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Quimica 2° · 2024
Libro de Química 2 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

163/210

Líquidos fisiológicos y reacción ácido-base del limón con bicarbonato

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 2° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

Ej. 2: Ácidos: jugo gástrico, orina; básicos: jugo pancreático y biliares; neutros: leche, lágrimas. El equilibrio ácido-base es vital porque las enzimas dependen del pH sanguíneo (7{,}35-7{,}45). Ej. 3: El limón (ácido cítrico) es ácido y el bicarbonato es básico; se forma ext{CO}_{2} por neutralización.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 7 min lectura

Solución — Página 163

Quimica 2° · 2024

2
Ejercicio 2

Investiga los distintos tipos de líquidos fisiológicos del organismo, clasifícalos en ácidos, básicos o neutros y explica por qué el cambio en el carácter ácido o básico de las sustancias del cuerpo importa para la salud.

Respuesta orientativa (investigación y clasificación):

Los líquidos fisiológicos son medios acuosos donde ocurren las reacciones metabólicas. Cada uno tiene un pH característico:

Líquido pH aproximado Carácter
Jugo gástrico 1{,}0 - 2{,}0 Ácido
Jugos biliares 7{,}0 - 8{,}0 Ligeramente básico
Jugo pancreático 8{,}0 - 8{,}4 Básico
Jugo intestinal 7{,}0 - 8{,}0 Neutro a ligeramente básico
Saliva 6{,}2 - 7{,}6 Casi neutro (levemente ácido)
Leche materna 7{,}0 - 7{,}2 Neutra
Lágrimas 7{,}0 - 7{,}5 Neutras
Sangre 7{,}35 - 7{,}45 Ligeramente básica
Orina 4{,}6 - 8{,}0 (promedio ≈ 6{,}0) Variable, ligeramente ácida
Fluidos intracelulares 7{,}0 - 7{,}4 Casi neutros a ligeramente básicos
  1. Identificación de los ácidos: el jugo gástrico, con ext{HCl} como ácido fuerte ( ext{H}^{+} o 10^{-1}), es el más ácido; la orina y la saliva son ligeramente ácidas.
  2. Identificación de los básicos: el líquido pancreático y los jugos biliares son básicos porque secretan ext{HCO}_{3}^{-} (bicarbonato), que neutraliza el ácido del quimo proveniente del estómago.
  3. Líquidos neutros o casi neutros: la leche materna, las lágrimas y la mayoría de los fluidos extracelulares tienen ext{pH} ≈ 7.
  4. Importancia del equilibrio ácido-base: el organismo mantiene la sangre entre 7{,}35 y 7{,}45 mediante sistemas amortiguadores, principalmente el par ext{H}_{2} ext{CO}_{3}/ ext{HCO}_{3}^{-}, que absorbe excesos de ext{H}^{+} o de ext{OH}^{-} sin alterar drásticamente el pH. Una desviación mínima en la sangre produce alteraciones metabólicas graves: si el pH baja por debajo de 7{,}35 se presenta acidosis (por ejemplo, la cetoacidosis diabética o la acumulación de lactato), y si sube por encima de 7{,}45 se produce alcalosis; ambas afectan la actividad de las enzimas, el transporte de oxígeno por la hemoglobina y el funcionamiento de los sistemas nervioso y cardiovascular.
  5. Conclusión: el cuerpo no es ni completamente ácido ni completamente básico, sino que regula estos cambios; por eso una dieta muy ácida o muy alcalina no altera por sí sola el pH sanguíneo, pero sí influye en los riñones y los sistemas tampón.
Respuesta

Clasificación obtenida (ver tabla): ácidos: jugo gástrico, orina; básicos: jugo pancreático, jugos biliares; neutros: leche materna, lágrimas, fluidos intracelulares. El equilibrio ácido-base es esencial porque las enzimas y el transporte de ext{O}_{2} dependen del pH, y el organismo lo regula mediante los sistemas amortiguadores.

3
Ejercicio 3

Mezcla gotas de limón con una porción de bicarbonato de sodio, observa los cambios y determina cuál es la sustancia ácida y cuál la básica, explicando el porqué.

  1. Sustancias que intervienen: el limón contiene ácido cítrico, de fórmula ext{H}_{3} ext{C}_{6} ext{H}_{5} ext{O}_{7}; el bicarbonato de sodio es ext{NaHCO}_{3}, una base débil (receptor de protones).
  2. Reacción química: el ácido cítrico reacciona con el bicarbonato según una neutralización ácido-base:3\,\text{NaHCO}_{3} + \text{H}_{3}\text{C}_{6}\text{H}_{5}\text{O}_{7} \rightarrow \text{Na}_{3}\text{C}_{6}\text{H}_{5}\text{O}_{7} + 3\,\text{H}_{2}\text{O} + 3\,\text{CO}_{2}\uparrow
  3. Observación: se produce efervescencia (burbujas), es decir, se libera dióxido de carbono gaseoso, y la mezcla se calienta ligeramente. La formación de burbujas es la evidencia de que ocurrió la reacción: el ion ext{HCO}_{3}^{-} reacciona con el ion hidrógeno:\text{H}^{+} + \text{HCO}_{3}^{-} \rightarrow \text{H}_{2}\text{O} + \text{CO}_{2}\uparrow
  4. Determinación: la sustancia ácida es el limón (ácido cítrico, donador de protones y de color amarillo que decolora los indicadores ácidos); la sustancia básica es el bicarbonato de sodio (acepta protones y neutraliza el ácido).
  5. ¿Por qué?: al acercar sus protones a la base débil, el ácido cítrico protona al bicarbonato y produce agua y gas; si la cantidad de bicarbonato es mayor, la solución final queda básica, y si predomina el ácido, queda ácida. Este mismo principio se usa en la indigestión: los antiácidos, como el bicarbonato, neutralizan el exceso de ext{HCl} gástrico con la reacción:\text{HCl} + \text{NaHCO}_{3} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_{2}\text{O} + \text{CO}_{2}\uparrow
Respuesta

