PROBLEMÁTICA. En la actualidad existen gran variedad de productos para el consumo humano, que van desde los productos enlatados, hasta los hechos sintéticamente. La mayoría de las personas que estudian o trabajan no tienen tiempo de llevar una alimentación saludable, debido a su falta de tiempo por ello, compran comida rápida, productos chatarra, comida de puestos ambulantes, etc. Todos ellos son consientes del daño que le provocan a su organismo pero no hasta que grado, es por ello que es importante conocer la composición de los alimentos que ingerimos, y el grado de daño k pueden provocarnos.
OBJETIVO GENERAL. Determinación de acides o alcalinidad en diversos productos
OBJETIVO PARTICULAR. Aprender el manejo de diversos instrumentos para medir el pH mediante la instrucción del profesor y ejemplificando con diversas sustancias.
COMPETENCIA. Que el alumno reconozca la composición de las sustancias que ingiere y que tan dañinas resultan para el organismo, así como el correcto manejo de instrumentos para la medición del pH: Indicadores en solución, indicadores en papel y PH metro.
ANTECEDENTES HISTÓRICOS. El concepto de p [H] se introdujo por primera vez por Danés químico Søren Peder Lauritz Sørensen en el laboratorio de Carlsberg en 1909 y revisado para el pH moderna en 1924, después se hizo evidente que la fuerza electromotriz en las células depende de la actividad y no en la concentración de iones de hidrógeno. En los primeros documentos, la notación tenía la "H" como un subíndice a la minúscula "p", así: pH El significado de la "p" de "pH" es desconocido. Algunas referencias indican que significa " poder ", otros se refieren a la Alemania Potenz (que significa "poder"), otros se refieren a Francia puissance (que también significa "poder", basado en el hecho de que el laboratorio de Carlsberg era de habla francesa), mientras que otros se refieren a "potencial". De acuerdo con la Fundación Carlsberg pH significa "poder del hidrógeno". Una definición común que se utiliza en las escuelas es "porcentaje". Jens Norby publicó un artículo en el año 2000, argumentando que "p" es una constante y significa "logaritmo negativo", "H", entonces significa hidrógeno. Otras propuestas han surgido en los últimos años que la "p" se refiere a los términos latinos pondus hydrogenii o hydrogenii potentia. También se sugirió que Sørensen utilizó las letras "P" y "Q" (cartas de pares de frecuencia en las matemáticas), simplemente para marcar la solución de prueba (p) y la solución de referencia (q).
DISEÑO
PH El pH (potencial de hidrógeno) es una medida de la acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias. La sigla significa "potencial de hidrógeno". Como cualquier medida, el pH posee una escala propia que indica con exactitud un valor. La tabla que se muestra a continuación, que va de pH = 0 a pH= 14 (normalmente usada*, pero puede extenderse en ambos extremos); el pH 7 es el que simboliza la neutralidad. Si el pH es < 7 la solución es considerada ácida; por el contrario, si el pH es > 7, la solución se considera alcalina. Mientras más ácida la solución, más cerca del 0 estará; y mientras más básica o alcalina el resultado se aproximará a 14.
Medición del PH Para medir el pH de una disolución podemos emplear dos métodos, en función de la precisión con que queramos hacer la medida: Para realizar medidas del pH que no necesiten ser muy precisas se utilizan unas sustancias llamadas indicadores, que varían reversiblemente de color en función del pH del medio en que están disueltas. Se pueden añadir directamente a la disolución o utilizarlas en forma de tiras de papel indicador (tabla inferior). Para realizar medidas exactas se utiliza un pH-metro, que mide el pH por un método potenciométrico.
INDICADORES Los indicadores suelen ser ácidos o bases débiles que se caracterizan porque su molécula neutra tiene un color diferente al de la forma iónica. Por lo general, este cambio de color obedece a que la pérdida o ganancia de un H+ por parte del indicador provoca una reorganización interna de los enlaces. La fenolftaleína, por ejemplo, se comporta como un ácido débil que se disocia de la siguiente forma:
En medio ácido, el equilibrio está desplazado hacia la izquierda, ya que el indicador capta los H+ en exceso, con lo cual predomina la forma incolora. En medio alcalino, los OH- libres consumen los H+ y el equilibrio se desplaza hacia la derecha con lo cual aparecerá la forma coloreada del indicador Existe una gran variedad de sustancias indicadoras, en todas ellas, el color de la disolución dependerá de la relación entre las concentraciones de la formas disociada y sin disociar.
En general, el cambio de color se produce en un rango de 2 unidades de pH, y el pKa se sitúa aproximadamente en la mitad de esa zona. En cada caso habrá que utilizar aquella sustancia indicadora cuyo pK se encuentre más próximo al rango de pH donde se pretenden monitorizar los cambios.
