3° SEC. EDA 5 SEMANA 1 CYT Explica 2024 Los ácidos y bases e indicadores ácido-base

“Año del Bicentenario, de la consolidación de nuestra
Independencia, y de la conmemoración de las heroicas batallas
de Junín y Ayacucho”
ASIGNATURA: CIENCIA Y TECNOLOGÍA
3°
SEC
EDA 5: ¿Qué
propiedades tienen los
ácidos y las bases?
ACTIVIDAD N° 01 DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA. SEMANA DEL 21 AL 25 DE OCTUBRE DEL 2024
ESTUDIANTE: _________________________________________________________________ AULA:
TEMA
COMPETENCIA
 Explica el mundo
físico basándose en
conocimientos
sobre los seres
vivos, materia y
energía,
biodiversidad,
Tierra y universo.
LOS ÁCIDOS Y BASES E INDICADORES ÁCIDO-BASE.
CAPACIDAD
 Comprende
PROPÓSITO DE LA RETO DE ACTIVIDAD
EVIDENCIA
ACTIVIDAD
usa  Identificar por qué las  ¿Cómo
podemos  Fundamentar por qué los ácidos
y
conocimientos sobre los
seres vivos, materia y
energía,
biodiversidad,
Tierra y universo.
 Evalúa las implicancias del
saber y del quehacer
científico y tecnológico.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
sustancias son ácidas
o básicas y qué causa
su comportamiento
frente
a
los
indicadores de pH.
Expliqué, en base a fuentes con respaldo científico que hay sustancias que
pueden ser ácidas o básicas y su comportamiento depende de su pH y deduje
cómo influye el equilibrio de las reacciones ácido-base en el mantenimiento de la
vida.
SITUACIÓN SIGNIFICATIVA DE LA EDA
identificar
el
comportamiento
de
las sustancias ácidas y
bases frente a los
indicadores de pH?
y las bases en disolución son
buenos conductores de la
electricidad.
 Cuadro
comparativo
para
explicar cómo actúan los
indicadores ácido-base para el
reconocimiento de las sustancias
ácidas o básicas.
Justifiqué, que en las reacciones químicas los reactivos y
productos mantienen una relación cuantitativa y valoré la
importancia de la aplicación de la electroquímica en los
procesos industriales y en la vida diaria.
Los estudiantes del 3ro de secundaria de la I.E. Guillermo Enrique
Billinghurst durante la formulación de compuestos químicos observaron
que al reaccionar dos sustancias para formar un nuevo compuesto deben
hacerlo en proporciones fijas, por eso consideran que es necesario
conocer cómo se producen las reacciones ácido- base y las reacciones de
oxidación – reducción, balancear ecuaciones, identificar su pH para
determinar las características químicas de las sustancias. Temas de gran
interés para comprender como se producen los productos químicos de
uso cotidiano que se emplean en el hogar y el colegio. Es por eso que los
estudiantes se proponen como reto: ¿Cómo podemos identificar el
comportamiento de las sustancias ácidas y bases frente a los indicadores
de pH? ¿Cómo balanceamos ecuaciones químicas? ¿Cómo se puede
descomponer el agua por medio de una corriente eléctrica? ¿Qué
prototipo podemos proponer para identificar las sustancias básicas y
ácidas de uso cotidiano?
EXPLORAMOS
 ¿Cómo podemos reconocer si una sustancia es ácida o base?
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 ¿Qué se obtiene al reaccionar un ácido y un hidróxido?
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 ¿A qué llamamos indicadores ácido-base?
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Recurso 1: LOS ÁCIDOS Y LAS BASES.
Muchas de las sustancias que utilizamos a diario se encuentran en soluciones acuosas y la utilidad de algunas de ellas
depende de sus propiedades químicas, como el grado de acidez o de basicidad. Los ácidos y las bases son sustancias
comunes que se encuentran en nuestra casa, en la industria y en nuestro cuerpo.
