EL EQUILIBRIO QUÍMICO

Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
EL EQUILIBRIO QUÍMICO
Alberto Massa
Mª Carmen Cantó
I.E.S. JORDI DE SANT JORDI
Valencia
Introducción:
El equilibrio químico es el estado al que evoluciona de FORMA ESPONTÁNEA un
sistema químico, en el que tiene lugar una reacción química REVERSIBLE.
Cuando se alcanza esta situación, desde el punto de vista macroscópico, se observa que las
CONCENTRACIONES de las sustancias, tanto reactivos como productos de la reacción,
permanecen CONSTANTES a lo largo del tiempo.
Desde el punto de vista microscópico los procesos siguen teniendo lugar indefinidamente:
continuamente los reactivos se transforman en productos y estos a su vez reaccionan para
producir los reactivos de partida, pero al hacerlo a igual velocidad, las concentraciones de
ambos no varían. Así pues se trata de una SITUACIÓN DINÁMICA.
El equilibrio químico es un fenómeno cuya
naturaleza dinámica permite su
MODIFICACIÓN con sólo variar algunos factores de los que depende, como temperatura,
presión, volumen o concentraciones de las sustancias que intervienen en la reacción, lo
cual resulta de vital importancia para aumentar el rendimiento de los procesos industriales,
por ejemplo.
Las modificaciones en el estado de equilibrio provocan desplazamientos que se pueden
predecir en este nivel cualitativamente a partir del principio del químico francés HenriLouis Le Châtelier (1850-1936), según el cual, al perturbar un sistema en equilibrio éste
evoluciona espontáneamente hacia un nuevo estado de equilibrio oponiéndose a la
perturbación producida.
Objetivos:
•
•
•
Reforzar el concepto de equilibrio químico como fenómeno dinámico.
Experimentar el efecto del principio de Le Chatelier sobre el equilibrio.
Aprovechar las implicaciones de dicho principio para la redisolución práctica de
precipitados.
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Relación del tema propuesto con el currículo del Curso:
Está relacionado con el concepto de equilibrio químico de la asignatura QUÍMICA de 2º de
Bachillerato.
Dividiremos la práctica en tres partes que realizaremos en dos sesiones:
PARTE A
En esta primera parte se llevará a cabo una experiencia de transferencia de agua entre dos
probetas que se puede considerar análoga en muchos aspectos al proceso de consecución
del equilibrio en un sistema químico.
Los volúmenes de agua que se leen en las probetas se pueden considerar como las
concentraciones de reactivos y productos de un sistema que evoluciona hacia el equilibrio.
La frecuencia de las transferencias se asimila a intervalos regulares de tiempo.
El cociente entre las variaciones de volumen y frecuencia representa la velocidad neta de
reacción (o cociente entre variación de concentración y tiempo).
Los volúmenes transferidos con las pipetas representan las velocidades directa e inversa de
la reacción.
Material y recursos necesarios:
•
•
•
•
Una probeta de 250 mL y otra de 100 mL.
Una pipeta graduada de 10 mL y otra de 20 mL.
Agua ligeramente coloreada con algún colorante vegetal, que no resulte tóxico, para
visualizar mejor el volumen de líquido.
Papel milimetrado para representar las gráficas o bien se pueden representar en una
página Excel.
Precauciones:
•
•
•
Para leer correctamente los volúmenes de las probetas, los ojos deben situarse en la
misma horizontal que el nivel del agua y considerar la parte baja del menisco como
indicador.
Se ha de procurar que no haya pérdidas de agua en los trasvases.
Cada alumno/a debe sujetar su probeta por su base mientras se transfiere el agua con
la pipeta para evitar su caída y posible ruptura.
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Procedimiento y toma de datos:
1) Simulación de la obtención de un equilibrio químico:
En este apartado se realizará un proceso de transferencia de agua entre dos probetas, y con
cuyos datos se confeccionarán gráficas semejantes a las que surgen de representar la
variación de concentración de reactivos y productos respecto del tiempo, de velocidad neta
de reacción y de velocidades directa e inversa (volúmenes transferidos con las pipetas) en
un proceso de equilibrio químico y posterior perturbación del mismo:
La probeta A, que representa los “reactivos”, es la de 250 mL, comienza con unos 230 mL
aproximadamente de agua que representa la concentración inicial de reactivo y usa la pipeta
pequeña de 10 mL para transferir agua.