El limón es la sustancia ácida (ácido cítrico) y el bicarbonato de sodio es la sustancia básica; la efervescencia observada es liberación de ext{CO}_{2}, producto de la neutralización ácido-base entre el donador de protones ext{H}_{3} ext{C}_{6} ext{H}_{5} ext{O}_{7} y la base débil ext{HCO}_{3}^{-}.

Contenido de la página

Investigación y experimentación en química ácido-base

2. Investigo y clasifico los líquidos fisiológicos

Se investigan los líquidos del organismo y se clasifican en ácidos, básicos o neutros según su pH, y se explica la importancia del cambio en el carácter ácido o básico de las sustancias para la salud.

Líquido fisiológico pH aproximado Carácter
Jugo gástrico 1{,}0 - 2{,}0 Ácido
Orina 4{,}6 - 8{,}0 (promedio ≈ 6{,}0) Ligeramente ácida
Saliva 6{,}2 - 7{,}6 Casi neutra
Leche materna 7{,}0 - 7{,}2 Neutra
Lágrimas 7{,}0 - 7{,}5 Neutras
Fluidos intracelulares 7{,}0 - 7{,}4 Casi neutros a ligeramente básicos
Sangre 7{,}35 - 7{,}45 Ligeramente básica
Jugo biliares 7{,}0 - 8{,}0 Ligeramente básicos
Jugo intestinal 7{,}0 - 8{,}0 Neutro a ligeramente básico
Jugo pancreático 8{,}0 - 8{,}4 Básico

El organismo regula su pH mediante sistemas amortiguadores, principalmente el par ext{H}_{2} ext{CO}_{3}/ ext{HCO}_{3}^{-}, que mantiene la sangre entre 7{,}35 y 7{,}45. Si el pH baja se produce acidosis; si sube, alcalosis. Ambas alteran la actividad de las enzimas y el transporte de oxígeno.

3. Experimento: limón con bicarbonato de sodio

  • Agrego gotas de limón (ácido cítrico, ext{H}_{3} ext{C}_{6} ext{H}_{5} ext{O}_{7}) a una porción de bicarbonato de sodio ( ext{NaHCO}_{3}).
  • Observación: aparece efervescencia, es decir, burbujas de gas.
  • Determinación: el limón es la sustancia ácida y el bicarbonato es la sustancia básica.

3\,\text{NaHCO}_{3} + \text{H}_{3}\text{C}_{6}\text{H}_{5}\text{O}_{7} \rightarrow \text{Na}_{3}\text{C}_{6}\text{H}_{5}\text{O}_{7} + 3\,\text{H}_{2}\text{O} + 3\,\text{CO}_{2}\uparrow

Ejemplos resueltos

Al agregar gotas de limón sobre bicarbonato de sodio se observa efervescencia. ¿Qué evidencia química se obtiene de que ocurrió una reacción ácido-base?

La efervescencia indica la generación de ext{CO}_{2} gaseoso según \text{H}^{+} + \text{HCO}_{3}^{-} \rightarrow \text{H}_{2}\text{O} + \text{CO}_{2}\uparrow, lo que confirma la neutralización entre el ácido cítrico del limón (donador de protones) y el bicarbonato de sodio (aceptor de protones).

Tabla

Líquido fisiológico pH aproximado Carácter
Jugo gástrico 1,0–2,0 Ácido
Orina 4,6–8,0 (≈6,0) Ligeramente ácida
Saliva 6,2–7,6 Casi neutra
Leche materna 7,0–7,2 Neutra
Lágrimas 7,0–7,5 Neutras
Fluidos intracelulares 7,0–7,4 Casi neutros a ligeramente básicos
Sangre 7,35–7,45 Ligeramente básica
Jugo biliares 7,0–8,0 Ligeramente básicos
Jugo intestinal 7,0–8,0 Neutro a ligeramente básico
Jugo pancreático 8,0–8,4 Básico

Diagrama

flowchart LR
  A[Ácido: limón, H3C6H5O7] -- Cede H+ --> B[Bicarbonato de sodio, NaHCO3]
  B -- Acepta H+ --> C[H2O + CO2 (efervescencia)]
  C --> D[Neutralización]
  D --> E{Solución final}
  E -- Bicarbonato en exceso --> F[Media básica]
  E -- Ácido en exceso --> G[Media ácida]

