OBJETIVOS

-Identificar el gas exhalado durante la respiración.

-Determinar la cantidad de bióxido de carbono producido por nuestro metabolismo en condiciones de reposo y actividad.

-Comprender el principio en el que se sustenta la mecánica de la ventilación pulmonar, mediante la elaboración de un modelo de bomba de aire.

ELEMENTOS ANTECEDENTES

Definir los siguientes conceptos:

• Respiración.
• Intercambio gaseoso.
• Exhalación e inhalación.
• Mecánica de la ventilación pulmonar.
• Concepto de ácido y base.

PROBLEMA

Si durante la respiración se efectúa un intercambio gaseoso, ¿qué gases se encuentran involucrados en este proceso?

¿El gas exhalado en la respiración es un producto del metabolismo celular?

Si la respuesta es afirmativa, ¿crees que exista alguna relación entre la cantidad de gas exhalado y la actividad metabólica del individuo? _________________ ¿Por qué?

Debido a los movimientos de los músculos de las costillas y el diafragma, aumenta y disminuye el volumen de la cavidad torácica.

¿Qué sucede durante la exhalación?

¿Y durante la inhalación?

MATERIAL, EQUIPO Y SUSTANCIAS

Parte I

1 probeta graduada de 250 ml 100 ml de hidróxido de sodio al 0.04 %

1 vaso de precipitados de 500 ml 2 ml de solución de fenoftaleína ^**

1 popote 300 ml de agua destilada

2 goteros

1 tubo de vidrio de 15 cm

1 bureta de 25 ml

1 reloj con segundero^*

Parte II

2 globos del número 7

2 envases de plástico no retornable de 1500 ml sin fondo*

1 conexión en “y”

2 tubos de vidrio de 5 cm de largo y 3 mm de diámetro

2 tapones horadados del número 4

2 tramos de tubo de hule de 5 cm de largo y 6 mm de diámetro

1 par de guantes de cirujano grandes*

1 m de masking tape*

1 soporte universal

1 pinzas para bureta

I. Desarrollo

1. Con la probeta mide 100 ml de agua en el vaso de precipitados. Agrega con un gotero de tres a cinco gotas de la solución de fenolftaleína. ¿Hay algún cambio de color? _____________________________________________ Si no observas color, agrega unas gotas de hidróxido de sodio al 0.04% hasta obtener un color rosa. ¿La solución es ahora alcalina o ácida? ______________

*

Material que debe aportar el estudiante.

**

La preparación de esta solución deberá hacerla el auxiliar de laboratorio. Se obtiene disolviendo 0.5 g de fenolftaleína en 300 ml de alcohol etílico y aforado a 500 ml con agua destilada.

1. Un compañero de equipo en estado de reposo, con ayuda del tubo de vidrio, burbujeará en la solución todo el aire exhalado durante un minuto exacto (inhalando normalmente, pero exhalando a través del popote). Al soplar, debe tener cuidado de que el agua no salpique fuera del vaso. ¿Qué cambios se observan en el color de la solución? ____________________ ¿Qué indica esto con respecto al pH de la solución? ______________________ ¿Qué compuestos se forman cuando se burbujea CO2 en el agua? __________ ¿Cuántos segundos tomó? __________________________________________
2. Con la bureta de 25 ml agrega lenta y cuidadosamente, gota a gota, la solución de NaOH al 0.04% a la solución contenida en el frasco agitando en forma constante. Agregar hasta que se obtenga un color rosa constante. Anota el número de mililitros de solución de NaOH empleados.

4 Para calcular el CO2 producido y atrapado en el agua, se multiplica por 10 el número de mililitros de la solución de NaOH necesarios para volver rosa la solución del vaso; de esta manera se obtiene el número de micromoles de CO2 exhalado en un minuto.

5 Lava el material, enjuagándolo con agua destilada; repite el procedimiento desde el punto número 1, pero ahora después de realizar algún ejercicio vigoroso durante 2 a 3 minutos antes de la prueba, y registra tus resultados en el cuadro correspondiente, incluyendo, si es posible, los de los demás equipos para que obtengas un promedio.

En el caso de los estudiantes del Sistema de Enseñanza Abierta, éstos pueden repetir el experimento a criterio del maestro.

¿Cuál es la diferencia en los resultados obtenidos en las dos actividades anteriores?

¿Cuál es el significado de las variaciones en la cantidad de bióxido de carbono calculadas?

¿Qué indican estos resultados acerca de la actividad metabólica?

II.

1. Se diseñará un aparato en el que se simule el mecanismo a través del cual se realiza la ventilación pulmonar. ¿Podrías anticipar el funcionamiento de esta <<bomba de aire>>?
2. Colocar dos globos en el interior de dos envases, previamente desfondados, y hacer las conexiones según se muestra en la siguiente figura 22. ¿Qué órganos del aparato respiratorio simulan los globos?

Figura 22.

MODELO GUÍA PARA LAS CONEXIONES

1. Al terminar las conexiones el fondo de los envases se sellará perfectamente con tela de hule (que recortarás de los guantes de cirujano) y masking tape. ¿Qué músculo representa la tela de hule?
2. Al jalar la tela de hule hacia abajo, la presión dentro de los globos disminuye y, debido a que la presión del aire es más grande afuera, ¿qué sucede con el aire? __________________, ocasionando que los globos se ______________________
3. Al soltar la tela de hule, disminuye el volumen de la cavidad y, debido a que los globos son elásticos, éstos se _________________________, ocasionando la ___________________________del aire del aparato. ¿Qué relación se encuentra entre los fenómenos observados y la ventilación pulmonar? __________________

RESULTADOS

I. Registrar los resultados obtenidos en la primera parte en el siguiente cuadro.

µ mCO2 = Micromoles de bióxido de carbono

x = Promedio

II. En la segunda parte esquematiza tus observaciones indicando con flechas la circulación del aire en el aparato durante las dos experiencias y concluye.

CONCLUSIÓN

Con base en los problemas planteados y tu actividad en el laboratorio ¿qué conclusión puedes obtener?

Parte I

Parte II