La probeta B, que representa los “productos”, es la de 100 mL, comienza con 0 mL de agua
representando la concentración inicial de los productos y usa la pipeta grande de 20 mL
para transferir.
1- Marcar la probeta de 250 mL como A y la de 100 mL como B.
2- Poner aproximadamente 230 mL de agua coloreada (con el fin de realizar mejor las
lecturas de volumen) en la probeta A y anotar exactamente el volumen que contiene.
3- Los dos miembros del grupo de trabajo deberán transferir agua simultáneamente de
una probeta a la otra para lo cual deben introducir las pipetas en sus respectivas
probetas hasta el fondo y dejar que se llenen por el principio de vasos comunicantes,
luego tapar el orificio superior con el dedo índice y vaciar, retirándolo, en la probeta
del otro compañero/a durante unos diez segundos.
Esta operación se debe realizar con cuidado de no perder agua en la transferencia
porque interferirá en los resultados finales.
4- Después de cada operación anterior se debe leer cuidadosamente y anotar en una
tabla como la siguiente, los volúmenes que se transfieren con cada pipeta y el
volumen resultante de cada probeta.
•
Como cuestiones previas, deben aventurar si una vez alcanzado el equilibrio: a) creen
que necesariamente habrá pasado toda el agua de una probeta a la otra o podrá quedar
agua en ambas probetas b) creen que al final habrá necesariamente el mismo volumen
de agua en ambas probetas:................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
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Tabla 1
Frecuencia
Volumen (ml) que
Volumen (ml) que
va adquiriendo la
va adquiriendo la
Probeta A (grande)
Probeta B (pequeña)
Volumen transferido
con la pipeta pequeña
A→B
Volumen transferido
con la pipeta grande
B→A
inicialmente
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4
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El punto de la transferencia en que se llega al equilibrio entre ambas probetas, es aquél en
que si se continua la transferencia algunas medidas más, se observará que el volumen de
ambas probetas permanece invariable. Esta situación se asimila a la consecución del estado
de equilibrio químico.
2) Simulación de la perturbación del equilibrio:
1-Una vez obtenido el estado análogo al equilibrio de la experiencia anterior, se agregará 25
mL de agua a la probeta A, representando una perturbación del estado de equilibrio (como
la producida al variar la concentración de reactivo en equilibrio)
2- A continuación se repite la experiencia anterior hasta volver a un nuevo estado de
equilibrio y recogiendo los datos siguientes en una nueva tabla 2:
Frecuencia
Volumen (ml)
Volumen (ml)
Probeta A
Probeta B
o
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Cuestiones parte A:
•
•
•
•
Una vez realizada tu práctica, compara tus respuestas a las cuestiones previas con los
resultados obtenidos y extrae conclusiones, siempre asimilando los volúmenes de las
probetas A y B a las concentraciones de un sistema químico.
Indica con qué magnitud se cuantifica el estado de equilibrio químico.
Representa gráficamente, en papel milimetrado, la tabla1 anterior, poniendo en
ordenadas los volúmenes sucesivos de las dos probetas y en abscisas la frecuencia de
los transvases de agua. y haciéndolas coincidir una a continuación de la otra.
¿En qué se parece tu gráfica a las de concentración-tiempo que se muestran en el libro
de química de 2º del tema de Equilibrio? (compara tipo de línea y signo de pendientes)
Explica el significado que, en relación con el equilibrio dinámico, se puede atribuir a:
a) La primera porción curva de las dos líneas
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b) La segunda porción recta de las dos líneas.
•
•
•
•
•
Indica cuál es la evidencia de que se ha alcanzado el equilibrio observando:
a) los volúmenes de agua transferidos.
b) los datos representados en la gráfica.
Indica qué representa el cambio de volumen que tiene lugar cuando se adiciona a la
probeta A, una vez alcanzado el equilibrio, 25 mL de agua y contesta:
a) ¿Son los mismos los volúmenes finales de cada estado de equilibrio?
b) ¿Cómo se interpreta el hecho de que los volúmenes en el segundo equilibrio no sean
los mismos que en la primera experiencia.
