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Orientación Universidad
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Curva de calibración p-nitrofenol, Ejercicios de Ingeniería de Procesos

Se realiza una curva de calibración por espectroscópicas

Tipo: Ejercicios

2021/2022

Subido el 11/10/2022

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS
UNIDAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
LABORATORIO DE BIOPROCESOS
INGENIERÍA BIOQUÍMICA
LICENCIATURA EN BIOTECNOLOGÍA
OBJETIVO
Conocer el uso y manejo de un espectrofotómetro UV-vis en el laboratorio y obtener el
espectro de absorción del p-nitrofenol y determinar, a partir del espectro, a) longitud de
onda donde más absorbe y b) realizar ua curva de calibración y c) calcular la
concentración de una muestra problema.
INTRODUCCIN
El fundamento de esta determinacin se basa en la capacidad de
reconocimiento de la enzima -glucosidasa por el sustrato sinttico
pNPG. La -glucosidasa hidroliza al pNPG, liberando glucosa y p-
nitrofenol. El p-nitrofenol es una sustancia de color amarillo que
puede determinarse espectrofotomtricamente a una longitud de
onda de 402 nm, en este caso el p-nitrofenol es un producto de una
reaccin enzimática.
La Espectrofotometría es una de las técnicas experimentales más utilizadas para la
detección específica de moléculas. Se caracteriza por su precisión, sensibilidad y su
aplicabilidad a moléculas de distinta naturaleza (contaminantes, biomoléculas, etc) y
estado de agregación (sólido, líquido, gas). Los fundamentos físico-químicos de la
espectrofotometría son relativamente sencillos.
Las moléculas pueden absorber energía luminosa y almacenarla en forma de energía
interna. Esto permite que se inicien ciclos vitales de muchos organismos, entre ellos el
de la fotosíntesis en plantas y bacterias. La Mecánica Cuántica nos dice que la luz está
compuesta de fotones cada uno de los cuáles tiene una energía:
donde c es la velocidad de la luz, v es su frecuencia, λ su longitud de onda y
h= 6.6 10-34 Js es la constante de Planck. Cuando decimos que una sustancia química
absorbe luz de longitud de onda λ, esto significa que las moléculas de esa sustancia
absorben fotones de esa longitud de onda.
En esta práctica estudiaremos la absorción de luz en el ultravioleta cercano (λ325-420
nm) y en el visible (λ420-900 nm). Cuando una molécula absorbe un fotón en este
intervalo espectral, se excita pasando un electrón de un orbital del estado fundamental a
un orbital excitado de energía superior. De está manera la molécula almacena la energía
del fotón:
PRACTICA 3. ESPECTROFOTOMETRA
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UNIDAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

LABORATORIO DE BIOPROCESOS

INGENIERÍA BIOQUÍMICA

LICENCIATURA EN BIOTECNOLOGÍA

OBJETIVO

Conocer el uso y manejo de un espectrofotómetro UV-vis en el laboratorio y obtener el espectro de absorción del p-nitrofenol y determinar, a partir del espectro, a) longitud de onda donde más absorbe y b) realizar ua curva de calibración y c) calcular la concentración de una muestra problema. INTRODUCCIÓN El fundamento de esta determinación se basa en la capacidad de reconocimiento de la enzima -glucosidasa por el sustrato sintético pNPG. La -glucosidasa hidroliza al pNPG, liberando glucosa y p- nitrofenol. El p-nitrofenol es una sustancia de color amarillo que puede determinarse espectrofotométricamente a una longitud de onda de 402 nm, en este caso el p-nitrofenol es un producto de una reacció n enzimática. La Espectrofotometría es una de las técnicas experimentales m ás utilizadas para la detección específica de moléculas. Se caracteriza por su precisi ón, sensibilidad y su aplicabilidad a moléculas de distinta naturaleza (contaminantes, biomoléculas, etc) y estado de agregación (sólido, líquido, gas). Los fundamentos físico-químicos de la espectrofotometría son relativamente sencillos. Las moléculas pueden absorber energía luminosa y almacenarla en forma de energía interna. Esto permite que se inicien ciclos vitales de muchos organismos, entre ellos el de la fotosíntesis en plantas y bacterias. La Mec ánica Cuántica nos dice que la luz está compuesta de fotones cada uno de los cuáles tiene una energía: donde c es la velocidad de la luz, v es su frecuencia, λ su longitud de onda y h= 6.6 10

