Direccin General de Educacin Media Superior Bachillerato Tcnica No. 29

Mtodos de Investigacin

Indicador

PRESENTAN: Fabin Chvez Anguiano Ana Karen Cuevas Pacheco Brenda Yaritza Silva Faras Vanessa Silva Faras Marco Antonio Torres Soriano

Tepames, Col. 4 de Junio de 2010

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NDICEPgina INTRODUCCIN..... 1 DELIMITACIN....... 1 JUSTIFICACIN.......1 OBJETIVOS......2 General...2 Especficos.2 HIPTESIS...... 2 VARIABLES.. 2 Dependiente...2 Independiente....2 MARCO REFERENCIAL....... 3 Marco Terico3 Marco Histrico..9 Marco Conceptual13 DISEO METODOLOGICO......15 Enfoque....15 Tipo de estudio15 Temporalidad...15 Tcnicas e instrumentos15 Plan de programacin de recoleccin de datos.16 Plan de organizar, codificar y analizar los datos16 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.. 17 RESULTADOS.... 18 ANLISIS DE RESULTADOS...... 18 CONCLUSIN..... 20 BIBLIOGRAFIA 20 ANEXOS 21 Anexo N 1 Gua de preguntas...... 22

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INTRODUCCIN En el presente proyecto se abordar el tema sobre los indicadores naturales, en el cual se muestra informacin sobre el potencial de hidrogeno (pH), incluidos procedimientos para realizar un indicador natural con productos de uso cotidiano el cual permitir saber de una forma sencilla si una sustancia es acida, base o neutra. DELIMITACION Se aprender a fondo sobre lo que es un indicador natural; sustancia que cambia de color segn entre en contacto con un cido o con una base. Los qumicos utilizan el pH para indicar de forma precisa la acidez o basicidad de una sustancia. Normalmente oscila entre los valores de 0 (cido) y 14 (bsico). Por lo cual a travs de este experimento quedara claro este tema ya que al ponerlo en prctica se podr indicar si la sustancia es cida, bsica o neutra. JUSTIFICACIN Este experimento est relacionado con la materia de qumica y es para que ustedes conozcan y vean como se hace un indicador natural y sepas identificar si la sustancia fue cida, base o neutra dependiendo el color. Para este proceso se utilizara la lombarda (col morada), vinagre, agua y limpiador multiusos. Dicho experimento causo motivacin para tener conocimiento sobre lo que es un indicador natural, y las sustancias y productos que podemos utilizar para obtener conocimientos necesarios y as saber las utilidades que podemos darle a un indicador natural en la vida cotidiana. Con ayuda de la informacin encontrada en la Internet, libros, aportaciones del profesor y artculos cientficos, quedara entendible lo que es un indicador natural; al saber el nombre de este tema se supo que se tendra que hacer cada paso indicado

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para llegar a tener un gran entendimiento y que no quedara ninguna duda de lo que se har ante todos. Este experimento es comn pero efectivo ya que no es tan utilizado en los laboratorios, porque ahora ya se cuenta con medidores de pH (peachimetros) para medir si la sustancia es cida, base o neutra.

OBJETIVOS General: Demostrar por medio de productos (col, vinagre, agua y limpiador multiusos) la reaccin que se presenta al mezclarlos y la obtencin que da un indicador natural. Especficos: Demostrar que este experimento es eficaz para identificar el tipo de sustancia. Identificar cuales sustancias son de cada tipo es decir; cual ser cida, cual bsica y cual neutra. HIPOTESIS El indicador natural va a definir si alguna de las sustancias utilizadas es acida, base o neutra, dependiendo de su coloracin. VARIABLES Dependiente: La obtencin del indicador natural. Independiente: La reaccin efectiva de los productos naturales (col, vinagre, agua y limpiador multiusos).

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MARCO REFERENCIAL MARCO TEORICO Un indicador es una sustancia colorida que cambia de tonalidad segn su forma cida o bsica, algunos indicadores de potencial de hidrogeno (pH) son de origen natural, los vegetales producen pigmentos que pueden ser indicadores de pH, la col morada contiene un tinte muy fcil de extraer y utilizar como indicador de pH. Los colores producidos por el indicador en presencia de cidos o de bases son bastante llamativos y exactos para indicar pH, el nombre antocianinas pertenecen al grupo de compuestos qumicos denominados flavonoides. Las cerezas, col morada, cebolla morada, hortensias, maz azul y muchas otras flores y frutas contienen flavonoides. Estos se pueden extraer fcilmente usando disolventes polares como el agua o el etanol ya sea por maceracin de la planta, flor o fruto, o por calentamiento a bao mara o a ebullicin. Los flavonoides son un amplio grupo de compuestos poli fenlicos de bajo peso molecular, los cuales se encuentran en las frutas, en los vegetales y tambin en algunos productos procesados a partir de los productos naturales, tales como los jugos, los nctares y el vino, se les atribuyen propiedades biolgicas importantes, como antiinflamatorios, antianalgeticos y anticancergenos. El tema de las reacciones cido-base se brinda a realizar muchas experiencias sencillas usando sustancias que se pueden encontrar fcilmente en un supermercado, en una farmacia, e incluso en el hogar; no es necesario disponer de material de laboratorio para realizarlas, basta con usar utensilios de cocina. Por otra parte, al no requerir de material de laboratorio pueden realizarse incluso en casa. Por supuesto, aunque las sustancias empleadas en las experiencias sean fcilmente accesibles y asequibles, es necesario tener en cuenta las normas de seguridad correspondientes, pues algunas de estas sustancias pueden resultar peligrosas si no se manejan con las debidas precauciones. (Garca:2004)

