Efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción 15/05/2015 Alumnos Laureles Nabor Anahi N.C. 11091260 Sánchez Morales J. Cecilio N.C. 10090220 Francisco Javier Moreno Alday 12090062
PROFA: HERNÁNDEZ DÍAZ WENDY NETZY
Introducción
La actividad catalítica de un enzima se determina midiendo la velocidad inicial de reacción, que es la pendiente de la curva de progreso (curva de producto formado ó sustrato transformado frente al tiempo) en el tiempo cero. Inicialmente, las reacciones transcurren linealmente, pudiéndose tomar la pendiente de esta recta como velocidad inicial. A tiempos más largos, el progreso de la reacción se aparta de la linealidad. Esta caída de la velocidad de reacción se debe a la disminución significativa de la concentración de sustrato, aunque también pueden influir otros factores como el aumento de la concentración de producto, cambios de pH, inactivación del enzima, etc. La máxima fiabilidad en la determinación de la actividad de un enzima la suministra el valor de velocidad inicial o velocidad durante el tramo inicial de progreso lineal de la reacción, así mismo como la temperatura puede influir en la reacción.
Marco teórico
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LA VELOCIDAD DE REACCIÓN
En general, los aumentos de temperatura aceleran las reacciones químicas: por cada 10ºC de incremento, la velocidad de reacción se duplica. Las reacciones catalizadas por enzimas siguen esta ley general. Sin embargo, al ser proteínas, a partir de cierta temperatura, se empiezan a desnaturalizar por el calor. La temperatura a la cual la actividad catalítica es máxima se llama temperatura óptima (Figura de la derecha). Por encima de esta temperatura, el aumento de velocidad de la reacción debido a la temperatura es contrarrestado por la pérdida de actividad catalítica debida a la desnaturalización térmica, y la actividad enzimática decrece rápidamente hasta anularse.
La velocidad de una reacción química se expresa en términos de la desaparición de los reactivos y de la aparición de los productos. Toda reacción química surge del número de choques eficaces entre las partículas (moléculas, iones,..) de las sustancias reaccionantes. Este número es proporcional a la cantidad de partículas que se encuentran en disolución (concentración). Para una reacción del tipo:
2 A + B → 4 C + D
Un cambio en la temperatura de la reacción se traduce en un incremento de la velocidad de sus partículas, de su energía cinética, de los choques eficaces y, en consecuencia, de la velocidad de reacción. En general, la velocidad de una reacción se duplica por cada 10 °C de aumento de temperatura. En 1988, el químico sueco Svante Arrhenius observó que, para casi todas las reacciones, el aumento de la velocidad con la temperatura obedece a la siguiente expresión:
𝑘 = 𝐴𝑒!!!/!"
Esta ecuación se conoce como la ecuación de Arrhenius donde k es la constante de velocidad, R la constante de los gases (8,314 J/mol-‐K) y T la temperatura absoluta. El término Ea es la energía de activación que es la energía mínima que han de tener las moléculas en colisión para que la reacción tenga lugar. El valor de Ea es característico de cada reacción particular. El término A es una constante denominada factor de frecuencia y está relacionado con la frecuencia de las colisiones y la probabilidad de que estas tengan una orientación favorable para la reacción.
La velocidad de las reacciones químicas no sólo se ve afectada por la concentración de reactivos y por la temperatura sino también por la presencia de catalizadores. Un catalizador es una sustancia que incrementa la velocidad de una reacción sin consumirse durante la misma. El hecho de que un catalizador aumente la velocidad de reacción se debe a que facilita que los reactivos se transformen en productos por un mecanismo distinto al de la reacción no catalizada. La Ea del proceso catalizado es menor que la Ea de la reacción no catalizada. En la Figura se representa el perfil de energía para la descomposición del H2O2 en presencia (izquierda), y en ausencia, de catalizador (derecha). En ausencia de catalizador esta reacción es muy lenta debido a su elevada Ea (76 kJ/mol). Sin embargo, en presencia de ión yoduro es considerablemente más rápida porque procede por un mecanismo diferente cuya Ea es sólo 19 kJ/mol.
Objetivos
• El efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática en condiciones ambientales.
