Actividad de Qu ímica: ¿Quién es el culpable?

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

2. ¿Quién es el culpable? En esta actividad realizaremos Cromatografía de Papel para encontrar el sospechoso de secuestrar a un gerente de banco. 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. 3 cm orificio 8 cm 4 cm tintas C A B ¿Quién es el culpable? 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. 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.

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

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

6. A B C A B C Alcohol Isopropílico 70% Agua Pegar Corrida de Papel de Filtro aquí. Pegar Corrida de Papel de Filtro aquí. Cromatografía en Alcohol 70% Cromatografía en 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. Yodo en Agua Yodo en Bencina Yodo en Bencina y Agua ¿Quién es el culpable? 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. El yodo exhibe diferencias en partición como consecuencia de diferencias en solubilidad del yodo expuesto a las fases de bencina y agua.

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

11. Ejemplos de tipos de Cromatografía Nombre Fase Móvil Fase Estacionaria Gas-Líquido Gas Líquido Gas-Sólido Gas Sólido Partición Líquido Líquido Capa Fina Líquido Líquido o Sólido Intercambio iónico Líquido Sólido

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

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

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

16. Cierre de la Actividad ¿Qué criterio logra la separación de los componentes de la tinta? Diferencias en la partición de los componentes entre la fase estacionaria y la fase móvil. ¿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.

17. Después de la corrida Después de la corrida Disolvente: Agua Disolvente: Solución salina 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.

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.