MANUAL DE LABORATORIO DE Química II

Directorio
M.C. Erasmo Martínez Rodríguez
Director General
LCP. Sonia López Izquierdo
Directora Académica
Dr. José Luis Madrigal Eliseo
Jefe de la Subdirección de Servicios Académicos
Mtra. Esperanza Sánchez Moguel
Jefe de la Subdirección de Planeación Académica
Lic. Ernesto Campos Custodio
Jefe del departamento de Laboratorios
Coordinación y validación del manual de laboratorio de química II
Mtra. Berenice López Álvarez
Jefe de Materia
Personal docente que elaboro:
Ing. José Luis Alejandro Javier
COBATAB. Plantel No. 2
Ing. Macedonio López Arcia
COBATAB. Plantel No. 6
Lic. Gabriel Peña Hernández
COBATAB. Plantel No. 7
Mtro. Enrique Pérez Medina
COBATAB. Plantel No. 20
Mtra. María Isabel Méndez Palomeque
COBATAB. Plantel No. 26
Ing. Alicia Rodríguez Alejandro
COBATAB. Plantel No. 28
Diseño de portada:
Mtra. Angela Guzmán Velázquez
Jefe de Materia
Revisión y corrección de estilo
Mtra. Martha Gutiérrez Alfaro
Jefe de Materia
Villahermosa, Tabasco, México, Enero de 2019
Índice
Introducción ......................................................................................................................................................... 4
Competencias genéricas ...................................................................................................................................... 5
Competencias disciplinares básicas del campo de las ciencias experimentales ............................................... 10
Estequiometría ................................................................................................................................................... 12
Obtención de Cobre ........................................................................................................................................... 17
Concepto de mol ................................................................................................................................................ 23
El gel…¿es un combustible? ............................................................................................................................... 30
Soluciones a diferentes concentraciones .......................................................................................................... 34
¡Juntos pero no revueltos! ................................................................................................................................. 38
Mas allá de la oscuridad… .................................................................................................................................. 42
Sepárame si puedes… ........................................................................................................................................ 48
Sígueme la corriente e identifícame .................................................................................................................. 57
Caramelitos químicos ......................................................................................................................................... 62
Compuestos orgánicos ....................................................................................................................................... 66
Anexos ................................................................................................................................................................ 70
Método y rúbrica de evaluación ........................................................................................................................ 71
Guía de observación ........................................................................................................................................... 72
Referencias Bibliográficas .................................................................................................................................. 74
Introducción
El laboratorio de química debe ser un lugar donde de continuidad al desarrollo de las habilidades, se
fortalezca el conocimiento adquirido, se moldeen las actitudes de los alumnos y se alcancen los
aprendizajes esperados, por eso, los experimentos que se presentan en este Manual de Química II,
promueven la observación directa de los fenómenos, permitiendo una adecuada compresión de los
conceptos y cuidando de centrar las ideas de los alumnos en un marco científico.
Para la elaboración de este manual, se partió del reconocimiento que la actitud de los estudiantes en
el laboratorio es diferente a la que muestran en las clases teóricas que se desarrollan en el aula, ya que
en la mayoría de los casos, en el laboratorio se muestran responsables sin una presión externa, son más
inquisitivos, están atentos, trabajan mejor en equipo, denotan más colaboración entre los compañeros
y es más estrecha la comunicación de profesor-estudiante. Por lo anterior, se considera vital la forma
como el profesor laboratorista conduzca el proceso de experimentación en el laboratorio, haciendo que
cada práctica sea una auténtica experiencia en el ámbito científico que lo oriente en su toma de
decisiones futuras.
El profesor laboratorista quien fungirá como un guía, deberá fomentar que “el estudiante construya
sus propios conocimientos”, para lo cual fomentará que el estudiante se convierta en protagonista de
su propio aprendizaje y se involucre de forma activa en todo el proceso, de tal forma que lejos de
limitarse a memorizar los conceptos, pueda integrarlos dentro de su propio sistema cognitivo,
relacionándolos con los que previamente conoce.
