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Determinación de sólidos - dureza del agua y pigmentos fotosintéticos

Enviado por diana jimenez



  1. Resumen
  2. Introducción
  3. Materiales y métodos
  4. Discusión de resultados y conclusiones
  5. Resultados experimentales
  6. Apéndices

Resumen

El trabajo realizado se estructura principalmente en dos partes o etapas; la primera se baso en determinaciones analíticas en una muestra de agua y la segunda en la separación y cuantificación de pigmentos fotosintéticos. Para llevar a cabo la primera sección se necesito de una muestra de agua residual, que luego sería llevada al laboratorio donde se realizaron las respectivas determinaciones gravimétricas y volumétricas mientras que para la segunda sección se recogió materia vegetal, en este caso, hojas de borrachero (Brugmansia aurea), del cual hicieron se análisis de laboratorio de los que se recogieron diferentes muestras que serian analizadas mediante un método cromatografico tomando como blanco el etanol al 80%.

Palabras clave: Pigmentos fotosintéticos ,Cromatografía , Gravimetría, Determinación analítica, Volumetría

Introducción

La química analítica o el análisis químico nos permite determinar la composición química de una muestra o un material ya sea natural o artificial, mediante diferentes métodos; en nuestros análisis se trabajaron con dos clases de muestra: la primera muestra fue de agua residual proveniente del desagüe del restaurante de la universidad del Tolima y se le realizo un análisis de sólidos totales y sales disueltas así como la cantidad de materia orgánica contenida, esto proporciona una ayuda para la identificación de las condiciones en las que se encuentra, detectando un cambio químico o físico en su calidad.

La contaminación del agua es causada generalmente por actividades humanas. Diversas fuentes humanas añaden agentes contaminantes al agua; con estos análisis gravimétricos y volumétricos se puede determinar sólidos disueltos totales que miden específicamente el total de residuos sólidos filtrables (sales y residuos orgánicos), teniendo en cuenta que los sólidos disueltos pueden afectar adversamente la calidad de un cuerpo de agua o un afluente de varias formas. Aguas para el consumo humano, con un alto contenido de sólidos disueltos, son por lo general de mal agrado para el paladar y pueden inducir una reacción fisiológica adversa en el consumidor.[1]

Por otra parte la segunda muestra utilizada fue material vegetal proveniente de hojas de borrachero (Brugmansia aurea) las cuales se emplearon para realizar un análisis cromatográfico fraccionando los diferentes componentes fotosintéticos de esta muestra biológica teniendo en cuenta que esta planta posee propiedades eteógenas y principios activos relacionados con alcaloides.

La clorofila es un pigmento de las plantas, que les proporciona su color verde y que absorbe la luz necesaria para la fotosíntesis. La clorofila absorbe principalmente luz violeta roja y azul y refleja luz verde. La abundancia de clorofila en hojas y su ocasional presencia en otros tejidos vegetales es la causa de que esas partes de las plantas aparezcan verdes, pero en algunas hojas la clorofila es enmascarada por otros pigmentos. La extracción y reconocimiento de estos pigmentos es interesante para es estudio y conocimiento de sus propiedades.

Los cloroplastos poseen una mezcla de pigmentos con diferentes colores: clorofila-a (verde intenso), clorofila-b (verde), carotenos (amarillo claro) y xantofilas (amarillo anaranjado) en diferentes proporciones. [2]

Materiales y métodos

Para análisis cromatografico:

Materia vegetal:

Hojas de Borrachero (Brugmansia aurea). (Ibagué).

Material de Laboratorio:

4 Tubos de ensayo de vidrio.

Beaker.

Capilares.

Estufa eléctrica.

Tira de papel Whatman N°1.

Tira de papel filtro de celulosa.

Reactivos

Etanol al 80%

Acetona/ éter de petróleo 2.5:20.

Para análisis muestra de agua:

Aprox. 250 ml de agua residual (desagüe restaurante UT).

Materiales de Laboratorio:

Beaker.

Pipeta.

Elementos para titulación (Soporte, Bureta graduada y Beaker).

Capsula de porcelana tarada.

Papel filtro.

Probeta.

Estufa.

Bomba de vacío.

Balanza electrónica.

Papel indicador universal de pH.

