Ácidos y bases en la cotidianidad: reto, trabajo en grupo y metacognición

Investigo sobre los ácidos y bases presentes en las siguientes sustancias y completo el cuadro: aspirina, manzana, vinagre y limón.

Completo la tabla con 2 ejemplos de ácidos y dos bases relevantes en la cotidianidad, describiendo su importancia y datos curiosos.

Ácido 1 — Ácido clorhídrico (\mathrm{HCl})

1. Es un ácido fuerte que en solución acuosa se disocia por completo: \mathrm{HCl \rightarrow H^+ + Cl^-}.
2. Forma parte del jugo gástrico, donde su función es activar la pepsina y facilitar la digestión de las proteínas.

Importancia: digestión humana, producción de cloruro de vinilo y tratamiento de metales (decapado). Datos curiosos: se encuentra en el estómago a una concentración de aproximadamente 0{,}1 \, \text{M}, con un pH cercano a 1.

Ácido 2 — Ácido sulfúrico (\mathrm{H_2SO_4})

1. Es un ácido diprótico fuerte: \mathrm{H_2SO_4 \rightarrow H^+ + HSO_4^-} y \mathrm{HSO_4^- \rightleftharpoons H^+ + SO_4^{2-}}.
2. Es el ácido más producido en el mundo y el indicador del desarrollo industrial de un país.

Importancia: baterías de automóviles, fertilizantes (superfosfato) y procesos de refinería. Datos curiosos: al mezclarlo con agua libera gran cantidad de calor (\Delta H fuertemente negativo), por lo que siempre se debe añadir el ácido al agua, nunca al revés.

Base 1 — Hidróxido de sodio (\mathrm{NaOH})

1. Es una base fuerte: \mathrm{NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-}.
2. Es muy soluble en agua y la disolución es fuertemente corrosiva.

Importancia: fabricación de jabones (saponificación), papel y detergentes. Datos curiosos: absorbe \mathrm{CO_2} del aire y se solidifica al entrar en contacto con la humedad (deliquescente); su disolución en agua es exotérmica.

Base 2 — Carbonato de sodio (\mathrm{Na_2CO_3}, soda ash)

1. Actúa como base débil en agua porque el ion carbonato se hidroliza: \mathrm{CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-}.
2. Al aumentar la concentración de \mathrm{OH^-}, la disolución presenta pH alcalino.

Importancia: fabricación de vidrio, detergentes y papel. Datos curiosos: es el compuesto del «bleaching» de las playas de Soda Lake; puede confundirse con el bicarbonato de sodio (\mathrm{NaHCO_3}), que es más débil.

Tabla resuelta del ejercicio 2:

Presentamos la tabla con la información recabada y contrastamos con los productos elaborados por otros equipos.

Respuesta orientativa: Al comparar las tablas se observa que los equipos suelen coincidir en ácidos como el acético, el cítrico y el málico, pero difieren en los ejemplos de bases (hidróxido de sodio, carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, hidróxido de magnesio o amoníaco). El contraste permite reconocer que muchas veces confundimos productos alcalinos (pH alto) con «básicos» en el sentido químico, y permite validar las fórmulas presentadas: todo ácido contiene \mathrm{H^+} cedido en agua y toda base presenta \mathrm{OH^-} o acepta protones.

Participamos en un diálogo en el aula con base en este tema.

Respuesta orientativa: El diálogo debe girar en torno a preguntas como: ¿por qué el limón es ácido y el jabón es básico? ¿Cómo afectan los ácidos y bases a nuestro organismo? ¿Qué consecuencias tiene liberar ácidos en la naturaleza (lluvia ácida, con \mathrm{SO_2} y óxidos de nitrógeno)? Se propone acordar definiciones operativas (ácido de Arrhenius y de Brønsted–Lowry), comparar ejemplos cotidianos y relacionar el pH con la vida diaria y con la industria.

Metacognición

Las siguientes respuestas son orientativas:

1. ¿Qué he aprendido? Aprendí que los ácidos (como el acético, el cítrico y el málico) y las bases (como el hidróxido de sodio y el carbonato de sodio) están presentes en productos cotidianos, identificar sus fórmulas y diferenciar su importancia en la vida diaria y la industria.
2. ¿Cómo lo he aprendido? Investigando bibliografía, consultando fuentes confiables y completando cuadros comparativos en equipo, lo que me permitió clasificar los compuestos y validar las fórmulas con los compañeros.
3. ¿Para qué me ha servido? Me ha servido para reconocer ácidos y bases al leer etiquetas de productos, para entender por qué algunos alimentos saben ácidos y otros corrosivos, y para comprender procesos como la digestión o la fabricación de jabones.
4. ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo? En laboratorios de química, en cocinas profesionales, en el control de calidad de alimentos y bebidas, en la medición del pH de suelos y aguas, y al estudiar ecología (efectos de la acidificación).