El grupo de docentes que elaboró este Manual, esta cierto que el profesor laboratorista y los alumnos,
encontrarán prácticas que serán de su interés y que tendrán una experiencia que redundará en su
beneficio académico. Esperamos así sea.
4
Competencias genéricas
COMPETENCIAS GENÉRICAS
CLAVE
Se autodetermina y cuida de sí.
1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los
objetivos que persigue
1.1 Enfrenta las dificultades que se le presentan y es consciente de sus valores,
CG1.1
fortalezas y debilidades.
1.2 Identifica sus emociones, las maneja de manera constructiva y reconoce la
CG1.2
necesidad de solicitar apoyo ante una situación que lo rebase.
1.3 Elige alternativas y cursos de acción con base en criterios sustentados y en el
CG1.3
marco de un proyecto de vida.
1.4 Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.
CG1.4
1.5 Asume las consecuencias de sus comportamientos y decisiones.
CG1.5
1.6 Administra los recursos disponibles teniendo en cuenta las restricciones para el
CG1.6
logro de sus metas.
2. Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de sus expresiones
en distintos géneros
2.1 Valora el arte como manifestación de la belleza y expresión de ideas, sensaciones
CG2.1
y emociones.
2.2 Experimenta el arte como un hecho histórico compartido que permite la
CG2.2
comunicación entre individuos y culturas en el tiempo y el espacio, a la vez que
desarrolla un sentido de identidad.
2.3 Participa en prácticas relacionadas con el arte.
CG2.3
3. Elige y practica estilos de vida saludables
5
3.1 Reconoce la actividad física como un medio para su desarrollo físico, mental y
CG3.1
social.
3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos
CG3.2
de consumo y conductas de riesgo.
3.3 Cultiva relaciones interpersonales que contribuyen a su desarrollo humano y el de
CG3.3
quienes lo rodean.
Se expresa y comunica.
4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la
utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o
CG4.1
gráficas.
4.2 Aplica distintas estrategias comunicativas según quienes sean sus interlocutores,
CG4.2
el contexto en el que se encuentra y los objetivos que persigue.
4.3 Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir
CG4.3
de ellas.
4.4 Se comunica en una segunda lengua en situaciones cotidianas.
CG4.4
4.5 Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener
CG4.5
información y expresar ideas.
Piensa crítica y reflexivamente.
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos
establecidos.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como
CG5.1
cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
CG5.2
6
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de
CG5.3
fenómenos.
5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez.
CG5.4
5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir
CG5.5
conclusiones y formular nuevas preguntas.
5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e
CG5.6
interpretar información.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general,
considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y
CG6.1
discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
6.2 Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias.
CG6.2
6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de vista al conocer nuevas
CG6.3
evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que
cuenta.
6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.
CG6.4
Aprende de forma autónoma.
7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento.
CG7.1
7.2 Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y dificultad,
CG7.2
reconociendo y controlando sus reacciones frente a retos y obstáculos.
7.3 Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida
CG7.3
cotidiana.
Trabaja en forma colaborativa.
7
8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.
8.1 Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo,
CG8.1
definiendo un curso de acción con pasos específicos.
8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera
CG8.2
reflexiva.
8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades
CG8.3
con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.
Participa con responsabilidad en la sociedad.
9. Participa con una conciencia cívica y ética en la vida de su comunidad, región, México y
el mundo
9.1 Privilegia el diálogo como mecanismo para la solución de conflictos.
CG9.1
9.2 Toma decisiones a fin de contribuir a la equidad, bienestar y desarrollo
CG9.2
democrático de la sociedad.
9.3 Conoce sus derechos y obligaciones como mexicano y miembro de distintas
CG9.3
comunidades e instituciones, y reconoce el valor de la participación como
herramienta para ejercerlos.