Desecador.

Reactivos.

Buffer pH 10

Indicador negro de eriocromo T (ENT).

EDTA 0.01 M

NaOH 1%

Indicador de Murexida.

Determinaciones analíticas en agua:

La muestra de agua residual escogida proviene del desgue proveniente del restaurante de la universidad del Tolima, se tomaron unos 500 ml de esta agua la cual se podía observar a simple vista con indicios de contaminación debido a un mal olor y una película viscosa en la superficie de este cuerpo de agua.

- Determinación gravimétrica

1. En la determinación para sólidos totales (ST), se tomaron 100ml de la muestra de agua y se transfirieron a una cápsula de porcelana previamente tarada y pesada, esta cápsula se coloco sobre la estufa para evaporar el líquido, una vez terminado este proceso, se llevó la muestra a sequedad en la estufa a 103 ºC – 105 ºC. Posteriormente se enfrío en el desecador y se procedió a pesar la capsula con su contenido.

2. Para la determinación de los sólidos suspendidos totales (SST) se midió con una probeta 100 ml de la muestra de agua previamente homogenizada, esta alícuota se vertió a través de papel filtro previamente tarado y pesado, aplicando vacío con la bomba de vacío, la probeta se lavó con un poco de agua destilada y se volvió a vaciar sobre el papel filtro dejando que drenara totalmente. Ya habiendo filtrado la totalidad de la alícuota se retiró con cuidado el papel de la bomba y se secó en la estufa a una temperatura de 103 ºC a 105 ºC durante media hora aproximadamente, cumplido el tiempo se retiró el papel y se dejó enfriar en el desecador a temperatura ambiente para luego proceder a pesarlo.

3. La determinación de sólidos disueltas totales (SDT) la realizamos mediante la diferencia entre (ST) y (SST).

- Determinación volumétrica

1. En la determinación de la dureza total se adicionaron 5 ml de la muestra de agua residual en un matraz erlenmeyer, posteriormente se agregaron 30 gotas de buffer pH 10 para mantener constante el pH del agua y 3 gotas del indicador negro de eriocromo T utilizado como indicador de iones metálicos comprobando una coloración rojiza para luego proceder a la titilación con EDTA (actuando como quelante ya que se une a los iones metálicos en una relación 1:1) 0.01M hasta el viraje del rojo a azul.

2. Para la determinación de la dureza cálcica se adicionaron 5 ml de la muestra de agua residual en un matraz erlenmeyer, luego se agregaron 2 ml de NaOH al 1% para alcalinizar el agua verificando que el pH fuera mayor a 10 utilizando papel indicador universal, sin embargo fue necesaria la adición de 1 ml mas para obtener dicho pH, posteriormente se adicionaron 3 gotas del indicador de Murexida (empleado para determinar la dureza debida al Ca+2); luego de esto se procedió a la titilación con EDTA 0.01M hasta el viraje de rojo claro a violeta.

3. La determinación de dureza magnésica se realiza por diferencia entre la dureza total y la dureza cálcica.

Separación y cuantificación de pigmentos fotosintéticos:

La muestra escogida para realizar el laboratorio se recogió en el jardín botánico Alexander Von Humboldt de la Universidad del Tolima de la ciudad de Ibagué, en este caso, se tomaron hojas de el árbol borrachero (Brugmansia aurea) para su posterior análisis en laboratorio.

Al tener la muestra preparada (es decir seca y picada en pequeños fragmentos) se procede a pesar 0.05 g de materia vegetal y se adicionan a un tubo de ensayo con 10 ml de etanol al 80%, este se encargara de disolver la clorofila debido a que esta es soluble en disolventes orgánicos; una vez se tiene aislados los pigmentos fotosintéticos, se desecha toda aquella materia orgánica que se encuentra precipitada en el tubo de ensayo. Se realiza una marca hasta donde llegue el nivel del líquido en el tubo donde se encuentra la clorofila disuelta en etanol al 80% y posteriormente se lleva a baño maría durante 10 minutos con el fin de concentrar la muestra; una vez pasado el tiempo necesario de ebullición, se adiciona etanol hasta que llegue al nivel original; al contenido de este tubo se le leerá la absorbancia en un espectrofotómetro UV-VIS a longitudes de onda de 645 nm y 663 nm, utilizando etanol al 80% como blanco.

