domingo, 14 de febrero de 2016

Práctica 2 - PH Bicarbonato y vinagre

Práctica 2 - PH
     
Marco Teórico
     El símbolo pH es utilizado mundialmente para hacer referencia a la fórmula del potencial de hidrógeno (H), es decir la cantidad de hidrógeno que existe en una solución. Las diferentes sustancias con las que podemos entrar en contacto poseen un nivel de pH diferente que los caracteriza y que los hace especialmente útiles o beneficiosos para determinados casos. La escala del pH se establece en torno a lo que se considera el nivel neutro: el agua.
     Este recurso natural posee una acidez y una alcalinidad nula, por lo cual se considera el punto medio entre los dos extremos, el ácido y el alcalino.
De 7 a 0, es decir,  al comienzo de la escala, estaremos hablando de los elementos o sustancias más ácidos. Cuando pasamos el punto del agua hacia arriba, es decir de 7 a 14, encontramos los elementos o sustancias más alcalinas, las que poseen menor nivel de acidez. Una de ellas es la sangre humana, un elemento alcalino que posee un pH cercano al del agua (7.5).
   La escala del pH es sumamente importante para conocer las características de diferentes elementos y ambientes ya que se considera que en espacios sumamente alcalinos o sumamente ácidos no es posible la existencia de vida por la altísima o bajísima presencia de hidrógeno.
     Bicarbonato de sodio: compuesto sólido cristalino color blanco soluble en agua, ligero sabor alcalino, fórmula NaHCO3. Se puede encontrar como mineral o  producir artificialmente.
      Vinagre: líquido con sabor agrio, que proviene de la fermentación acética del alcohol, contiene una concentración que va del 3% al 5% de ácido acético en agua.
       Acetato de sodio: o etanoato de sodio, es la sal de sodio del ácido acético producida en la reacción al mezclar vinagre y bicarbonato de sodio. 

     Objetivo de la práctica
·       Buscar las propiedades físicas y químicas de bicarbonato de sodio y vinagre y otras sustancias de su reacción.
         Medir el pH y la presión de la reacción del bicarbonato de sodio y vinagre, del café, vinagre solo, coca cola y agua de jamaica. 

Método
 Usar un interfaz (LabQuest) con un sensor especializado para detectar pH, conductividad y presión para recabar los diferentes datos que va a ir arrojando al usar diferentes sustancias.
     El sensor de pH puede ser usado en laboratorio o en demostraciones en las que habitualmente utilizamos el peachímetro tradicional. Este sensor ofrece la ventaja añadida de la toma de datos automática, la realización de gráficas y el análisis de datos.
     Actividades típicas del uso de nuestro sensor de pH son el estudio de las familias de ácidos y bases, marcaciones acido-base, monitorización del cambio de pH durante una reacción química o durante la realización de la fotosíntesis en un acuario, la investigación de la lluvia ácida y de soluciones buffer e investigación de la calidad del agua en lagos y rios.

      Como trabaja el sensor de pH
     El amplificador de pH en el interior del mango es un circuito que permite una conexión Standard con el electrodo de pH para ser monitorizado por una interfaz de laboratorio. El cable del amplificador de pH termina en una conexión BTA.
     El sensor de pH producirá un voltaje de 1.75 voltios en un buffer pH 7. El voltaje aumentará en unos 0.25 voltios para cada unidad de pH que descienda. El voltaje descenderá unos 0.25 voltios por cada unidad de pH que aumente.
     El gel de relleno del sensor de pH de Vernier esta diseñado para hacer medidas en el rango de pH de 0 a 14. Un cuerpo de policarbonato se extiende bajo el sensor de bulbo de vidrio del electrodo. El relleno de gel en la célula, esta sellado y no necesita ser recargado.

Materiales
  • Interfaz LabQuest
  • Sensor especializado
  • Software Logger Pro
  • Vasos de vidrio pequeños
  • Papel para limpiar el sensor
  • 3.8 grs. de bicarbonato de sodio
  • Vinagre
  • Coca Cola
  • Agua de Jamaica
  • Agua
  • Café
Desarrollo
1.     Conectar el sensor de pH a la interfaz.

      2.     Arrancar el software de adquisición de datos Logger Pro.
      3.     El software identificará el sensor de pH y carga una calibración por defecto.
      4.     Limpiar con papel la punta del sensor.
      5.     Introducir el sensor de pH en el agua para tener un pH neutro.
      6.     Limpiar el sensor
      7.     Introducir el sensor en el vinagre y observar el pH.
      8.     Limpiar el sensor
      9.  Introducir el bicarbonato en la botella y agregar vinagre. Tapar muy rápido y observar que pasa.
     10.  Introducir el sensor de pH y conectividad en el vinagre y observar.
     11.  Limpiar el sensor
     12.  Introducir el sensor en la Coca Cola y observar el pH.
     13.  Limpiar el sensor
     14.  Introducir el sensor en el café y observar el pH.



 Resultados 
pH: H2O:7.3
pH: Vinagre: 2.98
pH: Coca Cola: 2.87
pH: Agua de Jamaica: 5.82 
pH: Café:5.63
Presión de la reacción química de bicarbonato con el vinagre: 109 aproximadamente.

Conclusiones
     El vinagre es un ácido y el bicarbonato sódico una base. Al juntar el vinagre con el bicarbonato tiene lugar una reacción química ácido-base. Una reacción química es el proceso mediante el cual unas sustancias, los reactivos, se transforman en otras sustancias distintas llamadas productos. Nuestros reactivos son el vinagre (ácido) y el bicarbonato sódico (base) que dan como productos agua, acetato de sodio (que es una sal) y dióxido de carbono (un gas).
     El dióxido de carbono, CO2, es el gas responsable de que se formen las burbujas y haga que la presión en el sensor suba. Las reacciones químicas acaban cuando se consumen los reactivos o al menos uno de ellos.
     Hay reacciones químicas que para que se produzcan necesitan tomar energía en forma de calor (reacciones endotérmicas) y otras que por el contrario necesitan desprenderse de ella (reacciones exotérmicas).
     Cuando un ácido reacciona con el bicarbonato los productos son una sal, agua y dióxido de carbono. La reacción sera de este tipo:
 CH3COOH +NaHCO3    →       CH3COONa   + H2O + CO2

vinagre (ácido acético) + bicarbonato sódico   →     acetato de sodio + agua +dióxido de carbono

Debido a la producción de dióxido de carbono, el valor de la presíon fue muy elevado


El pH más acido que llegamos a obtener fue el de la Coca Cola, esto puede deberse a la gran cantidad de químicos que tiene este refresco. Los más importantes con tres: Acido carbónico, ácido cítrico (en algunas) y ácido ortofosfórico.



Bibliografía 
1. Vernier-ibericacom. [Online]. Available from: http://www.vernier-iberica.com/descargas/datos tecnicos/ph-bta.pdf [Accessed 11 February 2016].

2. Tymoczko, J.L, Berg, J, Stryer, L. Bioquímica Curso básico. (2da ed.). Barcelona, EspañaEditorial Reverté SA; 2014.

1 comentario: