Plan de clase de la escala de pH con simulación
Actualizado el 2026-10-02
Este plan de clase de la escala de pH usa una simulación interactiva gratuita para abordar las dos ideas del pH que más les cuestan a los estudiantes: que cada paso de la escala significa diez veces más o menos H₃O⁺, y que añadir agua acerca una disolución a 7 pero nunca la lleva más allá. Los estudiantes miden líquidos cotidianos, los diluyen, leen concentraciones iónicas en escala logarítmica y fijan el pH a mano. Obtienes objetivos de aprendizaje, preparación, predicciones, una actividad paso a paso con los valores que deben ver los estudiantes, un conjunto de cinco preguntas para el enlace del grupo, una ampliación sobre ácidos fuertes y débiles e ideas de diferenciación. Cada valor sale del propio modelo de la simulación.
La clase de un vistazo
- Nivel: grados 7–10 (12–16 años), con una ampliación para grados 11–12.
- Tiempo: una clase de 50–60 minutos, más una ampliación opcional de 20 minutos.
- Conocimientos previos: ácidos y bases en la vida cotidiana, indicadores, potencias de diez.
- Formato: parejas con portátiles, tabletas o teléfonos, o todo el grupo con un proyector.
- Simulación: Escala de pH: medir y mezclar ácidos y bases. Ampliación: Dilución de ácidos y bases.
Objetivos de aprendizaje
Al final de la clase, los estudiantes pueden:
- Clasificar disoluciones como ácidas, neutras o básicas a partir de su pH.
- Explicar que un cambio de una unidad de pH significa un cambio de diez veces en [H₃O⁺].
- Predecir cómo cambia el pH al añadir agua o al verter parte de la disolución.
- Leer [H₃O⁺] y [OH⁻] a partir del pH y comprobar que su producto se mantiene en 10⁻¹⁴.
- (Ampliación) Comparar cómo responden a la dilución los ácidos fuertes y los débiles.
Qué hace la simulación
La simulación tiene tres pantallas:
- Macro: elige uno de 12 líquidos, desde el ácido de batería (pH 1,0) hasta el desatascador (pH 13,0). El vaso empieza vacío. Mantén pulsado Mantén: añadir disolución o Mantén: añadir agua para verter, a 0,1 L por segundo, hasta 1,2 L. Mantén: vaciar deja salir la disolución. Arrastra la sonda hasta el líquido para leer "Volumen en el vaso: … L · pH = …" con dos decimales.
- Micro: el mismo vaso, más un gráfico de barras de las concentraciones de H₃O⁺, OH⁻ y H₂O en mol/L, en escala logarítmica o lineal. La lectura da las concentraciones, por ejemplo 1,0 × 10⁻⁵ mol/L.
- Personalizada: 0,5 L de agua cuyo pH fijas directamente con ▲ pH + 0,01 y ▼ pH − 0,01, o arrastrando las columnas de H₃O⁺ y OH⁻.
Conviene conocer tres detalles del modelo:
- El menú desplegable muestra el pH de cada líquido. Medir un líquido sin diluir solo confirma la etiqueta, así que dedica poco tiempo a esa parte y usa el resto para la dilución.
- El agua trae sus propios iones. El agua que se añade contiene 10⁻⁷ mol/L de H₃O⁺ y OH⁻. Lejos de pH 7 esto no importa. Cerca de 7 sí, y los estudiantes lo verán.
- Cada líquido tiene un pH inicial fijo y ningún efecto tampón. La leche o la sangre reales resisten los cambios de pH; en la simulación se diluyen como cualquier otra disolución. Es una buena pregunta de "¿qué deja fuera el modelo?".
Materiales y preparación antes de clase
Materiales: un dispositivo por pareja (o un proyector), las tablas de datos de abajo en papel y una calculadora.
Preparación (10 minutos, una sola vez):
- Abre la simulación en la pantalla Macro con Café seleccionado. Son los valores por defecto.
- Haz clic en Compartir y crea un enlace para cada grupo, por ejemplo "Química · Hora 2". El enlace fija estos valores iniciales.
- Opcional: en la pestaña Preguntas, introduce el conjunto de preguntas de abajo y asócialo al enlace.
- Publica el enlace, o ábrelo en modo presentación y muestra el código QR.
