuaderno, luego recójala con cuidado. Repita esto para cada una de las tintas. Observe y registre qué tintas fueron recogidas (disueltas) por el limo en la Tabla 1. 6. Repita esta prueba de tinta dos veces más para mayor precisión.

7. Haga una hipótesis sobre qué tintas captará la masilla tonta en la Parte 2 de la sección de Datos. Luego, realice las pruebas de tinta con Silly Putty® de acuerdo con el procedimiento descrito en los Pasos 5 a 6.

Parte 3: Cromatografía de muestras de tinta
1. Utilice un lápiz o unas tijeras para hacer un pequeño agujero en el centro de un trozo de papel de filtro (consulte la Figura 7).

2. Coloque el papel de filtro uniformemente espaciado aproximadamente 2 cm.
del pequeño orificio con las dos tintas insolubles y el

dos tintas solubles que se utilizaron en la Parte 2, Paso 1.
3. Obtenga ½ pieza de papel de filtro. Dobla el papel por la mitad varias veces para que forme una mecha estrecha.
4. Inserte la mecha en el orificio del papel manchado de modo que quede por encima de la parte superior del papel de filtro aproximadamente 2 cm.
5. Llene un vaso de precipitados de 250 ml hasta 3/4 de su capacidad con agua.
6. Coloque el papel de filtro en la parte superior del vaso de manera que la parte inferior de la mecha esté en el agua. El papel debe colgar
el borde del vaso de precipitados con el lado manchado hacia arriba.
7. Deje que el agua viaje hasta que esté aproximadamente a 1 cm del

Figura 7: Aparato de cromatografía para
Procedimiento Parte 3.

el borde del papel de filtro. Retire el papel de filtro de
el vaso de precipitados.
8. Observe qué tintas se movieron desde donde se vieron originalmente. Registre sus observaciones en la Parte 3 de la sección de Datos.

Fundamentos de los enlaces químicos
Tabla 1: Resultados de las pruebas de tinta para Silly Putty®
Recogido (disuelto)
Nombre de la tinta

Papel prensa
Resaltador
Bolígrafo Uni-ball®
Marcador permanente
Marcador de borrado en seco

Hipótesis para Silly Putty ® (Procedimiento Parte 2, Paso 7):

Parte 3
• Observaciones de tintas después de la cromatografía:

Fundamentos de los enlaces químicos
Preguntas posteriores al laboratorio
1. Registre su hipótesis sobre la capacidad del limo para recoger tinta de papel de periódico aquí.

2. ¿El limo recogió tintas solubles en agua o insolubles en agua? A partir de estos resultados, ¿qué puede concluir acerca de la polaridad de las moléculas de limo?

3. Explica cómo determinaste tu hipótesis sobre si la masilla tonta recogería tintas solubles en agua. ¿Fue correcta tu hipótesis?

4. ¿Las tintas que utilizó se clasificaron correctamente como solubles e insolubles? Explica tu respuesta.

Laboratorio 4
Introducción al microscopio

Introducción al microscopio
Objetivos de aprendizaje

Demuestre y explique cómo usar un microscopio.

Explicar cómo los diferentes tipos de microscopios afectan el aumento y el poder de resolución.

Identificar partes del microscopio

Introducción
La microbiología es el estudio de microorganismos. Los microorganismos son organismos que son demasiado pequeños para ser vistos por el ojo humano. Este es un campo enorme para temas tan pequeños.
Hay muchas veces más microorganismos en la Tierra.
que todos los demás organismos juntos. Es estimado,
por ejemplo, que solo en el cuerpo humano hay 10
microorganismos para cada una de las células humanas. Eso significa
que el 90% de las células que se encuentran en el cuerpo humano no son
¡humano!
Hay muchos otros objetos además de los microorganismos,
como las estructuras biológicas, que no se pueden ver con
el ojo humano. ¿Qué tipo de objetos se te ocurren?
que no se puede ver sin la ayuda de algún aumento? Las estructuras biológicas pueden incluir una válvula que se encuentra en una vena que evita que la sangre se mueva hacia atrás o
células que componen un organismo multicelular. El hecho es Figura 1: Las especies bacterianas exhiben diferentes formas. que hay una cantidad inimaginable de objetos que
no puede ver a simple vista.

Tipos de microscopios
Los microscopios se utilizan para la visualización de objetos demasiado pequeños para que podamos verlos. Hay muchos tipos de microscopios que van desde un aumento de bajo nivel (por ejemplo, una lente de aumento manual) hasta un aumento de nivel medio (por ejemplo, microscopios de luz compuestos) y un aumento de muy alta potencia (por ejemplo, un microscopio electrónico). El tipo de microscopio que se utiliza depende de la aplicación. Por ejemplo, si estuviera tratando de ubicar y quitar una pequeña astilla de su dedo, una lente de aumento de ayuda manual (lupa) sería extremadamente útil. Si quisiera examinar la estructura de un virus diminuto, necesitaría un microscopio electrónico.

