Acuario contaminado

El acuario de la Facultad de Biología ha sido contaminado con ácido clorhídrico y existe el riesgo de que el pH del agua se haya situado fuera del rango compatible con la vida de los peces. Le solicitan que evalúe y solucione el problema lo más rápidamente posible, ya que está en riesgo la fauna del acuario.

Cada ecosistema tiene unas características abióticas que los definen: pH, temperatura, salinidad, concentración de gases, etc. El pH del entorno es muy importante para la supervivencia de la fauna presente en los entornos acuáticos, por ejemplo, peces, anfibios, etc. Las diferentes especies presentes en cada entorno están adaptadas al entorno, de forma que sobreviven en un rango de pH específico. En el caso de los peces, si el pH se acidifica, se incrementa la producción de moco, lo que puede conducir a la muerte por asfixia debido a la acumulación de moco. Además, en peces expuestos a ambientes ácidos se produce la alteración del transporte de iones a través de las membranas, lo que conduce a la reducción de los niveles de iones en el plasma, que produce la pérdida de volumen plasmático y elevación de la viscosidad de la sangre. Finalmente, se produce la muerte por fallo cardiovascular. En el caso de la exposición de peces de agua dulce a pH alcalinos, se produce un aumento inmediato de la excreción de amoniaco y un correspondiente incremento de su concentración en el plasma y del pH sanguíneo, que conduce a la muerte del pez.

Pez guppy

• Temperatura ideal = 24 - 27 ºC
• pH ideal = 6,0 - 7,5

Pez platy

• Temperatura ideal = 22 - 28 ºC
• pH ideal = 7,0 - 8,0

Pez ángel

• Temperatura ideal = 24 - 30 ºC
• pH ideal = 6,0 - 7,5

Los especies presentes en el acuario son las siguientes:

Pez guppy

• Temperatura ideal = 24 - 27 ºC
• pH ideal = 6,0 - 7,5

Pez platy

• Temperatura ideal = 22 - 28 ºC
• pH ideal = 7,0 - 8,0

Pez ángel

• Temperatura ideal = 24 - 30 ºC
• pH ideal = 6,0 - 7,5

Los especies presentes en el acuario son las siguientes:

¿Qué instrumento utilizaría para determinar si el nivel de pH del agua del acuario se ha desviado significativamente del valor inicial óptimo de 7,0?

Este instrumento es un calorímetro, que permite determinar calores de reacción pero no el pH de una disolución.

Este instrumento es un granatario, que permite determinar la masa de objetos pero no el pH de una disolución.

El resultado de la medida ha sido pH = 5,1.

¿Cuál de los siguientes compuestos utilizará para devolver el pH al valor inicial de 7,0?

El resultado de la medida ha sido pH = 5,1.

¿Cuál de los siguientes compuestos utilizará para devolver el pH al valor inicial de 7,0?

Se da cuenta de que en el laboratorio hay preparada una disolución de NaOH de concentración 2 M y decide utilizarla para ahorrar tiempo, ¿qué volumen de dicha disolución añadirá al acuario para neutralizar el HCl vertido sabiendo que el volumen del acuario es de 6000 litros?

Ayuda

Me rindo... necesito un plan B

Tenga en cuenta que, tras el vertido de HCl: - El pH del agua del acuario es 5,1. Recuerde que: - Los iones hidronio presentes en el agua provienen fundamentalmente de la disociación completa del ácido clorhídrico vertido:

No sabe realizar el cálculo necesario, con lo que decide añadir el compuesto poco a poco, tomando muestras de agua del acuario regularmente y verificando con un indicador ácido-base(*) si ha llegado al pH deseado de 7,0.

¿Cuál de los siguientes indicadores ácido-base utilizará?

(*) El pH-metro se ha quedado sin pilas, son las 3 de la madrugada y estamos en estado de alarma.

El color del indicador sería amarillo cualquiera que fuera el pH tras la adición de NaOH.

Tras añadir 10 ml de NaOH, la muestra del agua de acuario con fenolftaleína muestra el color de la imagen,

¿sigue añadiendo NaOH?

Sí

No

Tras añadir 10 ml más de NaOH, la muestra del agua de acuario con fenolftaleína muestra el color de la imagen,

¿sigue añadiendo NaOH?

Sí

No

Tras añadir 10 ml más de NaOH, la muestra del agua de acuario con fenolftaleína muestra el color de la imagen,

¿sigue añadiendo NaOH?

Sí

No

Tras añadir 10 ml de NaOH, la muestra del agua de acuario con azul de bromotimol muestra el color de la imagen,

¿sigue añadiendo NaOH?

Sí

No

Tras añadir 5 ml más de NaOH, la muestra del agua de acuario con azul de bromotimol muestra el color de la imagen,

¿sigue añadiendo NaOH?

Sí

No

Tras añadir 5 ml más de NaOH, la muestra del agua de acuario con azul de bromotimol muestra el color de la imagen,

¿sigue añadiendo NaOH?