En otro tubo de ensayo se tenía un extracto de mayor concentración, y por consiguiente al contenido de dicho tubo se le procedía a realizar el proceso de cromatografía por medio de dos métodos; en uno se utilizaba una tira de papel Whatman N° 1 la cual se marcaba previamente a 5 mm del borde por cada lado y con ayuda del capilar se dejaban caer gotas en tres puntos específicos previamente marcados en una de las líneas delimitadas; después de esto se corría la cromatografía en la cual el papel Whatman actuaba como fase estacionaria y como fácil móvil se usaba acetona/éter de petróleo en una proporción 2.5:20, este compuesto tendrá dos funciones, la acetona será un extractante y el éter de petróleo actuara como un separador con lo cual se hara posible una separación más fina de los pigmentos.

Para poder comenzar a correr una cromatografía es necesario tener nuestra tira de papel de Whatman preparada dentro de una cuba cromatografica, cuya función es ayudar a correr esta prueba de manera segura, sobre todo asegurando que se mantenga una distancia constante entre la fase estacionaria y la fase móvil, porque si esto no ocurre es posible que la cromatografía se vea afectada. Además de la tira de papel de Whatman, se utiliza una tira de papel filtro de celulosa, y siendo muy parecido con el procedimiento mencionado anteriormente, se marca pero esta vez a 1 cm del borde, y en vez de poner gotas con ayuda del capilar, se traza una línea tomando como guía la marca realizada.

De nuevo corremos la prueba en la cuba cromatografica y se espera hasta cierto punto; una vez se obtiene el resultado de la prueba se procede a cortar la línea o líneas, se pican nuevamente y se adicionan a un tubo de ensayo donde habrá etanol al 80% y se procede a agitar con fuerza. Una vez que el etanol toma la coloración verde se desechan los pedazos pequeños de papel y se procede a llevar el alcohol de una coloración verde clara a verde oscura, al sitio donde se vaya a realizar la espectrografía UV-VIS.

Discusión de resultados y conclusiones

Sólidos disueltos totales:

Los resultados de las pruebas realizadas a la muestra de agua demuestran que el contenido de sólidos disueltos totales es de 61 mg/L; desde el umbral de lo aceptable estéticamente los criterios para el agua potable para humanos se encuentran en 500 mg/L, en este, no hay ninguna preocupación por contraer cáncer ya que un ser humano rechazara el agua por su color, olor y gusto en un nivel mucho más bajo de lo necesario que se requiere para hacer daño[3]Según esto el agua de la cual se tomo la muestra es potable y buena para el consumo humano, aunque a la vista del recolector esta afirmación no sería posible, puesto que el agua presentaba un color claro con una película viscosa en su superficie y además de esto, manifestaba un mal olor que nos indica que el agua presenta nutrientes, ya que las bacterias anaerobias utilizan estos nutrientes para realizar sus funciones metabólicas en las cuales producen gases, uno de estos es el sulfuro de hidrogeno y es el causante de un olor como a huevo podrido. Con el análisis hay evidencia de que en el agua no se encuentra una gran cantidad de lixiviados, ya que este es uno de los factores que más influye en la cantidad de sólidos disueltos totales, a veces llegando a exceder los 50000 mg/L y además este es el tipo de contaminación que más se presenta por influencia de los desechos del ser humano.

Al tener una concentración pequeña de sólidos disueltos totales, se afirma que el tratamiento biológico y físico de las aguas usadas y posteriormente desechadas por la universidad es bueno, aunque no se recomendaría a ningún ser humano consumir esta agua residual, obviamente por qué no se tiene información de los químicos que se encuentran allí y tampoco se han hecho los respectivos análisis microbiológicos.