Introducción al microscopio
Aumento
La ampliación es una característica a considerar al decidir qué tipo de microscopio se necesita para una aplicación en particular. La otra característica clave es el poder de resolución. El poder de resolución se refiere a la capacidad de un microscopio para mostrar detalles. Tener un dispositivo que pueda ampliar mucho un objeto es útil solo si el objeto ampliado está bien definido (no borroso). La resolución depende en gran medida de la longitud de onda de la luz utilizada. Las longitudes de onda más cortas producen resoluciones más altas. Los microscopios de luz usan luz visible y los microscopios electrónicos usan un haz de electrones que viajan en patrones en forma de ondas. ¡Estas ondas son 100.000 veces más cortas que las ondas de luz visible! Por lo tanto, la microscopía electrónica se puede utilizar para visualizar estructuras extremadamente pequeñas. El microscopio óptico compuesto es el tipo de microscopio más utilizado. El nombre compuesto se refiere a la presencia de más de una lente. El uso de estos microscopios se remonta a finales del siglo XVI. Los primeros microscopios compuestos podían ampliar objetos hasta aproximadamente 10 veces (esto significa 10 veces). En la década de 1600, un comerciante de lino holandés, Antonie van Leeuwenhoek, mejoró enormemente la producción de lentes y pudo crear microscopios que podían magnificar objetos 200X. Observó y registró muchos tipos de microorganismos con sus microscopios. Debido a esto, a van Leeuwenhoek se le conoce con frecuencia como "el padre de la microbiología".Los microscopios de luz compuestos de hoy en día generalmente pueden ampliar objetos hasta 1000X.

Figura 2: Componentes del microscopio.

Introducción al microscopio
En la Figura 2 se muestra un microscopio óptico compuesto representativo. Tenga en cuenta los dos juegos de lentes:

Los lentes oculares (cerca de sus ojos)

Las lentes del objetivo (cerca del "objeto" en el escenario)

Junto con una fuente de luz, estas lentes trabajan juntas para ampliar el objeto que se está viendo. En el caso del microscopio óptico compuesto, el aumento total es igual al poder de aumento de la lente ocular multiplicado por el poder de aumento de la lente del objetivo. Por ejemplo, si la lente ocular aumenta 10X y la lente del objetivo aumenta 10X, el aumento total es 100X.

Componentes del microscopio
A continuación se muestra una lista de las partes de un microscopio óptico compuesto. Consulte la Figura 2 mientras lee esta lista para familiarizarse con estas piezas.

Base: el soporte plano del microscopio.

Luz: ilumina el objeto que se está viendo. Esto puede ser en forma de una fuente de luz o un espejo que refleja la luz ambiental sobre la imagen. En este último caso, es importante trabajar en un entorno con luz ambiental adecuada.

Escenario: soporta la diapositiva u otro material que se va a visualizar.

Diafragma: controla la cantidad de luz permitida sobre el objeto.

Clips de escenario: Asegure la diapositiva en su lugar.

Revólver portaobjetivos: gira las lentes del objetivo de diferentes aumentos y permite colocar una de ellas sobre la diapositiva.

Brazo: conecta la base inferior y la cabeza superior del microscopio (también se usa para transportar el microscopio).

Cabeza: soporta tanto la lente ocular como el revólver portaobjetivos.

Lente ocular (ocular): las lentes del microscopio suelen tener un aumento de 10X. Si su microscopio tiene un puntero, que se utiliza para indicar un área específica de la muestra, se adjunta aquí. Los microscopios monoculares tienen un solo ocular, mientras que los microscopios binoculares tienen dos oculares.

Introducción al microscopio
Cómo usar un microscopio
Los siguientes pasos describen el uso adecuado de un microscopio óptico compuesto. 1. Lleve siempre un microscopio con una mano firmemente alrededor del brazo y la otra debajo de la base como apoyo.
2. Coloque el microscopio sobre una mesa, conéctelo y encienda la fuente de luz (o ajuste el espejo según sea necesario).
Nota: Cuando limpie un microscopio, no use toallas de papel o paños, ya que esto rayará la lente. Para conservar el microscopio, utilice solo papel para lentes que no raye la óptica. 3. Para evitar daños en la lente o diapositivas, siempre comience y termine con la lente del objetivo de escaneo (la más corta) por encima de la fuente de luz.

4. Coloque su diapositiva en el escenario y asegúrela con los clips del escenario. Es útil orientar visualmente la diapositiva de modo que el objeto que se va a ver esté directamente en el medio de la abertura en el escenario donde la luz se dirige hacia la diapositiva.

