UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y METALURGIA DEPARTAMENTO ACADMICO DE INGENIERA QUMICA ESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERA QUMICA LABORATORIO DE QUMCA ORGNICA INFORME 05

SIGLA PROFESOR INTEGRANTES : :

:

QU-241 Ing. CORDOVA MIRANDA Alcira LIMACO CARPIO, Eleazar

GRUPOAO Y SEMESTRE AC.

:: 2009 II

FECHA DE EJECUCION FECHA DE ENTREGA

: :

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AYACUCHO - PER 2011

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CARBOHIDRATOS

I.

OBJETIVOS :

Saber reconocer los carbohidratos mediante reacciones especficas. Diferenciar los monosacridos y los polisacridos mediante reacciones selectivas. Reacciones especificas de tratamiento de los glcidos.

II.

FUNDAMENTO TEORICO :

A.

CARBOHIDRATOS

Despus de las protenas y lpidos, los carbohidratos representan el tercer grupo de compuestos orgnicos ms abundantes en el cuerpo animal, En contraste, los carbohidratos constituyen los nutrientes orgnicos principales del tejido vegetal. El grupo de los carbohidratos incluye importantes compuestos como la glucosa, fructosa, sucrosa, almidn, glicgeno, quitina y celulosa. Los carbohidratos son definidos como aquellas substancias que contienen carbono, hidrgeno y oxgeno, con los dos ltimos elementos presentes en la misma proporcin que en el agua (p. ej. Cx (H2O) y). Aunque esta definicin es satisfactoria par la mayora de los compuestos presentes dentro de este grupo, algunos carbohidratos contienen una proporcin menor de oxgeno, que en el agua, o bien existen derivados de carbohidratos que pueden contener nitrgeno y azufre. PROPIEDADES FSICAS B. C. Mono y disacridos:

Casi todos los monos y disacridos son slidos cristalinos e incoloros. Aunque todos los monosacridos son de sabor dulce, algunos son ms dulces que otros. La D-fructosa es la ms dulce, e incluso ms dulce que la sacarosa (azcar de mesa). Como pueden formarse puentes de hidrgeno entre sus grupos -OH polares y el agua. Todos los monosacridos son muy solubles en agua. Son poco solubles en alcohol, y son insolubles en disolventes no polares como el ter di etlico.

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D.

Los polisacridos

Frecuentemente son compuestos amorfos, insolubles e inspidos, con masas molares sumamente grandes.

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Actividad ptica Para comprender la actividad ptica es importante empezar con los estereoismeros, los cuales son ismeros con la misma frmula molecular pero diferente localizacin de sus tomos en el espacio. Los estereoismeros tienen los mismos tomos entre s en la misma secuencia; sin embargo, la forma en que los tomos estn orientados con respecto a los dems es diferente. Otra clase de estereoismeros son los enantimeros. Los enantimeros son estereoismeros cuyas imgenes especulares no se pueden superponer entre s.

Consideremos una analoga de los enantimeros antes de estudiar las molculas de carbohidratos. Qu ve usted cuando mantiene su mano izquierda frente a un espejo? Si observa cuidadosamente la imagen especular de su mano izquierda ver que sta tiene la distribucin de los dedos igual a los de su mano derecha. Tiene la imagen especular de su mano izquierda la misma relacin espacial que los dedos de esa mano? Definitivamente no; la imagen de la mano en el espejo (la misma configuracin que su mano derecha) es la opuesta a su mano izquierda. Trate de alinear los dedos de ambas manos; no es posible. Puesto que no se pueden alinear, podemos concluir que la mano izquierda y su imagen especular son diferentes con respecto a sus orientaciones en el espacio. En otras palabras, tienen diferentes configuraciones. Es una propiedad caracterstica de las molculas quirales que consiste en la desviacin del plano en el que vibra una luz polarizada hacia la derecha o hacia la izquierda. Una molcula quiral es aquella que tiene por lo menos un tomo de carbono con cuatro grupos diferentes. La medicin de esta propiedad se realiza con un polarmetro. Puedes observar como la luz polarizada atraviesa una muestra constituida por una disolucin de la sustancia quiral. La desviacin del plano de la luz depende de: Naturaleza de la Muestra Concentracin de la disolucin Longitud de la celdilla Temperatura

La medida se realiza usando como fuente de luz una lmpara de sodio (lnea D) a una determinada temperatura. Una vez anotada la lectura se aplica la frmula... La lectura que da el aparato es en grados, la celdilla en donde se prepara la disolucin suele tener una longitud de 1 dm, y si la solubilidad lo permite las disoluciones se prepara de manera que sea 1. La actividad ptica medida de esta manera se denomina rotacin especfica. Estereoisomera Debido a que todos los carbohidratos tienen tomos de carbono quirales, desde tiempo atrs se reconoci que es necesario un mtodo estndar de representacin para describir la estereoqumica de los carbohidratos. El mtodo ms difundido emplea las proyecciones de Fischer para describir los centros de quiralidad sobre una pgina plana. Recuerde que un tomo de carbono tetradrico se representa en una proyeccin de Fischer con dos lneas

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cruzadas. Las lneas horizontales representan los enlaces que salen de la pgina, y las lneas verticales, los enlaces que estn dentro de la misma pgina. Por convensin, el carbono se coloca en o cerca de la parte superior en las proyecciones de Fischer. A) B) CLASIFICACIN

Acorde a su estructura qumica, los carbohidratos se pueden dividir en dos grupos principales, azcares y no azcares (Tabla 8). Los azcares ms simples se denominan monosacridos, mismo que pueden dividirse en 5 subgrupos dependiendo del nmero de tomos de carbono presentes en la molcula:

Triosas (C3H6O3), Tetrosas (C4H8O4), Pentosas (C5H10O5) y Hexosas (C6H12O6). Estos monosacridos pueden unirse entre s (con la eliminacin de agua) para formar di, tri polisacridos, conteniendo dos, tres, ms unidades o residuos de monosacridos. Por lo que los carbohidratos denominados no azcares, son aquellos que contienen ms de 10 unidades de monosacridos y que no poseen un sabor dulce. Los no azcares pueden dividirse en dos subgrupos, hemopolisacridos y heteropolisacridos; consistiendo los primeros en unidades de monosacridos idnticas, y los ltimos son mezclas de diferentes unidades de monosacridos.

c)

Monosacridos

En general todos los monosacridos son solubles en agua, escasamente en etanol e insolubles en ter, son activos pticamente, poseen propiedades reductoras (p. ej. reducen la solucin de Fehling) se representan con la frmula general C xH2xOx, y generalmente son de sabor dulce.

