GUÍA DE LABORATORIO: “IDENTIFICACIÓN DE ACIDEZ Y BASICIDAD A TRAVÉS DEL pH EN DIFERENTES PRODUCTOS ” 1. OBJETIVOS 1.1. Objetivo General: Conocer diferentes maneras para determinación de pH de diferentes sustancias que utilizamos diariamente. 1.2. Objetivos Específicos: a. Conocer la técnica para preparar un indicador casero. b. Comprender e identificar la utilidad de la determinación del nivel de pH de diferentes sustancias. c. Identificar el pH de sustancias domésticas para reconocer el nivel de acidez y basicidad de las mismas. d. Desarrollar la capacidad de explicar científicamente cada uno de los experimentos desarrollados en la práctica de laboratorio. 2. MARCO CONCEPTUAL: ÁCIDOS Y BASES: Son dos tipos de compuestos químicos que presentan características opuestas. Los ácidos tienen un sabor agrio, colorean de rojo el tornasol (tinte rosa que se obtiene de determinados líquenes) y reaccionan con ciertos metales desprendiendo hidrógeno. Las bases tienen sabor amargo, colorean el tornasol de azul y tienen tacto jabonoso. Cuando se combina una disolución acuosa de un ácido con otra de una base, tiene lugar una reacción de neutralización. Esta reacción en la que, generalmente, se forman agua y sal, es muy rápida. Así, el ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio NaOH, producen agua y sulfato de sodio. Los conocimientos modernos de los ácidos y las bases parten de 1834, cuando el físico inglés Michael Faraday descubrió que ácidos, bases y sales eran electrólitos por lo que, disueltos en agua se disocian en partículas con carga o iones que pueden conducir la corriente eléctrica. En 1884, el químico sueco Svante Arrhenius (y más tarde el químico alemán Wilhelm Ostwald) definió los ácidos como sustancias químicas que contenían hidrógeno, y que disueltas en agua producían una concentración de iones hidrógeno o protones, mayor que la existente en el agua pura. Del mismo modo, Arrhenius definió una base como una sustancia que disuelta en agua producía un exceso de iones hidroxilo, OH−. La teoría de Arrhenius y Ostwald ha sido objeto de críticas. La primera es que el concepto de ácidos se limita a especies químicas que contienen hidrógeno y el de base a las especies que contienen iones hidroxilo. La segunda crítica es que la teoría sólo se refiere a disoluciones acuosas, cuando en realidad se conocen muchas reacciones ácido−base que tienen lugar en ausencia de agua. pH: Los químicos usan el pH para indicar de forma precisa la acidez o basicidad de una sustancia. Normalmente oscila entre los valores de 0 (más ácido) y 14 (más básico). INDICADOR DE pH: Los indicadores son colorantes orgánicos, que cambian de color según estén en presencia de una sustancia ácida, o básica. Indicador de Repollo Morado: Muchos de los pigmentos que las colorean son las antocianinas, las cuales pertenecen al grupo de compuestos químicos denominados flavonoides. Por ejemplo, las cerezas, las moras, la col y la cebolla morada, las hortensias, el maíz azul y muchas otras flores y frutas más contienen flavonoides.
Estos flavonoides se pueden extraer fácilmente usando disolventes polares como el agua o el etanol (entre otros), ya sea por maceración de la planta, flor o fruto, o por calentamiento a baño María o a ebullición. Por ejemplo, el colorante de la col morada (brasica oleracea) se puede extraer calentando durante 5-10 minutos, una o dos hojas de la col en una taza con agua purificada. El colorante natural así obtenido es, por supuesto, totalmente comestible, por lo que se ha propuesto su uso como pigmento para medicamentos. El colorante en cuestión se llama cianidina (figura 1), y tiene propiedades químicas muy interesantes pues el color azul-violeta que presenta en medio neutro (pH = 7) cambia a colores que tienden hacia el rojo en medio ácido (pH = 1-6), y a colores que en medio básico tienden hacia el verde (pH = 8-12) y al amarillo (pH = 13-14) (figura 2).