Sólidos Suspendidos Totales:

En cuanto a la cantidad de sólidos suspendidos totales obtenidos mediante el análisis de laboratorio, se tiene un total de 35 mg/L. Con respecto a los sólidos suspendidos totales se afirma que estos son la porción de sólidos retenidos por un filtro de vidrio y que serán llevados a calentamiento para tener un peso neto en condiciones de laboratorio. Este método es el más utilizado y el más confiable ya que comparado con el método de turbiedad este ofrece un peso real del material de partículas presente en la muestra, siendo más efectivo. Los sólidos suspendidos totales causan turbiedad en la superficie del agua, haciendo que a los organismos fotosintéticos les sea muy difícil y hasta imposible crecer por la falta de entrada de luz al medio, por ejemplo en lagos las poblaciones de algas tienden a ser reducidas cuando hay una gran concentración de estos sólidos; cómo lo demostró el resultado esta agua residual no presenta turbiedad, ya que posee realmente una muy pequeña cantidad de sólidos suspendidos totales y por lo tanto se puede decir que la flora de esta agua residual no ha sido afectada por el paso de esta por la zona. Como en el punto anterior se confirma que el agua de la cual se extrajo la muestra es potable mas sin embargo, se repite de nuevo que no se recomienda el consumo de aguas residuales, así se presenten casos en los cuales las concentraciones sólidos sean bajas, esto es a que al agua no se le realizaron suficientes estudios con lo que se puede decir que aunque demuestre características de potabilidad se necesitan muchos más análisis que en realidad den una prueba fehaciente de que cumple todos los requisitos.

Sólidos Totales:

En la muestra se encontraron 96 mg/L de sólidos totales, es decir es el gran total de sólidos o grupo de partículas que incluye a los disueltos, suspendidos y sedimentables en el agua, por lo tanto al tener un buen dato de la cantidad de sólidos totales se puede llegar a tener claridad sobre el estado en que se encuentra el agua ya que este junta todos los sólidos que es posible encontrar en una muestra. Al ser tan importante este parámetro afecta una serie de factores importantes en los cuales se ve especificada la calidad del agua; entre ellos tenemos que dependiendo de la concentración de sólidos la velocidad de las reacciones químicas y bioquímicas se incrementan considerablemente con el aumento de temperatura esto quiere decir que en el momento en que se sufra un alza en ella el entorno en el que se encuentre el agua residual o quien la consuma se verá afectado ya que hay formación de nuevos compuestos que en un momento pueden llegar a ser tóxicos bien sea para el ambiente o para los seres vivos que consuman el agua, tenemos también que la solubilidad de gases comienza a disminuir y la solubilidad mineral aumenta con la temperatura, así como las tasas de crecimiento y respiración de los organismos acuáticos que allí encontremos aumentaran o disminuirán todo esto afectado por cambios en la temperatura del medio ambiente y todos estos factores al estar tan conectados con cambios en la temperatura pueden verse afectados por el simple desecho de agua caliente a donde se encuentren estas aguas residuales afectando inmediatamente la temperatura y haciendo que se presenten los casos mencionados anteriormente. Por el aspecto que tenía el agua y al tener en cuenta factores como precipitaciones cercanas a la fecha de recolección se diría que el agua era de lluvia, pero al recorrer el lugar se encuentra un desagüe que indicaría que el agua está siendo contaminada por desechos industriales que son arrojados por la universidad indicando una cantidad aunque no muy considerable si preocupante ya que este caño afecta parte del jardín botánica Alexander Bon Humboldt de la universidad del Tolima en la ciudad de Ibagué.

Determinacion volumétrica:

Con estas determinaciones se pueden reflejar la presencia de metales alcalinotérreos de la muestra de agua, los principales son el calcio y el magnesio para aguas continentales. La dureza del agua es el resultado de la disolución y lavado de los minerales que componen las rocas y el suelo, encontrando el calcio haciendo parte de diferentes compuestos en algunas rocas como mármol, yeso, dolomita y apatita, y a su vez el magnesio en magnesita, asbesto y dolomita.1 Estos compuestos son de baja solubilidad, sin embargo la acidez del agua aumenta parcialmente su solubilidad.

La muestra analizada corresponde a una muestra de agua blanda comprándolo con los datos establecidos para la dureza del agua (tabla 1), ya que los parámetros encontrados fueron de 25.015 ppm CaCO3 para la dureza total.

