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UNIVERSIDAD TECNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS FACULTAD DE LA PEDAGOGIA (FACPED) CARRERA: PEDAGOGIA EN LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES DE LA QUMICA Y BIOLOGIA PROFESOR: LIMA CAZORLA LAZARO CURSO: 1ª “A” DE QUIBIO ALUMNA: CAPENA TREJO HELEN MELISSA PRACTICA: INDICADORES DE pH CON COL LOMBARDA

PERIODO 2020

INFORME DE LABORATORIO

Tema: Identificación de ácidos y bases por medio del uso del agua de repollo morado como indicador de pH. Resumen Para comenzar el experimento de identificación de ácidos y bases, se consiguieron los materiales necesarios para llevar a cabo este experimento. A partir de aquí se procedió a hervir el repollo morado (o col lombarda) en agua para utilizar la solución resultante como un indicador ácido-base, el cual permite identificar aproximadamente el pH de los compuestos químicos en solución acuosa. En segundo lugar, se escogieron algunos compuestos químicos donde al combinarlo con el líquido del repollo morado se puede observar el pH de la solución obtenida en este proceso y con ello identificar la alcalinidad de los compuestos, ya que esta combinación hace que el compuesto cambie de color y se convierta en una solución de distinto color al del compuesto. Palabras claves: Ácido, base, indicador, pH, solución acuosa. Introducción Realizar un experimento para determinar las variaciones de pH en diferentes soluciones y saber si son sustancias ácidas, básicas o neutras utilizando un indicador vegetal, en este caso utilizaremos el Col de lombarda. Un indicador se usa para indicación visual del pH de una solución. Se encuentra presente en la solución en concentraciones tan bajas que no afectan el pH de la misma. El color de las soluciones que los contienen presenta cambios, los cuales ayudan a saber de qué tipo de solución se trata. Objetivos Distinguir por el color al que cambia una sustancia cuando se le agrega el indicador natural si se trata de un ácido, una base, o una sustancia neutra. Utilizar un indicador natural para evitar el uso de costosos indicadores sintéticos. En el experimento también se incluyen alimentos para saber cuáles son más propensos a causar acidez estomacal. Manejar en esta práctica el concepto de los indicadores de pH.

Fundamento teórico: Los óxidos son los precursores de los ácidos y las bases oxácidos y los óxidos básicos, estos se forman a partir de la síntesis del oxígeno con un no metal y un metal respectivamente. En otros términos, el punto de partida para los oxácidos es la síntesis del oxígeno y un no metal que resulta en un oxácido. Por otro lado, los óxidos básicos son el resultado de la síntesis del oxígeno y un metal. A partir de la reacción entre oxácidos u óxidos básicos, con agua se forman los ácidos y las bases que son nuestro punto de partida para este experimento. Los Ácidos: Los ácidos son sustancias que se ionizan en disolución acuosa para formar iones de hidrogeno, como aumentan la concentración de los iones H+ se les llama a los ácidos “donadores de protones”. Cuando un ácido se disuelve en agua produce una solución con una actividad de catión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7. Existen ácidos fuertes y ácidos débiles, los fuertes son los que logran una total ionización en una disolución y los débiles son los cuales se ionizan parcialmente; debido a que la reactividad depende de la concentración de los iones H+, los ácidos fuertes son más reactivos que los débiles. (Brown LeMay Bursten, 1998). Las Bases: Las bases son sustancias que reaccionan con iones H+, es decir, que aceptan protones. Cuando las bases se disuelven en agua forman iones de hidróxido (OH)-, las disoluciones acuosas de estas sustancias poseen pH mayores que 7, y se les clasifica como bases, sustancias básicas o alcalinas. Existen bases débiles y bases fuertes, las débiles son las cuales se ionizan parcialmente y las fuertes son las que logran una total ionización en una disolución. (Brown LeMay Bursten, 2004). Los Hidróxidos se forman al combinar un óxido metálico con agua, por esto las bases fuertes son las que están formadas con metales del grupo 1ª. (Brown LeMay Bursten, 1998). Las reacciones ácido base se presentan de manera frecuente en la naturaleza, siendo bastante importantes en diferentes sistemas químicos y biológicos. Este tipo de reacción química, conocida comúnmente como neutralización se caracteriza por la reacción de un ácido y una base para la formación de una sal y agua. El pH: El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O]+ presentes en determinadas disoluciones. (Brown LeMay Bursten, 2004). El pH es una escala la cual permite saber el grado de acidez o basicidad de una solución, normalmente es representado en una tabla por números, donde el pH neutro es 7, de 0 a 6 son sustancias ácidas, siendo 0 la más ácida, de 8 a 14 son las sustancias básicas, siendo 14 la más básica. Indicadores de pH: Un indicador ácido-base es una sustancia que se agrega a una solución, con la cual se permite identificar el pH de una disolución, esto es posible debido a un cambio de color que se presenta en la muestra. (Brown LeMay Bursten, 2004). El indicador de pH se relaciona con cambios en la estructura de la muestra, puede ser la adición de un protón a una molécula o a un ion, es decir, protonación, o cuando una molécula cede un catión hidrogeno, es decir, deprotonación. (Brown LeMay Bursten, 2004). Considerando que los ácidos y las bases reaccionan de manera diferencial con indicadores coloreados, estos se pueden usar para su diferenciación. En la presente práctica se usará e indicador de agua de repollo morado que permitirá determinar la naturaleza ácida–base de las diferentes soluciones utilizadas.

