TP QUIMICA PH

4º Química – Profesora Cecilia Ferrante

¿Qué ves cuando me ves?

Actividad 1: caracterizando muestras

Una de las principales actividades de la ciencia es buscar patrones y ordenamientos en los comportamientos de la naturaleza. A lo largo de la historia, la química se caracterizó por buscar propiedades características con las cuales organizar a las sustancias.

Robert Boyle construyó una clasificación de sustancias según un conjunto de propiedades determinado: tomó aquellas que podían precipitar sales de sus soluciones y las llamó ácidos; a aquellas que tienen poder detergente, las nombró bases.

En el siglo XVII ya se sabía otra característica de los ácidos y las bases: su presencia cambia la coloración de algunos líquenes. Boyle fue el primero en usar ese cambio de color de indicadores naturales como referencia. Preparó jarabe de violetas y embebió en él pequeños trozos de papel. Una vez secos, los empleó para determinar si una sustancia era ácida o básica, o no lo era. En 1663, comenzó a emplear una definición operacional: “ácido es una sustancia que cambia al rojo el papel embebido en el indicador de jarabe de violetas y álcali el que cambia el color al verde.”

Materiales: frascos de vidrio pequeños, pipetas Pasteur, solución de repollo colorado[1], compuestos de uso cotidiano en solución acuosa, por ejemplo: bicarbonato, vinagre, jugo de limón, gaseosa de colores claros, jugo de naranja, jugo de manzana, limpiador líquido del tipo Odex blanco o limpiador con amoníaco, agua jabonosa, detergente, agua de la canilla, agua mineral, soda, agua desmineralizada, crema de enjuague, crema para manos, jabón de glicerina, etc., lápices de colores o marcadores, celular con cámara fotográfica, cámaras fotográficas, sorbetes.

Primera parte

Usando las ideas de Robert Boyle y su definición operacional de ácidos y bases, vamos a trabajar con solución de repollo colorado.

Coloquen 10 (diez) gotas de solución de repollo colorado en cada uno de los frascos de acuerdo con las muestras que tengan: por ejemplo, si tienen 10 muestras diferentes completaran 10 frascos distintos con 10 gotas de solución de repollo colorado en cada uno. Luego agreguen cada muestra en cada uno de los frascos que tienen las 10 gotas de solución de repollo colorado, hasta completarlos.

Completen el siguiente cuadro con sus observaciones:

Nº	Muestra	Observación	Caracterización
1	Solución ácido HCl	El líquido toma un color rosa	Ácido
2	Solución base NaHO	El líquido toma un color verde	Base
3	Agua de la canilla	El líquido mantiene el color violeta	Neutro
4	Agua mineral	El líquido mantiene el color violeta	Neutro
5	Soda	El líquido toma un color rosa	Ácido
6	Gaseosa color claro	El líquido toma un color rosa	Ácido
7	Agua jabonosa	El líquido mantiene el color violeta	Neutro
8	Agua con detergente	El líquido toma el color del detergente	Base
9	Solución de bicarbonato	El líquido toma un tono verde	Base
10	Agua destilada	El líquido mantiene el color violeta	Neutro
11	Vinagre de alcohol	El líquido toma un tono rosa intenso	Ácido
12	Jugo de limón	El líquido toma un tono rosa intenso	Ácido
13	Agua tónica	El líquido toma un tono rosa	Ácido
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Segunda parte

Ordena las muestras de la primera parte de acuerdo con el siguiente criterio:

pH[2] bajo      más ácido              NEUTRO                      más básico                           pH alto

Solucíon ácido HCl                       Agua mineral                            Detergente
Jugo de limón                            Agua de la canilla                         Bicarbonato

Vinagre de alcohol                        Agua destilada                          Solución Base NaHO

Agua tónica                                   Agua jabonosa

Soda
Gaseosa color claro

·         Escriban una nueva definición operacional de ácidos y bases en la cual incluyan los resultados que obtuvieron en esta actividad.

Respuesta: Si las soluciones toman un color azulado o verde, significa que es básico. En cambio si toman un color rosa, significa que es ácido.

Fotografíen cada una de las escalas que han realizado.

  

Tercera parte

Según el resultado de las actividades que realizaron hasta ahora, ¿qué usarían para…

·         averiguar si una sustancia es ácida o básica?
Respuesta: Para averiguar si una sustancia es ácida o básica, tendría que tener primero una muestra neutra (por ejemplo la solución de repollo colorado), y después en diferentes frascos mezclarla con otro tipo de sustancias, para así poder comparar los colores y las intensidades y detectar cuales son ácidas y cuales básicas.