Representa gráficamente, en el papel milimetrado de la tabla1 los datos de la tabla 2
haciéndolas coincidir una a continuación de la otra y comenta como se cumple el
principio de Le Châtelier
Nombra otras alteraciones que puedan afectar a un sistema químico.
Calcula las variaciones de volumen de cada probeta en cada intervalo de frecuencia, que
simulan las velocidades netas de variación de las concentraciones de reactivos y
y elabora una tabla 3 como la
productos
VA’- VA/ f’-f y VB’- VB/ f’-f
siguiente:
Intervalo de
frecuencia
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11 11-12 12-13 13-14
Velocidad de
vaciado de la
probeta A
Velocidad de
llenado de la
probeta B
•
Observando los valores obtenidos y sus correspondientes signos, identifica qué
velocidad representan en relación con el equilibrio químico.
Representa gráficamente en papel milimetrado los valores de la tabla 1 referentes a los
volúmenes transferidos entre las probetas.
Identificando el volumen transferido de A→ B con la velocidad de la reacción directa y
el de B → A con la de la reacción inversa, ambas positivas, comenta si tu gráfica está de
acuerdo con la deducción cinética de la constante de equilibrio, aunque, en realidad, la
deducción de la constante de equilibrio se hace a partir de conceptos termodinámicos.
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•
En las gráficas de la figura siguiente, que representan la evolución de un sistema
químico hacia el equilibrio a lo largo del tiempo, contesta, justificándolo:
A
B
C
a) ¿En cuál de estos sistemas químicos crees que se tarda más en alcanzar el equilibrio?
b) ¿Cuál de las tres reacciones tiene una constante de equilibrio más elevada?
c) ¿Cuál de los tres equilibrios está más desplazado hacia la formación de reactivos y
cuál hacia la formación de productos?
PARTE B (SEGUNDA SESIÓN)
En este apartado se experimentará la posibilidad de desplazar el equilibrio químico
comprobando el principio de Le Chatelier, aprovechando que el equilibrio muestra uno u
otro color según se encuentre más o menos desplazado hacia la formación de productos o de
reactivos.
Los iones cromato (amarillo) y dicromato (naranja), que son de distinto color, establecen en
disolución acuosa, un equilibrio que es función del pH del medio, según la ecuación:
2CrO4-2 (aq) + 2H+ (aq) <==> Cr2O7-2 (aq) + H2O (l)
amarilla
naranja
En esta parte también se experimentará la redisolución de un precipitado de cromato de
bario, utilizando el balanceo del equilibrio cromato/dicromato que es función del pH del
medio, aprovechando el hecho de que el dicromato de bario es una sal soluble en agua,
mientras que el cromato de bario, BaCrO4, no lo es.
Normas de seguridad:
•
•
Considerando la toxicidad de los compuestos de cromo y su facilidad de penetración
a través de la piel, se hace imprescindible la utilización de guantes de látex para la
manipulación de reactivos y gafas de laboratorio por las posibles salpicaduras.
El deshacerse de los residuos implicará diluir las disoluciones de ácido y base antes
de desecharlos por los fregaderos, recoger las disoluciones de cromato y dicromato
elaboradas para posteriores utilizaciones o precipitar el cromo en forma de
hidróxido de cromo (III) de dichas disoluciones si se considera oportuno, si bien se
habrá realizado poca cantidad de las mismas precisamente con el fin de no tener que
contaminar posteriormente los acuíferos.
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Material necesario:
•
•
•
•
•
•
Tubos de ensayo y gradilla.
Espátulas y cuentagotas.
Reactivos: dicromato de potasio(K2Cr2O7), cromato de potasio (K2CrO4) ,
disoluciones ya preparadas de hidróxido de sodio (NaOH) de concentración 1 M,
ácido clorhídrico (HCl) de concentración 8 M , disolución ya preparada de cloruro
de bario (BaCl2) al 5% y agua destilada.
Guantes de látex y gafas.
Balanza electrónica.
Papel de filtro
Procedimiento:
Balanceo del equilibrio
1- Pesar en la balanza en un pequeño papel de filtro, con cuidado de no tocarlos, unos 0,05
g de dicromato de potasio tomados con espátula. En un tubo de ensayo, disolverlos agitando
en 5 mL de agua destilada y dividir la disolución resultante en dos tubos etiquetados como
A y A’. El dicromato de potasio, al disolverse en el agua, se disocia formando los iones
dicromato Cr2O72-, que proporcionan un color NARANJA a la disolución.
Una de estas disoluciones servirá para tener un patrón del color naranja cuando la otra se
vuelva amarilla por tratamiento con base.
A: Cr2O72-
A’: Cr2O72-
2- Pesar en la balanza unos 0,15 g de cromato de potasio, con el mismo procedimiento
anterior En otro tubo de ensayo, disolverlos con 5 mL de agua destilada igualmente.
También lo dividiremos en dos tubos B y B’ guardando uno para la experiencia posterior.
Al disolverse aparecen los iones cromato CrO4-2, que colorean la disolución de
AMARILLO.
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B: CrO4-2
•
B’: CrO4-2
En este punto de la experiencia emite hipótesis acerca del sentido en que se desplazará
el equilibrio si se aumenta o disminuye la concentración de iones H+, es decir, qué
coloración prevalecerá si:
a) al tubo B se le añadiera ácido clorhídrico……………………………………………..
b) al tubo de ensayo A se le añadiera hidróxido de sodio…………………......................
3-Añadir al tubo A unas gotas de la disolución de NaOH y al tubo B unas gotas de
disolución de HCl, observar qué ocurre y confirmar o no las hipótesis anteriores…….......…
………………………………………………………………………………………………..
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
PARTE C: Redisolución de precipitados
Para la siguiente experiencia de redisolución de un precipitado de BaCl2 primero se
comprueba la solubilidad o no del dicromato de bario y del cromato de bario en agua:
1-En un tubo de ensayo que contiene una solución de cromato de potasio (una de las
anteriores) se añade una sola gota de una disolución de BaCl2 al 5% observándose como se
forma un precipitado de cromato de bario cuya Kps tiene un valor de 2,4·10-10
CrO42- (aq) + Ba2+ (aq) <==> BaCrO4↓(s)
2-Asimismo, a un tubo de ensayo que contiene solución de dicromato de potasio (la del
tubo A’ que ha servido de patrón de color) se le añade unas gotas de disolución de BaCl2 al
5% sin que se forme precipitado alguno.
Teniendo en cuenta el equilibrio cromato/dicromato visto anteriormente:
2 CrO4-2 (aq) + 2 H+ (aq) <==> Cr2O7-2 (aq) + H2O (l)
Se puede decir que acidificando el medio en que se encuentra el precipitado de cromato de
bario anterior se conseguirá redisolverlo, por formación de ión dicromato, según el
principio de Le Chatelier:
3-En el tubo de ensayo C que contiene el precipitado de BaCrO4, añadir en gotas la
disolución de HCl agitando varias veces hasta su redisolución total considerando que tiene
lugar el siguiente equilibrio:
2BaCrO4(s) ↓+ 2H+(aq) <==> 2Ba2+(aq) + Cr2O72-(aq) + H2O(l)
4-A modo de ejemplo, realizamos una demostración de redisolución de precipitados de la
naturaleza, en concreto de conchas de mar o tellinas.
Se trituran unas tellinas en un mortero y se traspasan a un tubo de ensayo. Se adicionan
unas gotas de acido clorhídrico concentrado. Se observa la redisolución y el burbujeo y el
alumno debe explicarlo en base a los equilibrios siguientes:
CaCO3-2 (s) <==> Ca+2 (aq) + CO3-2 (aq)
CO3-2 (aq) +2 H+<==> CO2 (aq)+ H2O (l)
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Cuestiones parte B:
•
•
•
•
Realiza los cálculos necesarios para determinar, tanto la masa de NaOH que se ha de
pesar como el volumen de HCl comercial que se ha de pipetear para obtener las dos
disoluciones 1M y 8M respectivamente que se han usado para balancear el equilibrio.
Describe brevemente cómo se procede en el laboratorio tanto para realizar la disolución
de HCl como para la de NaOH.
Escribe la expresión de la constante de equilibrio de transformación del dicromato en
cromato
Explicar el desplazamiento del equilibrio al añadir HCl(aq) en términos del principio de
Le Chatelier.
Cuestiones parte C:
•
•
•
•
•
•
•
En la reacción entre el cromato de potasio y el cloruro de bario ¿por qué se ve
favorecida la formación de productos?