Medición del pH

El pH se puede medir en una solución acuosa utilizando una escala de valor numérico que mide las soluciones ácidas (mayor concentración de iones de hidrógeno) y las alcalinas (base, de menor concentración) de las sustancias. La escala numérica que mide el pH de las sustancias comprende los números de 0 a 14. Las sustancias más ácidas se acercan al número 0, y las más alcalinas (o básicas) las que se aproximan al número 14. Sin embargo, existen sustancias neutras como el agua o la sangre, cuyo pH está entre de 7 y 7,3. Las sustancias ácidas como el jugo de limón tienen un pH entre 2 y 3 o la orina entre 4 y 7. Por su parte, los jugos gástricos tienen un valor entre 1 y 2 o los ácidos de baterías que se encuentran entre 1 y 0. Por el contrario, las sustancias alcalinas o base tienen valores más altos como la leche de magnesia entre 10 y 11 o los limpiadores con amoníaco cuyo valor está entre 11 y 12. También se pueden calcular las medidas del pH utilizando un potenciómetro o pH Metro, que es un sensor que determina el pH de una sustancia a través de una membrana de vidrio que separa dos soluciones de diferente concentración de protones. Otra forma de conocer aproximadamente la acidez de una sustancia es utilizando un papel indicador conocido como papel tornasol, que tiene componentes que indican el pH de una sustancia según el cambio de color que sufra el papel. pH del suelo Es una medida de acidez o alcalinidad del suelo y está considerada una variable importante de los suelos ya que afecta la absorción de minerales por parte de las plantas. Es decir, perjudica el desarrollo de las plantas y la actividad biológica del suelo. Los niveles recomendables de pH del suelo tienen una medida entre 5,5 y 7. Sin embargo, existen plantas que crecen y se desarrollan en ambientes extremos donde los niveles de acidez o alcalinidad del suelo son muy variables. Por otra parte, las medidas de pH que se utilizan para llevar a cabo la agricultura de ciertos alimentos pueden variar. El pOH

El pOH es el logaritmo negativo en base a 10 de la actividad de los aniones hidróxilo. Tiene las mismas propiedades del pH en disolución acuosa de valor entre 0 y 14, pero en este caso las soluciones con pOH mayores a 7 son ácidas, y básicas o alcalinas las que tengan valores menores de 7. Se representa con la ecuación pOH = - log[OH-]. Soluciones búfer Las soluciones búfer, reguladoras o amortiguadoras son utilizadas para mantener el nivel de acidez o alcalinidad de una sustancia durante una reacción química en un período corto, esto con la finalidad de evitar que ocurran otras reacciones químicas no deseadas. Neutralización

Propiedades de reactivos: Propiedades del vinagre: • Es producido a partir de la fermentación por parte de las bacterias del ácido acético que crecen en un medio que contiene etanol. • La calidad del vinagre depende de las propiedades fermentativas de la bacteria, el medio de cultivo y las condiciones aplicadas. • Usos: o El ácido acético puede matar con eficacia mico bacterias, incluso bacterias altamente resistentes como la Mycobacterium Tuberculosis. o El ácido acético también puede ser utilizado como desinfectantes no tóxicos que actúen contra la tuberculosis. o Alimentarios. Propiedades del alcohol: 

Compuesto con el grupo hidroxilo (OH-) unido a una cadena de carbono



Líquidos incoloros



Densidad: 0.79 g/ml



Pueden comportarte como ácidos o bases

Propiedades del ácido clorhídrico: 

El ácido clorhídrico posee un pH inferior a 1, es decir, sumamente ácido.



