Completar la tabla de pH y color para jugo gástrico, sangre, orina y saliva humana.

Rojo, azul verdoso, amarillo, verde amarillento

Metacognición: ¿Qué he aprendido? ¿Cómo lo he aprendido? ¿Para qué me ha servido? ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Reflexión personal individual y en plenaria

Libro de Química 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Lluvia ácida y pH en el organismo humano: ejercicios de evaluación y reflexión

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

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Respuesta rápida

1.a: Contamina suelos y acuíferos con ácidos sulfúrico y nítrico. 1.b: SO₂ y óxidos de nitrógeno (NOₓ). 1.c: Aumentan los iones H⁺ y pH = −log[H⁺] da valores < 5. 1.d: Controlar emisiones, usar energías limpias, reforestar. 2: jugo gástrico pH 2 rojo; sangre pH 7,4 azul verdoso; orina pH 6 amarillo; saliva pH 7 verde amarillento. 3: Un pH fuera de rango inactiva enzimas y altera procesos vitales.

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

Solución — Página 168

Quimica 3° · 2024

Ejercicio 1

Se lee el texto sobre la lluvia ácida y se responden las cuatro preguntas.

El texto indica que la lluvia ácida se produce cuando los gases de la quema de combustibles reaccionan con el oxígeno y el vapor de agua, formando ácidos con pH entre $4{,}2$ y $4{,}4$ .

Parte 1.a

¿Por qué la lluvia ácida es considerada un problema ambiental en la actualidad?

La quema masiva de combustibles fósiles genera emisiones de gases contaminantes constantemente.
Estos gases se disuelven en el agua atmosférica y forman ácidos (ácido sulfúrico y ácido nítrico).
Al caer, el agua ácida penetra en acuíferos y suelos de cultivo, provocando deterioro de suelos, corrosión de construcciones, daño a bosques y a la vida acuática.

Respuesta

Porque los ácidos que transporta (ácido sulfúrico y ácido nítrico) destruyen suelos fértiles y acuíferos, dañan la vida vegetal y acuática y corrosión materiales, afectando la agricultura, el agua potable y la salud humana.

Parte 1.b

¿Qué contaminantes químicos participan en la producción de lluvia ácida?

Los gases de la quema de combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural) contienen principalmente dióxido de azufre ( $\mathrm{SO_2}$ ) y óxidos de nitrógeno ( $\mathrm{NO}$ y $\mathrm{NO_2}$ , comúnmente $\mathrm{NO_x}$ ).
Estos reaccionan con el oxígeno del aire y con el vapor de agua ( $\mathrm{H_2O}$ ):

$\mathrm{SO_2 + \frac{1}{2}O_2 \rightarrow SO_3} \qquad \mathrm{SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4}$

$\mathrm{2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2} \qquad \mathrm{2NO_2 + H_2O \rightarrow HNO_3 + HNO_2}$

Los productos finales son ácido sulfúrico ( $\mathrm{H_2SO_4}$ ) y ácido nítrico ( $\mathrm{HNO_3}$ ).

Respuesta

Dióxido de azufre ( $\mathrm{SO_2}$ ) y óxidos de nitrógeno ( $\mathrm{NO}$ y $\mathrm{NO_2}$ ), que se convierten en ácido sulfúrico ( $\mathrm{H_2SO_4}$ ) y ácido nítrico ( $\mathrm{HNO_3}$ ).

Parte 1.c

¿Por qué la lluvia ácida tiene una medida de pH menor de 5?

El agua de lluvia natural disuelve dióxido de carbono del aire y forma ácido carbónico débil, por lo que una lluvia limpia ya es ligeramente ácida: pH ≈ $5{,}6$ .

$\mathrm{CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3}$

Al sumarse $\mathrm{H_2SO_4}$ y $\mathrm{HNO_3}$ , muy fuertes y en elevadas concentraciones, la acidez aumenta muchísimo.
Al disociarse, liberan gran cantidad de iones hidrógeno:

$\mathrm{H_2SO_4 \rightarrow 2H^+ + SO_4^{2-}}$

$\mathrm{HNO_3 \rightarrow H^+ + NO_3^-}$

Como $\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H^+}]$ , un aumento de $[\mathrm{H^+}]$ hace que el pH baje (valores entre $4{,}2$ y $4{,}4$ , es decir, por debajo de $5$ ).

Respuesta

Porque el dióxido de carbono y los ácidos fuertes (sulfúrico y nítrico) que transporta aumentan la concentración de iones $\mathrm{H^+}$ ; al calcular $\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H^+}]$ , se obtienen valores inferiores a $5$ .