5. Gire la perilla de ajuste de rumbo para llevar el escenario completamente hasta la lente del objetivo de poder de escaneo. Mientras mira a través de la lente, use la perilla de ajuste de rumbo para bajar lentamente la platina hasta que la muestra se enfoque.

Nota: Cuando utilice un microscopio binocular, ajuste la distancia entre los dos oculares hasta que solo se vea un objeto. Registre esta distancia y ajuste su microscopio a esta distancia cada vez que lo use. Si otra persona usa el microscopio, las lentes pueden reajustarse para sus ojos.

6. Para ajustar la luz, abra o cierre el diafragma ubicado sobre la fuente de luz. Cuando se ilumina adecuadamente, la muestra no debe ser gris o excepcionalmente brillante. 7. Con el objeto en foco general, gire el revólver portaobjetivos hacia la lente de baja potencia (la siguiente más larga). Después de enfocar con la perilla de ajuste de rumbo, cambie a la perilla de ajuste fino para obtener mayor precisión y detalle. También puede ser necesario ajustar la luz, porque más luz reduce el contraste (nitidez).

8. Para familiarizarse con las perillas de la platina mecánica alrededor de la base del microscopio (si las hay), gire una lentamente hacia la derecha, notando que la imagen se moverá hacia la izquierda. Esta inversión de imagen es causada por las lentes.

9. Si necesita un aumento mayor, gire lentamente la lente de alta potencia a su lugar (la siguiente lente más larga). Esto acercará mucho la punta de las lentes a la diapositiva. 10. Asegúrese de que la lente del objetivo no toque la diapositiva.

11. Siempre que utilice la lente de alta potencia, utilice únicamente la perilla de ajuste fino. Si el objeto estaba bien enfocado mientras se miraba con la lente de baja potencia, debería ser necesario muy poco ajuste.

Introducción al microscopio
12. Si no puede enfocar el objeto, vuelva a la lente de baja potencia, enfoque el objeto y luego vuelva a la lente de alta potencia.
13. Cuando termine, mueva el revólver portaobjetivos a la posición de la lente del objetivo de escaneo antes de retirar el portaobjetos.

Preparación de espécimen
La preparación adecuada de la muestra ayuda a producir la mejor visualización posible con cualquier microscopio. Se utilizan portaobjetos de vidrio para contener la muestra. Los especímenes vivos generalmente se preparan como montajes húmedos. En la preparación del montaje en húmedo, la muestra se coloca en el portaobjetos y se coloca un cubreobjetos de vidrio mucho más delgado encima de la muestra. Las muestras se calientan con frecuencia para matar y fijar (asegurar) simultáneamente la muestra al portaobjetos de vidrio. Luego, las muestras fijadas se tiñen para mejorar el contraste observable entre las características celulares.

Se pueden usar diferentes tipos de tinciones dependiendo del resultado deseado. Por ejemplo, si se está estudiando una estructura específica, se puede seleccionar un tinte que
tiñe solo esa estructura única. Quizás
la tinción más conocida es la Gram
Mancha. La tinción de Gram se desarrolló en
1884 por Hans Christian Gram. La tinción de Gram se usa a menudo para clasificar las bacterias como Gram positivas o Gram negativas. los
La tinción de Gram distingue entre bacterias con paredes celulares gruesas (población de bacterias Gram negativas Gram positivas. Imagen cortesía de la especie) de aquellas con paredes celulares delgadas según la Biblioteca de imágenes de los CDC. (Especies Gram negativas). Paredes celulares gruesas

atrapa el cristal violeta, lo que da como resultado células de color púrpura. Las paredes celulares delgadas no atrapan el tinte violeta cristalino. En cambio, se acepta la tinción de safranina y se obtienen glóbulos rojos.

Cómo preparar un portaobjetos de montaje en húmedo
1. Para hacer un montaje húmedo para una muestra que aún no está en líquido, tome un portaobjetos limpio y coloque la muestra en el centro.
2. Agregue una gota de agua.
Nota: Para las células que son transparentes, puede ser necesario agregar una pequeña gota de tinte en lugar de agua. 3. Con cuidado, agregue un cubreobjetos colocando un extremo hacia abajo y bajando lentamente el otro extremo.

Introducción al microscopio
Nota: Si el cubreobjetos se agrega demasiado rápido, es posible que queden atrapadas grandes burbujas de aire, lo que puede dificultar la visualización del portaobjetos. Si esto sucede, retire con cuidado el cubreobjetos, agregue otra gota de agua y vuelva a intentarlo.

4. Retire el exceso de líquido en la parte inferior del portaobjetos o alrededor de los bordes antes de colocarlo en el microscopio para evitar dañar la lente. Simplemente toque con un pañuelo el borde del cubreobjetos para extraer el agua (este es un ejemplo de acción capilar).