Su apariencia es de un líquido transparente o amarillento, dependiendo de su concentración de cloruro de hidrógeno, que es un gas ligeramente amarillo, no inflamable y más pesado que el aire.



El ácido clorhídrico puede disolver metales (formando iones metálicos oxidados), tejidos orgánicos o incluso sales y minerales.

Propiedades del agua destilada:   

Aspecto Líquido transparente incoloro Conductividad a 20 ºC < 10.0 µS/cm. Densidad a 20ºC 0.998- 1.002 Kg. /L. pH a 20 ºC 6.0- 7.5



Residuo seco < 10 mg./L.

Propiedades del agua destilada:      

Estado Físico: Gas comprimido licuado Color: Incoloro Olor: Olor característico, pungente, sofocante, irritante. Fórmula: NH3 Masa Molar: 17,04 g/mol pH: Alcalino

Propiedades del bicarbonato:      

Aspecto blanco cristalino Densidad de 2173 kg/m3; 2,173 g/cm3 Masa molar Punto de fusión de 84,01 g/mol Punto de descomposición 543,15 Kelvin (270 °C) Índice de refracción 1,3344

A continuación, se presenta un experimento que nos ayuda a conocer el indicador de pH:

Método experimental Materiales Materiales personales 

Bata de laboratorio

 

Guantes Mascarilla

Materiales del laboratorio   

Cuentagotas 5 Matraces Embudo

Reactivos químicos 

Alcohol isopropilico



Escamas de hidróxido

 

Amoniaco Ácido clorhídrico

 

Vinagre Bicarbonato



Col lombarda

Procedimiento 1. Rasgamos un poco de la col lombarda la colocamos en un mortero para así obtener el extracto de la col, se coloca la sustancia en un cuentagotas luego se le añade un poco de alcohol isopropilico para disolver bien la sustancia a utilizar.

2. Enumerar todos los vasos y repartir las sustancias de la siguiente manera… N° de vaso

Sustancia

1

Amoniaco

2

Bicarbonato de sodio

3

Agua destilada

4

Vinagre

5

Ácido clorhídrico

1 tabla

3. Después de repartir las sustancias se van a incluir 50 ml. de agua destilada en 5 matraces.

4. Luego empezamos a formar los indicadores de las sustancias respectivas. 1. Matraz contiene: Amoniaco diluido en agua destilada más la col lombarda. 2. Matraz contiene:

Una disolución de bicarbonato de sodio en agua destilada más el extracto de la col lombarda. 3. Matraz contiene: Agua destilada con el extracto de col lombarda. 4. Matraz contiene: Vinagre diluido en agua destilada más el extracto de la col lombarda. 5. Matraz contiene: Agua fuerte o sulfuran (Ácido clorhídrico) diluido en agua destilada más el extracto de la col lombarda y un poco de escamas de sosa caustica.

5. Dependiendo del color que tome la solución sabremos si se trata de un ácido una base o una sustancia neutra, los colores y valores son los siguientes:

6. Los resultados se escribirán en una tabla.

Resultados Los resultados obtenidos por el experimento se escribirán en una tabla para ayudar a visualizar mejor los datos; en la cual se va a incluir N° de vaso, sustancia, color (el cual tomo la sustancia luego de incluir el indicador) y si se trata de un ácido, una base o una sustancia neutra. Estos fueron los resultados del experimento: N° de vaso

Sustancia

Color

Acido, Base o Neutra

1

Amoniaco

verde

Base

2

Bicarbonato de sodio

Azul

Base

3

Agua destilada

Morado

Neutro

4

Vinagre

Violeta

Acido

5

Ácido clorhídrico

Rojo

Acido

2 Tabla

Diagrama de flujo Indicador de pH con col lombarda

Triturar una hoja de col lombarda en el mortero y agrega un volumen de alcohol isopropilico, aproximadamente 10 veces más de la muestra de col lombarda.

1 Matraz contiene: Amoniaco diluido en agua destilada más el extracto la col.

El extracto de obtenido se lo depositara en un cuentagotas.

Utilizando 5 matraces empezaremos a realizar las siguientes soluciones.

2 Matraz contiene: Una disolución de bicarbonato de sodio en agua destilada más extracto de la col.

3 Matraz contiene: Agua destilada con el extracto de la col lombarda.

5 Matraz contiene:

4 Matraz contiene:

Agua fuerte o sulfuran diluido con agua destilada más la col lombarda y un poco de escamas de sosa caustica.

