Resumen
En este artículo se propone una experiencia didáctica para promover el proceso de enseñanza-aprendizaje de la asignatura de química. Nuestros alumnos medirán la acidez de bebidas de consumo diario comparando sus resultados e investigando sobre las propiedades de los ácidos y bases. Conocerán la importancia de los ácidos en los alimentos y cuáles son los ácidos que aparecen en las bebidas que suelen consumir.
Palabras clave: Didáctica de la química, acidez de bebidas, experimentación, ácidos y bases
Learning chemistry through an everyday experience
Abstract
This article proposes a didactic experience to promote the teaching-learning process of the subject of chemistry. Our students will measure the acidity of drinks for daily consumption by comparing their results and investigating the properties of acids and bases. They will know the importance of acids in food and what are the acids that appear in the drinks they usually consume.
Keywords: Chemistry didactics, acidity of beverages, experimentation, acids and bases
Introducción
La enseñanza de la Química no puede restringirse a una secuencia de ejemplos o de situaciones conocidas; no vale utilizar exclusivamente objetos cotidianos para plantear los mismos ejercicios, algoritmos o prácticas-receta de siempre; no es suficiente con trasladar estos problemas a un entorno más familiar para el alumnado (Machado, 2006). Si queremos que conecten la Química escolar con la cotidiana es necesaria una transformación en la práctica docente que promueva la indagación, la resolución de problemas (no sólo de lápiz y papel, sino que también incluyan procedimientos de casa y de laboratorio) de forma colectiva y la búsqueda de explicaciones ante los fenómenos que podemos observar en nuestra vida. (Solsona, Izquierdo & Jong, 2003)
Dentro de la asignatura de Física y Química, uno de los temas que los alumnos de Enseñanza Secundaria Obligatoria van a estudiar es el tema de “Ácidos y Bases”. Este tema es básico para entender muchos conceptos que aparecen en la calidad de las bebidas que consumimos en nuestra vida cotidiana. Por ejemplo, los alimentos y bebidas presentan cantidades de ácidos naturales.
En nutrición, el valor de pH es utilizado como indicador del contenido ácido que existe en un determinado alimento o bebida, el cual varía entre 0 y 14. De esta manera, cuando un alimento o bebida presenta un valor de pH menor a 7 se considera ácido.
Balance ácido-alcalino del cuerpo.
Realizando esta experiencia nuestros alumnos conocerán que el balance ácido-alcalino del cuerpo es esencial para gozar de una buena salud, es decir, la capacidad del organismo para mantener un pH de la sangre de aproximadamente 7.4.
Al ingerir un alimento o una bebida, muchas veces se siente sabor ácido, como ocurre con el zumo de limón, sin embargo, otras veces la presencia de otros componentes enmascara su acidez dando lugar a otro sabor, por ejemplo, el azúcar. Existen muchas bebidas y alimentos ácidos y alcalinos. Resultará muy interesante para nuestros alumnos saber esto a la hora de elegir una dieta alimenticia sana para el organismo (Lacueva, 2000).
Algunos de los componentes de los alimentos, como algunos minerales, vitaminas, proteínas, grasas y fibras son sustancias ácidas. Cuando aparecen en nuestra dieta en más del 20%, a medida que envejecemos, el cuerpo se vuelve más ineficiente y sus células más ácidas. Según la medicina actual, en estos casos, sería aconsejable agregar alimentos alcalinos a nuestro menú cotidiano para alcalinizar nuestro organismo (Feldman, 2013).
También es interesante conocer que muchos de los alimentos ácidos al entrar en el organismo generan un pH alcalino, y viceversa. Este es el caso del limón, que después de la digestión y la asimilación, produce sustancias muy alcalinas. Por el contrario, la carne, que es alcalina antes de la digestión, deja residuos ácidos en el cuerpo. Los alumnos de 4º ESO saben que el calcio, el magnesio, el sodio, el potasio y el hierro son los minerales alcalinos. Aprenderán que los alimentos que tienen altas concentraciones de estos minerales son considerados alimentos de formación alcalina, como es el caso de la leche. Por el contrario, alimentos que son altos en azufre, fósforo, yodo y cloro son alimentos de formación ácida. Con esta experiencia también se dará a conocer la acidez de productos lácteos y quesos procesados.
Descripción de la experiencia
Estudio del pH en bebidas de consumo
En este estudio presentaremos a los alumnos una serie de bebidas de consumo habitual (zumo de naranja natural, zumo de naranja comercial 100%, refresco con un porcentaje de zumo de naranja, mosto, coca cola y coca cola cero) y unas muestras de leche en distinto estado (fresca y alterada).
El objetivo es familiarizar a los alumnos con el concepto de pH, ácido-base, manejo de un pH-metro e indicadores ácido-base.
El campo de aplicación de esta experiencia es el mercado de alimentos: consumo de bebidas de moda y la valoración de dietas saludables.
En clase, estudiarán los conceptos de ácidos y bases, cálculo de pH y reacciones ácido-base. Se propondrá a continuación la búsqueda de información sobre los ácidos que pueden aparecer en las bebidas y refrescos cotidianos, así como en la leche y sus derivados.
En el laboratorio, en grupos de tres, utilizarán material de laboratorio para manipular las bebidas mencionadas, medirán el pH utilizando el papel indicador y pHmetro. Por último, presentarán los datos en tablas y gráficas y contestarán a un cuestionario sobre la práctica. Discutirán los resultados dentro de cada grupo, se nombrará un portavoz que escribirá en la pizarra los resultados, observaciones y cálculos finales. Finalmente, deberán unificar resultados ordenando las bebidas de menor a mayor pH y formarse una opinión justificada de la influencia sobre nuestra salud del exceso de consumo de algunas bebidas. Además, tendrán que hacer un informe con las cuestiones, tablas, opiniones y conclusiones finales.
