Guía de "Identificación de los procesos biogeoquímicos que generan dióxido de carbono"

Institut Català de Ciències del Clima (IC3) - Laboratori de l'Atmosfera i els Oceans (LAO)

- ¿Cómo podemos medir cuánto CO₂ hay en la atmósfera?

- ¿Qué procesos biológicos generan CO₂?

- ¿Qué procesos inorgánicos generan CO₂?

Material común:

- Botella de 2 litros

- Circuito de conducción de aire

- Bomba de presión

- Medidor de CO₂ GMP343 Vaisala

- Ordenador y pantalla

Actividad 1:

- Pajitas de plástico

Actividad 2:

- Levadura fresca (media pastilla)

- Azúcar (3 cucharadas)

- Agua (250 ml)        

Actividad 3:

- Roca calcárea (mármol, caliza, …). Mejor si está triturada o a trozos

- Ácido suave (vinagre-ácido acético o zumo de limón-ácido cítrico)        

El objetivo de esta experiencia es reconocer las fuentes de CO₂ como resultado de la actividad biológica y de procesos geoquímicos. Consta de tres actividades que permiten discriminar entre la generación de CO₂ por respiración aerobia (Actividad 1), por fermentación (Actividad 2) y por procesos inorgánicos (Actividad 3).

Durante la práctica se utiliza un instrumento de medida (GMP343 Vaisala) que permite determinar la concentración de CO₂ en el aire.

Actividad 1:

- Conectar la pajita a la botella haciéndola entrar por un orificio de la misma

- Soplar suavemente a través de la pajita

- Conectar la botella al medidor de CO₂ GMP343 Vaisala

- Observar los resultados en forma de gráfico (concentración-tiempo) en la pantalla del ordenador. Duración aproximada 5 minutos

Actividad 2:

- Mezclar en la botella el agua con el azúcar y la levadura fresca

- Cerrar la botella

- Conectar la botella al medidor de CO₂ GMP343 Vaisala

- Observar los resultados en forma de gráfico (concentración-tiempo) en la pantalla del ordenador. Duración aproximada 10-15 minutos

Actividad 3:

- Introducir la roca carbonatada en la botella

- Añadir una pequeña cantidad de ácido

- Cerrar la botella

- Observar la efervescencia (burbujeo)

- Conectar la botella al medidor de CO₂ GMP343 Vaisala

- Observar los resultados en forma de gráfico (concentración-tiempo) en la pantalla del ordenador. Duración aproximada 10-15 minutos

- ¿Cómo podemos medir cuánto CO₂ hay en la atmósfera?

 El CO₂ es una molécula que absorbe energía del infrarojo (IR), esta propiedad se puede usar para medir su concentración en el aire. El instrumento de medida GMP343 Vaisala consta de una fuente emisora de láser, unos espejos y un detector de radiación infraroja. La diferencia de intensidad entre la radiación emitida y detectada permite determinar la concentración de CO₂ que hay en el aire.

- ¿Qué sucede con la concentración de CO₂ en cada una de las actividades?

Los alumnos comprobarán que la concentración de CO₂ aumenta.

- ¿Qué procesos son los causantes del incremento de la concentración de CO₂?

Actividad 1:

En la primera actividad el propio alumno es el generador de CO₂. Esta actividad es un ejemplo de la generación de CO₂ por respiración aerobia:

Glucosa  +  Oxígeno + Energía  →  Dióxido de carbono + Agua

Actividad 2:

En la segunda actividad el CO₂ se genera debido al proceso de fermentación del azúcar por parte de la levadura del pan (Saccharomyces sp.)

Azúcar (Sacarosa) →  Energía (ATP) + Dióxido de carbono + Etanol + Calor

Actividad 3:

En este caso no interviene ningún ser vivo sinó que el incremento de CO₂ proviene de la disolución de la roca calcárea en un medio ácido:

Roca calcárea  +  Ácido acético →  Agua + Dióxido de carbono + Acetato de calcio

- ¿Qué otras fuentes de CO₂ conoces?

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