  • J⋅s es la constante de Planck. Cuando decimos que una sustancia química absorbe luz de longitud de onda λ, esto significa que las moléculas de esa sustancia absorben fotones de esa longitud de onda. En esta práctica estudiaremos la absorción de luz en el ultravioleta cercano (λ≈325- nm) y en el visible (λ ≈420-900 nm). Cuando una molécula absorbe un fot ón en este intervalo espectral, se excita pasando un electrón de un orbital del estado fundamental a un orbital excitado de energía superior. De est á manera la molécula almacena la energía del fotón:

PRACTICA 3. E SPECTROFOTOMETRÍA

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Como la energía se conserva, la diferencia de energía entre el estado fundamental de la molécula (A) y su estado excitado (A

) debe ser exactamente igual a la energía del fotón. Es decir, una molécula s ólo puede absorber fotones cuya energía h ⋅ n sea igual a la energía de un estado molecular excitado. Cada molécula tiene una serie de estados excitados discretos (o bandas) que dependen de su estructura electrónica y que la distinguen del resto de moléculas. Como consecuencia, el espectro de absorción , es decir, la luz absorbida en función de la longitud de onda, constituye una verdadera seña de identidad de cada sustancia o molécula. En una ampliación a esta práctica, se puede detectar una El 4-nitrofenol (también llamado p-nitrofenol) es un compuesto fenó lico que tiene un grupo nitro en la posició n opuesta al grupo hidroxilo en el anillo de benceno, también llamada posició n para. Que será posible determinar su concentració n mediante espectrofotometría. p-nitrofenol Cuando dos o más sustancias aparecen mezcladas en una misma muestra sus espectros de absorción aparecen superpuestos tal como se representa en la siguiente figura:

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por: La utilización de la absorbancia al realizar los espectros tiene la ventaja de ser directamente proporcional a la concentración de moléculas en la muestra. PRE – REPORTE Responde las siguientes preguntas al reverso de las hojas correspondientes a esta práctica o de acuerdo a la indicación del docente:

  1. Investigue que datos se necesitan para obtener una curva de calibració n estadisticamente aceptable.
  2. ¿Qué enzima puede prodicir como producto el p-nitrofenol?
  3. Investigue como debe aparecer el espectro del p-nitrofenol haciendo un barrido en el equipo de espectrofotometría.
  4. Teniendo la curva de calibració n que incó gnita debemos considerar para poder calcular la concentració n de p-nitrofenol. Desarrolle el despeje con la ecuació n de la recta.
  5. Realice el diagrama de flujo de la prá ctica. MATERIALES Y REACTIVOS  1 matraz aforado de 200 o 500 mL  5 matraces aforados de 10 mL  1 micropipeta de 1000 L  1 micropipeta de 200 L  1 pipetade 5mL  Puntas para micropipeta de diferentes capacidades  Espectrofotómetro  P-nitrofenol (concentració n conocida) 200 M p-nitrofenol

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 Aguas desionizada/destilada  1 celda de cuarzo para el espectrofot ó metro  Buffer de acetato  1 M Na 2 CO 3 PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PRACTICA Se realizará una curva de calibración a partir de una solución patrón de p-nitrofenol a una concentración de 200 M. Después, se preparará n una serie de tubos con una concentración decreciente de p-nitrofenol hasta 25 M, llevándolos a un volumen de 1 mL en agua destilada. Enseguida se agregó 1 mL de buffer de acetato de sodio (0.1 M; pH 5.0), y finalmente se añadieron 3 mL de carbonato de sodio (1 M). Por ú ltimo, se determinó la absorbancia de las muestras a 402 nm de longitud de onda frente a un blanco de agua destilada con reactivos. [p-nitrofen], μM Absorbancia 0 25 50 100 150 200 Con estos datos se procede a la elaboración de la curva de calibraci ó n, graficando la concentració n en el eje de las abscisas y la absorbancia en el eje de las ordenas. Posteriormente, sacar la pendiente de la recta, R^2 y la ecuació n de la recta. CUESTIONARIO FINAL Responde las siguientes preguntas al reverso de las hojas correspondientes a esta práctica o de acuerdo a la indicación del docente:

  1. Explica en qué te serviría a ti en tu carrera aprender a realizar est á té cnica analítica de cuantificació n.
  2. Investigue que valor de R^2 es el aceptable para decir que la curva de calibració n está correctamente realizada.