Guía de Lectura: Fenómenos ácido-base en sistemas naturales (3M)

Red Cientifica Escolar
23 may
4 Min. de lectura

Actualizado: hace 4 días

Esta guía de lectura te invita a explorar cómo se han desarrollado las ideas sobre los ácidos y las bases a lo largo de la historia de la ciencia, desde las primeras observaciones de Robert Boyle hasta los modelos más amplios de Brønsted-Lowry y Lewis. A través de ejemplos concretos, vocabulario esencial, y preguntas tipo PAES, comprenderás cómo los fenómenos ácido-base afectan la naturaleza, los ecosistemas y la vida cotidiana. También conocerás a mujeres científicas y pensadores de otras disciplinas que han contribuido a esta área clave de la química.

Ideal para estudiantes de 3° medio que desean fortalecer su pensamiento científico, conectar con problemas reales y prepararse para desafíos evaluativos y ciudadanos.

1. Introducción

Los fenómenos ácido-base han sido clave para entender la composición del agua, el suelo y los organismos vivos. Desde el siglo XVII, la clasificación de sustancias como ácidos o bases fue avanzando gracias a aportes sucesivos:

Científicos relevantes en el tema:

Robert Boyle (siglo XVII): introdujo el concepto de indicador ácido-base.
Antoine Lavoisier (siglo XVIII): vinculó los ácidos al oxígeno.
Justus von Liebig (siglo XIX): definió los ácidos como sustancias que contienen hidrógeno reemplazable.
Svante Arrhenius (siglo XIX): definió los ácidos como sustancias que liberan H⁺ en agua, y las bases como las que liberan OH⁻.
Johannes Brønsted y Thomas Lowry (1923): definieron ácido como donador de protones y base como aceptor de protones, extendiendo el modelo a otros solventes.
Gilbert Lewis (1923): propuso una teoría electrónica donde los ácidos aceptan pares de electrones y las bases los donan, ampliando el campo de aplicación más allá de los protones.

Figuras relevantes de otras disciplinas:

Rachel Carson (biología): alertó sobre la acidificación ambiental.
Lynn Margulis (biología evolutiva): estudió ambientes extremos con interacciones ácido-base.

Mujeres destacadas:

Marie Curie: aunque centrada en la radiactividad, su metodología analítica fue fundamental para la determinación de propiedades ácido-base en compuestos.
Irène Joliot-Curie: continuó estas líneas con aportes en química nuclear.

2. Objetivo general de la guía

Explicar, mediante ejemplos de sistemas naturales, los fenómenos ácido-base y su relevancia para el equilibrio y funcionamiento de ecosistemas, aplicando modelos científicos y considerando el impacto ambiental.

Basado en los OA del programa oficial: OA 2, OA f, OA e, OA i.

3. Glosario químico y de especialidad

A continuación, se presentan algunos de los significados más comunes, aunque no únicos, para las palabras clave de la unidad.

Ácido

Sustancia que libera iones H⁺ en solución acuosa.

Ejemplo: El ácido carbónico en la lluvia puede acidificar suelos.

Base

Sustancia que libera iones OH⁻ o acepta H⁺.

Ejemplo: Las bases neutralizan ácidos en el suelo agrícola.

Escala que mide la concentración de iones H⁺.

Ejemplo: El pH del agua determina su idoneidad para la vida.

Neutralización

Reacción entre un ácido y una base que forma sal y agua.

Ejemplo: La cal se usa para neutralizar la acidez del suelo.

Indicador

Sustancia que cambia de color según el pH.

Ejemplo: El repollo morado es un indicador natural.

Profundiza en las teorías ácido base

Ejercicios PAES (selección única)

📖 Ejemplo 1: El descubrimiento de las bases

Cuando Arrhenius propuso su teoría en 1884, la química comenzaba a entenderse como una ciencia de iones. Su trabajo fue crucial para distinguir entre soluciones ácidas y básicas en agua.

Pregunta: ¿Cuál de las siguientes sustancias puede considerarse una base según la teoría de Arrhenius?

A) HCl

B) CH₃COOH

C) NaOH

D) H₂SO₄

Respuesta correcta: C

Desarrollo: NaOH libera OH⁻ en solución acuosa.

Síntesis: Las bases, según Arrhenius, son sustancias que liberan iones hidroxilo. Su modelo explicó muchas reacciones en medios acuosos y sentó las bases para el concepto moderno de neutralización.

📃 Ejemplo 2: La lluvia que inspiró conciencia ambiental

Durante el siglo XX, científicos como Rachel Carson evidenciaron los daños de la lluvia ácida sobre bosques y lagos. Estas lluvias, de pH bajo, modifican ecosistemas completos.

Pregunta: Un estudiante mide el pH de una muestra de agua de lluvia y obtiene un valor de 4.5. Esto indica que:

A) El agua es neutra.

B) El agua es básica.

C) El agua es ácida.

D) El agua está contaminada con sal.

Respuesta correcta: C

Desarrollo: Un pH menor a 7 indica acidez.

Síntesis: La lluvia con pH menor a 5.6 se considera ácida. Conocer el pH es vital para identificar problemas ambientales provocados por la emisión de gases contaminantes como los óxidos de nitrógeno y azufre.

🌿 Ejemplo 3: Indicadores naturales y experimentación escolar

Robert Boyle fue uno de los primeros en utilizar colorantes vegetales como indicadores ácido-base. Hoy, los estudiantes replican esta práctica con extracto de repollo morado.

Pregunta: El color del indicador de repollo morado cambia al agregarle jugo de limón. Esto indica:

A) Presencia de una base fuerte

B) Presencia de un ácido

C) Reacción de oxidación

D) Reacción endotérmica

Respuesta correcta: B

Desarrollo: El jugo de limón contiene ácido cítrico que disminuye el pH.

Síntesis: Los indicadores naturales permiten identificar el carácter ácido o básico de una sustancia sin instrumental complejo. Esta observación sencilla conecta la teoría con la vida cotidiana y con la historia de la ciencia experimental.

Ejercicios Wordwall

(puntaje acumulativo)

Ingresa a la página web de la asignatura, baja hasta la ventana EVALUACIÓN e ingresa a las siguientes actividades:

'Ácidos y bases en contexto' 1. Comp.Lect.

'Ácidos y bases en contexto' 2. Glosario

'Ácidos y bases en contexto' 3. Análisis

'Ácidos y bases en contexto' 4. Cálculo

'Ácidos y bases en contexto' 5. Reflexión

Referencias (formato APA)

Chang, R., & Goldsby, K. (2017). Química (12.ª ed.). McGraw-Hill Education.
Timberlake, K. C. (2013). Química General, Orgánica y Biológica (5.ª ed.). Pearson Educación.
Whitten, K. W., Davis, R. E., Peck, M. L., & Stanley, G. G. (2015). Química General (10.ª ed.). Cengage Learning.