Escribe la expresión de la constante del producto de solubilidad del precipitado que se
produce en esta reacción
¿Precipitaría igualmente cromato de bario si en vez de BaCl2 se añadiese Ba(NO3)2 a la
disolución de cromato de sodio?
Conocida la Kps (25ºC) de BaCrO4: 1,17 10-13 hallar las concentraciones iónicas de una
disolución saturada de BaCrO4 .
Explica la redisolución del precipitado al añadir HCl(aq) en términos del principio de
Le Chatelier.
¿Qué precipitados se observan fácilmente en nuestra casa y en los electrodomésticos?
Proponed algún medio de redisolverlos.
Análisis de la experiencia.
Tuvimos que esperar para poner en práctica la experiencia con los alumnos/as a tener
explicado el tema de equilibrio químico. Sin embargo todavía no se había estudiado la parte
de ácido-base ni solubilidad, pero explicamos lo imprescindible para funcionar, con la
esperanza de que llegado el momento, lo recuerden.
Hubiera resultado muy completo e ilustrativo profundizar más en la analogía del equilibrio
por lo que respecta a la primera parte de la práctica y también poder realizar en el
laboratorio, una vez hechos los cálculos correspondientes, las disoluciones de HCl, NaOH
y BaCl2 en la segunda parte. Sin embargo optamos por proporcionarlas ya preparadas
debido al poco tiempo disponible en éste nivel en el que es forzoso terminar los programas
dado que se presentan al examen de Prueba de Acceso a Universidad. No obstante, les
pedimos los cálculos realizados por ellos a modo de cuestión, puesto que nos parece
interesante que sepan como preparar disoluciones.
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Por la misma razón, no les pedimos la redacción de informe alguno, sino simplemente la
resolución de las cuestiones propuestas y la elaboración de las gráficas.
Llevada a cabo la experiencia y recogidos los resultados de las prácticas realizados por los
alumnos/as puntos a resaltar:
Parte A:
1- El hecho de utilizar una analogía de transferencia líquida, nos ha permitido reproducir
una evolución hacia el equilibrio fácilmente medible (volúmenes) sin necesidad de sensores
ni aparatos.
2- La utilización de una analogía experimental para visualizar el concepto de equilibrio ha
permitido, entre otras cosas, reproducir las gráficas de velocidad que contienen todos los
libros de texto del tema de equilibrio y cuyo origen no suele quedar suficientemente
explicado. Estas gráficas las hicieron como tarea de casa.
3-Por otra parte, el no usar ninguna clase de reactivo presenta la ventaja de no entrañar
riesgo alguno desde el punto de vista de la seguridad en el laboratorio al evitar la
peligrosidad de inhalación o contacto con ellos.
4- Se puede constatar que la analogía es óptima por el buen paralelismo que muestra con
un equilibrio químico real donde hasta cuatro magnitudes tienen análoga, como son:
-concentración instantánea de reactivos y productos ↔ volúmenes de agua en las
probetas
-velocidades de reacción directa e inversa ↔ volúmenes de agua transvasados con las
pipetas
-velocidad neta de la reacción ↔ variación de los volúmenes de las probetas con la
frecuencia
-constante de equilibrio ↔ cociente entre volumen de probeta B y volumen de probeta A
pero además y frente a otras analogías (Léase el siguiente documento que contiene un
estudio sobre varias analogías propuestas para la comprensión del fenómeno de equilibrio:
http://garritz.com/andoni_garritz_ruiz/documentos/Raviolo-Garritz_EQ-2007.pdf) destaca
por la sencillez de su puesta en práctica, la simplicidad del material a utilizar y la ausencia
de peligrosidad.
5- Hemos constatado que es importante que asimilen el paralelismo anterior para la buena
comprensión del fenómeno, por lo que lo tuvimos que escribir en la pizarra para que en
todo momento supiesen qué se suponía que estaban midiendo cuando tomaban los datos y
resolvían las cuestiones.
6-En la primera sesión de la práctica llevaron a cabo la transferencia líquida incluida la
perturbación, también dio tiempo a esbozar alguna cuestión del final y con unas cuantas
indicaciones nuestras más, los alumnos/as las terminaron de contestar como tarea de casa,
junto con las gráficas que tuvieron que representar.
7- Introducir la perturbación sirvió para reflexionar sobre el sentido de evolución del
equilibrio.