Las propiedades ácidas y básicas pueden ser más intensas en unas sustancias que en otras. Por ejemplo, beber un
vaso de jugo de naranja es una experiencia agradable al gusto, pero si por equivocación bebiéramos un trago de
vinagre, la reacción de nuestro organismo sería de rechazo inmediato debido a su sabor muy agrio.
Los ácidos
Su nombre proviene del latín acere, que quiere decir ‘ácido’. Los ácidos son sustancias formadas por no metales,
como el hidrógeno (H), elemento que los caracteriza; al estar en solución acuosa, liberan iones H+ (protones). Algunos
carecen de oxígeno respondiendo a la fórmula general HxA; otros, además de H, poseen oxígeno y otro no metal (A),
cuya fórmula general es HxAOy .
Los ácidos se caracterizan porque presentan las siguientes propiedades:
• Son sólidos o líquidos que al disolverse en agua forman soluciones ácidas. En solución son electrolitos.
• Tienen sabor ácido.
• Reaccionan con los indicadores, por ejemplo, el color azul del papel de tornasol lo cambian al rojo. Una excepción
es la fenolftaleína que permanece incolora.
• Reaccionan con algunos metales, como el magnesio y el cinc, liberando hidrógeno.
• Reaccionan con las bases, en un proceso denominado neutralización, formando sales y agua. Por ejemplo, el
hidróxido de potasio y el hidróxido de cinc, forman las sales correspondientes y forman una molécula de agua al
reaccionar con el ácido.
Las naranjas y otras frutas contienen un
ácido débil denominado ácido cítrico.
Los ácidos disueltos en agua actúan
como conductores de la corriente
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Las bases
Tienen como fórmula general: M(OH)x . M representa el metal (Mg, Ca, Na, ...) y x el número de oxidación de M. Su
nombre proviene del árabe al-quili, que significa ‘ceniza’. Al estar en solución acuosa, liberan iones OH– (hidroxilo).
Son sustancias capaces de aceptar uno o más protones. Existe la creencia de que solo los ácidos son corrosivos, pero
el hidróxido de sodio (NaOH) o el hidróxido de potasio (KOH) son bases que también pueden serlo. Las bases
presentan las siguientes propiedades:
•
•
•
•
•
•
•
Tienen sabor amargo.
Pueden ser sólidas y son resbalosas o jabonosas al tacto.
Viran el papel de tornasol rojo al color azul.
Cambian el color de la fenolftaleína a un rosado intenso.
En solución acuosa forman soluciones básicas y son electrolitos.
Reaccionan con algunas proteínas favoreciendo la dilución de grasas.
Neutralizan a los ácidos (antiácidos).
Los hidróxidos pueden ser corrosivos, como el hidróxido de sodio de la imagen, o la potasa,
que es la sustancia activa de los alisados para el cabello.
Al agregarse fenolftaleína a una solución básica, esta vira al rosado intenso.
Ácidos y bases en la vida diaria
Algunas sustancias comunes son el NH3 (amoniaco), HCl (ácido clorhídrico, conocido como ácido muriático), NaOH
(soda cáustica), H2SO4 (ácido sulfúrico, presente en baterías de vehículos motorizados), CaO (cal viva), CH3COOH
(vinagre), entre otros.
Otra forma donde los ácidos y las bases intervienen en la vida cotidiana es como electrolitos, donde los iones H+ y
OH– permiten la conducción de la corriente eléctrica; por ejemplo, en las pilas alcalinas se utiliza el hidróxido de
potasio.
Ácidos
H2SO4
HNO3
HCl
H2CO3
Bases
Mg(OH)2
Ca(OH)2
En medios naturales
Lluvia ácida
Usos
Fertilizantes, pinturas, detergentes, etc.
Lluvia ácida
Fertilizantes, explosivos, colorantes, etc.
Estómago
Sangre
Limpieza de desagüe y otros.
