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Quimica 3° · 2024
Libro de Química 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

163/210

Líquidos fisiológicos y reacción ácido-base: limón y bicarbonato

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

  1. Jugo gástrico y saliva: ácidos; bilis y jugo pancreático: básicos; sangre y líquido cefalorraquídeo: casi neutros. El pH afecta a las enzimas y el sistema tampón lo regula.
  2. El limón es ácido (ácido cítrico) y el bicarbonato de sodio es básico; reaccionan liberando CO₂ (efervescencia) en una neutralización.
📚 exercise quimica ⭐⭐⭐ Dificultad 3/5 ⏱ 7 min lectura

Solución — Página 163

Quimica 3° · 2024

2
Ejercicio 2

Investigo los tipos de líquidos fisiológicos y su clasificación ácida, básica o neutra.

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Parte 2.a
  1. El organismo humano contiene varios líquidos con funciones distintas: saliva, jugo gástrico, bilis, jugo pancreático, sangre, líquido cefalorraquídeo, lágrimas, orina y jugos intestinales.
  2. Se mide el carácter ácido o básico mediante el pH, donde \text{pH} < 7 es ácido, \text{pH} = 7 es neutro y \text{pH} > 7 es básico; se relaciona con la concentración de iones hidrógeno por \text{pH} = -\log[\text{H}^+].
  3. Clasificación:
    • Ácidos (pH < 7): jugo gástrico (pH ≈ 1,5–2,0, ácido clorhídrico), saliva (pH ≈ 6,0–6,5), jugo pancreático e intestinal (pH ≈ 7,5–8,5, ligeramente básicos) se listan aparte según su valor.
    • Básicos o alcalinos (pH > 7): bilis (pH ≈ 7,6–8,6), jugo pancreático (pH ≈ 8,0–8,5), sangre (pH ≈ 7,35–7,45, levemente básica).
    • Neutros (pH ≈ 7): el líquido intracelular se acerca a la neutralidad.
  4. La clasificación química de referencia es:
Líquido fisiológico pH aproximado Carácter
Jugo gástrico 1,5 – 2,0 Ácido
Saliva 6,0 – 6,5 Ácido débil
Lágrimas 7,0 – 7,4 Neutro
Líquido cefalorraquídeo 7,3 – 7,5 Neutro
Sangre 7,35 – 7,45 Básico débil
Bilis 7,6 – 8,6 Básico
Jugo pancreático 8,0 – 8,5 Básico
Orina 4,5 – 8,0 Variable (hasta 6,5 de media)
Respuesta

Los líquidos del organismo abarcan el espectro ácido-base; el jugo gástrico y la saliva son ácidos, la bilis y el jugo pancreático son básicos, y la sangre, el líquido cefalorraquídeo y las lágrimas son casi neutros.

b
Parte 2.b
  1. Muchas funciones biológicas dependen de enzimas que solo actúan dentro de un rango estrecho de pH (por ejemplo, la pepsina del jugo gástrico requiere pH ≈ 2, y las enzimas pancreáticas, pH ≈ 8).
  2. Un cambio excesivo de pH puede desnaturalizar las proteínas, es decir, alterar su estructura tridimensional y su función catalítica.
  3. El cuerpo cuenta con sistemas tampón, principalmente el sistema carbonato de hidrógeno: \text{H}_2\text{CO}_3 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^-, que absorbe excesos de ácido o de base manteniendo el pH de la sangre cerca de 7{,}4.
  4. Cuando los mecanismos tampón fallan se producen acidosis (pH < 7,35) o alcalosis (pH > 7,45), condiciones que afectan el transporte de oxígeno y la contracción muscular.
Respuesta

El control del pH es vital porque las enzimas y el transporte de oxígeno solo funcionan dentro de rangos pH muy estrechos; los sistemas tampón impiden que la acidosis o la alcalosis alteren las funciones del organismo.

3
Ejercicio 3

Reacción entre gotas de limón y bicarbonato de sodio.

  1. El limón contiene ácido cítrico, de fórmula \text{C}_6\text{H}_8\text{O}_7, que en agua ioniza liberando iones hidrógeno: \text{H}_3\text{C}_6\text{H}_5\text{O}_7 \rightarrow 3\text{H}^+ + \text{C}_6\text{H}_5\text{O}_7^{3-}. Por eso el limón es ácido (pH ≈ 2,2–2,4).
  2. El bicarbonato de sodio es \text{NaHCO}_3; en disolución produce iones bicarbonato \text{HCO}_3^-, que captan protones (\text{HCO}_3^- + \text{H}^+ \rightarrow \text{H}_2\text{CO}_3), por lo que actúa como base (pH ≈ 8,3).
  3. Al juntarlos ocurre una reacción de neutralización ácido-base: \text{H}^+ + \text{HCO}_3^- \rightarrow \text{H}_2\text{CO}_3 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow.
  4. Ecuación molecular completa con el ácido cítrico: \text{H}_3\text{C}_6\text{H}_5\text{O}_7 + 3\text{NaHCO}_3 \rightarrow \text{Na}_3\text{C}_6\text{H}_5\text{O}_7 + 3\text{H}_2\text{O} + 3\text{CO}_2 \uparrow.
  5. Observación: se produce efervescencia (burbujas de dióxido de carbono) y la mezcla se calienta ligeramente (la neutralización es levemente exotérmica); el gas escapa y la acidez disminuye.
  6. Determinación: el limón es la sustancia ácida porque al disociarse aumenta la concentración de \text{H}^+; el bicarbonato de sodio es la sustancia básica porque los iones \text{HCO}_3^- consumen \text{H}^+ y elevan el pH de la mezcla.
Respuesta

El limón (ácido cítrico) es ácido y el bicarbonato de sodio es básico; al reaccionar producen agua, citrato de sodio y \text{CO}_2 gaseoso, lo que causa la efervescencia observada.