5. Si la muestra ya está en líquido, coloque una gota en el medio del portaobjetos y agregue el cubreobjetos como lo hizo en el Paso 3.

Preguntas previas al laboratorio
1. Etiquete el siguiente microscopio utilizando al menos cuatro de los componentes descritos en la Introducción.

Introducción al microscopio
Experimento 1: Ejercicio de aumento virtual

Materiales
"¿Como es de grande?" demostración en el portal del estudiante

Nota: Revise las instrucciones para iniciar sesión en el Portal del estudiante al principio de este manual si no está seguro de cómo acceder a esta información.

Procedimiento
1. Inicie sesión en su cuenta del Portal de estudiantes de eScience (www.eScienceLabs.com/portal/) y localice la demostración "¿Qué tan grande es?" Ubicada cerca del final de la sección Introducción al microscopio. 2. Cargue la animación y, comenzando con la cabeza de un alfiler, aumente la ampliación haciendo clic en las flechas debajo de la imagen. Tenga en cuenta los tamaños relativos de los objetos en la cabeza del alfiler. 3. Asegúrese de notar la barra de aumento en la parte inferior de la demostración que muestra el aumento requerido para ver los objetos.

Preguntas posteriores al laboratorio
1. ¿Con qué aumento notas por primera vez el polen de ambrosía?

2. ¿Cuál es más grande, un rinovirus o E. Coli?

3. Según el aumento, ¿cuántas E. Coli pueden caber en el mismo espacio que la cabeza de un alfiler?

4. Aproximadamente, ¿cuántos glóbulos rojos podrían caber en el diámetro de un cabello humano (nuevamente, mire la escala de aumento)?

Introducción al microscopio
Experimento 2: Microscopio virtual

Materiales
Microscopio virtual en el portal del estudiante
Nota: Revise las instrucciones para iniciar sesión en el Portal del estudiante al principio de este manual si no está seguro de cómo acceder a esta información.

Procedimiento
1. Inicie sesión en su cuenta del Portal para estudiantes de eScience Labs y localice la actividad del Microscopio virtual que se encuentra cerca del final de la sección Introducción al microscopio.
2. Haga un recorrido por el microscopio virtual haciendo clic en el botón "Iniciar recorrido" en el lado derecho y aprenda a usar los diferentes controles para usar la simulación de manera efectiva. 3. Una vez que se sienta cómodo usando el microscopio virtual, encienda la luz. Cambie de vista para que esté mirando a través de la lente ocular y pueda mirar las diapositivas.

4. Seleccione la diapositiva con la letra e en la parte superior derecha de la página y examínela con la lente del objetivo 4X. Aumente la ampliación hasta que la letra ya no quepa en el campo de visión. Tenga en cuenta este aumento. 5. Seleccione la diapositiva de frotis de mejilla en el lado derecho de la página y enfoque las celdas dentro del círculo rojo usando las lentes de objetivo 4X, luego 10X.

6. Vea la diapositiva debajo de las lentes de objetivo 40X y 100X, asegurándose de permanecer dentro del círculo rojo. 7. A continuación, seleccione la diapositiva de la punta de la raíz de cebolla en el lado derecho de la página para verla. Comience con la lente del objetivo 4X y enfoque las celdas dentro del círculo rojo.

8. Cambie a la lente del objetivo de 10X y reajuste el enfoque para que la diapositiva sea clara. Continúe mirando la diapositiva con un aumento mayor utilizando los objetivos de 40X y 100X. 9. En el lado izquierdo de la pantalla, seleccione la casilla "Probar esto". Bajo medición, seleccione la casilla m1 para abrir una actividad que le indicará cómo medir la letra e. (¡Recuerde este número ya que tendrá que informarlo en la Pregunta 5!)

Nota: Es posible que deba volver a realizar el recorrido del tutorial para que el cuadro "Probar esto" esté disponible. Asegúrese de trabajar con su trabajo a través de toda la lista de verificación y luego haga clic en el botón "Salir" para que el botón "Probar esto" vuelva a aparecer.

Introducción al microscopio
Preguntas posteriores al laboratorio
1. Después de completar el ejercicio m1 en la sección “Pruebe esto”, ¿qué altura tiene la letra e?

2. ¿Cuál es el objetivo más alto que puede usar para ver la letra e completa?

3. Los núcleos (la estructura dentro de una célula que contiene ADN) de las células de las mejillas se tiñeron con un tinte especial para que parezcan morados. ¿Qué forma tienen?

4. Con un aumento elevado, es posible que observe que no todos los núcleos del portaobjetos de la punta de la raíz de cebolla tienen la forma que describió en la pregunta anterior. ¿Qué es lo que parecen?

