Ácidos, bases, pH y efecto invernadero.
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Telebachillerato Comunitario Calzada de la Merced.
Alumna: Edith Saldaña Gutiérrez
Módulo: Matemáticas, Cuerpo humano y biodiversidad.
Docente: América Padilla Ramírez.
4to semestre - 3er parcial.
Viernes 27/ mayo/ 2022
ÁCIDOS, BASES, PH y EFECTO INVERNADERO.
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Introducción:
En el módulo de matemáticas, cuerpo humano y biodiversidad cada semana conocemos nuevos temas diferentes, los cuales tratan en su mayoría de Química.
Es por eso que en esta ocasión en nuestro blog, se pretenderá explicar de una forma más sencilla y entendible, los temas vistos en este módulo.
Es fundamental que te generes un conocimiento de este tema para que tanto tú como estudiante o docente puedas enriquecer tus conocimientos sobre la materia de Química y lograr hacer un uso correcto de la información presentada a continuación.
• REACCIONES ENDOTÉRMICAS Y EXOTÉRMICA
En todas las reacciones químicas se presentan cambios de energía que puede ser absorbida o liberada por medio de calor, luz, electricidad o mecánica.
> Reacción química endotérmica:
✓Una reacción es endotérmica cuando la energía es obtenida del entorno o el exterior.
• Absorbe el calor.
• La energía de sus productos es mayor que la energía de sus reactivos.
• Se requiere energía para poder efectuarse.
• El calor de los alrededores debe fluir hacia el sistema y el valor ∆H con un signo (+).
• La energía de sus productos es mayor que la energía de sus reactivos.
• Se requiere energía para poder efectuarse.
• El calor de los alrededores debe fluir hacia el sistema y el valor ∆H con un signo (+).
Aquí está un claro ejemplo de esta reacción.
> Reacción química exotérmica: 
✓ Una reacción es exotérmica cuando libera energía en forma de calor o energía térmica al entorno (exterior).
• Libera calor.
• La energía de sus reactivos es mayor que la energía de los productos.
• Su energía se desprende conforme se crean o forman los productos.
• El calor fluye hacha arriba del sistema, en los alrededores y el valor ∆H tiene un signo (-).
En el siguiente gráfico se observa está reacción.
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• ÁCIDOS Y BASES.
✓ Ácido se deriva de la palabra en latín " acidus" que significa AGRIO .
✓ Base es llamada " álcalis" , proviene de la palabra árabe ( al-quialy) que significa CENIZAS DE PLANTAS.
Uso: Utilizados en la industria para fabricar detergentes, fertilizantes y plástico.
Teoría de Arrehenius de 1884
(Físico y químico)
Está teoría se encarga de definir al ÁCIDO como una sustancia que libera iones hidrógeno (H+) al disolverse en agua. Y define a una BASE como una sustancia que libera iones hidróxilo (OH-) al disolverse en agua.
Características:
Ácidos:
> Sabor: agrio.
> Tacto: Al tocarlos producen ardor y queman la piel.
> Rango de ph: 0-6.9.
> Estructura molecular: Producen iones de hidrógeno (H+) en solución.
> Conductividad: Conducen corriente eléctrica en disolución acuosa.
> Reactividad química: Reaccionan con las bases para producir sales.
Bases:
> Sabor: Salado o amargo.
> Tacto: Es Jabonoso o resbaloso e irrita la piel.
> Rango de ph: 7-14.
> Estructura molecular: Producen iones de hidróxilo (HO-)
> Conductividad: Conducen corriente eléctrica en disolución acuosa.
> Reactividad química: Reaccionan con los ácidos para producir sales.
Después de describirte de forma detallada los ácidos y bases te presento una imagen donde se puede reflejar o distinguir algunos de los objetos y alimentos presentes en nuestra vida cotidiana donde los podemos encontrar.
Teoría de Bronsted- Lowry .
Está teoría fue creada en 1923 por los químicos Danés J.N Bronsted y el inglés T.M. Lowry. Establece que los ácidos y las bases son sustancias capaces de ceder o aceptar iones de hidrógeno (protones). Se puede definir de la siguiente manera:
> Un ácido es donador de protones (H+)
> Una base es un receptor de protones (H+)
El agua [H²O]
IMPORTANTE:
Según está teoría el agua se clasifica en una sustancia ANFOTÉRICA, debido a que puede reaccionar o presentar como ÁCIDO O BASE.
Veamos un ejemplo:
Una molécula de agua que actúa como ácido, dona un protón a la molécula de agua que actúa como base.
H²0 + H²O H³O+ + OH-
Ácido. Base. Ácido. Base.
Ión hidrónio Ion hidróxido.
• ÁCIDOS Y BASES FUERTES Y DÉBILES
Como se observó anteriormente los ácidos y las bases se clasifican por su capacidad para donar protones, es decir, por su fortaleza.
✓ Si se disocian por completo son ácidos y bases fuertes.