Secuencia de la clase
1. Gancho y predicciones (7 minutos)
Pregunta: "El jugo de naranja tiene pH 3,5 y el café pH 5,0. ¿Cuánto más ácido es el jugo?" La mayoría de los estudiantes piensa que un pH más bajo es "un poco más ácido". Después pídeles que se comprometan con dos predicciones, en papel o en el enlace:
- P1. "Añades agua a una taza de café (pH 5,0). El pH… baja de 5 / se mantiene en 5,0 / sube hacia 7 / sube por encima de 7."
- P2. "Viertes la mitad del jugo de naranja. El pH… sube / se mantiene igual / baja / se reduce a la mitad."
Espera algunos "sube por encima de 7" en P1 y muchos "se reduce a la mitad" o "sube" en P2. No corrijas a nadie todavía.
2. Ordena los líquidos (6 minutos)
Las parejas vierten unos 0,3 L de cinco líquidos por turno, sumergen la sonda y los ordenan en una recta numérica de 0 a 14: ácido de batería 1,00, jugo de naranja 3,50, café 5,00, agua 7,00, jabón de manos 10,00. La lectura coincide exactamente con la etiqueta, porque todavía no se ha diluido nada. Pregunta: "¿Dónde pondrías la sangre (7,40) y la leche (6,50)?"
3. Dilución: recoger datos (15 minutos)
Con cada líquido, las parejas pulsan Restablecer, mantienen pulsado Mantén: añadir disolución durante un segundo aproximadamente y anotan el volumen (unos 0,10 L). Después mantienen pulsado Mantén: añadir agua hasta que el volumen sea diez veces mayor (unos 1,00 L) y leen el pH. Si se pasan con la disolución, simplemente apuntan a diez veces lo que hayan obtenido. La última columna es para ti; déjala en blanco en la copia de los estudiantes.
| Líquido | pH antes | pH tras diluir 10 veces | pH esperado después |
|---|---|---|---|
| Ácido de batería | 1,00 | 2,00 | |
| Jugo de naranja | 3,50 | 4,50 | |
| Café | 5,00 | 5,96 | |
| Leche | 6,50 | 6,91 | |
| Saliva | 7,40 | 7,06 | |
| Jabón de manos | 10,00 | 9,00 | |
| Desatascador | 13,00 | 12,00 |
Pide a las parejas dos patrones. Buenas respuestas: "Los ácidos y las bases fuertes se mueven exactamente una unidad" y "Los líquidos cercanos a 7 se mueven menos de una unidad, siempre hacia 7."
¿Por qué 5,96 y no 6,00 para el café? Diez veces menos H₃O⁺ procedente del café da 1,0 × 10⁻⁶ mol/L, pero el agua aporta un poco propio. El total es 1,1 × 10⁻⁶ mol/L, así que el pH es 5,96. Comprueba P1 ahora.
Después, dos pruebas rápidas:
- Mismo volumen de agua (dilución de 2 veces): el ácido de batería pasa de 1,00 a 1,30 y el café de 5,00 a 5,30. Duplicar el volumen sube el pH en 0,30, que es log 2, no 0,5.
- Mantén: vaciar: el volumen baja, el pH no se mueve. El pH mide concentración, no cantidad. Comprueba P2.
4. Micro: qué significa una unidad de pH (10 minutos)
Cambia a Micro. Las parejas llenan el vaso con cada líquido y copian la lectura:
| Líquido | pH | [H₃O⁺] (mol/L) | [OH⁻] (mol/L) |
|---|---|---|---|
| Ácido de batería | 1,00 | 1,0 × 10⁻¹ | 1,0 × 10⁻¹³ |
| Jugo de naranja | 3,50 | 3,2 × 10⁻⁴ | 3,2 × 10⁻¹¹ |
| Café | 5,00 | 1,0 × 10⁻⁵ | 1,0 × 10⁻⁹ |
| Agua | 7,00 | 1,0 × 10⁻⁷ | 1,0 × 10⁻⁷ |
| Sangre | 7,40 | 4,0 × 10⁻⁸ | 2,5 × 10⁻⁷ |
| Jabón de manos | 10,00 | 1,0 × 10⁻¹⁰ | 1,0 × 10⁻⁴ |
| Desatascador | 13,00 | 1,0 × 10⁻¹³ | 1,0 × 10⁻¹ |
Preguntas para hacer:
- "¿Cuántas veces más H₃O⁺ tiene el jugo de naranja que el café?" 3,2 × 10⁻⁴ ÷ 1,0 × 10⁻⁵ = 32. Una diferencia de 1,5 unidades de pH son unas 32 veces, no 1,5 veces.