8- Debieron calcular la “constante de equilibrio” como cociente de volúmenes finales de
cada probeta (las supuestas concentraciones en el equilibrio) y se asombraron al comprobar
que su valor era el mismo con los volúmenes de la primera experiencia de trasvase y
después de la perturbación. Con ello además constatamos que hay una cuarta magnitud que
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
presenta paralelismo entre el transvase de líquido y el equilibrio químico: su constante. Nos
parece que es una cuestión más a incluir en futuras experiencias.
9- Pensamos que cabe profundizar más en la analogía. El hándicap al que nos enfrentamos
en este nivel de 2º de bachillerato es la falta de tiempo por la inminencia de la prueba de
Selectivo.
Partes B y C:
10- Esta parte es una aplicación práctica del principio de Le Chatelier que tanto nombramos
y usamos para predecir el sentido de la evolución del equilibrio sobre el papel, que se
aprecia fácilmente gracias a los dos colores de los iones dicromato y cromato. Les gustó
mucho y entendieron fácilmente lo que ocurría. A nivel de profesorado aportamos las
limitaciones
sobre
la
falibilidad
del
principio
de
Le
Chatelier:
http://www.unlu.edu.ar/~qgeneral/lechatlier.PDF
11- Por otro lado, el haber redisuelto un precipitado por adición de ácido es un apartado del
tema de solubilidad que se estudia con poca profundidad y esperamos que haberlo tratado
experimentalmente nos ahorre tiempo cuando llegue el momento de explicarlo.
12- Esta parte nos sirvió para hacer hincapié en el tema de la seguridad en el laboratorio al
poner énfasis en las precauciones a tomar en la manipulación de reactivos, lo que
favorecimos proporcionándoles gafas y guantes.
13- También nos permitió crearles conciencia de lo negativo de hacer uso de sustancias
tóxicas indiscriminadamente. En el laboratorio a los alumnos/as nunca les parece suficiente
la cantidad de reactivos que usamos y siempre dicen”¡echa más!”….esta práctica también
sirvió para explicarles que, dada la peligrosidad del Cr 6+, las cantidades de disolución que
hicimos eran las mínimas posibles para no contaminar y que las guardaríamos para usos
posteriores o hasta su recogida por personal especializado. Por este motivo nuestra práctica
no resulta especialmente vistosa.
Todo lo dicho en este apartado lo ilustramos con una noticia del periódico que nos salió al
paso, relativa a un vertido ilegal de cromo en Requena, que adjuntamos como Anexo 1.
14- Como final de la experiencia y para dotarla de un poco de espectacularidad, hicimos
una demostración de cómo el ácido clorhídrico concentrado disuelve el carbonato de calcio
de una concha marina con gran desprendimiento de dióxido de carbono. Esta experiencia
también les llamó la atención.
15-Para relacionar los conceptos analizados con un caso práctico aportamos para su lectura
el material de Salters proporcionado por Don Rafael Llopis sobre los océanos,
explicando el equilibrio dinámico de formación de las conchas marinas y cómo los
moluscos de las profundidades marinas carecen de concha debido a que las altas presiones
impiden la precipitación de carbonato de calcio. Artículo que aquí adjuntamos: Anexo 2.
16- La parte de las cuestiones C relativa a la redisolución de precipitados no se la pudimos
pedir puesto que aún no se había explicado el tema solubilidad, por lo que recomendamos
realizar la práctica más adelante o bien dividirla en dos partes y realizar la primera durante
la explicación del tema de equilibrio y la segunda después de explicar el tema de
solubilidad.
17.- Después de haber realizado la parte A no ha tenido problemas en predecir
correctamente lo que ocurriría al añadir acido o base a las disoluciones de cromato o
dicromato por el principio de Le Chatelier. Se observan bien los resultados.
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Parte C
19.- Los alumnos/as suelen cometer contaminación al utilizar los cuentagotas y las
espátulas para tomar los reactivos y presentan tendencia a dejar los frascos de reactivos
abiertos.
20.- Al añadir el cloruro de bario al tubo dicromato observan alguna turbidez.
La redisolución de las tellinas es llamativa para algunos alumnos por utilizar ácidos fuertes
que asocian al laboratorio de química.
