TP: 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, 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	rosa	ácido
2	Solución base NaHO	amarillo/verde	base
3	Agua de la canilla	azul claro	neutro
4	Agua mineral	azul claro	neutro
5	Soda	violeta claro	ácido
6	Gaseosa color claro	rosa	ácido
7	Agua jabonosa	amarillo/verde	base
8	Agua con detergente	violeta claro	ácido
9	Solución de bicarbonato	azul claro	base
10	Agua destilada	azul claro	neutro
11	Jugo de limón	rosa	ácido
12	Vinagre	rosa	ácido
13	Odex	verde	base
14	Jugo de manzana	rosa	ácido
15	Jugo de naranja	rosa	ácido

Segunda parte

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

pH bajo más ácido NEUTRO más básico   pH alto

• Escriban una nueva definición operacional de ácidos y bases en la cual incluyan los resultados que obtuvieron en esta actividad.
• Fotografíen cada una de las escalas que han realizado.

- Las sustancias que al reaccionar con el indicador ácido-base haga cambiar el color a toda la mezcla, por más tenue que pueda ser,a lo más cercano a un tono rosa o rojo, es una sustancia ácida. Pero si una sustancia cambia el color de la mezcla a tonos azules o verdes, se indicará que ésta es básica.

Fotografía: 

Tercera parte

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

• averiguar si una sustancia es ácida o básica?
• averiguar si un ácido –o una base–  es más poderoso que otro, es decir, determinar cuál es más ácido, o básico?

1) Para poder averiguar si una sustancia es ácida o básica, se usa un indicador ácido-base, la sustancia de la que se quiere averiguar el nivel de pH, un recipiente limpio, pipetas y la implementación del método científico

2) Lo que determina que tan extremo es el nivel de pH de cada sustancia es, el nivel del color de cambio de la sust. y el que TAN fuerte es el color final.

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?

Entre los rangos 1 y 14 ya que se clasificaron las soluciones ácidas,neutras y básicas

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

El agua de mar es ácida, ya que el dióxido de carbono que absorbe al diluirse en el agua del océano, ésta baja su nivel de pH. Este proceso se llama acidificación.

El dióxido de carbono disuelto se podría comprobar con la solución de repollo colorado, colocando en dos vasos diferente. A una la tapamos con una lamina de plástico y se la atraviesa con un sorbete. Lo soplas un rato y comienza a cambiar el color con respecto a la otra.

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.
• 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.
• 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.

1. ¿Qué esperan observar antes de soplar? ¿Y después de hacerlo?
2. ¿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.

1) Difinición operacional de pH:

Es una forma de medir/definir y clasificar la acidez o alcalinidad de una solución. Gracias a la escalara de color que indica que tan extremo o neutro es el nivel de pH de una solución se facilita la medición de esta.

a) Lo que pensamos fue que la solución podría quedar igual, también pensamos que podría cambiar su color o que podría hacer burbujas.