·         averiguar si un ácido –o una base–  es más poderoso que otro, es decir, determinar cuál es más ácido, o básico?

Respuesta: Para determinar cuál es más ácido o básico, compararía con la muestra neutra sus colores y ahí ver sus intensidades.

Lean atentamente el siguiente texto y luego respondan:

Los indicadores de acidez y basicidad hechos con jugos de vegetales (por ejemplo, el repollo que ustedes usaron) son muy útiles. Pero es engorroso prepararlos y transportarlos cada vez que se quiere hacer una medición. Además, es difícil comparar los resultados obtenidos en distintos momentos y comunicarlos a los colegas.

Para facilitar y estandarizar las mediciones, se utiliza una escala que inventó el químico danés Sören P. L. Sörensen mientras era director del laboratorio de la cervecera Carlsberg (1909).

En la producción de cerveza, un factor clave es la acidez que tienen las soluciones acuosas en que fermenta la levadura. Sörensen inventó una escala de acidez que va del 1 al 14. En esta escala, llamada escala de pH, se asigna el número 7 a las soluciones que no son ácidas ni básicas, es decir, a las soluciones neutras. Los valores entre 1 y 7 corresponden a las soluciones ácidas y entre 7 y 14, a las básicas.

• ¿En qué rango de pH piensan que están las soluciones con que trabajaron en la Actividad 1?

      Respuesta: Trabajamos en todos los rangos de pH, desde los ácidos hasta los básicos.

Actividad 2: El agua de mar, ¿será ácida? ¿Cómo podemos reconocer el dióxido de carbono disuelto?

Respuesta: El agua del mar será ácida por tener el pH  más bajo. El dióxido de carbono disuelto se puede reconocer a través del proceso de la acidificación.

Los océanos son el mayor almacén, o sumidero, del dióxido de carbono antropogénico de la Tierra. Desde el siglo XVIII, los océanos han absorbido más de 460 mil millones de toneladas métricas de dióxido de carbono, lo que representa casi la mitad de las emisiones de este gas, resultantes de la quema de combustibles fósiles, o aproximadamente el 30% de todas las emisiones de dióxido de carbono producidas por el ser humano.

La concentración actual de dióxido de carbono en la atmósfera es la más alta en la historia de la humanidad. El aumento de la cantidad de dióxido de carbono en los océanos provoca reacciones que cambian la composición química de estos, a través de un proceso conocido como acidificación. Si continuamos con la tendencia actual de emisiones, en el año 2050 el pH del océano será el más bajo de los últimos 20 millones de años. Pero todavía más significativa es la velocidad a la que está cambiando la composición química de los océanos. La velocidad actual de acidificación es, al menos, 100 veces superior a la velocidad máxima de los últimos cientos de miles de años. El dióxido de carbono se absorbe tan rápido, que las aguas superficiales no serán capaces de prevenir y contrarrestar el importante descenso en el pH del océano. .

·         Escriban una definición operacional para el término pH.

Respuesta: pH es la escala de ácidez. Si la sustancia tiene tonos rosas intensos es porque tiene pH2 bajo, por lo tanto es ácida. En cambio si la sustancia tiene tonos más verdes, tiene pH alto y es básica.        

·         Observen las fotografías de las escalas que han realizado durante las actividades anteriores y escriban cómo se relacionan con la definición operacional de pH que elaboraron previamente.
Respuesta: En las fotografías se puede ver la variedad de pH, por los diferentes colores e intensidades de las muestras.           

·         El siguiente protocolo se utiliza para reconocer dióxido de carbono disuelto en agua: en un recipiente agreguen agua de la canilla, solución de repollo colorado y unas gotas de limpiador con amoníaco. Usando un sorbete soplen en el interior del recipiente.

a)    ¿Qué esperan observar antes de soplar? ¿Y después de hacerlo?
Respuesta: Esperamos observar burbujas y un cambio de color. Después de hacerlo, la sustancia que tenia un tono verde, volvió al color violeta.

¿Puede servir este protocolo para comprobar si el agua de los océanos esta acidificada? ¿Cómo? Si no es así, elaboren un nuevo protocolo y expliquen su propuesta.
Respuesta: Si. Se podría hacer el mismo protocolo, pero en vez de agua de la canilla, agua

de los océanos.