Actividad de Química: ¿Quién es el culpable? Alianza para el Aprendizaje de Ciencias y Matemáticas (AlACiMa) Junio 6, 2007 Dr. Noel Motta y Dra. Rosa V.

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1 Actividad de Química: ¿Quién es el culpable? Alianza para el Aprendizaje de Ciencias y Matemáticas (AlACiMa) Junio 6, 2007 Dr. Noel Motta y Dra. Rosa V. Flores, UPR-Río Piedras

2 En esta actividad realizaremos Cromatografía de Papel para encontrar el sospechoso de secuestrar a un gerente de banco. ¿Quién es el culpable? Se encontró una nota pidiendo recompensa y ésta fue escrita con un marcador negro sobre papel de filtro de café. Se ocuparon marcadores negros de las oficinas de tres empleados sospechosos y cada uno usaba un marcador de marca distinta.

3 Su Tarea es analizar las diversas tintas negras (A,B,C) y la nota del secuestrador para averiguar cuál de las tintas fue la que se usó y así relacionarlo al secuestrador. ¿Quién es el culpable? Cortaremos el papel de filtro de café según la foto para preparar tirillas de 8 cm x 3 cm sobre la cual se analizarán las tres tintas. 3 cm 8 cm orificio tintas 4 cm AB C

4 Se aplican las tintas A,B,C sobre el papel de filtro y como a 1 cm del borde inferior. ¿Quién es el culpable? 3 cm 8 cm orificio tintas 4 cm AB C Se le hace un orificio como a 5 ó 6 cm del borde inferior por donde pasará un lápiz. A B C Se introduce el borde inferior de la tirilla en Alcohol Isopropilico 70%. Luego, en agua.

5 Papel de Filtro de Café 3 cm x 8 cm Orificio 1 cm Marcar una línea con Lápiz a 1 cm del borde. Hacer tres puntos de 2-3 mm diámetro con cada bolígrafo. A B C Nivel del Alcohol Isopropílico 70% debe estar por DEBAJO de los puntos marcados. A B C Papel de Filtro de Café 3 cm x 8 cm Orificio 1 cm Marcar una línea con Lápiz a 1 cm del borde. Hacer tres puntos de 2-3 mm diámetro con cada bolígrafo. A B C Repetir el proceso pero con Agua. Nivel debe estar por DEBAJO de los puntos marcados. A B C

6 Cromatografía en Alcohol 70% Cromatografía en Agua Pegar Corrida de Papel de Filtro aquí. A B C Alcohol Isopropílico 70% Agua

7 ¿Quién es el culpable? Corrida Cromatográfica en Alcohol Isopropílico.

8 1.¿Qué le pasó a las tintas luego de que fueron empapadas por el líquido? 2.¿Qué pudo haber dado origen a que las tintas negras se separaran en bandas de distinto color? 3.¿Se separan todas las tintas de la misma manera? Describe la separación en cada caso. 4.¿Con cuál de los dos disolventes se observan los mejores resultados? Explica tomando en cuenta el grado de separación de los componentes de cada tinta.

9 ¿Quién es el culpable? El yodo exhibe diferencias en partición como consecuencia de diferencias en solubilidad del yodo expuesto a las fases de bencina y agua. Yodo en Agua Yodo en Bencina Yodo en Bencina y Agua En la actividad “Quítate tú pa’ ponerme yo”, aprendimos que el yodo tiene mayor afinidad por la fase de bencina que por la fase acuosa.

10 Cromatografía Técnica de separación que usa las diferencias en partición de los componentes en una mezcla expuestos a una fase estacionaria y fase móvil. Los componentes en la mezcla se mueven con distinta rapidez dependiendo de su afinidad por la fase estacionaria y por la fase móvil. Fase Estacionaria Fase Móvil

11 Ejemplos de tipos de Cromatografía NombreFase MóvilFase Estacionaria Gas-LíquidoGasLíquido Gas-SólidoGasSólido ParticiónLíquidoLíquido Capa FinaLíquidoLíquido o Sólido Intercambio iónicoLíquidoSólido

12 Figura B2.7 Silberberg 4 ta Ed. Cromatografía de Partición

13 Figura B2.8 Silberberg 4 ta Ed. Cromatografía Gas-Líquido

14 1.Conociendo ya la técnica de Cromatografía, ¿cómo puedes averiguar cuál fue la tinta que se usó para escribir la nota del Secuestrador? 2.Diseña una prueba experimental que te permita averiguar cuál fue la tinta que usó el secuestrador. Consulta con tu maestra (o) antes de llevar a cabo la prueba. 3.Lleva acabo la prueba experimental y presenta los resultados en los espacios provistos en la Hoja de Trabajo para esta actividad.

15 ¿Quién es el culpable? Sospechoso de la Tinta A, B, o C. Cromatografía en Alcohol 70% Pegar Corrida de Papel de Filtro aquí. Cromatografía en Alcohol 70% Corrida de Nota del Secuestrador Corrida de la Tinta

16 Cierre de la Actividad ¿Qué criterio logra la separación de los componentes de la tinta? ¿Qué otros criterios podrían usarse? Diferencias en punto de ebullición, diferencias en densidad de carga, la razón de carga/masa, diferencias en tamaño molecular que se utiliza en la electroforesis de agarosa. Diferencias en la partición de los componentes entre la fase estacionaria y la fase móvil.

17 Cierre de la Actividad ¿Qué efecto tiene la sal en la separación de componentes de la tinta? La sal disminuye la capacidad del agua móvil para disolver los componentes de la mezcla (similar al “salting out”), y esto realza la capacidad del agua estacionaria para retener los componentes de la tinta. Después de la corrida Disolvente: Agua Después de la corrida Disolvente: Solución salina

18 ¿Quién es el culpable? Llevar a cabo una corrida cromatográfica de papel para separar los componentes de distintas marcas de tinta (marcadores). Describir el patrón de separación de cada tinta estudiada mediante cromatografía de papel. Reconocer que el origen de la separación cromatográfica es la diferencia en afinidad que tienen los componentes de una mezcla entre dos fases. Objetivos

19 ¿Quién es el culpable? Conceptualizar que todo proceso de separación se basa en las diferencias en ciertas propiedades que tienen los componentes de una mezcla y dar ejemplos de propiedades físicas o químicas que pudieran ser usadas para efectuar separaciones. Analizar el patrón de separación de una tinta desconocida para compararla con tintas cuyos patrones de separación hayan sido estudiados. Identificar una tinta luego de analizar su patrón de separación. Objetivos

20 ¿Quién es el culpable? Estándares Atendidos La naturaleza de la ciencia Las explicaciones científicas deben cumplir con los siguientes criterios: ser consistentes con la prueba experimental y tener una estructura lógica. La estructura y los niveles de organización de la materia Las propiedades características de las sustancias pueden ser utilizadas para separarlas e identificarlas cuando están presentes en una mezcla.

21 ¿Quién es el culpable? Estándares Atendidos La estructura y los niveles de organización de la materia (continuación) Las propiedades macroscópicas de las sustancias dependen de las combinaciones y de las estructuras específicas de los átomos que las componen. Las interacciones Las sustancias, al juntarse, pueden formar mezclas o reaccionar químicamente.

22 ¿Quién es el culpable? Estándares Atendidos La conservación y el cambio Cuando se perturba un sistema, algunas propiedades cambian y otras se conservan. Ciencia Tecnología y Sociedad El desarrollo y el uso del conocimiento científico y tecnológico conllevan decisions éticas y morales. La tecnología ayuda a solucionar los problemas y a satisfacer las necesidades humanas.