5. ¿Cuál es el primer paso que normalmente se da cuando mira a través de los lentes oculares?

Laboratorio 5
La química de la vida

La química de la vida
Objetivos de aprendizaje

Comparar y contrastar moléculas orgánicas e inorgánicas.

Relacionar los enlaces de hidrógeno con las macromoléculas que se encuentran en los seres vivos

Comparar y contrastar las cuatro macromoléculas orgánicas principales: lípidos, carbohidratos, ácidos nucleicos y proteínas.

Introducción
Hay más de 100 elementos conocidos en la tabla periódica. Los elementos son sustancias puras compuestas por un solo tipo de átomo. Curiosamente, no está claro el número de elementos naturales. Más del 90% de toda la materia está compuesta por combinaciones de solo cuatro de los aproximadamente 88 elementos naturales: oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno. Los organismos vivos, en general, requieren alrededor de 20 elementos de origen natural. La tabla periódica continúa desarrollándose a medida que se sintetizan nuevos elementos en los laboratorios.

Figura 1: La tabla periódica de elementos clasifica todos los elementos conocidos. Los grupos se enumeran verticalmente como 1 7. Los períodos se enumeran horizontalmente como 1 - 18.

La química de la vida
Moléculas orgánicas
Aunque el término "orgánico" se usa con frecuencia para referirse a alimentos o ropa, en biología y química, los términos orgánico e inorgánico se usan para clasificar las moléculas por su origen. Todas las moléculas orgánicas son de origen biológico. Por el contrario, las moléculas inorgánicas no se derivan de organismos vivos. Dado que las moléculas orgánicas son aquellas que se derivan de organismos vivos, se deduce que no podrían producirse sin vida. El cuerpo humano está formado por aproximadamente un 27% de moléculas orgánicas y un 73% de moléculas inorgánicas. Los carbohidratos (azúcares) y las proteínas son ejemplos de moléculas orgánicas (tenga en cuenta que ambos tipos de moléculas son producidas por organismos vivos).

Figura 2: La glucosa, la fructosa y la galactosa son todos ejemplos de carbohidratos.

El dióxido de carbono (CO2), la sal de mesa (NaCl) y el agua (H2O) son todos ejemplos de moléculas inorgánicas. Observe que el dióxido de carbono (CO2) contiene carbono pero no es una molécula orgánica. Si una molécula contiene carbono, puede ser orgánico, pero este no es el único requisito. Las moléculas orgánicas se identifican típicamente por la presencia de enlaces carbono-hidrógeno.

Macromoléculas
Hay muchas clases de compuestos orgánicos, según los grupos funcionales que contienen. En los organismos vivos, la composición orgánica más importante Figura 3: El dióxido de carbono es una libra pertenece a una clasificación de moléculas llamadas macromoléculas. gran gas exhalado por humanos. El término "macromolécula" simplemente significa una molécula grande. Recuerda que mol80

La química de la vida
Las eculas son sustancias que contienen dos o más átomos unidos entre sí. Todos los organismos vivos utilizan los mismos cuatro tipos de macromoléculas para el metabolismo celular y la reproducción. Estas macromoléculas biológicas comunes son lípidos, ácidos nucleicos, carbohidratos y proteínas. Las propiedades que transmiten son de gran importancia para la función celular.

Los lípidos, o grasas, tienen muchas funciones dentro de los organismos vivos, incluido el almacenamiento de energía, la estructura de la membrana y ayudan en la formación de componentes celulares internos. Todo el material genético está compuesto por ácidos nucleicos (ADN). Otro ácido nucleico, el ARN, actúa en la producción de proteínas y otros procesos celulares. Los carbohidratos se conocen comúnmente como azúcares. Esta clase de compuestos orgánicos sirve como una de las principales fuentes de energía metabólica. La subunidad de carbohidratos monosacáridos más comúnmente utilizada para obtener energía es la glucosa. Otros carbohidratos útiles incluyen maltosa, lactosa, sacarosa y almidón. Las proteínas son la macromolécula más abundante en los sistemas vivos. Al igual que los lípidos, las proteínas realizan una variedad de funciones. Por ejemplo, las proteínas son importantes. Figura 4: Ácido graso omega-3.

componentes de tendones, ligamentos y músculos del cuerpo humano.