✓ Si se disocian parcialmente son ácidos o bases débiles.
A continuación mostraré una tabla donde se presentan algunos ejemplos de ácidos y bases tanto fuertes como débiles.
En el siguiente ejemplo se puede observar la clasificación según su fortaleza en una disolución que determina su grado de disociación.
Experimentalmente se ha determinado que la concentración de iones de hidrógeno en el agua pura a 25 ° C es de 1x10-7 mol / L .
NOTA: SE EMPLEAN CORCHETES [ ] PARA REPRESENTAR LA CONCENTRACIÓN EN MOLES POR LITRO ( M ) .
FÓRMULA:
[ H₂O ] + = [ H + ] = 1 x 107 mol / L y [ OH- ] = 1 x 10¹ mol / L
Enseguida se presenta otro ejemplo:
Cuando en una disolución se tienen la misma concentración de iones hidrógeno [ H ] que iones hidróxido [ OH- ], se puede decir que la disolución es neutra. Si a esta solución se adiciona al agua un ácido entonces aumenta su concentración de iones de hidrógeno y la disolución se vuelve ácida. Pero se adiciona una base en el agua, aumentará su concentración de iones hidróxido y la disolución se convertirá por completo en básica .
Fórmula:
[ OH - ] = 1x10-⁷ mol / L . / Solución neutra . / = 1×10-⁷
[H+] [ H + ] > [ OH- ] . / Solución ácida . / < 1×10-⁷
[ OH- ] > [ H + ] . / Solución básica . / > 1×10-⁷
Explicación:
En palabras más sencillas el ejemplo anterior nos dice que una disolución neutra, en este caso el agua destilada (no ionizada) tiene una concentración de iones de hidrógeno igual a 10-⁷ (10 elevado a la potencia -⁷= 0.0000001) moles/ litro.
En segundo lugar la solución ácida tiene una concentración de iones de hidrógeno mayor que 10-⁷.Y una disolución se vuelve básica cuando se tiene una concentración de iones de hidrógeno menor que 10-⁷.
Nota: Iones de hidrógeno = Protones.
✓ Una disolución es neutra cuando no hay predominio ni de H+ ni de OH-.
✓ Son ácidas las disoluciones que tienen una [H+] mayor >.
✓Son básicas cuando tienen una [H+] menor < .
• CONSTANTE DEL PRODUCTO IÓNICO DEL AGUA.
Este tema se refiere a que "el producto iónico del agua" se abrevia con las letras "kw" , el cual contiene una fórmula que despejada correctamente puede dar un buen resultado.
Como se observa a continuación
Veamos el siguiente ejemplo:
- Una refresco tiene una concentración de iones de hidrógeno de 1×10-¹⁴ M, ¿Cuál es la concentración de iones hidróxido?
Fórmula: Kw= [H+] [OH]= 1× 10- ¹⁴.
Despejando: [OH-]= 1×10¹⁴ [OH-]=1×10-¹⁴
--------------------- --------------------
[H+]. 1×10-⁴
Resultado: [OH-]= 1×10 mol/L
• POTENCIAL DE HIDRÓGENO (PH)
Pasando a otro tema muy interesante, tenemos el concepto de "pH" o potencial de hidrógeno, el cual fue introducido por el químico danés Soren Peter Lauritz Soerense.
✓ Se define como el negativo del logaritmo de la concentración de hidrógeno (H+).
✓ En otras palabras, es una medida (parámetro) que indica el grado de acidez de una disolución acuosa. Indica la concentración de iones de hidrógeno existentes en una solución.
• Importante: Los valores de pH varían en una escala de 0 a 14.
✓ PH en disoluciones neutras= 7, debido a que la concentración de iones de hidrónio (H³O)+ en el agua es 10-⁷ mol/L.
✓ PH en soluciones ácidas= < (menor a) 7.
✓PH en sustancias básicas= > (mayor a) 7.
El pH se puede expresar de la siguiente manera:
pH= -log [H+] y [H+]= antilong (-pH)
Fórmula del PH:. pH + pOH = 14
A continuación se presenta un ejemplo de la escala de pH
Dato interesante:
Cualquier solución donde la concentración de iones hidrógeno se exprese como 1×10n, el pH será igual al valor de "n".
> Ejemplo: En una solución la concentración de iones hidrógeno es de 1×10-⁵ mol/L, entonces el pH es de 5.
Veamos un ejemplo:
Calcula el pH de la solución de ácido sulfúrico (H²SO⁴) de concentración 0.2 M.
Solución:
Nota: El dato que se brinda es la concentración de ácido sulfúrico, por lo tanto, se requiere sustituir en la fórmula de el pH.
Sustitución: pH= -log [H+]. pH= -log [0.2]. PH= 0.7
Resultado:
- Se trata de una solución ácida. Dado así se tiene que calcular el pOH, donde se tiene que emplear la siguiente ecuación o formula.
Ecuación: pH + pOH = 14.