Sí

No

Tras añadir 2 ml más de NaOH, la muestra del agua de acuario con azul de bromotimol muestra el color de la imagen,

¿Sigue añadiendo NaOH?

Sí

No

Tras añadir 2 ml más de NaOH, la muestra del agua de acuario con azul de bromotimol muestra el color de la imagen,

¿Sigue añadiendo NaOH?

Sí

No

¿Qué material le permite medir con exactitud el volumen a añadir de la disolución de NaOH?

Este material no es volumétrico, las marcas de volumen son sólo orientativas de modo que cometería un error significativo al medir el volumen de NaOH.

Este material nos permitiría medir con precisión un volumen de 1 l de disolución de NaOH, pero no es el que necesitamos añadir.

Este material no permite medir volúmenes.

Este material no es volumétrico, las marcas de volumen son sólo orientativas de modo que cometería un error significativo al medir el volumen de NaOH.

Le preocupa que la reacción de neutralización provoque un cambio de temperatura significativo en el acuario, perjudicial para los peces.

Los peces y otros animales acuáticos requieren oxígeno disuelto en el agua para vivir. La solubilidad de los gases en agua depende de la temperatura: a mayor temperatura, menor de solubilidad. Así, un incremento en la temperatura del agua produce la disminución de la concentración de O2 disuelto.

Realiza los cálculos necesarios, considerando despreciable la contribución de elementos del acuario diferentes del agua, y decide que debe añadir el hidróxido sódico …

Rápidamente: el cambio de temperatura previsto es insignificante (0.0001 ºC).

Lentamente: si no se disipa el calor de neutralización porque la temperatura puede aumentar hasta 3ºC.

Muy lentamente: si no se disipa el calor de neutralización porque la temperatura puede aumentar hasta 10ºC.

Tras la adición de NaOH, quiere comprobar que el pH del acuario es adecuado (cercano a 7,0). El pHmetro se ha quedado sin pilas, por lo que decide tomar una muestra del agua del acuario y añadir un indicador ácido-base.

¿Cuál de los siguientes indicadores ácido-base utilizará?

El color del indicador sería amarillo cualquiera que fuera el pH tras la adición de NaOH.

El color del indicador sería azul cualquiera que fuera el pH tras la adición de NaOH.

La muestra de agua de acuario con azul de bromotimol presenta el color de la imagen, de lo que concluye que ahora el pH del agua es adecuado para toda la fauna.

Ha solucionado el problema con rapidez y salvado todos los peces del acuario… ¡pero se ha quedado encerrado/a en la Facultad! Necesita un código que resulta de:

Consultar productos de laboratorio

Consultar tabla periódica

• Identificar el producto del laboratorio que es una sal.
• Identificar los números atómicos de los elementos químicos que forman dicha sal.

• Formar un número de 4 cifras con los números atómicos de dichos elementos en orden de menos a más electronegativo.

¡ ENHORABUENA !

Ha completado la tarea con éxito.

Ha solucionado parcialmente el problema: ha llevado el pH del acuario hasta un valor cercano a 7,0 pero ha tardado mucho tiempo por no saber realizar los cálculos. Al estar tanto tiempo sometidos a pH ácido, algunos de los peces morirán.

Nuevo intento

Ha solucionado parcialmente el problema: ha llevado el pH del acuario hasta un valor cercano a 7,0 pero ha tardado mucho tiempo por haber sobreestimado el aumento de temperatura. Al estar tanto tiempo sometidos a pH ácido, algunos de los peces morirán.

Nuevo intento

Ha añadido NaOH en exceso y llevado el pH a un valor demasiado alto para los peces guppy y ángel. Debe seleccionar un indicador más adecuado, cuyo cambio de color se produzca en el entorno del pH de interés.

Nuevo intento

Ha añadido NaOH en exceso y llevado el pH a un valor demasiado alto para los peces guppy y ángel. Debe tener en cuenta el cambio de color del indicador para concluir que el pH es cercano a 7,0 y detener la adición de NaOH en ese momento.

Nuevo intento

El compuesto que ha seleccionado no le permitirá aumentar el pH del agua del acuario de modo que morirán las tres especies de peces. Debe seleccionar un compuesto que pueda neutralizar el ácido clorhídrico, es decir, un compuesto que tenga carácter básico.

Nuevo intento

Ha añadido un exceso importante de NaOH de modo que el pH será demasiado básico y las tres especies de peces morirán. Debe elegir el indicador más apropiado por su cambio de color para detectar si el pH es cercano a 7,0 y detener la adición de NaOH en ese momento.

Nuevo intento

Ha dejado de añadir NaOH cuando el pH aún era demasiado ácido, con lo que las tres especies de peces morirán. Debe tener en cuenta el cambio de color del indicador para detectar si el pH es cercano a 7,0 y detener la adición de NaOH.

Nuevo intento

El indicador seleccionado no le permitirá detectar si el pH del agua del acuario ha alcanzado un valor adecuado. Debe seleccionar un indicador cuyo cambio de color se produzca en el entorno del pH de interés.

Nuevo intento