Vinagre diluido en agua destilada más el extracto de la col.

Luego de que hayamos obtenido tosa las Sustancias podemos saber si se trata de un ácido, base o una sustancia neutra, colores y valor de su pH.

Después colocaremos los resultados obtenidos en una tabla para visualizar mejor cada uno de ellos.

Conclusiones      

Aprendimos a elaborar un indicador de pH a partir del repollo morado en el cual determinamos algunos cambios con diferentes químicos. Se utilizan como indicador de las sustancias químicas que cambian su color al cambiar el pH de la solución. Los ácidos y las bases se pueden obtener a partir de los óxidos ácidos y básicos. Podemos encontrar ácidos y bases en nuestro entorno habitual. Los ácidos poseen pH menor a 7. Y las bases poseen un pH mayor a 7. Los indicadores sirven para identificar el pH de sustancias por medio del color que tome la sustancia al final de la reacción.



 

A partir del indicador del repollo morado, podemos concluir que si el color cambia a tonos rojizos la sustancia a la cual se le adicionó el indicador es de características ácidas. Por otra parte, si el color cambia a tonos azulados, verdes o amarillos la sustancia a la cual se le adicionó el indicador es de características básicas. Los ácidos y bases fuertes son sustancias con las que se deben tener precauciones ya que estas pueden causar irritación o corrosión.

Cuestionario  La sustancia que da color morado a la solución de repollo se llama antocianina que pertenece a un grupo de pigmentos solubles en agua, ácido acético y alcohol, pero no en aceite. Esta sustancia es la que es responsable por el cambio de color de la solución de repollo cuando está en medio ácido o básico.  El cambio de color de la solución de repollo en presencia de varios tipos de soluciones se debe a que se cambia la concentración de H+ y OH y cambia su

pH. El repollo morado es un indicador de pH, y estos indicadores es una base o un ácido muy débil que en su forma descompuesta tiene un color diferente que en la forma que no está descompuesta. Esto se debe a que están formados por sistemas resonantes aromáticos que permiten que se desplace la carga y que el color cambie. Al ponerse en contacto con una base o un ácido, su color vuelve a cambiar. Por ejemplo, si el medio en el que se encuentra es ácido, significa que hay una mayor concentración de H+, su equilibrio se desplaza y con ello el color. Cuanto está en un medio básico, se encuentra con una mayor concentración de OH-, y asimismo su equilibrio se desplaza y el color también cambia.



El cambio de coloración si se puede considerar una reacción química. El color cambia porque el pH de la sustancia cambia de ácido a base o de base a ácido, es decir, que al tener contacto con la sustancia su estructura cambia.



La finalidad de preparar soluciones patrón coloreadas es que se pudieron utilizar en este experimento para comparar los diferentes colores de los reactivos. Al comparar estos colores, se estaba comparando los pH de las sustancias sin la necesidad de utilizar papel tornasol o alguna otra herramienta que sea más complicada de adquirir. Al tener soluciones patrón coloreadas, lo único que se tenía que hacer era anotar los pH que cada color indicaba y compararlos entre sí.



A partir de los resultados de este experimento y del concepto de pH, se pudo ver como el indicador cambia de color cuando actuaba con una base y con un ácido. Esto demostró que los indicadores de pH, en este caso el repollo morado sirve como un indicador ácido base, ya que cambia su color al estar en contacto con una base y con un ácido, al estar con un ácido se torna de color rojo y al estar con una base se torna de color verde o azul.

Referencias 

http://cosasdequimicos.blogspot.com/2009/02/indicador-de-repollo-morado.html 06|marzo|2012 5:37 p.m.



http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=58&l=s 08| marzo|2012 6:15 p.m.



http://html.rincondelvago.com/ph_concentracion-de-iones-de-hidrogeno-en-unadisolucion.html 07|marzo|2012 4:47 p.m.



http://www.univalle.edu/publicaciones/journal/journal19/pagina04.htm 06| marzo|2012 7:24 p.m.



http://bioquimbf.blogspot.com/2011/04/practica-no-15-de-quimica.html 08| marzo|2012 5:39 p.m.



(BROWN L., B, 1998, La ciencia central)



(BROWN L., B, 2004, La ciencia centra)



http://3.bp.blogspot.com/_fQqE wRMsN0k/TUTvmOz2LaI/AA AAAAAAAKY/VB5dUv4LAo o/s1600/escalaRepollo.PNG

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Avalos, S. H. (2005). Experiencias sorprendentes de química con indicadores de pH caseros. Universidad de Murcia, Departamento de física....