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Introducción
En los planos inclinados la fuerza peso se descompone en dos componentes: una paralela a la superficie, que tiende a hacer que el cuerpo deslice, y otra perpendicular, que determina la fuerza normal ejercida por el plano.
Explicación
La componente paralela al plano es mg sin θ y la normal es mg cos θ; si existe fricción, su magnitud es μ N, donde μ es el coeficiente de fricción.
Ejemplo
Ejemplo: Un bloque de 5 kg está sobre un plano inclinado 30° respecto a la horizontal. La fuerza paralela al plano es F = mg sin 30° = 5·9,8·0,5 ≈ 24,5 N.
Ejercicios
Un bloque de 2 kg está sobre un plano inclinado 30° sobre la horizontal. Tomando g = 9,8 m/s², ¿cuál es la componente del peso paralela al plano, que tiende a hacerlo deslizar?
Para ese mismo bloque de 2 kg en el plano inclinado 30°, ¿cuál es la componente del peso perpendicular al plano (fuerza normal)?
Material adicional
Ácidos, bases y reacciones de neutralización
Los ácidos y las bases son dos tipos de sustancias fundamentales en química. Están presentes en nuestra vida cotidiana: el vinagre es ácido, el jabón es básico, y muchos procesos biológicos dependen del equilibrio ácido-base.
Teoría de Arrhenius
Según Arrhenius:
• Ácido: sustancia que en disolución acuosa libera iones H⁺ (protones). Ejemplo: HCl → H⁺ + Cl⁻ • Base: sustancia que en disolución acuosa libera iones OH⁻ (hidróxido). Ejemplo: NaOH → Na⁺ + OH⁻
Propiedades de ácidos y bases
Propiedad
Ácidos
Bases
Sabor
Agrio (limón, vinagre)
Amargo, jabonoso
Tacto
—
Resbaladizo
Indicadores
Tornasol rojo, fenolftaleína incolora
Tornasol azul, fenolftaleína rosa
Conductividad
Sí (en disolución)
Sí (en disolución)
Reacción con metales
Sí (producen H₂)
No
pH
< 7
> 7
La escala de pH
El pH mide la acidez o basicidad de una disolución en una escala del 0 al 14:
Cuando un ácido reacciona con una base se produce una neutralización, formando una sal y agua:
Ácido + Base → Sal + Agua
📘 Ejemplo resuelto
Neutralización del HCl con NaOH:
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
El ácido clorhídrico (HCl) reacciona con el hidróxido de sodio (NaOH) para formar cloruro de sodio (sal común) y agua.
📘 Ejemplo resuelto
Neutralización del H₂SO₄ con KOH:
H₂SO₄ + 2 KOH → K₂SO₄ + 2 H₂O
El ácido sulfúrico necesita 2 moles de KOH para neutralizarse porque tiene 2 hidrógenos ácidos.
Ácidos y bases fuertes y débiles
• Ácido fuerte: se disocia completamente en agua. Ejemplos: HCl, HNO₃, H₂SO₄. • Ácido débil: se disocia parcialmente. Ejemplos: CH₃COOH (ácido acético), H₂CO₃. • Base fuerte: se disocia completamente. Ejemplos: NaOH, KOH, Ca(OH)₂. • Base débil: se disocia parcialmente. Ejemplo: NH₃ (amoníaco).
Indicadores ácido-base
Los indicadores son sustancias que cambian de color según el pH del medio:
Indicador
Color en ácido
Color en base
Viraje
Papel tornasol
Rojo
Azul
—
Fenolftaleína
Incolora
Rosa/fucsia
pH ≈ 8,2
Naranja de metilo
Rojo
Amarillo
pH ≈ 4
🤔 ¿Sabías que…?
El color de las hortensias depende del pH del suelo: en suelos ácidos (pH < 6) son azules, y en suelos básicos (pH > 7) son rosas. ¡Las hortensias son indicadores naturales de pH!
✏️ Ejercicios
1. Define ácido y base según la teoría de Arrhenius.
2. ¿Qué es el pH? ¿Qué valores tiene una disolución ácida, neutra y básica?
3. Ordena de más ácido a más básico: leche (pH 6,5), lejía (pH 13), vinagre (pH 3), agua pura (pH 7).
4. Escribe la ecuación de neutralización de: a) HNO₃ + NaOH; b) H₂SO₄ + Ca(OH)₂.
5. ¿Cuántos mL de NaOH 0,5 M se necesitan para neutralizar 100 mL de HCl 0,2 M?
6. Diferencia entre un ácido fuerte y un ácido débil. Pon un ejemplo de cada uno.
7. ¿Qué color tendrá la fenolftaleína en: a) HCl; b) NaOH; c) agua pura?
8. Si [H⁺] = 10⁻³ mol/L, ¿cuál es el pH? ¿La disolución es ácida o básica?
9. El jugo gástrico tiene un pH ≈ 2. ¿Por qué los antiácidos (como el bicarbonato de sodio) alivian la acidez estomacal?
10. ¿Qué productos se obtienen en la reacción entre ácido fosfórico (H₃PO₄) y 3 moles de NaOH? Escribe la ecuación ajustada.
📋 Resumen de la lección
Ácidos liberan H⁺ en agua; bases liberan OH⁻.
El pH mide la acidez: < 7 ácido, = 7 neutro, > 7 básico.
Neutralización: ácido + base → sal + agua.
Ácidos y bases pueden ser fuertes (disociación total) o débiles (parcial).
Los indicadores cambian de color según el pH del medio.
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