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La frmula estructural de los monosacridos ms comunes se representa como sigue: En las frmulas estructurales representadas, la D representa la configuracin o direccin del grupo aldehdo (OH) ubicado en el tomo de carbono prximo al ltimo carbono del grupo aldehdo. Por ejemplo, en el caso del D(+)gliceraldehdo y D(+)-glucosa, el grupo hidroxilo del penltimo tomo de carbono (p.ej. C2y C5 respectivamente) estn del lado derecho en relacin al grupo aldehdo (RCHO) de la parte superior de la frmula. De igual modo, el smbolo (+) (-) indica la direccin de la rotacin ptica producida cuando una solucin del azcar se coloca bajo el campo de un polarmetro; dextrgiro (en el sentido de las manecillas del reloj, -). Virtualmente todos los monosacridos naturales son miembros de las series D:

consecuentemente, la configuracin en torno al penltimo tomo de carbono es la misma que la del Dgliceraldehdo.

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TABLA 8. Clasificacin de carbohidratos.

Adems, todos los monosacridos existentes en la naturaleza, son dextrgiros, con excepcin de la fructuosa y la eristrosa. Existen evidencias suficientes para sugerir que los monosacridos tambin pueden existir en las formas moleculares cclicas o anillos. Por ejemplo, las dos formas cclicas de la D-glucosa que existen en la naturaleza D-glucosa y -D-glucosa. Como en la frmula estructural, la diferencia entre estas dos formas cclicas depende de la configuracin o direccin del grupo hidroxilo en el tomo de carbono 1.t

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La importancia biolgica de la diferencia estructural entre la y la -Dglucosa debe ser sealada; la configuracin estructural determina las propiedades fsicas y consecuentemente biolgicas de los polisacridos constituidos por unidades individuales de monosacridos. Por ejemplo la celulosa, polisacrido compuesto por cadenas en zig-zag de unidades de -glucosa: mientras que el almidn y glicgeno, polisacridos constituidos por cadenas helicoides ramificadas de -glucosa, son ms reactivos desde el punto de vista biolgico. En este momento se debe mencionar que los monosacridos rara vez estn directamente involucrados en reacciones bioqumicas intracelulares, sin embargo son primeramente transformados en algn derivado del monosacrido. Derivados importantes de monosacridos incluyen el ster de azcar fosfato (D-glucosa-6-fosfato, D-glucosa-1fosfato, D-fructuosa-6fosfato y disteres de fosfato), azcares-amino (D-glucosamina), azcares-cido (cido glucnico y cido glucurnico) y azcares-alcohol (sorbitol).

Pentosas: Importantes pentosas de monosacridos incluyen la L-arabisona, D-xilosa, D-ribosa. Desde el punto de vista nutricional, la pentosa ms importante es la D-ribosa y sus derivados Ddesoxiribosa y ribitol. Por ejemplo, la D-ribosa y la D-desoxiribosa son componentes esenciales

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del cido ribonucleico (ARN) y el cido desoxiribonucleico (ADN), respectivamente y el ribitol es un componente esencial de la riboflavina.

Hexosas: Glucosa: Azcar monosacrido, de formula C6H12O6. Es un solid cristalino de color blanco, algo menos que el azucar destinado al consumo. Las disoluciones de glucosa giran el plano de polarizacion de la luz a la derecha; de ah el otro nombre alternativo DEXTROSA (del latn dexter, derecha). La glucosa cristaliza en tres formas diferentes y cada un a de ellas gira el plano de polarizacion de la luz en distinto grado.

La glucosa se forma en la hidrlisis de numerosos hidratos de carbono, como la sacarosa, maltosa, celulosa, almidn y glucgenos. La fermentacin de la glucosa por la accin de levaduras produce alcohol etlico y dixido de carbono . Industrialmente, la glucosa se obtiene en la hidrlisis de almidn bajo la accin del acido diluido, o mas frecuentemente, de enzimas. Su aplicacin mas importante es como agente edulcorante en la elaboracin de alimentos. Tambin se emplea en curtidos y tintes, y en medicina para el tratamiento de la deshidratacin y alimentacin intravenosa. Existe en su forma libre en tejidos de vegetales, frutas, miel y en la sangre. En la mayora de los ingredientes alimenticios naturales, la glucosa existe en forma combinada, tanto con un monosacrido como un componente exclusivo de los disacridos (p. ej. maltosa) y de polisacridos (p. ej. almidn, glicgeno, celulosa) bien combinada con otros monosacridos en forma de lactosa (azcar de la leche), sucrosa y heteropolisacridos. En el proceso de elaboracin de la cerveza y vino, la glucosa es fermentada por la accin de levaduras, para producir alcohol y dixido de carbono. De igual modo, en el proceso de maduracin de las frutas, el contenido de azcar libre o glucosa aumenta, conforme disminuye el contenido del almidn. Fructuosa: A semejanza de la glucosa, la fructuosa existe en su forma libre en los jugos de vegetales, frutas y en la miel. Es un componente del disacrido sucrosa y es el azcar ms