Enlace químico
Las macromoléculas se forman por enlace covalente entre subunidades. Recuerde que los enlaces covalentes pueden producir moléculas polares o apolares. Los lípidos, en su mayor parte, no son polares. Algunos de los 20 aminoácidos que se encuentran en las proteínas son no polares y otros son polares. Cuando se crean macromoléculas, las regiones no polares tienden a ubicarse muy juntas. Las regiones polares pueden participar en otro tipo de

enlace químico llamado enlace de hidrógeno. Enlaces de hidrógeno
resultan de la interacción de la región positiva de una molécula polar y la región negativa de otra molécula polar.
Aunque son enlaces relativamente débiles, estos son extremadamente difíciles. Figura 5: Aproximadamente el 70% de un adulto humano participa en el mantenimiento de estructuras químicas. De hecho, el cuerpo está compuesto de agua.
Las cadenas dobles que se encuentran en el ADN y las moléculas de agua son
unidos por enlaces de hidrógeno. Adenina y timina
(ácidos nucleicos que se encuentran en el ADN) se mantienen unidos mediante dos enlaces de hidrógeno, y la citosina y la guanina se mantienen unidas mediante tres.
Los seres vivos requieren un suministro constante de energía. A lo largo de este manual, aprenderá sobre las reacciones que tienen lugar dentro de los organismos. La suma de estas reacciones se denomina metabolismo y es un término general que se utiliza para describir la energía necesaria para que esas reacciones sigan ocurriendo.

La química de la vida
Preguntas previas al laboratorio
1.

La fijación de nitrógeno es un proceso natural mediante el cual las formas inertes o no reactivas de nitrógeno se transforman en nitrógeno utilizable. ¿Por qué este proceso es importante para la vida?

2. Teniendo en cuenta lo que ha aprendido acerca de los enlaces de hidrógeno que se comparten entre los ácidos nucleicos en el ADN, ¿qué par es más estable al aumentar el calor: la adenina y la timina, o la citosina y la guanina? Explicar por qué.

3. ¿Cuál de las siguientes no es una molécula orgánica de metano (CH4), fructosa (C6H12O6), rosano (C20H36) o amoníaco (NH3)? ¿Cómo lo sabes?

Experimento 1: Prueba de proteínas
Las moléculas de proteínas de muchos alimentos proporcionan los componentes básicos de los aminoácidos que necesitan nuestras propias células para producir nuevas proteínas. Para determinar si una muestra contiene proteína, se utiliza un reactivo llamado solución de Biuret. La solución de biuret contiene iones de cobre. Sin embargo, el estado químico de los iones de cobre en la solución de Biuret hace que formen un complejo químico con los enlaces peptídicos entre los aminoácidos (cuando están presentes), cambiando el color de la solución. La solución de biuret es normalmente azul, pero cambia a rosa cuando están presentes péptidos cortos y a violeta cuando están presentes polipéptidos largos.

Figura 6: La solución de Biuret solo se encuentra en el extremo izquierdo de la imagen (azul). Tenga en cuenta la transición de azul a violeta a medida que se agregan proteínas a la solución, lo que hace que la solución cambie de azul a violeta.

La química de la vida
Materiales
(2) Vasos de 250 mL

25 gotas de solución de biuret, H2NC (O) NHC (O) NH

5 ml de solución de glucosa al 1%, C6H12O6

(1) Probeta graduada de 10 mL

(1) Probeta graduada de 100 mL

Marcador permanente
5 pipetas

Procedimiento
1. Etiquete cinco tubos de ensayo 1, 2, 3, 4 y 5.
2. Prepare sus muestras de prueba de la siguiente manera:
una. Mezcle una clara de huevo con 25 ml de agua en un vaso de precipitados de 250 ml para crear una solución de albúmina. Pipetee 5 ml de esta solución en el tubo de ensayo 1.
B. Mezcle el paquete de gelatina Knox® con 50 ml de agua caliente en un segundo vaso de precipitados de 250 ml. Revuelva hasta que se disuelva. Pipetee 5 mL de esta solución en el Tubo de ensayo 2. 3. Pipetee 5 mL de la solución de glucosa al 1% en el Tubo de ensayo 3. 4. Utilice la probeta graduada de 10 mL para medir y vierta 5 mL de agua en el Tubo de ensayo 4. 5. Pipetee 5 mL de la “Solución desconocida” en el Tubo de ensayo 5. 6. Registre el color inicial de cada muestra en la Tabla 1.

7. Desarrolle una hipótesis con respecto a lo que predice que sucederá cuando se agregue la solución de Biuret a los Tubos 1 - 4. Registre su hipótesis en la sección Pregunta posterior al laboratorio. Luego, pipetee cinco gotas de solución de Biuret en cada tubo de ensayo (1 - 5).Gire cada tubo para mezclar. 8. Registre el color final en la Tabla 1.

Nota: La proteína está presente en la muestra si se observa un color violeta claro.

La química de la vida
Tabla 1: Prueba de los resultados de las proteínas
Muestra

1 - Solución de albúmina
2 - Solución de gelatina
3 - glucosa
4 - Agua
5 - Desconocido

Preguntas posteriores al laboratorio
1. Registre su hipótesis sobre lo que sucederá cuando la solución de Biuret se mezcle con las soluciones de los tubos de ensayo 1, 2, 3 y 4 aquí. Asegúrese de utilizar el razonamiento científico para respaldar su hipótesis.