Fórmulas y ecuaciones

pH sanguíneo normal: 7,35 a 7,45

Reacción del limón con bicarbonato: 3 NaHCO3 + H3C6H5O7 → Na3C6H5O7 + 3 H2O + 3 CO2

Sistema tampón: H2CO3 / HCO3-

\text{pH} = -\log[\text{H}^{+}]

3\,\text{NaHCO}@@MATH_0@@_{3}@@MATH_1@@_{6}@@MATH_2@@_{5}@@MATH_3@@_{7} \rightarrow \text{Na}@@MATH_4@@\text{C}@@MATH_5@@\text{H}@@MATH_6@@\text{O}@@MATH_7@@_{2}@@MATH_8@@_{2}\uparrow

\text{H}@@MATH_0@@_{3}^{-} \rightarrow \text{H}@@MATH_1@@\text{O} + \text{CO}_{2}\uparrow

\text{HCl} + \text{NaHCO}@@MATH_0@@_{2}@@MATH_1@@_{2}\uparrow

\text{H}@@MATH_0@@\text{CO}@@MATH_1@@^{+} + \text{HCO}_{3}^{-}

Glosario (8)

Líquido fisiológico
Fluidos naturales del organismo (sangre, saliva, jugos gástricos, orina) donde ocurren las reacciones metabólicas.
Ácido
Sustancia donadora de protones (según Brønsted-Lowry) o generadora de iones H+ en disolución; tiene pH menor que 7.
Base
Sustancia aceptora de protones o generadora de iones OH- en disolución; tiene pH mayor que 7.
Sistema tampón
Mezcla que resiste los cambios de pH al agregar cantidades pequeñas de ácido o base, como H2CO3/HCO3- en la sangre.
Neutralización
Reacción en la que un ácido y una base se combinan para formar agua y una sal.
Acidosis
Condición en la que el pH sanguíneo desciende por debajo de 7,35.
Alcalosis
Condición en la que el pH sanguíneo se eleva por encima de 7,45.
Ácido cítrico
Ácido orgánico débil presente en cítricos, con fórmula H3C6H5O7; dona protones en la reacción con el bicarbonato.

Preguntas para practicar

¿Por qué el organismo no puede permitirse grandes cambios en el pH de la sangre?

Las enzimas y las proteínas funcionan solo en rangos estrechos de pH; una disminución por debajo de 7,35 (acidosis) o un aumento por encima de 7,45 (alcalosis) altera su estructura tridimensional, el transporte de oxígeno por la hemoglobina y la actividad del sistema nervioso y cardiovascular, pudiendo ser mortal. Por eso el cuerpo usa sistemas tampón como H2CO3/HCO3- y los pulmones y riñones para regular rápidamente el pH.

¿Qué papel juega el bicarbonato de sodio en los antiácidos estomacales?

Actúa como base débil que neutraliza el exceso de HCl del jugo gástrico mediante la reacción HCl + NaHCO3 → NaCl + H2O + CO2; de esta forma reduce la acidez y alivia la molestia de la indigestión, aunque el CO2 liberado puede causar distensión abdominal.

Temas y conceptos clave

Clasificación de líquidos fisiológicos según su pHImportancia del equilibrio ácido-base para la saludReacción de neutralización ácido-base con bicarbonato de sodioLíquido fisiológicopH ácido, básico y neutroSistema tampón bicarbonatoAcidosis y alcalosisÁcido cítrico (H3C6H5O7)Bicarbonato de sodio (NaHCO3)Neutralización y liberación de CO2

Fuentes y referencias

  • Valores estándar de pH de líquidos fisiológicos (fisiología humana: Guyton y Hall, Fisiología Humana).
  • Equilibrio ácido-base y sistemas amortiguadores (LeChat, 1916; sistemas tampón H2CO3/HCO3-).
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Preguntas que la gente también hace

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¿Qué es una reacción de neutralización y qué producto gaseoso se forma en la reacción de limón con bicarbonato?
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📌 Antes de leer esto
  • • Concepto de ácido, base y escala de pH de Sørensen
  • • Nomenclatura básica de compuestos (fórmulas: HCl, NaHCO3, CO2)
  • • Conocer los líquidos principales del cuerpo humano
  • • Reacción ácido-base de Arrhenius (liberación de H+ y OH-)
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Indicadores ácidos-base naturales (col morada, flor de hibisco) y experimentos de clasificación de sustancias con indicadores.
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 487 caracteres
  1. Investigo los diversos tipos de líquidos fisiológicos que se encuentran en nuestro organismo. Clasifico en ácidos, básicos o neutros, y explico la importancia que tiene para la salud el cambio de las sustancias de carácter ácido y básico.

  2. Realizo la siguiente actividad utilizando sustancias que tengo en casa: Agrego gotas de limón a una porción de bicarbonato de sodio, observo los cambios y determino ¿Cuál es una sustancia

ácida y cuál básica? ¿por qué?

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