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Estas aguas blandas nos indican que la presencia de caliza no es abundante y por lo tanto es un agua predominantemente libre de iones de calcio y magnesio. Estas aguas blandas no representan mayores problemas para la industria y la salud humana, sin embargo hay que tener en cuenta que el agua analizada es principalmente proveniente de las lluvias lo que coincide con los valores generales de dureza para el agua de lluvia que es blanda (poca dureza) siempre y cuando se encuentre en una atmosfera relativamente no contaminada.

Basados en que la cromatografía es una técnica de laboratorio en la cual hay separación de moléculas por medio del uso de una fase móvil, en este caso acetona/éter de petróleo, que va recorrer una fase estacionaria (papel Whatman N° 1) y a su paso gracias a su naturaleza polar separara los pigmentos de acuerdo a su polaridad; es decir la primera banda que se ve en la cromatografía pertenece al grupo de pigmentos mas polares que son las xantofilas pero en nuestro caso la muestra tiene una menor proporción ya que la banda presenta una coloración amarillo y además es tenue ya que la banda tiene un valor rf de 0.1 , esta banda también está acompañada por otra que indica también presencia de xantofilas dicha banda tiene una coloración amarilla clara y presenta un rf de 0.17, esto se da gracias a que las xantofilas adquieren su polaridad gracias a los átomos de oxigeno que se encuentran en la molécula. En el resultado de la cromatografía se observa de la banda 3 a la banda 6, tonalidades de verdes, que van desde un verde claro pasando por un verde oliva hasta llegar a un verde oscuro esto según la teoría indica la presencia de clorofilas tanto a y b; al realizar un chequeo exhaustivo de determino que la banda que presenta un rf de 0.27 de color verde nos indicara presencia de clorofila b, la clorofila b es menos polar que las xantofilas pero más polar que otros pigmentos por eso es posible encontrarla en este sitio de la cromatografía; a partir del sitio donde se encuentra la clorofila b se comienzan a encontrar bandas de distintas tonalidades de verde lo que indica la presencia tanto de clorofilas b y a, la ultima banda del grupo, exactamente la banda numero 6 tiene una coloración verde oscura, lo que indica claramente que tenemos clorofila a. La presencia de las últimas bandas indica que se pueden identificar carotenos, por su rf relativamente alto y también por el color de las bandas; al ser hidrocarburos los carotenos presentan la menor polaridad y por esto presenta un rf de 0.9, además se ve el color característico de esta molécula el cual es amarillo.

Como se pudo observar la cromatografía es un método muy utilizado no solo por la química sino por distintas ramas de la ciencia ya que es un método que permite la separación, identificación y determinación de los componentes químicos en mezclas complejas[4]Además presenta varias ventajas como su velocidad, sencillez y economía ya que no se requiere de mucha muestra para llevarse a cabo. En la mayoría de separaciones cromatograficas, la muestra se va desplazar con una fase móvil, que puede ser un líquido, gas o un fluido supercrítico. Esta fase móvil pasara a través de la fase estacionaria con la que es inmiscible, y que se fija a una columna o a una superficie solida. Las dos formas se tienen que elegir de tal forma que los componentes de la muestra se distribuyen de modo distinto entre la fase móvil y la fase estacionaria. Todos los componentes que son fuertemente retenidos por la fase estacionaria se mueven lentamente con el flujo de la fase móvil; pero aquellos compuestos que se unen débilmente a la fase estacionaria, se mueven con mayor rapidez. Gracias a esto cada uno de los componentes de la muestra se separaran en bandas o zonas discretas, las cuales pueden analizarse tanto cualitativamente y/o cuantitativamente.[5]

Resultados experimentales

Determinación gravimétrica

1. ST

w cap.: 33.4005 g

w cap con sólidos: 33.4101 g

Vol. alícuota: 100ml agua residual

ST = 33.4101 g - 33.4005 g

ST = 0.0096 g / 100 ml

ST = 9.6 mg / 0.1 L

ST = 96 mg/L

2. SST

w papel filtro: 0.7476 g

w papel filtro con sólidos: 0.7511 g

Vol. alícuota 100ml agua residual

SST = 0.7511 g – 0.7476 g

SST = 0.0035 g / 100 ml

SST = 3.5 mg / 0.1 L

SST = 35 mg/L

3. SDT

SDT = ST – SST

SDT = 96 mg/L – 35 mg/L

SDT = 61 mg/L

- Determinación volumétrica

Vol. EDTA x molaridad EDTA = mmol EDTA = mmol Ca + mmol Mg

1. Dureza total

Vol. EDTA = 2.5 ml

N = 0.01M

W CaCO3 = 100.06 g

# mqe An = # meq valorante

# meq = ( 2.5 ml x 0.01 M ) meq EDTA

# meq sto = 0.025 mmol CaCO3

0.025 mmol CaCO3 x 100.06 mg / 1 mmol CaCO3 = 2.5015 mg CaCO3

Asumiendo la densidad del agua como 1 g/ml

2.5015 mg ----------- 100 ml sol.