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dulce que existe en la naturaleza (p. ej. es responsable del sabor excepcionalmente dulce de la miel). Galactosa: Aunque no existe en forma libre en la naturaleza, se presenta como un componente del disacrido lactosa y de muchos polisacridos, incluyendo los galactolpidos, gomas y muclagos. d) Disacridos

Los disacridos estn formados por dos azcares hexosas, de cuya unin se elimina como residuo el agua: C6H12O6 + C6H12O6 = C12H22O12 + H2O Los disacridos de mayor importancia que existen en la naturaleza son la maltosa, sucrosa y lactosa. Maltosa: Est constituida por dos molculas de glucosa unidas mediante un enlace -1,4glucosdico. La maltosa es un azcar reductor, soluble al agua. La maltosa no se encuentra en la naturaleza, pero es un producto obtenido durante la degradacin enzimtica del almidn. Por ejemplo, durante el proceso de germinacin de la cebada, se obtiene maltosa a partir del almidn, gracias a la accin enzimtica de la amilasa; una vez germinada y secada la cebada (que ahora se le denomina malta) se le emplea para la elaboracin de cerveza y Whisky de malta. Es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol y eter.Cristaliza en agujas largas y delgadas y es dextrgira, es decir, desva el plano de polarizacin de la luz hacia la derecha. Por hidrlisis rinde una mezcla de glucosa y fructosa, que son lobogiras, pues desvan el plano de polarizacin hacia la izquierda. Por ello, esta mezcla se llama azcar inverso, y se denomina inversin el fenmeno por el cual se forma. En el intestino humano, la inversin tiene lugar gracias a la intervencin de las enzimas invertaza y sacarasa. Cuando se calienta a temperaturas superiores a 180 C, la sacarosa se transforma en una sustancia amorfa, de color mbar y consistencia espesa, parecida al jarabe, llamada caramelo.o

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Sucrosa: Esta constituda por una molcula de glucosa y una de fructosa unidas a travs de un enlace -1--2-glucosdico. Dado que los dos grupos reductores funcionales estn involucrados en el enlace glucosdico, la sucrosa no posee propiedades reductoras. La sucrosa est ampliamente distribuda en la naturaleza, se encuentra en la mayora de las plantas; entre las fuentes ricas en sucrosa se incluyen al azcar de caa (20% de sucrosa), azcar de remolacha (1520%) y zanahorias, La sucrosa es el azcar utilizado a nivel domstico para endulzar alimentos en casa. Cuando la sucrosa es calentada a 160C, forma azcar de alfeique (azcar de cebada) y a 200C forma caramelo. La remolacha y melaza de caa son productos secundarios de la agricultura, obtenidos mediante el proceso de elaboracin se sucrosa a partir del azcar de remolacha y de la caa de azcar, respectivamente. Las melazas son lquidos viscosos (2030% de humedad), de color obscuro, de los que no se puede extraer ms sucrosa mediante procesos de cristalizacin, debido a la presencia de cantidades apreciables de azcares reductores (p. ej. glucosa) e impurezas.

Lactosa: esta compuesta de una molcula de glucosa y galactosa, unidas por un enlace -1, 4glucosdico. A semejanza de la maltosa tiene propiedades reductoras.

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La lactosa o azcar de la leche, es el principal azcar presente en la leche y es exclusivo de los mamferos. Forma aproximadamente el 40% del total de slidos en la leche; el contenido total de lactosa en la leche de vaca y en la leche humana es de 4.6 4.8% y 7%, respectivamente. La lactosa fcilmente sufre fermentacin bacteriana, por ejemplo agriamiento de la leche por Streptococcus lactis, causado por la fermentacin de lactosa a cido lctico. A semejanza de la sucrosa, si la lactosa es calentada a una temperatura de 175 C forma lactocaramelo. e) Homopolisacridos

Estos carbohidratos son muy diferentes de los azcares. Tienen un alto peso molecular y estn compuestos de un gran nmero de hexosas o en el menor grado de residuos de pentosas. Muchos de ellos se les encuentra en vegetales y animales como material alimenticio de reserva (p. ej. almidn o glicgeno) o como elementos estructurales (p. ej. celulosa o quitina). Almidn: Esta compuesto de dos componentes estructurales, amilasa y amilopectina. Aunque las proporciones relativas entre la amilosa y la amilopectina en los almidones presentes en vegetales varan, dependiendo de las especies (2030% de amilosa y 7080% de amilopectina), la unidad fundamental de esos dos componentes estructurales es la alfa-Dglucosa. Por ejemplo, la amilasa consiste de largas cadenas no ramificadas, de 100 o ms unidades de D-glucosa unidas entre s por enlaces alfa-1, 4. De otra parte, la amilo pectina esta constituida por cadenas de unidades de D-glucosa altamente ramificadas (2030 unidades por ramificacin); los enlaces entre las unidades constitutivas son de tipo alfa-1, 4 y alfa-1, 6 (los enlaces alfa-1, 6 glucosdicos, son usados nicamente al inicio de las cadenas laterales). El almidn es la forma qumica de almacenaje de azcar o glucosa en los vegetales, se le encuentra en tallos, frutos, semillas y hojas, y representa la mayor reserva alimenticia de carbohidratos para los vegetales y consecuentemente constituye el mayor componente de carbohidratos en los alimentos de animales. Por ejemplo, el almidn puede representar hasta el 70% en peso de las semillas y hasta el 30% de los frutos, tubrculos o races. El almidn es almacenado dentro de los vegetales en forma de grnulos, cuya forma y tamao vara de especie a especie. Cada grnulo esta rodeado por una capa delgada de celulosa que los hace