Parte 1.d

¿Qué acciones se requieren proponer para disminuir el grave problema de lluvia ácida?

Reducir las emisiones de $\mathrm{SO_2}$ y $\mathrm{NO_x}$ en plantas industriales y centrales eléctricas mediante filtros y desulfuración.
Sustituir combustibles fósiles por energías renovables (solar, eólica, hidroeléctrica).
Usar transporte público y vehículos con motores de menor emisión; mantener el mantenimiento de los mismos.
Reforestar zonas afectadas, usar cal agrícola ( $\mathrm{Ca(OH)_2}$ ) para neutralizar suelos ácidos y aplicar el principio del enfoque preventivo y la normativa ambiental.

Respuesta

Controlar las emisiones industriales, promover energías limpias, regular el transporte, reforestar y neutralizar suelos ácidos con cal.

Ejercicio 2

Se completa la tabla de pH y color para las muestras indicadas.

Muestras	pH	Color de pH (escala universal)
Jugo gástrico	$1{,}5 - 2{,}0$	Rojo (muy ácido)
Sangre	$7{,}35 - 7{,}45$	Verde azulado / celeste (ligeramente básico)
Orina	$4{,}6 - 8{,}0$ (promedio ≈ $6{,}0$ )	Amarillo (levemente ácido)
Saliva humana	$6{,}2 - 7{,}6$	Amarillo verdoso a verde (casi neutro)

El pH mide la concentración de iones hidrógeno: $\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H^+}]$ .
Para $\mathrm{pH} < 7$ la sustancia es ácida; para $\mathrm{pH} > 7$ es básica; $\mathrm{pH} = 7$ es neutra.
El indicador universal cambia de color según el pH: rojo → ácido fuerte; amarillo → ácido débil; verde → neutro; azul → básica; violeta → básica fuerte.

Respuesta

Jugo gástrico ≈ pH $2$ (rojo); sangre ≈ pH $7{,}4$ (azul verdoso); orina ≈ pH $6$ (amarillo); saliva ≈ pH $7$ (verde amarillento).

Ejercicio 3

Explicamos ¿Cómo afecta el pH ácido, básico o neutro en nuestro organismo?

Casi todos los fluidos del cuerpo tienen un pH regulado y estrecho: sangre en $7{,}35 - 7{,}45$ , jugo gástrico muy ácido (pH $1{,}5 - 2$ ) y orina variable.
En el jugo gástrico, la acidez es necesaria para activar la pepsina y digerir proteínas y matar microorganismos.
Si la sangre se vuelve más ácida o más básica de su rango, las enzimas cambian de forma y dejan de funcionar, lo que puede provocar acidosis o alcalosis, trastornos graves e incluso la muerte.
El cuerpo mantiene el equilibrio mediante sistemas tampón (bicarbonato, fosfatos) y la regulación por riñones y pulmones.

Respuesta

Cada fluido necesita un pH específico para funcionar; desviaciones fuera del rango normal inhiben las enzimas y comprometen procesos vitales como la digestión y el transporte de oxígeno.

Contenido de la página

RETO

1. Leo el siguiente texto y respondo:

La lluvia ácida es uno de los problemas ambientales actuales que enfrenta la población mundial y es producida por la contaminación atmosférica cuando los gases que proceden de la quema de combustibles reaccionan con el oxígeno del aire y el vapor de agua para transformarse en ácidos que transporta la lluvia o cualquier otra forma de precipitación que contenga elevadas concentraciones de ácido sulfúrico y nítrico. La lluvia ácida tiene un pH entre 4,2 y 4,4 y cuando esta alcanza la Tierra entra en los acuíferos y los suelos de cultivo, presentando graves repercusiones.

a. ¿Por qué la lluvia ácida es considerada un problema ambiental en la actualidad?
b. ¿Qué contaminantes químicos participan en la producción de lluvia ácida?
c. ¿Por qué la lluvia ácida tiene una medida de pH menor de 5?
d. ¿Qué acciones se requieren proponer para disminuir el grave problema de lluvia ácida?

ACTIVIDAD PARA TRABAJO EN GRUPO

2. Me reúno en equipos e investigamos el pH de las siguientes muestras y completamos la tabla con la escala de color correspondiente y según su pH:

Muestras	pH	Color de pH:
Jugo gástrico
Sangre
Orina
Saliva humana

3. Explicamos ¿Cómo afecta el pH ácido, básico o neutro en nuestro organismo?

METACOGNICIÓN

¿Qué he aprendido?
¿Cómo lo he aprendido?
¿Para qué me ha servido?
¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Respondo estas preguntas de manera individual y luego las comparto en una plenaria para establecer un diálogo acerca del aprendizaje desarrollado en la sección.