x ----------- 1000 ml sol.

X = 25.015 mg / L CaCO3 = 25.015 ppm CaCO3

2. Dureza cálcica

Vol. EDTA = 1.5 ml

N = 0.01M

W CaCO3 = 100.06 g

# mqe An = # meq valorante

# meq = ( 1.5 ml x 0.01 M ) meq EDTA

# meq sto = 0.015 mmol CaCO3

0.015 mmol CaCO3 x 100.06 mg / 1 mmol CaCO3 = 1.5009 mg CaCO3

Asumiendo la densidad del agua como 1 g/ml

1.5009 mg ----------- 100 ml sol.

x ----------- 1000 ml sol.

X = 15.009 mg / L CaCO3 = 15.009 ppm CaCO3

3. Dureza magnesica = dureza total – dureza calcica

Dureza magnesica = 25.015 ppm CaCO3 - 15.009 ppm CaCO3

Dureza magnesica = 10.006 ppm CaCO3

Separación y cuantificación de pigmentos fotosintéticos:

En este paso gracias al análisis por el método de espectrofotometría realizado en laboratorio se obtuvieron dos absorbancias, una a 645 nm y la segunda 663 nm, y fueron respectivamente 1.6709 y 3.5498, al realizar el cálculo para hallar la concentración de clorofilas se obtuvo que la concentración de Clorofila A es igual a 40.5877 mg/L y la concentración de la Clorofila B es igual a 21.6506 mg/L(ver tabla 2) para poder ser organizadas en una tabla de datos fue necesario realizar la conversión para expresar mg/L en mg/g.

Tabla 2. Concentración de pigmentos fotosintéticos en base a la cromatografía de capa delgada en mg/g.

Absorbancia a 645 nm

Absorbancia a 663 nm

Concentración (mg/g)

Clorofila A

1.6709

3.5498

0.8117

Clorofila B

1.6709

3.5498

0.4330

Mediante el método de cromatografía por papel de celulosa se obtuvieron dos bandas definidas, las cuales fueron recortadas y adicionadas en etanol para luego ser analizadas por espectrofotometría y se obtuvieron los siguientes datos para cada una de las líneas además el espectrofotómetro arrojo dos graficas en las cuales se representaba cada una de las bandas.

Cromatografía en capa delgada:

Por medio del método de cromatografía en capa delgada (en este caso Papel Whatman N°) se obtuvieron los datos representados en la tabla de abajo para hallar el rf se utilizo la formula, además se observa que este es un procedimiento menos complejo que el que se realiza con el papel de celulosa.

Banda

Localización(cm)

Rf

Color

1

0.4

0.1

Amarillo (tenue)

2

0.7

0.17

Amarillo claro

3

1.1

0.27

Verde

4

1.17

0.29

Gris

5

1.30

0.32

Verde Oliva

6

1.36

0.34

Verde Oscuro

7

3.6

0.9

Amarillo

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Espectro numero 1

Absorbancia

?(nm)

Pico

1.447

430

Pico

0.834

660

Valle

0.109

520

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Espectro numero 2

Absorbancia

?(nm)

Pico

1.179

350

Valle

0.923

500

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Apéndices

Preguntas asociadas a la temática de volumetria

1. Qué significan los coeficientes utilizados para cuantificar las clorofilas?

La clorofila absorbe radiación del rango rojo y azul, lo que da como resultado una pequeña reflectancia de esos espectros. El pico de absorbancia del azul por la clorofila se traslapa con la absorción de los carotenoides, por lo cual la reflectancia del azul no se usa para cuantificar la clorofila. La máxima absorbancia del rojo ocurre entre 660 y 680, pero altas concentraciones de clorofila saturan esta región de absorción, por lo que la concentración de clorofila se predice a partir de reflectancias entre 550 o 600 nm.