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Las dos reacciones conllevan la hidrlisis del Ion amonio: NH4+ + H2O NH3 + H3O+ Que est desplazado a la izquierda por la presencia en el medio de NH3. Esta mezcla actuar, como disolucin reguladora del pH, como sigue: Si se agrega un cido fuerte, los protones que ste coloca en el medio reaccionan con el amoniaco para dar Ion amonio, que a su vez reaccionan para producir sal amnica. Si se agrega una base fuerte, los iones OH- reaccionan con el ion amonio producindose amoniaco y agua. REACCIONES DE NEUTRALIZACION Las reacciones de neutralizacin son aquellas en las que intervienen un cido y una base, dando lugar a la formacin de una sal con desprendimiento de agua: Acido + Base ------------- Sal +Agua En todo proceso de neutralizacin se cumple la ley de los equivalentes: el n de equivalentes de cido debe ser igual al n de equivalentes de base: n equiv. cido = n equiv. Base Puesto que los equivalentes dependen de la Normalidad: Deducimos: Por ello, si denominamos: NA la normalidad de la solucin cida. NB la normalidad de la solucin bsica. Quedar: Expresin que se cumple en todas las reacciones de neutralizacin. En la prctica, esta reaccin se utiliza para, conociendo la normalidad de una disolucin cida o bsica, determinar la normalidad de otra, bsica o cida con la que hacemos reaccionar (neutralizamos); mediante la adicin lenta y paulatina de la disolucin conocida sobre un volumen conocido de la solucin problema que4 6

VA el volumen de la solucin cida. VB el volumen de la solucin bsica

contenga un indicador adecuado para observar el cambio de color cuando se produzca la neutralizacin completa. Llamamos Punto de equivalencia, al valor del pH en el que los equivalentes de cido y de base son exactamente iguales, diferenciando entre el valor terico y el experimental determinado por la neutralizacin prctica. En las volumetras de neutralizacin debe tenerse en cuenta que cuanto ms prximos se encuentren los puntos de equivalencia terico y experimental, ms pequeo ser el error cometido en la determinacin. Si la valoracin se hace de un cido fuerte con una base fuerte, el punto terico de equivalencia es aproximadamente 7, se produce una total neutralizacin en la disolucin, y la sal formada no se hidroliza. Si, en cambio, se valora un cido dbil con una base fuerte, la sal producida se hidroliza aadiendo al medio iones OH-, con lo que el punto de equivalencia ser mayor que 7.Si se valora un cido fuerte con una base dbil, la sal producida se hidroliza aadiendo al medio iones hidronio, con lo que el punto de equivalencia ser menor que 7. (Sin autor: 2004 elergonomista.com/quimica/q10.html) Un indicador es sustancia natural o sinttica que cambia de color en respuesta a la naturaleza de su medio qumico. Los indicadores se utilizan para obtener informacin sobre el grado de acidez o pH de una sustancia, o sobre el estado de una reaccin qumica en una disolucin que se est valorando o analizando. Uno de los indicadores ms antiguos es el tornasol (el papel tornasol rojo se vuelve azul cuando se humedece con una solucin bsica; el papel tornasol azul se vuelve rojo al humedecerse con una solucin cida), un tinte vegetal que adquiere color rojo en las disoluciones cidas y azul en las bsicas. Otros indicadores son la alizarina, el rojo de metilo y la fenolftalena; cada uno de ellos es til en un intervalo particular de acidez o para un cierto tipo de reaccin qumica. Los indicadores pueden ser naturales o artificiales.

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En la tabla se muestran algunos indicadores cido-base, o de pH, con sus intervalos de viraje (intervalos de pH en los que cambian de color) y sus distintos colores segn se encuentren en medio cido o bsico: Nombre de la Sustancia Azul de bromo fenol Intervalo de pH 3,0 - 4,6 Color del cido Amarillo Color de La Base Prpura

Anaranjado de metilo Rojo de metilo Azul de bromo timol Tornasol Fenolftalena Amarillo de alizarina

3.1-4.4 4.2-6.2 6.0-7.6 5.8-8.0 8.0-9.8 10.1-12.0

Rojo Rojo Amarillo Rojo Incoloro Amarillo

Amarillo Amarillo Azul Azul Rojo Violeta Violeta

(Gmez: 2009)

Qu son cidos y bases? Los cidos y bases son dos tipos de sustancias que de una manera sencilla se pueden caracterizar por las propiedades que manifiestan.