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insolubles al agua e indigestibles para los organismos norumiantes, incluyendo peces y camarones, al ser ofrecidos en forma cruda o no cocidos. Al cocinarlos, por calentamiento en presencia de humedad, facilitar la ruptura de la membrana celulsica, dando lugar a la absorcin del agua por el almidn, que en presencia de calor provoca la gelatinizacin del mismo, formndose una solucin gelatinosa o pastosa. Cuando el almidn es expuesto a un calor seco, se formar dextrina, producto intermedio en la secuencia de su degradacin: almidndextrinamaltosaglucosa. Por ejemplo, el almidn presente en el pan, es convertido a dextrina cuando lo tostamos, la dextrina le da ese sabor caracterstico al pan tostado. Glicgeno: Est compuesto por cadenas ramificadas de unidades alfa-Dglucosa, ligadas entre s por enlaces alfa-1, 4 y alfa-1, 6; siendo los ltimos los ms abundantes en el glicgeno (en comparacin con la amilopectina) debido a la presencia de ramificaciones ms cortas y en mayor nmero, consistentes en 1020 unidades de glucosa. El glicgeno es la forma en que los carbohidratos son almacenados en el cuerpo de los animales; en particular en msculo e hgado. Celulosa: Est formada por cadenas muy largas de unidades de D-glucosa, enlazadas entre s por uniones - 1, 4, es un polisacrido muy estable y adems es el carbohidrato ms abundante en la naturaleza, siendo la estructura fundamental de la pared celular vegetal. La celulosa tiene una gran resistencia a la tensin y al ataque qumico. Aunque la celulosa puede ser hidrolizada bajo un tratamiento con un cido fuerte; con excepcin de los microorganismos, pocos animales (excluyendo a los rumiantes) tienen las enzimas endgenas necesarias (p. ej. celulasa) capaces de hidrolizar y digerir la celulosa. Por ejemplo, las enzimas celulasas capaces de atacar la celulosa, nicamente se encuentran en semillas en germinacin, hongos y bacterias (p. ej. las existentes en el tracto digestivo de los rumiantes). Un ejemplo de celulosa en una forma casi pura es el algodn. Quitina: Est constituida de unidades repetidas de N-acetil-C-glucosamina, unidas por enlaces -1, 4 y consecuentemente su estructura es similar a la celulosa.

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La quitina es el principal componente estructural de la cutcula de los insectos y del esqueleto de crustceos. 2. Heteropolisacridos

En contraste con los homopolisacridos, los heterosacridos consisten en mezclas de diferentes unidades de monosacridos y tienen un alto peso molecular. Hemicelulosa: Esta compuesta principalmente por unidades de xilosa, unidas mediante enlaces -1,4, pero tambin puede contener hexosas y azcares cidos (p. ej. cido urnico). Estos polisacridos normalmente acompaan a la celulosa en hojas, partes leosas y semillas de vegetales superiores. Son insolubles al agua y a semejanza de la celulosa no son fcilmente digeridas por otros animales que los rumiantes. Gomas: Se les encuentra en la heridas de los vegetales y son compuestos muy complejos, al ser hidrolizados producen una gran variedad de monosacridos y azcares cidos. Un ejemplo es la goma arbiga (goma de acacia). Muclagos: Son carbohidratos complejos presentes en ciertas plantas y semillas. Muchas algas, especialmente las marinas producen muclagos, mismos que son solubles al agua caliente y forman un gel al enfriarse. El agar, un polmero de la galactosa con el cido sulfrico, es un muclago o gel ampliamente utilizado, que se obtiene del alga marina roja (familia Gelidium). Otros ejemplos incluyen al cido algnico, derivado de las algas cafs (familia Laminaria). Sustancias pcticas: Son carbohidratos complejos que contienen cido Dgalacto-urnico como principal constituyente. Naturalmente se encuentran en la pared celular primaria y en las capas intercelulares de vegetales terrestres, son particularmente abundantes en frutas de ctricos, azcar de remolacha, manzanas y en algunas races de vegetales (p. ej. nabo). Como con los muclagos, los cidos pcticos muestran fuertes propiedades para la formacin de gel y se les utiliza en la preparacin de mermeladas. Mucopolisacridos: Son carbohidratos complejos que contienen azcares amino y cido urnico y constituyen las secresiones mucosas de los animales. Son de naturaleza cida y pueden ser ricos en grupos ster-sulfato, mucopolisacridos importantes incluyen al sulfato de condroitina (presente en el cartlago, hueso, vlvulas cardiacas, tendones y en la cornea del ojo) heparina (anticoagulante presente en vasos sanguneos, hgado, pulmones y bazo) y el cido hialurnico (lubricante viscoso presente en piel, humor vtreo del ojo, lquido sinovial de articulaciones y el cordn umbilical en mamferos). Finalmente los mucopolisacridos constituyen el componente principal de la pared celular de muchas bacterias; el mucopolisacrido de la pared celular consiste en unidades alternantes de cido N-acetilmurmico y N-acetil-glucosamina, unida a pequeas cadenas de peptidos.

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ANLISIS DE DISACRIDOS Estrategia Antes de aplicar un procedimiento analtico especfico es necesario tener una buena idea de cuales carbohidratos estn presentes y los rangos de concentracin de las soluciones estudiadas. Si el sistema es completamente desconocido, una evaluacin cualitativa por TLC y un anlisis de los azcares totales presentes deben ser obtenidos primero. La eleccin de la metodologa cuantitativa especfica va a depender de muchos factores: a. El objetivo del anlisis. b. El rango de concentracin del disacrido. c. La presencia de otros carbohidratos u otros compuestos que puedan interferir con el mtodo particular para el disacrido de inters. d. El grado de precisin requerido. e. El disacrido no debe ser degradado antes ni durante el anlisis dado que se podran obtener datos errneos. f. La disponibilidad del reactivo analtico especfico, su costo y eficacia.