- "¿Y el ácido de batería frente al agua pura?" 10⁻¹ ÷ 10⁻⁷ = un millón de veces.
- "Multiplica [H₃O⁺] por [OH⁻] en cualquier fila. ¿Qué obtienes?" Siempre 10⁻¹⁴.
Después desmarca Escala logarítmica. En la escala lineal, casi todas las barras de H₃O⁺ y OH⁻ se reducen a nada junto a los 55,5 mol/L del agua. Por eso los químicos usan una escala logarítmica.
5. Personalizada: fija tú el pH (5 minutos)
En Personalizada, los estudiantes arrastran la columna de H₃O⁺ o pulsan las flechas para alcanzar objetivos: "Haz que [H₃O⁺] = 1,0 × 10⁻³ mol/L" (pH 3,00) y "Haz que [OH⁻] = 1,0 × 10⁻² mol/L" (pH 12,00). Quienes terminan antes buscan el pH en el que las dos concentraciones son iguales (7,00).
6. Comprobación de salida (5 minutos)
Usa las preguntas 3–5 del conjunto de abajo. Después abre Ver respuestas y muestra juntas las columnas Predicción y Después de P1 y P2.
Conjunto de preguntas para esta clase
Introdúcelas en la pestaña Preguntas de la simulación. Instrucciones para los alumnos sugeridas: "Usa las pantallas Macro y Micro. Pulsa Restablecer antes de cada líquido nuevo. Sumerge la sonda en el líquido para leer el pH."
1. Opción múltiple · Antes, como predicción · Volver a preguntar después de la simulación
- Pregunta: "Añades agua a una taza de café (pH 5,0). El pH…"
- Opciones: baja de 5 / se mantiene en 5,0 / sube hacia 7 (correcta) / sube por encima de 7
- Explicación: "El agua diluye los iones H₃O⁺, así que su concentración baja y el pH sube. Se mueve hacia 7 pero nunca lo supera, porque el agua es neutra. Diez veces el volumen da 5,96, no 6,00, porque el agua aporta un poco de H₃O⁺ propio."
2. Opción múltiple · Antes, como predicción · Volver a preguntar después de la simulación
- Pregunta: "Viertes la mitad del jugo de naranja. El pH…"
- Opciones: sube / se mantiene igual (correcta) / baja / se reduce a la mitad
- Explicación: "El pH depende de la concentración de H₃O⁺, no de cuánto líquido haya. Al verter parte, se retiran H₃O⁺ y agua en la misma proporción, así que la concentración y el pH se mantienen."
3. Número · Después de la simulación
- Pregunta: "Vierte un poco de ácido de batería (pH 1,0) en el vaso. Añade agua hasta que el volumen sea 10 veces mayor. ¿Qué pH muestra la sonda?"
- Respuesta: 2,00, margen de error ± 0,05
- Explicación: "Diez veces el volumen significa diez veces menos H₃O⁺: de 10⁻¹ a 10⁻² mol/L. Una dilución de diez veces sube el pH de un ácido fuerte exactamente una unidad, de 1,00 a 2,00."
4. Número · Después de la simulación
- Pregunta: "Usa la pantalla Micro. ¿Cuántas veces mayor es [H₃O⁺] en el jugo de naranja (pH 3,5) que en el café (pH 5,0)?"
- Respuesta: 32, margen de error ± 2
- Explicación: "El jugo de naranja tiene 3,2 × 10⁻⁴ mol/L y el café 1,0 × 10⁻⁵ mol/L, así que la razón es 32. Cada unidad de pH es un factor de 10, así que 1,5 unidades son 10^1,5 ≈ 32."
5. Respuesta corta · Después de la simulación
- Pregunta: "Explica por qué añadir agua a un ácido nunca puede hacer que su pH supere 7."
- Respuestas aceptadas (opcional): déjalo vacío y lee tú las respuestas.
- Respuesta modelo: "El agua es neutra, con 10⁻⁷ mol/L de H₃O⁺. Al añadirla, la concentración de H₃O⁺ del ácido baja hacia ese valor pero nunca por debajo, así que el pH se acerca cada vez más a 7 sin pasarlo."
Las preguntas 1 y 2 son las predicciones, que se vuelven a preguntar después de la simulación. La guía de evaluación formativa muestra cómo comparar los resultados entre grupos.