Los cidos:6 8

Tienen un sabor cido Dan un color caracterstico a los indicadores (ver ms abajo) Reaccionan con los metales liberando hidrgeno Reaccionan con las bases en proceso denominado neutralizacin en el que ambos pierden sus caractersticas. Las bases: Tienen un sabor amargo Dan un color caracterstico a los indicadores (distinto al de los cidos) Tienen un tacto jabonoso. En la tabla que sigue aparecen algunos cidos y bases corrientes: cidos y bases caseros cido o base donde se encuentra cido actico cido acetil saliclico cido ascrbico cido ctrico cido clorhdrico cido sulfrico amonaco (base) vinagre aspirina vitamina C zumo de ctricos sal fumante para limpieza, jugos gstricos, muy corrosivo y peligroso bateras de coches, corrosivo y peligroso limpiadores caseros

hidrxido de magnesio (base) leche de magnesia (laxante y anticido) Qu es el pH? Los qumicos usan el pH para indicar de forma precisa la acidez o basicidad de una sustancia. Normalmente oscila entre los valores de 0 (cido) y 14 (bsico). En la tabla siguiente aparece el valor del pH para algunas sustancias comunes. pH que presentan algunas sustancias corrientes7 9

pH jugos gstricos limones vinagre refrescos vino naranjas tomates lluvia cida orina humana leche de vaca saliva (reposo) agua pura saliva (al comer) sangre humana huevos frescos agua de mar 2,0 2,3 2,9 3,0 3,5 3,5 4,2 5,6 6,0 6,4 6,6 7,0 7,2 7,4 7,8 8,0

disolucin saturada 8,4 de bicarbonato de sodio pasta de dientes leche de magnesia amonaco casero Qu es un indicador? presencia de una 9,9 10,5 11,5

Los indicadores son colorantes orgnicos, que cambian de color segn estn en sustancia cida, o bsica. (Sin autor, http://www.cienciafacil.com/Videoph.htm)

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Marco Histrico La segunda mitad del siglo XIX, fue el inicio de las grandes sntesis orgnicas, y como no poda ser, tambin el indicador cido base, que haban sido empleados como productos naturales, iban a ser sintetizados a partir de 1868. El primero indicador en ser sintetizado fue la fenolftalena, conseguida por Baeyer condensando el anhdrido del cido ftlico (ortobencenodicarboxlico), con fenol, en 1871. De la fenolftalena salieron otros muchos indicadores, potenciando los cambios de absorcin al introducir derivados sulfonados y bromados, estudiados por Lubs y Clark a partir de 1915. As aparecieron el rojo fenol, el azul de timol, la timol ftalena, el azul de bromo timol, azul de bromo fenol y el crisol entre otros. Antes, en 1859, el francs Verguin, haba obtenido la fuchina, oxidando por casualidad la anilina con cloruro de estao (IV), que tambin fue obtenida por Hoffman poco despus. Este compuesto sera el punto de partida de otros indicadores con estructura de trifenilmetano, como el violeta de metilo, verde de metilo, el verde brillante, el verde malaquita etc., caracterizados por tonalidades fuertes y brillantes a distintos pH. Otra ruta de sntesis de indicadores fue de los colorantes azoicos, que dio lugar al naranja de metilo (propuesto por Lunge en 1878). El segundo indicador cido-base de este tipo en ser empleado, fue el rojo Congo, descubierto por Bottiger en 1884. Despus se usaran el rojo de metilo (introducido por Rupp y Loose en 1908), amarillo de alizarina etc. De estructura algo diferente entre los colorantes azoicos y el tipo fuchina es el rojo neutro que tambin ser empleado en este trabajo. Uso de los indicadores cido-base sintticos. Por lo general se suelen emplear en forma de sales sdicas, por ser solubles en agua. En caso contrario, se disolveran en etanol, lo cual tiene ms inconvenientes a9 11

la hora de usarse en la qumica a la gota, ya que la gota de alcohol tiende a extenderse y desparramarse contactando antes de tiempo con los diferentes medios. Dado que se conocen los distintos pK, en los equilibrios tautomricos entre las formas con distinto color y como se ha explicado anteriormente, en el tema Indicadores cido-base I, el cambio de color o viraje se produce aproximadamente entre una unidad menos y otra ms del pK, se pueden comprobar los distintos cambios de color. Muchas veces el color esperado no es el que aparece, pues dado que se trata de formas en equilibrio, la combinacin de colores produce el que se aprecia. 1 El origen del nombre de la fenolftalena, parece sencillo si nos remontamos slo a su sentido qumico, sin embargo desde el punto de vista remoto, el fenol deriva del griego phaino (Nv4