• Obtener los parámetros cinéticos por medio del método (linewever-burk).
METODOLOGÍA
Material y equipo:
12 tubos de ensayo
Pipetas: 5,0 ml y 10,0 ml
3 vasos de precipitados de 50 ml
Termómetro 0-‐100 ° C
Baño maría Espectrofotómetro Enzima (invertasa solución madre 0,4 g / L)
Solución de sacarosa (50 g / l, 200 g / L)
Se preparon soluciones de sacarosa de diferentes concentraciones como lo muestra en la tablas 1 y 2. Se preparó la solución de invertasa de (0.15 g/L), y se diluyo la solución en (0.4 g/L) con 0.05 M a pH 7. Los diferentes tubos de ensayo con invertasa y buffer
Enumeraron los diferentes tubos de ensayo para diferenciar cada uno, se agregaron los diferentes ml de sacarosa de acuerdo a los datos iniciales y de igual manera se le agrego agua y procedimos a añadirle 3 ml de solución de invertasa. Al término del periodo se añadieron 6 ml de DNS a cada tubo se dejó durante 1 minuto de diferencia una vez agregada la solución se sumergió en el baño maría a una temperatura de 95 grados en un lapso de 10 minutos, se retiraron los tubos y se dejaron enfriar y se observaron si tuvieron la coloración requerida y se dejan enfriar para tomarse la absorbancia 575 nm.
Tubos Solución sacarosa (50 g/L) Agua Destilada Solución invertasa (0.15 g/L) 1 0.0 ml 3 ml 3 ml 2 0.5 ml 2.5 ml 3 ml 3 1.0 ml 2 ml 3 ml 4 1.5 ml 1.5 ml 3 ml 5 2 ml 1 ml 3 ml 6 2.5 ml 0.5 ml 3 ml 7 3.0 ml 0.0 ml 3 ml
Resultados
mL de Sacarosa 50g/L
mL de Buffer con enzima 0.14 g/L
mL de DNS
Cs (g/L)
Absorbancia nm
Cglu o Cp (g/L)
r (g/L*min)
1/r 1/Cs
0 3 6 0 0 0.0691 0.01382 72.3589001 0
0.5 3 6 8.33 0.005 0.0703405
0.0140681 71.0828044
0.12004802
1 3 6 16.66
0.008 0.0710848
0.01421696
70.3385253
0.06002401
1.5 3 6 25 0.01 0.071581 0.0143162 69.8509381 0.04
2 3 6 33.33
0.011 0.0718291
0.01436582
69.6096707 0.030003
2.5 3 6 41.66
0.013 0.0723253
0.01446506
69.1321018
0.02400384
3 3 6 50 0.014 0.0725734
0.01451468
68.8957662 0.02
y = 0.0042x -‐ 0.2495 R² = 0.01655
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
68.5 69 69.5 70 70.5 71 71.5 72 72.5 73
Absorben
cia
concentración
Título del gráfico
Resultados:
LINEWEAVER-‐BURK
Y= -‐0.2495+ 0.0042X
R2 = 0.0166
1/r=1/rMax+KM/rMax(1/Cs)
1/rMax=-‐0.2495 = rMax= -‐4.00801603 g/LMin
KM/rMax=KM/-‐4.008= 0.0042= KM= -‐0.016 g/L
KM=-‐0.016 g/L
rMax=-‐4.00801603 g/LMin
KM= 8.15868X10-3g/L
rMax= 0.1179g/LMin
Conclusiones
De acuerdo al método de linewever-burk se determino que para la concentración de sacarosa (cual sea de 50 ) fue apreciable ver como el efecto de la temperatura es un factor para hacer de la reacción un poco más lenta e inhibe para que su utilidad a la cinética de Michaelis-Menten. Se determino que la temperatura tiene que ver con la reacción de la enzima porque es baja la Temperatura y la enzima no trabaja porque tiene que ser la adecuada para que funcione bien.
Bibliografía
http://www.ehu.eus/biomoleculas/enzimas/enz22.htm-‐ (linewever-burk)- fecha de consulta 14 de mayo del 2015
http://www.deciencias.net/simulaciones/quimica/reacciones/temp.htm -‐ Calor en reaccion – fecha de consulta 13 de mayo del 2015