Bebidas gaseosas.
En medios naturales
Hidromagnesita
Usos
Leche de magnesia.
Cal apagada
Pulpa de papel, cemento, etc.
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Recurso 2: LOS INDICADORES ÁCIDO - BASE.
De la misma forma que podemos medir el rango de acidez o basicidad de una sustancia química mediante los valores
de su pH o pOH, también podemos hacerlo mediante sustancias que cambian su color, según estén en un medio
ácido o básico.
Estas sustancias se denominan indicadores y pueden usarse en forma de solución o impregnadas en papeles
especiales.
Características
Los indicadores son generalmente ácidos orgánicos débiles con estructuras complejas. La característica más
importante de esta clase de sustancias es que cambian de color al variar la concentración de iones [H]+ , lo que
obedece a ciertas modificaciones en sus estructuras moleculares.
Rango de pH para el viraje de color de diferentes indicadores
Entre los indicadores ácido-base más comunes tenemos los siguientes:
• Papel de tornasol. Presenta coloración rosada en medio ácido (pH entre 0 y 7), morado a pH neutro (7) y azul en
medio básico (pH entre 7 y 14).
• Papel indicador universal. Permite conocer el grado de acidez o alcalinidad de una sustancia. Presenta la
coloración de acuerdo con el pH de la solución, se compara con una escala de patrón para determinar el pH.
• Fenolftaleína. Se presenta incolora a pH menor de 8,0 y rojo grosella a un pH mayor a 10. A un pH intermedio la
coloración es levemente rosada.
• Anaranjado de metilo. Vira a color rojo en los ácidos y a color amarillo en las bases.
• Rojo Congo. Presenta coloración azul a pH entre 0 y 3. Por encima de este punto, vira hacia el violeta, para pasar a
rojo a un pH de 5 hasta 12.
Cinta universal de pH
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Recurso 3: LA FUERZA DE ÁCIDOS Y BASES.
Los ácidos y las bases se clasifican en fuertes y débiles. Son ácidos y bases fuertes las sustancias que en disolución
acuosa se disocian casi en un ciento por ciento. Son ácidos y bases débiles los que en disolución acuosa solo se
disocian una fracción pequeña.
Los ácidos fuertes
Son muy corrosivos, disuelven la mayoría de los metales y causan graves quemaduras en la piel. Son ácidos fuertes el
ácido sulfúrico, (H2SO4), el ácido clorhídrico o muriático (HCl), el ácido nítrico (HNO3), entre otros.
Características de los ácidos fuertes
• Presentan ionización completa en soluciones acuosas.
• Son buenos conductores de la electricidad o electrolitos fuertes.
• Son buenos donadores de protones.
Los ácidos débiles
Los ácidos débiles, como los orgánicos, son no corrosivos. Por ejemplo, el ácido acetilsalicílico, con el que se fabrican
las aspirinas (C7H6O3); el ácido acético del vinagre (C2H4O2); el ácido cítrico de los limones, naranjas, piñas,
mandarinas, etc. Características de los ácidos débiles
• Se ionizan poco en solución acuosa.
• Son malos conductores de la electricidad o electrolitos débiles.
• Son deficientes donadores de protones.
En la siguiente tabla, observamos algunos ácidos fuertes y débiles de uso común:
H3BO3
Ácidos de los grupos 13, 14, 15, 16 y 17 del sistema periódico
Nombres
Grupos
Nombres
16 y 17
Ácido bórico
Ácido sulfuroso
H2SO3
H2CO3
H2SO4
Grupos
13, 14 y15
H2SiO3
HNO2
HNO3
H3PO3
H3PO4
H3AsO3
H3AsO4
Ácido carbónico
Ácido silícico
Ácido sulfúrico
H2Se03
Ácido selenoso
Ácido nítrico
H2TeO4
HClO
Ácido hipocloroso
Ácido fosforoso
HClO2
Ácido cloroso
Ácido nitroso
Ácido fosfórico
Ácido arsenoso
Ácido arsénico
HClO3
HClO4
HCl
Ácido telúrico
Ácido clórico
Ácido perclórico
Ácido clorhídrico
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Las bases fuertes
Los hidróxidos de los metales del grupo 1 y del grupo 2 de la tabla periódica son bases fuertes. Por ejemplo, los
hidróxidos de sodio y de potasio son bases altamente corrosivas.