Análisis de los resultados
Respecto a las respuestas de las cuestiones propuestas a los alumnos/as, podemos sentirnos
satisfechos de que nos las entregaron en el plazo solicitado aún estando tan ocupados. Les
interesó el tema y fue, en parte, porque estaban a punto de examinarse de él.
Las gráficas basadas en las medidas de los volúmenes salieron razonablemente bien,
pudiéndose comparar perfectamente con las de los libros de texto. Aquí se muestra una
tabla de datos de los volúmenes de las probetas, antes y después de la perturbación y la
gráfica confeccionada a partir de la misma, por uno de los grupos:
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Tabla1: Antes de la perturbación
15
Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Tabla 2: después de la perturbación
A continuación se muestran las gráficas correspondientes una a continuación de la otra
realizada por un grupo:
pudiéndose observar su similitud con las del libro de texto de 2º de bachillerato de la
editorial ANAYA por ejemplo mostrada a continuación:
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Otro de los grupos prefirió presentar sus respuestas por ordenador y aquí mostramos su
gráfica de las velocidades directa e inversa que dibujaron con los datos de las dos columnas
de la derecha de la tabla 1 referidos a los volúmenes transferidos con las pipetas:
Nótese cómo en este caso no han ajustado las líneas a curvas exponenciales y cómo no han
desechado un punto experimental que claramente está mal tomado, lo cual nos sirvió para
explicar cómo, en el trabajo de laboratorio, deben interpretarse los datos experimentales
dentro de una de las etapas del método científico.
Esta gráfica quiere parecerse a la mostrada más abajo, sacada de la siguiente página de
internet: galeon.hispavista.com/melaniocoronado/EQUILIBRIO.pdf que hace referencia al hecho
de que las velocidades directa e inversa de una reacción acaban siendo iguales. En el caso
que hemos mostrado de uno de los grupos las velocidades directa e inversa acaban siendo
prácticamente iguales: 7,3 y 7,1:
17
Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Y aunque parece que no tiene nada que ver con la de nuestros alumnos se debe considerar
que tendría mayor parecido si hubiesen ajustado las curvas convenientemente.
Hemos constatado que:
1-A los alumnos/as les cuesta medir bien los volúmenes y no detectan si han cometido
algún error por falta de comprobar los valores anotados.
2-Les cuesta entender las instrucciones escritas y esperan a que se les explique
pormenorizadamente como han de proceder.
3- No tienen soltura al pesar (tarar etc.) ni una idea clara de lo que significan los
miligramos o los mililitros.
4- Al utilizar los cuentagotas, espátulas, etc. no son lo suficientemente cuidadosos/as lo
cual se traduce en que al añadir el cloruro de bario al tubo que contiene el dicromato se
observó una turbidez. Lo aprovechamos para enfatizar en el hecho de que no se debe
contaminar por descuido los reactivos a utilizar.
5-Como ya hemos señalado, no advierten que al representar datos experimentales se debe
dibujar una línea curva suave y que no precisa pasar por todos los puntos dado que son
experimentales.
6-Sin embargo y como ya se había estudiado el principio de Le Chatelier, las predicciones
de las dos partes de la práctica han sido contestadas correctamente por casi todos los
alumnos/as.
Conclusiones de la práctica:
1.- Somos conscientes de que ha resultado una práctica un poco larga y que será mejor
dividirla en dos como ya se ha señalado anteriormente.
2.- Es posible que el número de cuestiones propuestas sea elevado. Sin embargo todas
nos parecen interesantes y creemos que no se debe eliminar ninguna. Creemos que ha
resultado ser muy completa.
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
3.- Nos parece especialmente útil experimentar la redisolución del precipitado con
adición de ácido, porque es un método que se estudia en el tema de “Solubilidad” y nos
ahorrará tiempo en su comprensión.
4.- En realidad cursaban pocos alumnos/as la química de 2º y además hemos sido dos
profesores para atenderlos, lo cual ha permitido un entendimiento más profundo de lo
que se estaba experimentando por la posibilidad de explicarlo grupo por grupo. No
sabemos si será extrapolable a grupos más numerosos.
5.- Los chicos y chicas de química han disfrutado de la práctica, se han mostrado
colaboradores y la han desarrollado con seriedad y rapidez, presentando los resultados y
cuestiones en el plazo solicitado.
.
19