3.º de secundariaRuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Interpretar un modelo de neutralización conservando partículas y cantidades.
- Revisar conclusiones de pH con sus condiciones, resolución y límites de uso.
Antes de empezar
- Reconocer fórmulas de agua y cargas de iones.
- Distinguir dato medido y conclusión.
El punto de partida
En el modelo de Arrhenius, un ácido aumenta la presencia de H₃O⁺ en agua y una base aumenta la de OH⁻. En una disolución acuosa a 25 °C, pH menor que 7 corresponde al lado ácido, pH 7 al neutro y pH mayor que 7 al básico. La temperatura importa para la referencia de neutralidad. La escala describe una propiedad de la disolución, no determina por sí sola qué sustancias contiene ni si puede consumirse.
- Neutralización en el modelo acuoso
- Reacción entre componentes ácidos y básicos; el resultado depende de las sustancias y cantidades, no solo de que ambas clases estén presentes.
Relacionar datos y condiciones
En una neutralización sencilla se puede representar H₃O⁺ + OH⁻ → 2H₂O. Cada pareja consume un ion de cada tipo y forma dos moléculas de agua en esta escritura. También se conservan átomos y carga. Si uno de los componentes reactivos queda en exceso, reaccionar no asegura un resultado neutro. Para representar un ácido como HCl con NaOH, el modelo global HCl + NaOH → NaCl + H₂O forma sal y agua, sin certificar seguridad de los productos.
No se obtiene el pH final promediando pH iniciales. Para predecirlo harían falta cantidades, identidad y comportamiento de las sustancias. Un indicador tiene una escala y resolución: un intervalo no autoriza una cifra exacta. En esta lección se interpretan fichas y simulaciones; no se prueban sustancias por sabor ni se mezclan productos de limpieza. La simulación de fichas iónicas sirve para conservar conteos, no para calcular pH de una muestra real.
Antes de decidir
- Comprueba medio acuoso, temperatura y resolución del registro de pH.
- Si hay reacción modelizada, lleva inventarios antes y después de consumir parejas.
- Distingue clasificación ácido/base, valor exacto de pH y cualquier conclusión de uso.
Inventario de una pareja de iones
| Lado de H₃O⁺ + OH⁻ → 2H₂O | H | O | Carga neta |
|---|---|---|---|
| Reactivos | 4 | 2 | 0: +1 y −1 |
| Productos | 4 | 2 | 0 |
Un caso resuelto
Una simulación escrita empieza con 6 fichas H₃O⁺ y 6 fichas OH⁻; cada pareja sigue la ecuación de la tabla hasta agotarse. ¿Qué inventario final representa y qué no calcula?
- Pueden consumirse seis parejas de un ion de cada clase.
- Se forman 12 fichas H₂O y no quedan fichas de los reactivos modelizados.
- Los conteos de fichas no proporcionan concentración ni volumen de una disolución real.
En la simulación quedan 12 fichas de agua y ningún reactivo en exceso. Eso no calcula pH real ni potabilidad.
Pon a prueba el modeloPrueba otro caso
La simulación de fichas empieza con 8 H₃O⁺ y 5 OH⁻. Cada pareja se transforma según H₃O⁺ + OH⁻ → 2H₂O hasta agotar una clase. Ajusta las fichas de agua formadas y las fichas H₃O⁺ restantes. Se ignoran otras especies: no es un cálculo de pH ni una actividad con sustancias.
En otra simulación inicial hay 6 H₃O⁺ y 2 OH⁻. Tras consumir todas las parejas posibles, se quiere añadir la cantidad mínima de fichas OH⁻ necesaria para consumir las H₃O⁺ que quedaron, sin dejar OH⁻ en exceso. Ajusta esa adición mínima y las nuevas fichas de agua formadas en la segunda etapa, sin contar otra vez las de la primera.
Solución accesible sin interacción
Respuesta: Fichas H₂O formadas: 10; Fichas H₃O⁺ restantes: 3
Se consumen cinco parejas y se forman 10 H₂O; quedan 8−5 = 3 H₃O⁺. La corrección comprueba conteos de la simulación, no un diagnóstico de disolución real.
Respuesta: Fichas OH⁻ añadidas: 4; H₂O de la segunda etapa: 8
La primera etapa consume dos parejas, forma cuatro H₂O y deja cuatro H₃O⁺. Se añaden cuatro OH⁻; esas cuatro parejas forman ocho H₂O nuevos. El total de ambas etapas sería 12, pero aquí se piden los ocho de la segunda.
Revisar una explicación
Mezclar cualquier ácido con cualquier base deja una sustancia segura de pH 7.
El resultado depende de sustancias y cantidades; reacción y neutralidad no certifican seguridad.
La clasificación química no reemplaza evaluar composición y uso.
- Interpretar un modelo de neutralización conservando partículas y cantidades.
- Revisar conclusiones de pH con sus condiciones, resolución y límites de uso.
Un informe que se pueda defender
Una simulación de neutralización usa inicialmente 9 H₃O⁺ y 4 OH⁻; consume las parejas posibles según la ecuación de la tabla. Por separado, una ficha de una disolución acuosa a 25 °C informa pH final entre 6 y 8. El informe mezcla ambas fuentes y asegura «todo reaccionó; el pH exacto es 7 y es potable». Repara el inventario de fichas, interpreta el intervalo y explica por qué una fuente no completa los datos ausentes de la otra.
Solución accesible sin interacción
- Mantener separados los datos de las dos fuentes.