2. Qué tienen en común las moléculas de los pigmentos fotosintéticos?

Estos pigmentos absorben longitudes de onda proporcionando colores característicos a las plantas, es decir todos los pigmentos absorben luz. Las moléculas de estos pigmentos principalmente clorofilas y los demás pigmentos accesorios están compuestos principalmente por hidrogeno y carbono. Estos compuestos están ligados químicamente con las estructuras internas del cloroplasto (membrana tilacoides) y se hallan retenidos en estado coloidal.

3. Qué importancia tienen los dobles enlaces conjugados en el proceso fotosintético?

La característica cromófora de la clorofila se debe justamente al sistema de dobles enlaces conjugados generados por la unión de los anillos de pirrol mediante los grupos metino. En el centro del sistema de anillos se halla un átomo metálico, para las clorofilas es el magnesio. El anillo de pirrrol III tiene una estructura isociclica adicional, el anillo de la ciclopentanona. El anillo IV esta esterificado con un alcohol, el fitol, que representa una cadena de 20 átomos de carbono con un doble enlace, esta "cola" de fitol le da a la clorofila pura una naturaleza cerosa que explica la insolubilidad del pigmento en agua y su buena solubilidad en solventes orgánicos. Al respecto, la clorofila presenta un comportamiento doble, ya que la cola de fitol es insoluble en agua, hidrófoba y el núcleo de la porfirina tiene un carácter hidrófilo, es decir es afín al agua.[6] Cuando un pigmento absorbe un fotón o cuanto de luz, un electrón de la molécula de pigmento es lanzado a un nivel energético más alto; se dice entonces que está excitado. Este estado de excitación puede mantenerse sólo por períodos muy cortos de tiempo, de aproximadamente una millonésima de segundo o aun menos; la energía de excitación, puede disiparse como calor; también, puede reemitirse inmediatamente como energía lumínica de mayor longitud de onda, o puede provocar una reacción química, como sucede en la fotosíntesis, lo cual depende no sólo de la estructura del pigmento dado, sino también de su relación con las moléculas vecinas.

4. Piense en una selva tropical con diferentes estratos de vegetación. Las especies del estrato herbáceo, recibirán igual calidad de luz (longitud de onda) que aquellas del estrato arbóreo?

Se considera que la cantidad de luz que llegara a los estratos más bajos es menor que la que llega a los más altos por lo tanto las longitudes de onda que pueden absorber las plantas de la zona herbácea son diferentes a las de la zona arbórea, esto puede estar relacionado con la diferencia en colores que presentan estas plantas aunque hay que tener en cuenta que muchos pigmentos fotosintéticos son enmascarados por otros.

Preguntas relacionadas con la temática de gravietria

1. ¿Cómo se potabiliza el agua y en qué consiste dicho proceso?

Potabilizar el agua es transformarla para el consumo humano, eliminando las impurezas nocivas. Este proceso se lleva a cabo en las plantas potabilizadoras, lo principal en estos procesos es tener en cuenta los siguientes parámetros: -Sales disueltas: Las sales de calcio y magnesio que contienen las aguas duras y que impiden que haga espuma el jabón. Se eliminan añadiendo cal, que las hace insolubles, por lo que, pasan a forma sólida y salen de la disolución.

-Turbidez: Debida a sólidos en suspensión. Se elimina añadiendo sales de aluminio, que reúnen las partículas sólidas en grumos grandes, que luego se eliminan fácilmente por filtración.

-Gérmenes patógenos: Se eliminan añadiendo al agua pequeñas cantidades de cloro, para no intoxicarnos. La eliminación se lleva a cabo con luz ultravioleta que mata las bacterias y no contamina.

Uno de los procesos que está teniendo gran acogida es el de la desalación ya que con las nuevas tecnologías se han reducido sus costos de inversión y además se han podido mitigar los impactos nocivos que este proceso causa en el ambiente, el fundamento de este proceso es básicamente como su nombre lo indica, y es eliminar la sal del agua de mar o salobre, obteniendo agua dulce por medio de diferentes procesos como: Ósmosis inversa, Destilación, Congelación, Evaporación relámpago o Formación de hidratos.