9.4 Contribuye a alcanzar un equilibrio entre el interés y bienestar individual y el
CG9.4
interés general de la sociedad.
9.5 Actúa de manera propositiva frente a fenómenos de la sociedad y se mantiene
CG9.5
informado.
9.6 Advierte que los fenómenos que se desarrollan en los ámbitos local, nacional e
CG9.6
internacional ocurren dentro de un contexto global interdependiente.
10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de
creencias, valores, ideas y prácticas sociales.
8
10.1 Reconoce que la diversidad tiene lugar en un espacio democrático de igualdad
CG10.1
de dignidad y derechos de todas las personas, y rechaza toda forma de discriminación.
10.2 Dialoga y aprende de personas con distintos puntos de vista y tradiciones
CG10.2
culturales mediante la ubicación de sus propias circunstancias en un contexto más
amplio.
10.3 Asume que el respeto de las diferencias es el principio de integración y
CG10.3
convivencia en los contextos local, nacional e internacional.
11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.
11.1 Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los
CG11.1
ámbitos local, nacional e internacional.
11.2 Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y
CG11.2
sociales del daño ambiental en un contexto global interdependiente.
11.3 Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo
CG11.3
con relación al ambiente.
9
Competencias disciplinares básicas del campo de las ciencias
experimentales
CIENCIAS EXPERIMENTALES
CLAVE
1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en
contextos históricos y sociales específicos.
CDBE 1
2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida
cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.
CDBE 2
3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis
necesarias para responderlas.
CDBE 3
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter
científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
CDBE 4
5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis
previas y comunica sus conclusiones.
CDBE 5
6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos
naturales a partir de evidencias científicas.
CDBE 6
7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de
problemas cotidianos.
CDBE 7
8. Explica el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de nociones
científicas.
CDBE 8
9. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisface r necesidades o
demostrar principios científicos.
CDBE 9
10
10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos
observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
CDBE 10
11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las
acciones humanas de impacto ambiental.
CDBE 11
12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus
procesos vitales y el entorno al que pertenece.
CDBE 12
13. Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los
sistemas vivos.
CDBE 13
14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en
la realización de actividades de su vida cotidiana.
CDBE 14
11
Bloque:
I
Estequiometría
Práctica No.
1
Aplica la noción de mol en la cuantificación de procesos químicos que
tienen un impacto económico, ambiental y social.
Aprendizaje(s) esperado(s):
Conocimiento(s):
a) Utiliza los conceptos de mol y la Ley de Conservación de la Materia, argumentando el uso de la
estequiometria como herramienta útil para la sustentabilidad de procesos industriales, ecológicos,
entre otros.
b) Interpreta reacciones químicas de procesos presentes en su entorno, resolviendo problemas en
los que interviene reactivos limitantes, reactivos impuros y cuyo rendimiento sea incompleto, para
regular aspectos económicos y ecológicos.
Competencias genéricas:
CG1.6, CG4.5, CG8.2.
Competencias disciplinares:
CDBE 3, CDBE 4, CDBE 7, CDBE 11, CDBE 14.
Tiempo:
50 min.
Fundamento
La estequiometría (estequio: elemento y metría: medida), es la parte de la química que estudia las
relaciones en masa. En cuanto se conoce la ecuación que representa la reacción, se pueden deducir las
relaciones entre las masas de los reactivos y de los productos, individualmente. Las relaciones pueden
escribirse en forma de factores unitarios o razones, los que utilizados convenientemente permiten
llevar a cabo los cálculos estequiométricos.
El mol se define como la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tanto entidades elementales
como átomos hay en 0.012 kg de carbono 12.
Un mol de cualquier sustancia equivale a su masa molecular expresada en gramos. Equivale a 6.023
x1023 moléculas.
12
Este número corresponde al Número de Avogadro.