La importancia del pH en los alimentos
El pH es un factor importante en la producción de todos los tipos de bebidas, se sabe que pequeños cambios del pH en las aguas minerales pueden indicar una contaminación de las fuentes o de los estratos naturales. Así, para la calidad de las bebidas es importante controlar el pH tanto del agua como de los jarabes y zumos. El pH del vino y de la cerveza varía normalmente entre 2,8 y 3,8. Su control es igualmente de suma importancia en las diversas fases del proceso productivo, como la fermentación y la conservación. Con un pH superior a 3,5 algunas bacterias pueden atacar al vino. Incluso el sabor depende en gran medida del pH, así los vinos secos se convierten generalmente en ácidos. (Odar, 2008)
El pH de la leche debe ser controlado desde el momento de la recolección hasta la entrega del producto, ya que es un indicador válido de sus condiciones higiénicas. El valor normal está en torno a 6,8, por debajo de este valor pueden indicar una infección en el animal, que puede ser grave si el pH es inferior a 4,4. (Odar, 2008)
Los alumnos tendrán que elaborar un pequeño informe en el que valorarán la importancia del control del pH. Además, teniendo en cuenta los valores de pH normales, estimarán si las muestras están en buen estado.
Ácidos que aparecen en las bebidas
Ácido Cítrico: es un acidulante (para resaltar el sabor) que se utiliza para completar los sabores de las bebidas. Este se encarga de mantener los niveles de pH bajos, evitando el crecimiento de organismos.
Ácido fosfórico: El ácido fosfórico se utiliza para potencializar el sabor de los refrescos y retarda el crecimiento de bacterias y hongos.
Regulador de acidez (E331): Conocido como citrato de sodio, se utiliza para regular la acidez y normalizar ciertos componentes aromáticos. También es utilizado en mermeladas para aumentar su textura de gel y frenar el proceso de oxidación de frutas, helados, leche en polvo, vino y quesos procesados.
Ácido tartárico: Es un ácido orgánico que se encuentra de forma natural en varias plantas, uvas, plátanos. Es un ácido fuerte que puede causar varios problemas dentales.
Ácido carbónico: Aparece en todas las bebidas carbónicas disuelto en agua en equilibrio químico con CO2 (g) según la reacción:
Si abrimos un refresco se produce un desprendimiento de CO2(g) en forma de burbujas que pasa a la atmósfera, desplazándose el equilibrio anterior hacia la obtención de más dióxido de carbono (hacia la derecha), según el principio de Le Chatelier.
Un aumento en la temperatura favorece dicho proceso, ya que la reacción es endotérmica, por eso se suelen tomar estas bebidas muy frías.
Los alumnos de bachillerato podrán explicar lo que ocurre en este tipo de bebidas gaseosas aplicando el principio de Le Chatelier.
Ácido láctico: El ácido láctico no deriva de la leche. El ácido láctico es una sustancia que deriva de la fermentación de las bacterias definidas como lácticas, como Streptococcus, Pediococcus y Lactobacillus, en la melaza, remolacha o caña de azúcar, por lo tanto, es un producto con origen únicamente vegetal. (Ildiko, 2013)
Los alumnos tendrán que elaborar un pequeño informe en el que mencionarán los ácidos presentes en las bebidas, indicando algunas características, fórmula, fortaleza y grado de acidez.
Resultados de la experiencia
Los resultados de valores de pH obtenidos se expresarán en una tabla como la siguiente:
En el informe final los alumnos deberán llegar a unas conclusiones a partir de los datos e información obtenida.
Compararán las bebidas naturales y las elaboradas, podrán observar que algunos aditivos acidifican las bebidas de consumo y estudiarán cómo influye en la salud.
Conclusión
Este tipo de propuestas didácticas fomentan un aprendizaje a través del razonamiento para aprender conceptos y contenidos. El alumno aprende a trabajar en equipo. Y permite la detección por parte del profesor de las dificultades y errores conceptuales y de procedimiento de los alumnos. En esta propuesta didáctica el alumno aprenderá cómo funciona un laboratorio y a valorar la importancia de seguir una dieta saludable, conociendo las características de productos de consumo aplicando conceptos de la asignatura de física y química.
Referencias bibliográficas
Feldman, N. (28 de mayo de 2013). Dieta alcalina. Recuperado en fecha 12-04-2017 desde: https://es.scribd.com/doc/264605576/dieta-alcalina-pdf
Ildiko, J. (2013). Bebidas alcalinizantes. Batidos verdes, zumos y alimentos para estar sanos. Editorial EDAF
Lacueva, A. (2000). Ciencia y tecnología en la escuela. Madrid
Machado, M. (2006). Didáctica de la enseñanza de química. XIII reunión de educadores de Química. Universidad Nacional del Rosario. Rosario, Argentina.
Odar, R. (27 de marzo de 2008). Importancia del pH en los alimentos. Recuperado en fecha 12-04-2017 desde: http://industrias-alimentarias.blogspot.com.es/2008/03/la-importancia-del-ph-en-los-alimentos.html
Solsona, N; Izquierdo, M. y de Jong, O. (2003) Exploring the development of students´conceptual profiles of chemical change. International Journal of Science Education, 25(1), 3-12.
Figuras
Figura 1. Silviarita. (2015). Smoothies and juice [fotografía]. Recuperado de https://pixabay.com/photos/raspberry-blueberry-smoothies-juice-3176371/
Figura 2. Couleur. (2017). Fresh healthy drinks [ fotografía ]. Recuperado de: https://pixabay.com/photos/milk-glass-fresh-healthy-drink-2474993/
Ester María Cayuela Peñalta