2. Escriba una declaración para explicar la composición molecular de la solución desconocida basada en los resultados obtenidos durante la prueba con la solución de Biuret y cada solución de muestra.

3. La dieta y la nutrición están íntimamente ligadas al estudio de las biomoléculas. ¿Cómo debe controlar su ingesta de alimentos para asegurarse de que las células de su cuerpo tengan los materiales necesarios para funcionar?

La química de la vida
4. Hay otros tipos de reactivos que se utilizan para determinar qué tipo de biomolécula es una sustancia. Por ejemplo, los iones de cobre presentes en el reactivo de Benedict reaccionan con el extremo libre de los azúcares reductores, como la glucosa, cuando se calientan. Originalmente de color azul, estos iones de cobre son reducidos por el azúcar y producen un precipitado de color rojo anaranjado. Alternativamente, también se puede usar yoduro de yodo-potasio (IKI) cuando se trabaja con almidón. IKI contiene iones especiales de tri-yodo que interactúan con la estructura enrollada de un polímero de almidón. Antes de una reacción, el IKI muestra un color marrón amarillento, sin embargo, después de reaccionar con el almidón, se presenta un color morado oscuro o negro.

La molécula que se muestra a continuación produjo un color azul cuando se probó con el reactivo de Benedict, un color amarillo cuando se probó con IKI y un color violeta cuando se probó con el reactivo de Biuret. Según la estructura que se muestra a continuación y estos resultados químicos, ¿qué tipo de biomolécula es esta?

Difusión
Objetivos de aprendizaje

Aplicar difusión a la actividad celular y a la diálisis.

Explicar cómo el tamaño del soluto, la polaridad molecular y la permeabilidad de la membrana afectan la velocidad de difusión.

Explicar cómo los gradientes de concentración y la molaridad afectan la dirección de difusión.

Introducción
Las moléculas están en constante movimiento debido a la energía cinética presente en cada átomo. Esta energía da como resultado el movimiento neto de moléculas desde áreas de alta concentración a áreas de baja concentración, un proceso llamado difusión. Si no se inhibe, este movimiento neto continuará hasta que se alcance el equilibrio y las moléculas se distribuyan uniformemente. Una vez que se alcanza el equilibrio, las moléculas continuarán moviéndose en cada dirección a la misma velocidad.

Difusión
Una solución contiene dos o más sustancias (solutos) que han sido disueltos por un solvente. En el contexto de una célula, los fluidos intracelulares y extracelulares son los disolventes que contienen material disuelto (solutos). La velocidad de difusión depende de las características de la membrana, el tamaño del soluto y la polaridad molecular. Debido a que el medio no cambiará en un sistema biológico, la velocidad de difusión suele estar determinada por las características moleculares del soluto. Las moléculas pequeñas y no polares exhiben una tasa de difusión más alta que las grandes y cargadas.

Factores de difusión
La dirección de difusión depende de los gradientes de concentración, el calor y la presión. El gradiente de concentración es el cambio de densidad molecular en un área determinada (la densidad se define como unidad de masa por volumen de espacio). La molaridad (moles / litro) es una forma de expresar la concentración. Es el número de moles de soluto disuelto en un litro de solución y comúnmente se representa por "M". Un mol equivale a 6,02 x 1023 moléculas o átomos. El peso molecular (MW) es el peso de un mol de una sustancia química y se basa en la masa atómica de cada

átomo en la fórmula química. Una vez que se conoce el peso molecular de una sustancia química, se puede calcular fácilmente el peso de la sustancia química a disolver en un disolvente para una solución molar específica. Figura 1: Moléculas difusas hacia abajo concentra-

La temperatura y la presión generalmente permanecen constantes en los gradientes de biología para crear equilibrio. icos, haciendo que el gradiente de concentración sea el mejor indicador

Difusión
cator de direccionalidad. En general, las moléculas se moverán hacia áreas de menor concentración.

Difusión a través de una membrana
Un determinante importante de la difusión dentro de un sistema biológico es la permeabilidad de la membrana. Células, así como algunos orgánulos.
dentro de la célula, están rodeadas por membranas selectivas y diferencialmente permeables. Estas membranas controlan la interacción de la célula y su entorno circundante. Actuando como un guardián viviente, la membrana permite, ralentiza o niega el acceso a la célula.