Ampliación: ácidos fuertes y débiles
Para grados 10–12 o una segunda clase, abre la simulación de dilución. Los estudiantes eligen un soluto y una concentración inicial, y luego pulsan Diluir una vez o Iniciar (diluir seguido). Una tabla registra el pH tras cada paso y una gráfica representa el pH frente al factor de dilución en escala logarítmica.
Empieza en 0,1 M con pasos de 10 veces:
| Dilución | 1 | 10× | 100× | 1000× | 10⁴× | 10⁵× | 10⁶× | 10⁷× |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HCl | 1,00 | 2,00 | 3,00 | 4,00 | 5,00 | 6,00 | 6,79 | 6,98 |
| CH₃COOH | 2,88 | 3,39 | 3,91 | 4,47 | 5,15 | 6,02 | 6,79 | 6,98 |
Preguntas para hacer:
- "A 0,1 M, ¿por qué el pH del ácido acético es 2,88 y no 1,00?" Solo se ioniza alrededor del 1,3 % de las moléculas, así que el HCl tiene unas 76 veces más H⁺.
- "¿Por qué una dilución de 10 veces sube el pH del ácido acético solo unos 0,5?" La dilución desplaza el equilibrio: la parte ionizada pasa de alrededor del 1,3 % a alrededor del 4,1 %, lo que repone en parte el H⁺ retirado.
- "¿Qué pasa después de 10⁶×?" Las dos curvas se doblan hacia 7 y nunca lo cruzan. Marca Curvas de las 4 para mostrar que el NaOH y el amoníaco se acercan a 7 desde arriba.
Diferenciación
Apoyo:
- Usa solo ácido de batería, café y desatascador en la tabla de dilución.
- Da los volúmenes ya hechos: "0,10 L de disolución y luego agua hasta 1,00 L."
- Da inicios de frase: "Cuando añadí agua, el pH se movió hacia…"
- Usa primero la pantalla Personalizada, para que los estudiantes relacionen el pH y el color antes de cualquier cálculo.
Ampliación para los más avanzados:
- Predice el pH del café diluido 120 veces (0,01 L completados hasta 1,20 L) antes de comprobarlo. La simulación muestra 6,74, no 7,08.
- Calcula el pH del café diluido a partir de 1,0 × 10⁻⁶ + 0,9 × 10⁻⁷ mol/L antes de leerlo.
- Explica por qué la sangre se comportaría de otra manera en un laboratorio real (tampones).
Estudiantes de inglés: la simulación está disponible en seis idiomas. Crea un segundo enlace en el idioma del estudiante para que las etiquetas le resulten familiares mientras la discusión sigue en inglés.
Alineación con estándares
Esta clase encaja con las unidades de ácidos y bases de la química de secundaria básica y bachillerato, como el tema de ácidos y álcalis de GCSE Chemistry o un curso introductorio de química de secundaria superior. Los estándares estadounidenses NGSS no tienen ninguna expectativa de desempeño dedicada al pH, así que no afirmamos ninguna. La clase sí ejercita tres prácticas de NGSS: desarrollar y usar modelos, analizar e interpretar datos, y usar las matemáticas y el pensamiento computacional.
Para más actividades de química, consulta ideas de clases interactivas de química. Para rutinas de aula como demostraciones con proyector y trabajo en parejas, consulta cómo usar simulaciones interactivas en el aula.
Preguntas frecuentes
¿Por qué el café diluido muestra 5,96 en lugar de 6,00?
El agua que añades contiene 10⁻⁷ mol/L de H₃O⁺. Junto a los 10⁻⁶ mol/L del café tras la dilución, esa pequeña cantidad extra baja un poco el pH. En un ácido fuerte como el ácido de batería es demasiado pequeña para notarse.
¿Por qué vaciar no cambia el pH?
Al vaciar se retiran soluto y agua en la misma proporción, así que la concentración de H₃O⁺ se mantiene. El pH depende de la concentración, no del volumen.
¿Tengo que enseñar logaritmos primero?
No. Los estudiantes solo necesitan potencias de diez. La pantalla Micro muestra cada concentración como una potencia de diez, así que "una unidad de pH son diez veces" sale de los datos.
¿Pueden los estudiantes hacer esta clase en teléfonos?
Sí. Los estudiantes abren el enlace sin cuenta, y los botones de mantener pulsado y la sonda funcionan en pantallas táctiles. Una tableta o un portátil facilita la lectura del gráfico de barras de la pantalla Micro.