g. La accesibilidad a la instrumentacin especfica necesaria. Cabe notar que para muchos fines, una tcnica simple y barata para el anlisis de carbohidratos puede lograr excelentes resultados- casi tan buenos como los obtenidos con tcnicas e instrumentos sofisticados y caros. Recordar que la caracterizacin de un disacrido por una tcnica dada, debe ser siempre verificada por un segundo mtodo independiente. MTODOS ESPECTROFOTOMTRICOS El trmino espectrofotometra se refiere al uso de la luz para medir las concentraciones de sustancias qumicas. Cuando una molcula absorbe un fotn, su energa se incrementa. Se dice que pasa a un estado excitado. Si por el contrario emite un fotn, su energa disminuye. El estado de menor energa de una molcula se denomina estado basal o fundamental. En la siguiente figura se describe un esquema bsico de un espectrofotmetro: Monocromador - Celda con el analito - Detector de luz Fuente de luz - (Seleccin de longitud de onda) Una fuente de luz se hace pasar por un monocromador. ste permite seleccionar un haz de luz con una nica longitud de onda. Este haz de luz monocromtica incide sobre una celda de ancho b que contiene la solucin con el analito. Si la solucin absorbe la luz, la potencia radiante incidente (Po)(1)

del haz de luz disminuye al emerger de la celda. Los valores de la

potencia radiante emergente (P) tienen que cumplir necesariamente la siguiente relacin:o

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(1) La potencia radiante se define como energa por unidad de tiempo y por unidad de rea o seccin. - Magnitudes en Espectrofotometra La transmitancia se define de la siguiente forma:

En tanto, la absorbancia se define como:

Cuando no se absorbe luz, P = Po y por lo tanto A = 0. Cuando se absorbe 90 % del haz de luz, 10 % de ste se transmite, por lo que P = Po / 10 y A = 1. - Ley de Beer

Donde: absorbancia de una determinada sustancia a una longitud de onda dada y se expresa en M . cm . b es el ancho o espesor de la celda donde se deposita la muestra y se expresa en cm. c es la concentracin expresada en moles / Litro (M)-1 -1

La ley de Beer establece que la absorbancia es proporcional a la concentracin de las especies absorbentes. Dicha ley se verifica muy bien en un rang M). Las fallas aparentes de la ley de Beer en soluciones ms concentradas pueden atribuirse a cambios en las propiedades de las especies absorbentes de la solucin. Conforme una solucin se vuelve ms concentrada, las molculas de soluto interactan entre s debido a su proximidad, modificando sus propiedades de absorber la luz. De ello resulta que la grfica de Absorbancia en funcin de la concentracin pierde su linealidad. MTODOS NO ENZIMTICOS 1. Fenol H2SO4

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Este es probablemente el procedimiento ms comn para la estimacin del contenido total de azcares reductores y glucsidos. Una muestra de 0.01 azcar en 0.3 mL se mezcla con 0.01mL de fenol 10%. Se agrega 1.0mL de H 2SO4 concentrado de grado analtico a la mezcla azcar fenol. Despus de mezclar, se incuba por 30 minutos a temperatura ambiente. Luego se mide la absorbancia a 490nm. Algunas sustancias tales como cationes de metales pesados, compuestos azo- y tiopodran interferir. Antrona - H2SO4

2.

El medio cido hidroliza el enlace glicosdico de la sacarosa y los monosacridos resultantes reaccionan con la antrona produciendo un color verde azulado. con ambiente y se agregan 3.0mL del reactivo de antrona (0.15% en 80% H2SO4). Despus de 15 minutos a 40C, se mide la absorbancia a 620nm.

3. 4.

Antrona

FUNCIN DE LOS CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos son sintetizados por todos los vegetales verdes, a travs del proceso denominado fotosntesis, que se representa como sigue: 6CO2 + 6H2O + Luz C6H12O6 + 6O2 (673 Kcal.) Tanto en el hombre como en los animales terrestres, los carbohidratos suministrados en la dieta son la principal fuente de energa metablica (ATP). Esta reaccin se representa de la siguiente manera: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38 ATP1 1

ATP. Trifosfato de Adenosina, contiene enlaces de alta energa, y representa la manera en

la cual una gran parte de la energa liberada es almacenada dentro del cuerpo

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En peces y camarones no se ha establecido un requerimiento absoluto de carbohidratos en la dieta. Esto contrasta marcadamente con lo establecido para las protenas y lpidos, nutrientes para los cuales ya se han establecido requerimientos dietticos especficos para ciertos aminocidos y cidos grasos esenciales. En gran medida esto se debe a: Los hbitos alimenticios carnvoros/omnvoros de la mayora de las especies d peces y crustceos cultivados. La habilidad de los peces y camarones para sintetizar carbohidratos (p. ej. glucosa) a partir de substratos que no sean carbohidratos, tales como protenas y lpidos (proceso denominado gluconeognesis). La habilidad de los peces y crustceos para satisfacer sus requerimientos energticos a partir del catabolismo nicamente de protenas y lpidos, si es necesario. Sin embargo, a pesar de la aparente ausencia de un requerimiento diettico de carbohidratos para peces y crustceos, no existe duda que los carbohidratos realizan importantes funciones biolgicas en el cuerpo del animal. Por ejemplo, la glucosa producto final de la digestin de carbohidratos en los animales, sirve como la principal fuente energtica para el tejido nervioso y cerebro y como intermediario metablico para la sntesis de muchos compuestos biolgicamente importantes, incluyendo el exoesqueleto quitinoso de los crustceos, los cidos nucleicos ARN y ADN, y los mucopolisacaridos de las secreciones mucosas. A pesar de que los carbohidratos pueden ser considerados nutrientes no esenciales en la dieta de peces y crustceos, su inclusin en las dietas de engorda est garantizada debido a: Representan una fuente econmica de energa diettica muy valiosa para aquellas especies de peces y crustceos no carnvoras. Su uso cuidadoso en dietas para engorda puede representar un ahorro en referente a la utilizacin de la protena, insumo ms valioso para el crecimiento en lugar de fuente de aprovisionamiento energtico (procedimiento denominado sustituto protenico). Al ser empleados como ligantes sirven como constituyentes dietticos esenciales, para la elaboracin de dietas estables en el agua (por ejemplo: almidn gelatinizado, alginatos, gomas). Ciertas fuentes de carbohidratos sirven como constituyentes dietticos que aumentan la palatibilidad del alimento y disminuyen el contenido de polvo el alimento terminado (p. ej. melaza de caa o remolacha). III. MATERIALES Y REACTIVOS:

