Página 162 - Libro de Química de Primero de Bachillerato

Pista para tu investigación

• Revisa la escala de pH (0–14). El $$\text{pH} = -\log[H^+]$$ indica concentración de iones hidrógeno.
• Consulta fuentes confiables (libro de Biología, artículos médicos) para obtener el pH promedio de cada fluido.
• Pregúntate: ¿por qué el cuerpo invierte energía en regular su pH? Investiga los conceptos de homeostasis y amortiguador.
• Relaciona ejemplos clínicos: acidosis metabólica (p. ej., diabetes) y alcalosis respiratoria (hiperventilación).

1. Análisis de la consigna
Se solicita: (a) enumerar diversos líquidos fisiológicos del cuerpo humano, (b) clasificarlos según su carácter ácido, básico o neutro (basado en su pH promedio) y (c) explicar por qué los cambios de pH son relevantes para la salud.

2. Resolución paso a paso

1. Identificación de líquidos fisiológicos principales
   
   • Sangre
   • Jugo gástrico
   • Saliva
   • Orina
   • Sudor
   • Líquido cefalorraquídeo
2. Clasificación por pH
   

   Líquido	pH aproximado	Clasificación
   Jugo gástrico	1–3	Ácido
   Sudor	4–6	Ácido
   Orina	4.5–8 (variable)	Ácida a neutra o ligeramente básica según dieta y balance hídrico
   Saliva	6.5–7.5	Neutra a ligeramente ácida
   Líquido cefalorraquídeo	≈ 7.3	Ligeramente básico
   Sangre	7.35–7.45	Básica

3. Importancia de mantener el pH dentro de rangos estrechos
   
   • Las enzimas y proteínas solo funcionan óptimamente en un rango de pH específico; variaciones importantes alteran su estructura y actividad catalítica.
   • La sangre posee sistemas amortiguadores (bicarbonato, fosfatos, proteínas) que mantienen su pH. Desbalances generan acidosis (pH < 7.35) o alcalosis (pH > 7.45), los cuales pueden causar alteraciones respiratorias, cardíacas y neurológicas.
   • En el estómago, un pH muy elevado impediría la activación de la pepsina, afectando la digestión de proteínas; un pH demasiado bajo en otras partes del sistema digestivo dañaría tejidos.
   • En el cerebro, cambios de pH del líquido cefalorraquídeo afectan la excitabilidad neuronal, alterando la función cerebral.

3. Conclusión
Los líquidos fisiológicos presentan pH que va desde valores muy ácidos (jugo gástrico ≈ 1–3) hasta ligeramente básicos (sangre ≈ 7.4). Mantener esos rangos es vital porque muchas reacciones bioquímicas dependen de un pH estable; su alteración produce condiciones patológicas que comprometen funciones orgánicas esenciales.

Pista para realizar la experiencia con seguridad

• Coloca el bicarbonato sobre un plato hondo para evitar derrames.
• Agrega el limón lentamente y observa cuidadosamente las burbujas.
• Reflexiona: ¿Qué ocurre si aumentas la cantidad de bicarbonato o de limón? Relaciona la intensidad de la efervescencia con la cantidad de reactivos.
• Revisa la ecuación general de una reacción entre un ácido y un bicarbonato:
  $$H^+ + HCO_3^- \rightarrow CO_2\uparrow + H_2O$$
• Para confirmar el gas como $$CO_2$$, acerca con cuidado una cerilla encendida (el gas la apagará) o agita el gas sobre un indicador de cal apagada si dispones de él.

1. Análisis de la consigna
Se trata de un experimento sencillo para identificar la naturaleza ácida o básica de dos sustancias habituales: jugo de limón y bicarbonato de sodio.

2. Observaciones esperadas y explicación paso a paso

1. Preparación: Colocar una pequeña cantidad (≈ 1 g) de bicarbonato de sodio en un plato.
2. Adición del limón: Con una cuchara o gotero, añadir 3-5 gotas de jugo de limón fresco sobre el bicarbonato.
3. Observación: Aparecen burbujas efervescentes. Se libera un gas.
4. Identificación del gas: El gas es dióxido de carbono ($$CO_2$$), típico de la reacción entre un ácido y un carbonato/bicarbonato.
5. Ecuación química simplificada:
   $$\text{Ácido (limón)} + NaHCO_3 \rightarrow Na^+ + \text{Sal} + CO_2\uparrow + H_2O$$
   Más específicamente, el ácido cítrico (principal ácido del limón) reacciona con el bicarbonato (base) liberando $$CO_2 (g)$$.
6. Determinación de naturaleza:
   
   • Jugo de limón: Ácido (pH ≈ 2–3).
   • Bicarbonato de sodio: Básico (pH ≈ 8.4 en disolución acuosa).

3. Conclusión
El jugo de limón es una sustancia ácida, mientras que el bicarbonato de sodio es básico. La evidencia es la efervescencia producida por la formación de $$CO_2$$ en la reacción ácido-base.