4. METODOLOGÍA: Los grupos de trabajo serán de 5 personas. 4.1.1. Procedimiento A: P r e p a r a c i ó n d e I n d i c a d o r d e R e p o ll o Morado a. Corte finamente media hoja de col morada y coloque los trocitos en el beacker. b. Agregue agua destilada cuidando que el volumen total de agua más la col, no superen las 2/3 partes del beacker. c. Caliente hasta obtener una solución de extracto de la col. d. Dejar que la solución se enfríe ó con un baño de hielo ó agua, hasta temperatura ambiente. e. Decante y filtre la solución. La solución filtrada es el indicador, impregne un pliego de papel de filtro con un poco de esta, dejar secar sin exposición a la luz directa, para obtener el indicador. f. debe guardar un poco de extracto de repollo morado para traerlo en solución y usarlo como indicador. 4.1.2. Procedimiento B: Test de respiración a. Adicionar un poco de agua con extracto de repollo morado en un vaso plástico. b. Adicionar unas gotas de antiácido. c. Un integrante del grupo debe soplar suavemente pero constantemente a través de un pitillo de refresco. d. Observar la coloración y registrarla en los resultados. Por qué sucede esto?
e. Ahora añadir vinagre, y registrar la coloración de la solución. Por qué sucede esto? 4.1.3. Procedimiento C: Determinación del pH con soluciones indicadoras: Repollo Morado, fenoltaleina, anaranjado de metilo, por separado. a. Adicionar en cada tubo de ensayo 5 ml de cada sustancia (Limón, Vinagre, Refresco-frutiño preparado, Leche, Crema dental, Jugo de naranja, jugo de toronja, Agua expuesta al aire con 3 días de anticipación, leche de magnesia, limpiador doméstico, clorox, champú, jabón líquido, agua oxigenada, alcohol, crema de manos, perfume, gaseosa). b. Adicionar goticas con el gotero del indicador, y observar coloración, registrar resultados en una tabla. Explique sus resultados. Tener en cuenta la coloración de la escala de pH del indicador de repollo morado (figura 2). 4.1.4Determinación de pH de diferentes sustancia s usando Papel indicador de repollo y el universal: a. Tomar una muestra de cada sustancia (Limón, Vinagre, Refresco-frutiño preparado, Leche, Crema dental, Jugo de naranja, jugo de toronja, Agua expuesta al aire con 3 días de anticipación, leche de magnesia, limpiador doméstico, clorox, champú, jabón líquido, agua oxigenada, alcohol, crema de manos, perfume, desodorante, jabón de loza, jabón de tocador), si es líquida con un gotero, si es sólida, humedecerla un poco con agua en un plato desechable, usando la microespátula. b. Tomar pedacitos de papel indicador (recortar con tijeras limpias y no tocar con los dedos ni los guantes sucios ni húmedos) con las pinzas ó el depilador, y colocar sobre la muestra por uno de los extremos el papel y registrar la coloración que arroja cada muestra, registrar datos en una tabla. Compararlos con las tablas de pH llevadas a clase (laminadas). Diagrama de Flujo: Cada estudiante debe desarrollarlo en el cuaderno de laboratorio, con base en el procedimiento.
RESULTADOS Registrar los resultados en una tabla similar a la siguiente para cada procedimiento (Una tabla por cada procedimiento). a. ¿Por qué razón el repollo morado actúa como un indicador de pH? Explique. b. ¿De qué forma se observa el cambio de coloración en el test de respiración. ¿Qué reacción se observa allí? Explique lo que sucede con los gases producto de la respiración. c. ¿Por qué razón la coloración observada para las sustancias básicas cambia de acuerdo al tipo de indicador utilizado? Explique. d. Explique por qué es importante conocer el pH de las sustancias que utilizamos en nuestro hogar. e. Consulte otros tipos de indicadores y su rango de coloración en medio ácido y básico y dibuje la escala para cada uno.