Texto de Química — página 167

Ejemplos resueltos

Calcular el pH de una solución de ácido nítrico $[\mathrm{H^+}] = 1\times10^{-3}\,\mathrm{M}$ .

Se usa $\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H^+}]$ .
Sustituyendo: $\mathrm{pH} = -\log(1\times10^{-3}) = 3$ .
Como $3 < 7$ , la solución es ácida.

Tablas (2)

Muestras	pH	Color de pH (indicador universal)
Jugo gástrico	$1{,}5 - 2{,}0$	Rojo (ácido fuerte)
Sangre	$7{,}35 - 7{,}45$	Azul verdoso (levemente básica)
Orina	$4{,}6 - 8{,}0$ (promedio $\approx 6$ )	Amarillo (ácido débil)
Saliva humana	$6{,}2 - 7{,}6$	Verde amarillento (casi neutra)

Rango de pH	Naturaleza	Color indicador	Ejemplo
$1 - 3$	Ácido fuerte	Rojo	Jugo gástrico
$4 - 5$	Ácido débil	Naranja	Lluvia ácida
$6$	Ácido muy débil	Amarillo	Orina
$7$	Neutro	Verde	Agua pura
$8 - 12$	Básico	Azul a violeta	Sangre, lejía

Diagrama

flowchart LR
  A[Combustibles fósiles] --> B[Gases SO2 y NOx]
  B --> C[O2 y H2O del aire]
  C --> D[H2SO4 y HNO3]
  D --> E[Lluvia ácida pH 4,2 - 4,4]
  E --> F[Suelos ácidos]
  E --> G[Acuíferos contaminados]
  F --> H[Menor fertilidad]
  G --> I[Agua potable dañada]

Fórmulas y ecuaciones

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

$\mathrm{SO_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_3}$

$\mathrm{Ca(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + 2H_2O}$

$\mathrm{SO_2 + \frac{1}{2}O_2 \rightarrow SO_3}$

$\mathrm{SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4}$

$\mathrm{2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2}$

$\mathrm{2NO_2 + H_2O \rightarrow HNO_3 + HNO_2}$

$\mathrm{CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3}$

$\mathrm{H_2SO_4 \rightarrow 2H^+ + SO_4^{2-}}$

$\mathrm{HNO_3 \rightarrow H^+ + NO_3^-}$

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

$\mathrm{Ca(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + 2H_2O}$

Glosario (7)

Lluvia ácida: Precipitación con pH inferior a 5,6 provocada por la reacción de óxidos de azufre y nitrógeno con el vapor de agua y el oxígeno.
pH: Medida de la acidez o alcalinidad de una solución, definida como pH = −log[H⁺].
Ácido sulfúrico: H₂SO₄, ácido fuerte que se forma a partir del dióxido de azufre y participa en la lluvia ácida.
Ácido nítrico: HNO₃, ácido fuerte que se forma a partir de los óxidos de nitrógeno y contribuye a la acidez de la lluvia.
Ácido gástrico: Jugo del estómago con pH entre 1,5 y 2,5 que contiene HCl y participa en la digestión proteica.
Neutralización: Reacción entre un ácido y una base que produce una sal y agua, usada para corregir suelos ácidos con cal.
Sistema tampón: Mezcla que resiste cambios bruscos de pH, como el par H₂CO₃/HCO₃⁻ en la sangre.

Preguntas para practicar

¿Cómo afecta el pH ácido, básico o neutro en nuestro organismo?

Cada fluido del cuerpo tiene un pH específico que garantiza el funcionamiento de las enzimas: el jugo gástrico ácido digiere proteínas y la sangre casi neutra transporta oxígeno. Desviaciones fuera del rango normal provocan acidosis o alcalosis que inhiben las enzimas y comprometen procesos vitales.

¿Qué he aprendido y cómo lo he aprendido?

Aprendí que la lluvia ácida se forma por la reacción de SO₂ y NOₓ con el oxígeno y el agua, y que el pH mide la acidez; lo comprendí leyendo el texto, resolviendo la tabla de pH y discutiendo en el equipo.

¿En qué otras ocasiones puedo usar lo aprendido?

Puedo aplicarlo al analizar la calidad del agua de ríos y llagos, a controlar la acidez del suelo en cultivos, y a entender por qué mediciones de pH y buffers son esenciales en laboratorios clínicos y alimentarios.

Temas y conceptos clave

Lluvia ácidaContaminación atmosféricaEscala de pHÁcidos y bases en el organismo humanoIndicadores de pHLluvia ácidapHÁcido sulfúricoÁcido nítricoÁcidos y basesIndicador universalNeutralizaciónHomeostasis del pH