Contenido de la página

Actividades de indagación (página 162)

2. 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.

3. 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?

Ejemplos resueltos

Calcular el pH de un líquido fisiológico con [\text{H}^+] = 10^{-2}\,\text{M} (como el jugo gástrico).

  1. Aplicar la definición: \text{pH} = -\log[\text{H}^+]. 2. Sustituir: \text{pH} = -\log(10^{-2}) = 2. 3. Como 2 < 7, el líquido es ácido. Respuesta: pH = 2, carácter ácido.

Tabla

Líquido fisiológico pH aproximado Carácter
Jugo gástrico 1,5 – 2,0 Ácido
Saliva 6,0 – 6,5 Ácido débil
Lágrimas 7,0 – 7,4 Neutro
Líquido cefalorraquídeo 7,3 – 7,5 Neutro
Sangre 7,35 – 7,45 Básico débil
Bilis 7,6 – 8,6 Básico
Jugo pancreático 8,0 – 8,5 Básico
Orina 4,5 – 8,0 Variable

Diagrama

flowchart LR
  A[Acido citrico C6H8O7] -->|libera H+| B[H+]
  C[Sodio bicarbonato NaHCO3] -->|libera HCO3-| D[HCO3-]
  B --> E[Neutralizacion H+ + HCO3-]
  D --> E
  E --> F[H2CO3]
  F --> G[H2O]
  F --> H[CO2 gas - efervescencia]

Fórmulas y ecuaciones

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

\text{H}^+ + \text{HCO}_3^- \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow

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

\text{H}_2\text{CO}_3 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^-

\text{H}^+ + \text{HCO}_3^- \rightarrow \text{H}_2\text{CO}_3 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow

\text{H}_3\text{C}_6\text{H}_5\text{O}_7 + 3\text{NaHCO}_3 \rightarrow \text{Na}_3\text{C}_6\text{H}_5\text{O}_7 + 3\text{H}_2\text{O} + 3\text{CO}_2 \uparrow

Glosario (7)

Líquidos fisiológicos
Líquidos naturales del organismo (saliva, jugo gástrico, bilis, sangre, orina) con funciones específicas y pH particular.
pH
Medida de la acidez de una disolución, definida como $\text{pH} = -\log[\text{H}^+]$, en una escala de 0 a 14.
Ácido
Sustancia que aumenta la concentración de iones hidrógeno $\text{H}^+$ en disolución, con pH menor que 7.
Base
Sustancia que capta protones u aumenta la concentración de iones hidróxido, con pH mayor que 7.
Neutralización
Reacción entre un ácido y una base que produce agua y una sal.
Sistema tampón
Mezcla que resiste cambios de pH al absorber excesos de $\text{H}^+$ o de $\text{OH}^-$.
Ácido cítrico
Ácido débil presente en el limón y otros cítricos, de fórmula $\text{C}_6\text{H}_8\text{O}_7$.

Preguntas para practicar

¿Por qué el bicarbonato de sodio se usa como antiácido?

Porque es una base débil (HCO₃⁻) que reacciona con el exceso de HCl del jugo gástrico formando CO₂, agua y cloruro de sodio, lo que disminuye la acidez gástrica. No obviamente no debe usarse en exceso por la producción de CO₂.

¿Qué le ocurre al pH de un tejido si fallan los sistemas tampón?

El pH se desvía de su rango normal: si se acidifica (pH < 7,35) se produce acidosis, y si se alcaliniza (pH > 7,45), alcalosis. En ambos casos las enzimas se desnaturalizan y las funciones celulares se alteran.

Temas y conceptos clave

Líquidos fisiológicos y pHClasificación ácido-baseReacción limón–bicarbonatoNeutralizaciónpHácidobaseneutralizacióndióxido de carbonoácido cítricobicarbonato de sodiosistema tampón
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Preguntas que la gente también hace

¿Qué es el pH y cómo se relaciona con la acidez de los líquidos del cuerpo?
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¿Por qué el bicarbonato de sodio se usa como antiácido si es básico?
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¿Qué gas se desprende al mezclar limón con bicarbonato y por qué ocurre?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Conocer la teoría de Arrhenius de ácidos y bases
  • • Entender la escala de pH y el valor de neutralidad a pH 7
  • • Reconocer fórmulas químicas simples y ecuaciones balanceadas
  • • Sabores ácido y básico y uso del papel tornasol
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Indicadores químicos naturales y curvas de titulación ácido-base
📝 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?

162 Texto de Química

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