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¿Cómo funciona un espirómetro?

Recurso elaborado por los docentes Raúl Britos, Anarella Gatto y Marcelo Gurin - 2021.

Licencia: CC BY-SA 4.0.

Créditos:

  • Martínez Pons, J. y de Prada Pérez, F. (2003). Alcohol y alcoholímetros. Historia, fundamentos científicos y aplicación didáctica. Anales de la Real Sociedad Española de Química. 1. pp 53-62. Recuperado de: https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/637814.pdf
  • Imagen de fondo. Recuperada de: https://steemitimages.com/640x0/https://res.cloudinary.com/drrz8xekm/image/upload/v1553594097/meildqrelnlidnmnem94.jpg
  • Robert Borkenstein. Recuperada de: https://i.blogs.es/c94df3/borkenstein_working_on_breathalyer_prototype1/450_1000.jpg
  • Marcelo Gurin. (2021, 4 de abril). Funcionamiento de un espirómetro [Archivo de Video]. Youtube. https://youtu.be/t1pgwWzIDMI

Modelizando el funcionamiento de un espirómetro:

Observa el siguiente video y luego responde las preguntas que se encuentran a continuación.

Guía de trabajo:

  1. ¿Con qué especie química se asocia el color verde observado?
  2. ¿Qué tipo de reacción ocurre?
  3. ¿Es una reacción específica? ¿Cómo lo explicas?
  4. ¿Qué características tiene el etanol que permite esta reacción?
  5. Escribe una ecuación que represente dicho cambio.
  6. ¿Qué ocurre con la coloración observada al transcurrir el tiempo?

Un poco de historia...

En los países desarrollados de todo el mundo, el elevado número de accidentes de tráfico que tienen una relación directa con el excesivo consumo de bebidas alcohólicas es muy preocupante. Por esta razón, han sido diseñados dispositivos específicos para que los policías de tráfico controlen los niveles de alcohol ingeridos por los conductores y sean sancionados aquellos que superen los niveles decretados por ley.
En la década de 1950, las pruebas de etanol en sangre fueron reemplazadas por test de alcoholemia, proporcionando resultados evidenciales para el procesamiento. El creador del primer alcoholímetro, en 1954, fue Robert F. Borkenstein, que diseñó el "Breathalyzer" (Breath= respiración, Analyse = análisis). Este dispositivo basa su funcionamiento en la relación que existe entre la cantidad de alcohol ingerido, que se manifiesta en el aliento, y su correlativa proporción en la sangre. El método consistía en realizar una profunda expiración a través de un pequeño tubo, el aliento burbujeaba en una ampolla que contenía una solución ácida (ácido sulfúrico al 50 %) de dicromato de potasio (0,25 %) con nitrato de plata (0,25 %) como catalizador. Posteriormente se comparaba colorimétricamente mediante dos fotocélulas el cambio de color de la solución con una ampolla de referencia sin abrir. La diferencia de color, que es directamente proporcional a la cantidad de alcohol en la muestra de aliento, permitía medir la concentración equivalente de alcohol en sangre en tiempo real. Actualmente en los alcoholímetros evidenciales más utilizados se emplea un procedimiento más preciso y específico para la medida de alcohol en el aliento, una tecnología analítica dual de célula electroquímica-espectroscopia infrarroja.

Guía de trabajo:

  1. ¿Cómo funcionaba el dispositivo diseñado por Borkenstein?
  2. Imagina que se ha realizado el test de alcoholemia a dos personas, una de ellas consumió más alcohol que la otra. ¿Qué diferencias esperarías observar en el color?
  3. ¿Qué relación hay entre la concentración de una solución y su color?
  4. ¿Qué reglamentación existe en nuestro país relacionado con el consumo de alcohol y la conducción de vehículos? ¿Cuál es el máximo permitido?
  5. ¿Qué te llamó la atención del texto anterior?