NA = 6.023x1023 partículas
Reactivo limitante
Cuando se desea obtener un compuesto en el laboratorio, la cantidad de producto resultante está
limitada por una de las sustancias que intervienen en la reacción. A esa sustancia se le conoce como
reactivo limitante. Para saber cuánto producto se obtendrá, hay que determinar cuál de los reactivos
se habrá consumido por completo cuando reaccionen todos los reactivos. Así sabremos también cuál
reactivo estará en exceso y no se usará para formar el producto.
Para conocer el reactivo limitante se convierten las masas de los reactivos a moles y por medio de los
coeficientes estequiométricos y las razones de proporción de reactivos, se calculan cuántos moles se
necesitarán para reaccionar con los reactivos que intervienen en la reacción. Aquella sustancia con el
menor número de moles para reaccionar con la otra especie reactiva será el reactivo limitante.
Rendimiento de una reacción química
De acuerdo con lo anterior, la cantidad de productos que se forman en una reacción está determinada
por el reactivo limitante que se consume por completo.
A la máxima cantidad posible de producto formado en una reacción química se le denomina
rendimiento teórico. El cual es obtenido a partir de la estequiometría de la reacción química. Como la
cantidad de producto que se forma suele ser menor a la que predice el rendimiento teórico, es
necesario definir la relación entre el rendimiento real y el rendimiento teórico.
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 =
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙
× 100 %
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
Medidas de seguridad
Portar la bata abotonada.
Manipular con cuidado los reactivos y el equipo de laboratorio.
13
Actividad preliminar
Lee y comprende cada uno de los pasos para la realización del procedimiento.
Analiza si la ecuación química está balanceada.
Obtiene los pesos moleculares de todas los reactivos y productos de la reacción.
Obtiene el reactivo limitante si reaccionan 9 g de CaCO 3 y 9 g de HCl.
Calcula por medio de las relaciones estequiométricas las masas de los productos que se obtendrán a
partir del reactivo limitante obtenido.
La reacción química es la siguiente:
𝐶𝑎𝐶𝑂3(𝑠) + 2𝐻𝐶𝑙(𝑎𝑐) → 𝐶𝑎𝐶𝑙2(𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂(𝑙) + 𝐶𝑂2(𝑔) ↑
Materiales
•
1 matraz Erlenmeyer de 25 ml
•
1 mechero de Bunsen
•
Cerillos (*)
•
1 mechero de Bunsen
•
1 tripié
•
1 tela de alambre con asbesto
•
1 mortero
•
1 pipeta de 10 ml
•
1 termómetro de mercurio
Sustancias
•
•
10ml Ácido Clorhídrico (HCl) 0.2 M
9gr Carbonato de calcio (CaCO3)
14
Equipo
•
1 balanza granataria
(*) Material proporcionado por el estudiante.
Procedimiento
1. Pesa el matraz Erlenmeyer vacío en la balanza y anota su masa en la bitácora.
2. Con ayuda de un mortero, muele la tiza (CaCO 3).
3. Pesa 9 gramos de carbonato de calcio (CaCO 3) en la balanza granataria.
4. Agrega los 9 g de carbonato de calcio al matraz Erlenmeyer.
5. Extrae 10 ml de HCl 0.2M con una pipeta y agrégalo al matraz.
6. Observa y anota lo que sucede durante el transcurso de la reacción.
7. Una vez que ya no se libere más gas y que observes que ya no se lleva a cabo la reacción; coloca
el tripié y la tela de alambre con asbesto para proceder a calentar.
8. Coloca el mechero de bunsen y enciéndelo con un cerillo.
9. Coloca el matraz con la disolución de CaCl2 a calentar hasta alcanzar la temperatura de 100 °C.
10. Una vez que se haya evaporado toda el agua, pesa con una balanza granataria la sal CaCl 2
precipitada que haya quedado en el matraz.