2. ¿Qué problemas de salud generales puede causar el agua?

La contaminación del agua es cualquier cambio químico, físico o biológico en la calidad del agua que tiene un efecto dañino en cualquier cosa viva que consuma esa agua o subsista en ella. Cuando los seres humanos beben el agua contaminada tienen a menudo problemas de salud. La contaminación del agua puede también hacer a esta  inadecuada para el uso deseado.

Hay varias clases de agentes contaminantes del agua. Los primeros son agentes causantes de enfermedad. Éstos son bacterias, virus, protozoos y los gusanos parásitos que se incorporan desde los sistemas de aguas residuales y las aguas residuales sin tratar.

Una segunda categoría de agentes contaminantes del agua son los agentes consumidores de oxígeno; residuos que se pueden descomponer por las bacterias consumidoras de oxígeno. Cuando las poblaciones de bacterias son grandes la descomposición de los residuos tiene lugar y se consume mucho oxígeno pudiendo agotar el oxígeno disuelto en el agua. Esto puede ser causa de que otros organismos  que viven en el agua, tal como peces, mueran. Una tercera clase de agentes contaminantes del agua son los agentes contaminantes inorgánicos solubles en agua, tales como ácidos, sales y metales tóxicos. Grandes cantidades de estos compuestos harán el agua inapropiada para beber y pueden causar la muerte de la vida acuática.Otra clase de agentes contaminadores del agua son los nutrientes; loas nitratos y los fosfatos solubles en agua que causan el crecimiento excesivo de las algas y de otras plantas acuáticas, que agotan la fuente de oxígeno del agua. Esto mata a peces y, cuando esta se encuentra en agua potable, puede matar a niños.El agua se puede también contaminar por un número de compuestos orgánicos tales como aceite, plásticos y pesticidas, que son dañinos para los seres humanos y para las plantas y animales acuáticos.Una categoría muy peligrosa es el sedimento suspendido, porque causa una disminución en la absorción de la luz por el agua y las partículas separan compuestos peligrosos tales como pesticidas a través del agua.Finalmente, los compuestos radiactivos solubles en el agua pueden causar cáncer, defectos de nacimiento y daño genético siendo por tanto agentes contaminantes muy peligrosos del agua.

En la siguiente tabla podemos ver algunos efectos específicos que causan varios de los microorganismos contaminantes del agua en humanos[7]

Monografias.com

 

 

Autor:

Diana Marcela Jimenez

Campiño ,Jose Manuel

Varon, Juan Pablo-Leal

Universidad del Tolima, B. Santa Helena A.A. 546 - Ibagué, Colombia.

Universidad del Tolima, B. Santa Helena A.A. 546 - Ibagué, Colombia.

Universidad del Tolima, B. Santa Helena A.A. 546 - Ibagué, Colombia.

[1] PARAMETROS FISICO-QUIMICOS: SOLIDOS DISUELTOS TOTALES – http://www.uprm.edu/biology/profs/massol/manual/p2-tds.pdfv

[2] MANCILLA, C. G. E.; CASTREJÓN, C. R.; ROSAS, T. M; BLANCO, E. Z. y PÉREZ, S. L. J. EXTRACCIÓN Y SEPARACIÓN DE PIGMENTOS VEGETALES - http://www.scribd.com/doc/16675209/6-EXTRACCION-Y-SEPARACION-DE-PIGMENTOS-VEGETALES

[3] http://www.uprm.edu/biology/profs/massol/manual/p2-tds.pdf

[4] http://www.profeonline.com/laboratorioquimico/mod_12/docs/cromatografia_fundamentos_y_aplicaciones.pdf

[5] http://www.profeonline.com/laboratorioquimico/mod_12/docs/cromatografia_fundamentos_y_aplicaciones.pdf

[6] MANCILLA, C. G. E.; CASTREJÓN, C. R.; ROSAS, T. M; BLANCO, E. Z. y PÉREZ, S. L. J. EXTRACCIÓN Y SEPARACIÓN DE PIGMENTOS VEGETALES

[7] http://www.lenntech.es/faq-salud-agua.htm


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