NaOH → Na+ + OH–
Características de las bases fuertes
•
•
Se ionizan totalmente formando hidroxilos.
Resultan muy corrosivas y dañinas para los tejidos animales y vegetales aun en bajas concentraciones. Un
ejemplo es el NaOH, que puede provocar quemaduras e irritación en la piel y los ojos.
Las bases débiles
En cambio, el hidróxido de amonio o amoniaco en agua (NH4OH) es una base débil.
B + H2O → BH+ + OH–
Características de las bases débiles
•
•
No se ionizan completamente en solución acuosa.
Tienen una constante de basicidad.
Las bases débiles se deben manejar con cuidado, pues resultan dañinas y hasta venenosas. Por ejemplo, el amoniaco
es muy tóxico si es inhalado e irrita los ojos y las mucosas.
En la tabla siguiente, podemos apreciar las bases fuertes que se forman con los grupos 1 y 2:
Fórmulas
LiOH
Hidróxidos de los grupos 1 y 2 del sistema periódico
Hidróxidos del grupo 1
Hidróxidos del grupo 2
Nombres
Fórmulas
Nombres
Hidróxido de litio
Hidróxido de berilio
Be(OH)2
NaOH
Hidróxido de sodio
Mg(OH)2
Hidróxido de magnesio
KOH
Hidróxido de potasio
Ca(OH)2
Hidróxido de calcio
RbOH
Hidróxido de rubidio
Sr(OH)2
Hidróxido de estroncio
CsOH
Hidróxido de cesio
Ba(OH)2
Hidróxido de bario
FrOH
Hidróxido de francio
Ra(OH)2
Hidróxido de radio
Constante de disociación Es una medida cuantitativa de la fuerza de un ácido o una base. Se
establece porque los ácidos débiles y las bases fuertes, cuando se disocian, alcanzan el equilibrio. Si
los valores de la constante de disociación de los ácidos (ka) y de las bases (kb) es mayor a 1, significa
que las disoluciones presentan un alto grado de disociación.
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COMPRENDE Y USA CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS
1. Escribe B si la sustancia es básica o A si es ácida.
• Pasta dental
• Jabón
• Leche
• Limonada
2. Averigua qué productos de uso diario contienen los siguientes compuestos:
• Ácido acético: ______________________________________________________________________________.
• Hidróxido de calcio: _________________________________________________________________________.
• Ácido ascórbico: ____________________________________________________________________________.
• Hidróxido de magnesio: ______________________________________________________________________ .
3. Subraya las afirmaciones correctas sobre los ácidos y las bases.
• Cuando se mezclan, producen óxidos metálicos.
• Solo se encuentran en forma sólida.
• Cuando se combinan, producen sales.
• Las bases tienen sabor agrio.
• Los ácidos son jabonosos al tacto.
4. Completa las oraciones según corresponda.
• Su nombre proviene del latín ____________________________, que quiere decir ‘ácido’. Los ácidos son
sustancias formadas por ___________________________, como el hidrógeno (H), elemento que los caracteriza;
al estar en solución ____________________________, liberan _________________________ (protones).
• Su nombre proviene del _______________________ al-quili, que significa ______________________. Al estar
en solución acuosa, ______________________________ (hidroxilo). Son sustancias capaces de aceptar uno o
más _________________________.
5. ¿El agua de lluvia es un ácido o una base? ¿Por qué?