- Comprobar el inventario y la resolución de la medición.
- Distinguir una conclusión justificada de una que requiere otras evidencias.
Respuesta: La simulación consume cuatro parejas, forma ocho H₂O y deja cinco H₃O⁺. La ficha independiente solo informa un intervalo: no fija pH 7 ni una clasificación única a 25 °C. Los conteos de fichas sin concentraciones o volumen no calculan el pH de esa muestra, y ambas fuentes se declararon separadas. Ni la reacción ni un eventual pH 7 demuestran potabilidad.
Autoevaluación, sin nota automática. Exigir ocho aguas/cinco H₃O⁺, límite del intervalo 6–8, independencia de fuentes y límite de uso. Aceptar redacción equivalente sin pH calculado ni receta. Rechazar trasladar el exceso de la simulación a la muestra independiente.
Compruébalo ahora
Dos fichas acuosas a 25 °C se midieron con el mismo indicador. Para A, su escala solo permite pH entre 4 y 5; para B, entre 6 y 8. El informe escribe «A es ácida con pH exacto 4.5; B es neutra». Evalúa ambas partes y pide la información adicional necesaria para precisar B.
Ver solución explicada
Respuesta: A es ácida porque todo su intervalo está por debajo de 7, pero no se demuestra pH exacto 4.5. B no queda clasificada de forma única: su intervalo admite lado ácido, neutralidad y lado básico. Haría falta un indicador o medición de mayor resolución para precisar B.
Autoevaluación, sin nota automática. Exigir clasificación de A con límite de exactitud y tres posibilidades de B. Aceptar medición más precisa o escala adecuada que reduzca el intervalo. No aceptar el punto medio de un intervalo como medición ni llamar neutra toda muestra cuyo intervalo incluya 7.
Una tarjeta acuosa a 25 °C anota pH 3 antes y pH 5 después de una intervención no descrita. Nora concluye «quedó neutra porque el pH subió; seguro añadieron una base». Evalúa la clasificación final y muestra dos explicaciones diferentes que el dato no permite distinguir.
Ver solución explicada
Respuesta: A pH 5 sigue del lado ácido a 25 °C. El aumento no demuestra neutralidad ni identifica la intervención. Una dilución de una disolución ácida o una adición parcial de base podrían elevar el pH sin llegar a neutralidad, según sustancias y cantidades. El registro no decide cuál ocurrió.
Autoevaluación, sin nota automática. Exigir final ácido, no identificación causal y dos posibilidades coherentes sin receta. Aceptar otros cambios de composición fundamentados; no atribuir pH exacto a una cantidad de base ausente. No afirmar que toda dilución tenga ese mismo resultado numérico.
Un modelo empieza con 3 H₃O⁺ y 7 OH⁻. El informe representa el resultado como 3 H₂O sin reactivos y afirma haber conservado átomos y carga. Repara el inventario usando H₃O⁺ + OH⁻ → 2H₂O y verifica la carga neta inicial y final del modelo.
Ver solución explicada
Respuesta: Se consumen tres parejas, se forman seis H₂O y quedan cuatro OH⁻. La carga neta inicial es +3−7 = −4; al final el agua es neutra y los cuatro OH⁻ dan −4. El inventario de tres aguas sin resto ni conserva la carga ni representa el exceso.
Autoevaluación, sin nota automática. Exigir seis aguas, cuatro OH⁻ y carga neta −4 a ambos lados. Aceptar signo escrito como menos cuatro y una verificación adicional de H = 16, O = 10. La simulación cuenta solo especies declaradas: no pretende un sistema macroscópico aislado con carga libre.
Dos registros de una simulación empiezan con 6 fichas H₃O⁺ y ninguna OH⁻. D añade 20 fichas de agua sin retirar ni transformar las fichas iniciales. N añade 4 fichas OH⁻ y consume todas las parejas posibles según H₃O⁺ + OH⁻ → 2 H₂O. Una nota afirma «las dos intervenciones consumieron la misma cantidad de H₃O⁺». Reconstruye por separado el inventario final de D y N, evalúa la nota y explica por qué esos conteos no bastan para asignar un pH real. Solo se cuentan las fichas declaradas.
Ver solución explicada
Respuesta: D conserva las 6 fichas H₃O⁺ y añade 20 de H₂O; no consumió H₃O⁺. N consume 4 parejas, forma 8 H₂O y deja 2 H₃O⁺, sin OH⁻ restante. La nota es falsa: añadir agua en D no transforma las fichas iniciales; en N sí reaccionan cuatro. Los conteos de esta simulación no fijan las concentraciones ni el volumen de una disolución real y, por tanto, no determinan su pH.
Autoevaluación, sin nota automática. Exigir inventarios separados:D,6 H₃O⁺ y 20 H₂O;N,2 H₃O⁺ y 8 H₂O,0 OH⁻. Explicar la diferencia entre añadir agua sin consumo y transformar parejas, y limitar el uso del conteo para pH real. Aceptar redacción equivalente y verificación de conservación como ampliación; no pedir un cálculo de pH ni atribuir propiedades de una muestra real al modelo.
Alineación curricular y fuentes
- Fase 6, Saberes y Pensamiento Científico, Química; p. impresa 72. Selección editorial parcial de ácidos, bases y neutralización para los seis núcleos del catálogo de tercero, sin equivaler al programa completo ni a una secuencia oficial. · Programa de Estudio para la Educación Secundaria: Programa Sintético de la Fase 6
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