Materiales:

Tubos de ensayo

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Gradilla para tubos de ensayo. Esptula Pinza para tubos Bao mara Mechero

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Reactivos: Azucares

cido sulfrico Concentrado

H2SO4

Reactivo de Tollens

Ag(NH3)2OH

Reactivo de Banfoed

Cu

2+

1-Naftol

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Resorcina

Reactivo de Fehling Reactivo de Benedict

Reactivo de Selivanof

HCl +

IV.

PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS EXPERIMENTALES:

Experimento 01: ensayos generales para carbohidratos.

a) Con el reactivo de Molisch. En un tubo de ensayo poner 1 ml de una solucin acuosa de carbohidrato, agregar gotas de solucin etanlica de -naftol y por las paredes del tubo aadir aproximadamente 1 ml de H2SO4 concentrado, hasta que se formen dos capas. Observar la formacin de un anillo de color violeta en la interfase. Realizar este ensayo para las cinco muestras.

Reacciones:

Dglucosa

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D-galactosa.

D-fructosa.

D-sacarosa.

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D-maltosa.

Observacin: La glucosa, cristales blancos, se disuelven en agua destilada. Los carbohidratos (glucosa, galactosa, fructosa, sacarosa y maltosa) se colocan en un tubo de ensayo, agregndoles 1 ml de -naftol, lquido rojizo. Las cinco soluciones adquieres el color rojizo. Al agregarles acido sulfrico concentrado lentamente por las paredes del tubo, seguidamente dentro del tubo se formaron dos fases liquidas y un anillo de color morado. Esto ocurre con los cinco diferentes carbohidratos. La formacin del anillo de color morado en la interfase de cada una de las muestras nos confirma que estas son carbohidratos.

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b) Con Antrona: En un tubo de ensayo poner aproximadamente 1 ml de reactivo (Antrona) y 5 gotas de una solucin acuosa de carbohidrato, agitar hasta que se produzca el cambio de color.

Dglucosa

D-galactosa.

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D-fructosa.

D-sacarosa.

D-maltosa.

c) Con la resorcina

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En un tubo de ensayo poner aproximadamente 20 mg de un carbohidrato, agregar 1 ml de una solucin acuosa al 1% de resorcina y por las paredes del tubo agrega 2 mL de H2SO4 concentrado. La formacin de un anillo rojo en la interfase indica resultado positivo.

Reacciones:

Dglucosa

D-galactosa.

D-fructosa.

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D-sacarosa.

D-maltosa.m,

Observacin: Los carbohidratos (glucosa, galactosa, fructosa, sacarosa y maltosa) se colocan en un tubo de ensayo, agregndoles 1 ml de Resorcina, lquido anaranjado. Las cinco soluciones adquieres el color anaranjado. Al agregarles acido sulfrico concentrado lentamente por las paredes del tubo, dentro del tubo se forman dos fases liquidas y un

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anillo de color rojo. Esto ocurre con los cinco diferentes carbohidratos. La formacin del anillo de color rojo en la interfase de cada una de las muestras nos indica un resultado positivo, que se trata de la presencia de carbohidratos.

Experimento 02: ensayos para azucares reductores:

a) Con el reactivo de Fehling. Mezclar volmenes iguales de Fehling A y Fehling B en un tubo de ensayo, aadir 10 mg de un carbohidrato y calentar en bao Maria. La formacin de un precipitado rojo indica la presencia de un azcar reductor. Realizar este ensayo para las cinco muestras.

Observacin: Los carbohidratos (glucosa, galactosa, fructosa, sacarosa y maltosa) se colocan en un tubo de ensayo, agregndoles 1 ml del Reactivo de Fehling, lquido azul. Las cinco soluciones adquieres el color azul. Al someterlos a un Bao de Mara, durante 2 minutos, dentro del tubo se forma un precipitado rojizo. La glucosa forma un precipitado rojo oscuro, la galactosa un rojo intenso, la fructosa un rojo plido, la sacarosa no reacciona y la maltosa un rojo ladrillo. Lo que nos indica que solo la sacarosa no es un azcar reductor.

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El ensayo nos demostr que la glucosa, la galactosa, la fructosa y la maltosa son azucares reductores.

Dglucosa

D-galactosa.

D-fructosa.

D-sacarosa.

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D-maltosa.

b) Con el reactivo de Tollen En un tubo de ensayo poner 2 ml de reactivo de Tollen y agregar 10 mg de un carbohidrato, agitar bien y calentar en bao Maria. La formacin de un precipitado negro o espejo de plata indica la presencia de un azcar reductor.

Observacin: Los carbohidratos (glucosa, galactosa, fructosa, sacarosa y maltosa) se colocan en un tubo de ensayo, agregndoles 2 ml del Reactivo de Tollen, lquido incoloro. Las cinco soluciones son incoloras. Al someterlos a un Bao de Maria durante 2 minutos, todos los carbohidratos a excepcin de la sacarosa forman espejos de plata, lo que nos indica que esta no es reductora El ensayo nos demostr que la glucosa, la galactosa, la fructosa y la maltosa son azucares reductores porque reducen al reactivo a su estado elemental.

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Dglucosa

D-galactosa.