Las membranas celulares están compuestas por dos capas de fosfolípidos (Figura 1). Cada fosfolípido tiene una cola de ácido graso hidrófobo y una cabeza hidrófila. Esta bicapa lipídica selecciona moléculas que pueden disolverse en el entorno lipídico y contra aquellas que no pueden. La capacidad de una molécula para atravesar la membrana también está determinada por su tamaño y carga eléctrica. Figura 2: Difusión a través de un fosfolípido Las moléculas pequeñas sin carga a menudo pasan a través de la bicapa de la membrana (membrana celular). fácilmente, mientras que la mayoría de las moléculas grandes o cargadas se evitan

de pasar. Las moléculas que no pueden difundirse a través de la membrana pueden atravesar otras puertas de enlace reguladas ubicadas dentro de la membrana. La diálisis es la separación de moléculas mediante difusión. En diálisis, se utiliza una membrana de permeabilidad diferencial para separar los componentes de una solución mixta que contiene más de un tipo de molécula. Esta membrana permite el paso libre del agua, pero limita el movimiento de las moléculas por su tamaño. En uno de los siguientes experimentos, dializará una solución de glucosa y almidón para observar la permeabilidad de la membrana.

Diluciones en serie
La concentración de una solución también puede afectar la permeabilidad de la membrana. Es posible que una solución o sus componentes no puedan atravesar una membrana si la concentración es demasiado alta. Por esta razón, se pueden realizar diluciones en serie para crear soluciones de concentraciones más bajas. La muestra original tiene un volumen y una concentración conocidos. Un pequeño volumen de esta muestra se transfiere secuencialmente entre tubos nuevos, llamados blancos de dilución. La muestra se mezcla con agua (u otro diluyente) durante todo el proceso para crear soluciones más diluidas (Figura 3).

La hemodiálisis es un método para eliminar sustancias tóxicas de
la sangre cuando los riñones están
incapaz de hacerlo. Es frecuentemente
Se usa para pacientes con insuficiencia renal, pero también se puede usar para eliminar rápidamente medicamentos o venenos.
en situaciones peligrosas.

Figura 3: Esquema de dilución en serie. Todos los blancos de dilución tienen 9 ml de diluyente, de modo que 1
cuando se agrega 1 mL, representa una décima parte de la concentración del tubo anterior. La dilución de la muestra se escribe debajo de cada tubo.

Preguntas previas al laboratorio
1. Un gradiente de concentración afecta la dirección en la que se difunden los solutos. Describe cómo se mueven las moléculas con respecto a la concentración.

2. ¿Cómo afecta el tamaño de un soluto a la velocidad de difusión? Considere el tamaño y la forma de una molécula en su respuesta.

3. ¿La polaridad afecta la difusión? Explica tu respuesta usando principios científicos.

Difusión
Experimento 1: Difusión a través de un líquido
En este experimento, observará el efecto que tienen los diferentes pesos moleculares sobre la capacidad del tinte para viajar a través de un medio viscoso.

Materiales
1 botella de jarabe de maíz de 60 ml, C12H22O11

Soluciones de colorante rojo y azul (azul molecular
peso = 793 g / mol Peso molecular rojo = 496
g / mol)

(1) Placa de Petri de 9 cm (mitades superior e inferior)

Procedimiento
1. Use cinta adhesiva transparente para asegurar la mitad (ya sea la mitad inferior o la mitad superior) de la placa de Petri sobre una regla. Asegúrese de que puede leer las marcas de medición en la regla a través de la placa de Petri. El plato debe colocarse con el extremo abierto del plato hacia arriba. 2. Llene con cuidado la mitad de la placa de Petri con jarabe de maíz hasta cubrir toda la superficie. 3. Desarrolle una hipótesis discutiendo qué tinte cree que se difundirá más rápidamente a través del jarabe de maíz y por qué. Registre esto en la sección Preguntas posteriores al laboratorio. Luego, coloque una sola gota de tinte azul en el medio del jarabe de maíz. Observe la posición donde cayó el tinte leyendo la ubicación del borde exterior del tinte en la regla.

4. Registre la ubicación del borde exterior del tinte (la distancia que ha viajado) cada diez segundos durante un total de dos minutos. Registre sus datos en las Tablas 1 y 2.
5. Repita los pasos 1 a 4 usando el tinte rojo, la segunda mitad de la placa de Petri y jarabe de maíz fresco. Tabla 1: Tasa de difusión en jarabe de maíz
Tiempo (seg)


Ver el vídeo: PROF JUAN VIÑABAL PUNCIÓN CAPILAR (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Eadwine

    Puedo asesorarte sobre este tema.

  2. Gad

    Pido disculpas, pero, en mi opinión, no tienes razón. Lo sugiero que debatir. Escríbeme en PM, nos comunicaremos.

  3. Dout

    Absolutamente de acuerdo contigo. Excelente idea, de acuerdo contigo.

  4. Arashiran

    Maravilloso, muy buen mensaje



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