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
6. ¿Por qué algunas bases se utilizan en la limpieza diaria? Menciona dos ejemplos.
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
7. ¿Por qué el agua destilada no es un buen conductor de la corriente eléctrica?
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
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8. Coloca las palabras del recuadro según corresponda.
Bases
-
________________________________
ácidos
–
papel tornasol
________________________________
_______________________________
Describe cómo se comporta la fenolftaleína con la leche, el agua pura, la saliva y el vino.
____________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________
10. Subraya qué secuencia que presenta una sustancia, un indicador y un resultado es la correcta.
• Jugo de limón - papel tornasol- rojo
• Jugo de limón - papel tornasol - azul
• Jugo gástrico - fenolftaleína - amarillo
• Bilis - fenolftaleína – incoloro
11. La siguiente representación química corresponde a dos moléculas de anaranjado de metilo. ¿Qué color le
corresponde a cada una? Sustenta tu respuesta.
9.
______________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
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12. Subraya las afirmaciones verdaderas.
• Un ácido o una base son fuertes cuando están muy disociados en disolución gaseosa.
• La mayoría de las reacciones químicas en los seres vivos ocurren entre ácidos y bases fuertes.
• Son ácidos y bases fuertes las sustancias que en disolución acuosa se disocian casi en un ciento por ciento.
• Son ácidos y bases débiles los que en disolución acuosa se disocian casi en un ciento por ciento.
13. Completa el cuadro con los iones que se forman en la solución acuosa.
Solutos
Cationes
Aniones
CO2 (g)
H2SO4 (ac)
NH3 (g)
14. Explica por qué los ácidos fuertes deben ser diluidos si se van a manipular en laboratorios escolares.
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
15. Averigüen el nombre de los productos de uso diario que contienen ácido acético, ácido ascórbico, hidróxido de
magnesio e hidróxido de calcio.
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
16. Compara en el cuadro las características de las bases fuertes y las bases débiles. Propón un ejemplo.
BASES FUERTES
BASES DÉBILES
17. Clasifica los compuestos en ácidos y bases, fuertes y débiles respectivamente.
•HCl (ac): ___________________________________________
•HNO3(ac): _________________________________________
•LiOH: _____________________________________________
•H2CO3 : ___________________________________________
•KOH: ______________________________________________
•H2S(ac): ___________________________________________
•CH3NH2 : __________________________________________
•NH3(ac): __________________________________________
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18. Fundamenta: ¿Por qué los ácidos y las bases en disolución son buenos conductores de la electricidad?
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
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19. Elabora un cuadro comparativo para explicar cómo actúan los indicadores ácido-base para el reconocimiento de
las sustancias ácidas o básicas.
Acción de los indicadores
Ácidos
Bases
Tornasol azul
Tornasol rojo
NOS EVALUAMOS
COMPETENCIA
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Explica el mundo
físico basándose
en conocimientos
sobre los seres
vivos, materia y
energía,
biodiversidad,
Tierra y universo.
Gestiona su
aprendizaje de
manera
autónoma.
Expliqué, en base a fuentes con respaldo científico que hay sustancias que
pueden ser ácidas o básicas y su comportamiento depende de su pH y
deduje cómo influye el equilibrio de las reacciones ácido-base en el
mantenimiento de la vida.
Justifiqué, que en las reacciones químicas los reactivos y productos
mantienen una relación cuantitativa y valoré la importancia de la
aplicación de la electroquímica en los procesos industriales y en la vida
diaria.
Lo
logré
Estoy en
proceso de
lograrlo
¿Qué puedo
hacer para
mejorar mis
aprendizajes?
Aprendí en relación a una tarea y pude definirlas como metas personales.
MATERIAL ADAPTADO DE TEXTO ESCOLAR DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA 3° SECUNDARIA SANTILLANA S.A. 2019 Y EL LIBRO
DE ACTIVIDADES DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA 3° SECUNDARIA SANTILLANA S.A. 2019
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