D-fructosa.

D-sacarosa.

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D-maltosa.

c) Con el reactivo de Benedict En un tubo de ensayo poner 2 ml de reactivo de Benedict y agregar 10 mg de un carbohidrato y calentar a ebullicin por 2 minutos, dejar enfriar. Un precipitado rojo indica la presencia de un azcar reductor.

Observacin: Los carbohidratos (glucosa, galactosa, fructosa, sacarosa y maltosa) se colocan en un tubo de ensayo, agregndoles 2 ml del Reactivo de Benedict, lquido turquesa. Las cinco soluciones son de color turquesa. Al someterlos a ebullicin, todos los carbohidratos a excepcin de la sacarosa forman precipitados verdes, en diferentes tonalidades. Lo que

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nos indica que solo la sacarosa no es un azcar reductor a diferencia de la glucosa, la galactosa, la fructosa y la maltosa.

Dglucosa

D-galactosa.

D-fructosa.

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D-sacarosa.

D-maltosa.

Experimento 03: Reacciones de Diferenciacin entre monosacridos y disacridos: Con el reactivo Banfoed En un tubo de ensayo poner 1 ml de reactivo de Banfoed y 10 mg de un carbohidrato, calentar en bao Maria durante 5 minutos. La formacin de un precipitado rojo indica la presencia de un monosacrido.

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Observacin: En dos tubos de ensayo se aade un monosacrido y un disacrido (glucosa y sacarosa) se aade a cada tubo 1 ml de Reactivo de Banfoed, lquido azul. Al someterlos a un Bao de Maria durante 2 minutos, la glucosa precipita de color rojo. La formacin de este precipitado nos indica la presencia de un monosacrido, ya que el disacrido no reacciona con el reactivo de Banfoed.

Dglucosa

D-sacarosa.

Experimento 04: Reacciones de Diferenciacin entre aldosas y cetosas: Con el reactivo de Seliwanof. Disponer de 2 tubos de ensayo, a uno de ellos echar 1 ml de una solucin acuosa de una aldosa y al otro una cetosa, a cada tubo agregar 2 ml de reactivo de Seliwanof, calentar a ebullicin durante 2 minutos, enfriar, la formacin de un color rojo dbil indica la presencia de una cetosa.

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Observacin: En dos tubos de ensayo se aade una aldosa y una cetosa(glucosa y fructosa) se aade a cada tubo 1 ml de Reactivo de Seliwanof. Al someterlos a un calentamiento a ebullicion durante 2 minutos, la fructosa colorea de color rojo, indicando la presencia de este una cetosa monosacrido.

Dglucosa

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D-fructosa.

Experimento 05: Reacciones de Diferenciacin entre pentosas y hexosas: Con el reactivo de Bial. Disponer de 2 tubos de ensayo, a uno de ellos echar 1 ml de una solucin acuosa de una pentosa y al otro una hexosa, a cada tubo agregar 2 ml de reactivo de Bial, calentar a ebullicin.

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V.

CONCLUSIONES:

Se demostr la presencia de carbohidratos mediante reacciones generales como son: La formacin de anillos morados en la interfase del carbohidrato con el reactivo de molisch, en presencia de acido sulfrico. La formacin de anillos rojos en la interfase del carbohidrato con el reactivo de resorcina en presencia de acido sulfrico

Se reconoci a los azucares reductores mediante reacciones en presencia de calor con diferentes reactivos, dando estas precipitados de color caracterstico con los que se verifica la presencia de un azcar reductor (reduce al reactivo): El reactivo de fehling (A y B), con un azcar reductor, se reduce precipitando de un color rojo. El reactivo de tollen con un azcar reductor, se reduce precipitando de un color negro o formando el espejo de plata. El reactivo de Benedict con un azcar reductor, se reduce precipitando de un color rojo.

De todas las muestras que se utilizo, resulto no ser un azcar reductor la sacarosa. Es decir solo la glucosa, galactosa, fructosa y maltosa son azucares reductores, as se demostr en la practica.

Mediante reacciones utilizando reactivos como el reactivo de Banfoed. Se pudo demostrar la diferencia entre un disacrido y un monosacrido, precipitando este ultimo de color rojo con el reactivo de Banfoed, pues el disacrido no reacciona con este reactivo.

Mediante reacciones se pudo demostrar la diferencia entre una aldosa y una cetosa. Utilizando el reactivo de Selivanof; reaccionando este solo con la cetosa, formando un precipitado de color rojo debi.

VI.

RECOMENDACIONES : Si nos encontramos frente a un azcar en estado solid, solo la disolvemos en 0.5 ml de agua destilada y seguidamente con el reactivo que nos indica el manual de practica. Observar todas las reacciones de los azucares con los diferentes reactivos ya que de estos depende la informacin que se plasmara en el respectivo informe. Es importante lavar todos los materiales antes y despus de usarlos, para no presenciar reacciones ajenas y errneas en la prctica.

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VII.

CUESTIONARIO:

1. Qu son azucares reductores? Explique. Ejemplos Los azucares reductores estn formados por un conjunto de azcares con una funcin cetnica o aldehdica con accin reductora sobre la solucin cupro-alcalina. Son aquellos azcares que poseen su grupo carbonilo intacto, y que a travs del mismo pueden reaccionar con otras especies. Es capaz de reducir su carbono Anomrico, formando enlaces glucosidicos con otras molculas de azcares. Los azcares reductores pueden reducir al cido 3,5-dinitrosaliclico (DNS) bajo determinadas condiciones. Preparar el reactivo DNS: 100ml de solucin DNS 2mM en NaOH 0,2N y 250ml de solucin de tartrato de sodio y potasio 4-hidrato 2,12M. Mezclar ambas soluciones y se llevar a 500ml. Si la muestra contiene protenas stas pueden producir falsos negativos, para evitarlos desproteinizar 5ml de leche aadiendo 1 ml de cido actico 1N; centrifugar a 4.000 x g durante 10 minutos. Si en la muestra es posible la presencia de di, tri o polisacridos con ms de un componente reductor, neutralizar con NaOH 1N para evitar una posterior hidrlisis cida (se sobrestimara la cantidad del sacrido).Aadir 4,475ml de agua destilada y 25ml de muestra 500l de reactivo DNS. Mantener la mezcla en bao de agua hirviendo durante 5 minutos y medir a continuacin absorbancia a 540nm, interpolando el valor obtenido con los valores calculados para soluciones de sacrido de concentracin conocida. 2. Cmo se realiza la hidrlisis de los carbohidratos?