PH-METRO El pH-metro (Figura de la derecha) realiza la medida del pH por un método potenciométrico. Este método se basa en el hecho de que entre dos disoluciones con distinta [H+] se establece una diferencia de potencial. Esta diferencia de potencial determina que cuando las dos disoluciones se ponen en contacto se produzca un flujo de H+, o en otras palabras, una corriente eléctrica. En la práctica, la medida del pH es relativa, ya que no se determina directamente la concentración de H+, sino que se compara el pH de una muestra con el de una disolución patrón de pH conocido. Para ello se utiliza un electrodo de pH (ver tabla inferior). Cuando el electrodo entra en contacto con la disolución se establece un potencial a través de la membrana de vidrio que recubre el electrodo. Este potencial varía según el pH. Para determinar el valor del pH se necesita un electrodo de referencia, cuyo potencial no varía. El electrodo de referencia puede ser externo o puede estar integrado en el electrodo de pH.
Este método ofrece numerosas ventajas respecto al método colorimétrico:
es más preciso, ya que permite apreciar diferencias de 0,005 unidades de pH mientras que el método colorimétrico sólo aprecia diferencias de 0,1 unidades de pH no se ve afectado por la coloración que pueda presentar la muestra, como ocurre con el método colorimétrico
CONSTITUCIÓN DEL MODELO, PROTOTIPO O MAQUETA.
EXPERIMENTACIÓN. Para realizar la práctica llevamos diversas sustancias para poder determinar el pH de cada una de ellas, tales como: Café, suavizante de telas, vino, vainilla, salsa, agua destilada, jugo, etc. El profesor, junto con el equipo a cargo de la exposición, nos dieron una breve introducción acerca de que era el ph, su importancia, las diferentes maneras de determinarlo y como saber si las sustancias eran acidas o alcalinas. Después de ello, el profesor nos explico el uso del pH metro y se dispuso a conectarlo a la computadora para poder empezar a determinar el pH de las sustancias. Comenzamos con el vino blanco, que se colocó en un vaso de precipitados, el electrodo del pH metro se sumergió y en la pantalla comenzamos a ver los resultados que empezó a arrojar. Después de unos segundos y cuando se hubieron estabilizado los resultados, retiramos el electrodo y su pH resultó ser de 4.61, esto quiere decir que el vino blanco es una sustancia ácida. Posteriormente procedimos a medir el pH de un refresco de cola, realizando el mismo procedimiento, determinamos que su pH era de 2.82, en los gráficos mostrados en la pantalla observamos el descenso de un pico, es decir que esta sustancia es mas ácida en comparación con el vino. Seguimos con el alcohol, el suero, la vainilla, el suavizante de telas, chamoy, jugo de mango, aceite de cocina y café, todos estos productos arrojaron resultados de que son ácidos, en la gráfica se mostró tanto el aumento como el descenso en cuánto a cantidad de acidez de estos productos, sin embargo el más ácido de todos fue el chamoy con 2.11 de pH, esto quiere decir que es mas dañino que el alcohol o el vino. A partir de estos resultados obtuvimos realizamos una tabla como la que se muestra a continuación, con los resultados de cada una de las sustancias a las que les fue determinado su pH.
GRÁFICOS Y ANÁLISIS. Muestra
pH
Tipo de muestra
4.61 2.82
cido Ácido
Vainilla
6.80 4.98 4.63
cido cido cido
Suavizante de telas
3.09
Ácido
Chamoy
2.11 4.02 5.20 5.28
cido cido cido Ácido
Vino Pepsi Alcohol Suero de fresa
Jugo de mango Aceite de cocina Café
EVIDENCIA EXPERIMENTAL
CONCLUSIONES. La medición del pH es muy importante en nuestras vidas cotidianas, tanto para saber el grado de daño que nos pueden causar ciertos alimentos o bebidas o conocer más el medio en que nos desarrollamos. La medición o determinación del pH es un proceso que nos sirve como guía para saber en que cantidad debemos de consumir algo sin que nos afecte de una manera permanente. En este informe se presentaron tanto los usos, los diferentes tipos de instrumentos que se utilizan para medir el pH, la importancia del mismo, y la práctica que realizamos para poder determinar el pH de las sustancias que mas utilizamos o ingerimos en nuestra vida cotidiana. La determinación del Ph es una manera muy fácil de conocer la acidez o alcalinadad de las sustancias, mediante la utilización de escalas a colores o con datos gráficos, ambas maneras resultan útiles, aunque el uso del pH metro resulta más eficiente y exacto. A partir de todos mis conocimientos adquiridos acerca del pH y su importancia puedo deducir en que medida debo de consumir ciertos alimentos para que hagan el menor daño posible a mi organismo.
Bibliografía http://www.ehu.es/biomoleculas/ph/medida www. epa.gov www. foroantiguo.infojardin.com www.wikipedia.com www.cientificosaficionados.com/.../medicion www.ciencia-ahora.cl/Revista23/11BASAEZ.pdf www.mt.com/phsensors