Despejamos pOH:. pOH = 14 - pH. pOH= 14 - 0.7 = 13.3
• EL EFECTO INVERNADERO.
Como último tema se encuentra el efecto invernadero que en pocas palabras, es un fenómeno atmosférico natural que permite mantener y controlar la temperatura del planeta, este retiene gran parte de la energía del Sol como los rayos solares o ultravioleta protegidos por la atmósfera.
Este fenómeno se altera cuando los rayos solares son atrapados en la tierra sin poder salir de la atmósfera, debido a que rebota en partículas llamadas hidrocarburos como:
✓ Gas metano.
✓ Vapor de agua.
✓ Óxidos nitrogenados.
✓ Clorofluorocarbonados.
✓ Monóxido de carbono (CO).
✓ Monóxido de nitrógeno (NO).
✓ Dióxido de azufre (SO²).
Los anteriores son ejemplos de precursores e hidrocarburos que producen el efecto invernadero, porque tienen un impacto negativo en la atmósfera, siendo producto de las combustiones industriales, autos, motos y camiones. Como resultado de estas acciones se genera como consecuencia la elevación del calor que lleva a las variaciones en la temperatura de la tierra.
Una de las consecuencias del efecto invernadero es que en su aumento puede elevar o afecta a la lluvia ácida.
Lluvia ácida: Se da cuando la humedad del aire se combina con óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre o trióxido de azufre, los cuales son emitidos por fábricas, centrales eléctricas, calderas de calefacción y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo que contienen azufre.
Podemos ver un ejemplo en la siguiente imagen.
Sabías que...
Los humanos emiten de ½ L a 3 L (litros) de gas metano cada 24 horas proveniente del intestino e impacta en el efecto invernadero.
En los últimos 10 años se han registrado variaciones en la temperatura del planeta provocando el aumento de 0.4 - 0.8 grados centígrados de la temperatura estable.
> Las potencias más ricas del mundo como E.U.A son quienes producen más del 80% de estos gases.
A continuación se presenta un ejemplo de las acciones negativas de los humanos.
✓ Monóxido de carbono (CO): Sustancia incolora, inodora y altamente tóxica que se origina por oxidación del metano (CH⁴) y por la combustión incompleta de hidrocarburos.
Ecuación: 2CH⁴+ 3O². 2CO+ 4H²O.
✓ Monóxido de nitrógeno (NO): Se encuentra en la descomposición de bacterias de nitritos orgánicos, actividad volcánica e incendios forestales. Reacciona fotoquímicamente con el sol.
Ecuación: 2 NO + O². 2 NO².
✓ Dióxido de azufre (SO²): Este reacciona con la humedad del aire, después de varias reacciones químicas origina lluvia ácida.
• El agua y su contaminación.
Para dar por terminado los temas, tenemos la contaminación del agua, la cual es causada por las actividades del hombre, es el resultado del vertido de desechos líquidos y sólidos directa o indirectamente al agua. Es un fenómeno ambiental muy grave.
El agua se puede contaminar por tres agentes:
> Eutrofización: Proceso de contaminación por exceso de minerales y nutrientes en un ecosistema acuático, afecta la biodiversidad.
> Agentes físicos: Partículas insolubles que no se descomponen enturbian el agua y dificultan la vida de la tierra, lodo, arena, basura.
> Agentes biológicos: Microorganismos que llegan al agua por heces fecales o restos orgánicos de personas infectadas de virus, bacterias, hongos o parásitos.
> Agentes químicos: Sustancias químicas, inorgánicas, orgánicas y radioactivas, disminuyen la capacidad de contener oxígeno, causan daños a los seres vivos, volviendo al agua inutilizable.
> Fuentes no puntuales: Son descargas contaminantes del agua vertidas en grandes terrenos como las aguas residuales:
Urbanas.
Industriales.
Ganaderas.
Agrícolas.
Marea negra.
> Fuentes puntuales: Descargan contaminantes en sitios específicos por medio de tuberías y alcantarillas:
Fabricas
Plantas de tratamiento de aguas.
• CONCLUSIÓN.
En general todos estos temas presentados anteriormente son importantes de conocer debido a que nos dejan como enseñanza que la química es indispensable para comprender que las acciones de los humanos en su mal uso terminan afectando al planeta, la biodiversidad, los ecosistemas, el agua, el suelo, la atmósfera e incluso a ellos mismos en su salud. Esto se ve reflejado en los cambios de temperatura y los fenómenos naturales que son producto y resultado de las distintas reacciones químicas (endotérmicas y exotérmicas) donde se ven presentes elementos como los ácidos, bases, hidrocarburos, el pH y sus distintas disoluciones. Todos estos aunque parecen beneficiar a los humanos generan un impacto negativo en la tierra, por esto es importante y muy valiosa la química y sus conocimientos.
Por esta sesión es todo.😊
Nos vemos con más información relevante👋
Fuente de información:
✓ Libro de Química l y ll, tercer y cuarto semestre.
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