1 sacarosa

1 glucosa

+ 1 fructosa

1 Almidn

ms de 1000 glucosas

1 Celulosa

ms de 1000 glucosas

3. Cmo se realiza el ensayo de la inversin de la sacarosa? Explique.

La sacarosa es un disacrido que por hidroliza se produce un equivalente de glucosa y otro de fructosa.. Esta mezcla 1:1 de glucosa y fructosa con frecuencia se conoce como azcar invertida, ya que cambia el signo de la rotacin ptica mediante la hidrlisis de la sacarosa a

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una mezcla de glucosa/fructosa. Algunos insectos como las abejas, tienen enzimas llamadas invertasas que catalizan la hidrlisis de sacarosa a una mezcla de glucosa y fructosa. En efecto, la miel es principalmente una mezcla de glucosa, fructosa y sacarosa.

4. ponga 3 ejemplos de cada uno de los siguientes azucares: aldopentosas, cetopentosas, aldohexosas y cetohexosas. Proyecciones de Fischer, estructura de Haworth. Aldopentosas naturales:

La ribosa y la dexoxiribosa forman parte de los cidos nucleicos. La ribosa tambin se asla de la hidrlisis de la riboflavina (vitamina B2). El prefijo "dexoxi" se refiere a que este monosacrido contiene menos tomos de oxgeno que lo comn, incumple con la frmula Cn(H20)n. La xilosa y la arabinosa, pueden aislarse de los productos de hidrlisis de las resinas vegetales, recibiendo la xilosa tambin la denominacin de "azcar de madera". La D(-) Arabinosa se encuentra tambin en bacterias y esponjas .

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Estructura de Haworth.

Cetopentosas

Estructura de Haworth.

Las aldohexosas naturales ms comunes son:

La glucosa tambin recibe el nombre de dextrosa por ser dextrorrotatoria (D(+)Glucosa), tambin azcar de sangre, pues est presente en la sangre humana en concentracin de 65-110 mg/100 ml. Es posiblemente el producto natural ms

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abundante pues se encuentra como polisacrido en el almidn, la celulosa y el glucgeno. Tambin aparece combinada como disacrido en el azcar comn, la sacarosa (fructosa y glucosa) y en la leche de todos los mamferos, lactosa, azcar de leche (galactosa y glucosa). La glucosa, galactosa y ramnosa forman con frecuencia parte de glicsidos naturales. Los glicsodos son compuestos con una estrucura formada por uno o ms carbohidratos que se enlazan a una molcula que no es un carbohidrato. El conjunto se llama glicsido y la porcin que no es un carbohidrato se denomina aglicn. Estructura de Haworth.

Cetohexosa

La fructosa es un ejemplo de cetohexosa, es entre los azcares el compuesto ms dulce, tiene bastante ms poder edulcorante que la sacarosa, donde se encuentra enlazada con la glucosa. Esta cetohexosa se encuentra libre en la miel y en muchas frutas. La D(+)-Manosa, se encuentra formando muchos polisacridos naturales

Estructura de Haworth.

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FRMULAS DE HAWORTH. Aunque las frmulas de Fischer son tiles para representar estructuras abiertas y hemos visto ya las denominadas frmulas de Fischer-Tollens, son ms prximas a la realidad y mejores para discutir estructuras cclicas, las frmulas perspectivas de Haworth.

Cmo son estas frmulas de Haworth y cmo se representa? Resulta muy sencillo representarlas. Vamos explicar cmo se representa una estructura piransica, las que existen en solucin acuosa de la D-glucosa.

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Primero: Se representa un anillo de seis miembros con el oxgeno a la derecha y arriba. Luego: Si es un monosacrido que pertenece a la familia D, el grupo terminal, en la glucosa y otras aldohexosas o cetohexosas CH2OH, se representa arriba del anillo y si fuera de la familia L, se representa abajo:

Ahora: Todos los hidroxilos que en una estructura de Fischer estn a la derecha, en la frmula perspectiva de Haworth se representan abajo y todos los hidroxilos que en la representacin de Fischer estn a la izquierda, en la de Haworth se representarn arriba del ciclo o anillo, los tomos de hidrgeno no se representan.

D-glucosa Anmero Anmero :

D-glucopiranosa

D-glucopiranosa

Por reaccin entre el hidroxilo del C5 y el carbonilo, se cicl la molcula, se producen dos estructuras cclicas hemiacetlicas, dos diasteroismeros, los anmeros y . Las frmulas perspectivas de Haworth se acercan ms a la realidad, son superiores sin dudas a las de Fischer-Tollens. Las furanosas con sus anillos de 5 miembros son casi planas, para las piranosas, an ms acorde con la realidad, son las denominadas frmulas o estructuras conformacionales, las piranosas presentan estructuras de silla.

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Haworth Conformacional Haworth Conformacional glucopiranosa

D-glucopiranosa D-

En la estructura conformacional, los sustituyentes que quedan arriba en la frmula de Haworth, se sitan arriba en esta tambin y los que quedan abajo en la frmula de Haworth, pues se colocan abajo en la conformacional.

VIII.

BIBLIOGRAFA :

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