11. Realiza una diferencia del peso del matraz del paso 1 menos el peso del matraz con la sal. Esta
diferencia nos dará como resultado la masa neta de la sal (CaCl 2).
Observaciones
Elabora en esta sección tus cálculos estequiométricos, anota las observaciones de cada experimento,
toma evidencias fotográficas y videos para contrastar tus resultados. Tus observaciones deben ser muy
claras.
15
Socialización de las temáticas mediante plenaria
Sintetizará las evidencias de las vivencias obtenidas con la finalidad de experimentarlas para producir
conclusiones.
Conclusiones
Realizar sus conclusiones sobre las actividades realizadas. Comentar sobre las mayores dificultades que
encontraron al desarrollar esta actividad y las posibles propuestas de solución. Como sugerencia
respondan en equipo esta pregunta: ¿qué me deja de utilidad esta actividad?
Cuestionario
1. ¿Cuál es el reactivo limitante en la reacción?
2. ¿Cuánto CaCl2 se producirá teóricamente?
3. ¿Cuántos gramos de H2O y CO2 se producen teóricamente?
4. ¿Cuál fue la masa real de la sal CaCl 2 obtenida?
5. ¿Cuál es el rendimiento real de la reacción química con respecto a la sal producida?
Tarea individual
Investigar para la próxima sesión los conceptos de mol, ley de conservación de la materia y
estequiometría.
16
Bloque:
I
Obtención de Cobre
Práctica No.
2
Aplica la noción de mol en la cuantificación de procesos químicos que
tienen un impacto económico, ambiental y social.
Aprendizaje(s) esperado(s):
a) Utiliza los conceptos de mol y la Ley de Conservación de la Materia, argumentando el uso
de la estequiometria como herramienta útil para la sustentabilidad de procesos
industriales, ecológicos, entre otros.
b) Interpreta reacciones químicas de procesos presentes en su entorno, resolviendo
problemas en los que interviene reactivos limitantes, reactivos impuros y cuyo rendimiento
sea incompleto, para regular aspectos económicos y ecológicos.
Competencias genéricas:
CG1.6, CG4.5, CG8.2.
Competencias disciplinares:
CDBE 3, CDBE 4, CDBE 7, CDBE 11, CDBE 14.
Tiempo:
50 min.
Conocimiento(s):
Fundamento
La estequiometría (estequio: elemento y metría: medida), es la parte de la química que estudia las
relaciones en masa. En cuanto se conoce la ecuación que representa la reacción, se pueden deducir las
relaciones entre las masas de los reactivos y de los productos, individualmente. Las relaciones pueden
escribirse en forma de factores unitarios o razones, los que utilizados convenientemente permiten
llevar a cabo los cálculos estequiométricos.
El mol se define como la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tanto entidades elementales
como átomos hay en 0.012 kg de carbono 12.
Un mol de cualquier sustancia equivale a su masa molecular expresada en gramos. Equivale a 6.023
x1023 moléculas.
Este número corresponde al Número de Avogadro.
17
NA = 6.023x1023 partículas
Reactivo limitante
Cuando se desea obtener un compuesto en el laboratorio, la cantidad de producto resultante está
limitada por una de las sustancias que intervienen en la reacción. A esa sustancia se le conoce como
reactivo limitante. Para saber cuánto producto se obtendrá, hay que determinar cuál de los reactivos
se habrá consumido por completo cuando reaccionen todos los reactivos. Así sabremos también cuál
reactivo estará en exceso y no se usará para formar el producto.
Para conocer el reactivo limitante se convierten las masas de los reactivos a moles y por medio de los
coeficientes estequiométricos y las razones de proporción de reactivos, se calculan cuántos moles se
necesitarán para reaccionar con los reactivos que intervienen en la reacción. Aquella sustancia con el
menor número de moles para reaccionar con la otra especie reactiva será el reactivo limitante.
Rendimiento de una reacción química
De acuerdo con lo anterior, la cantidad de productos que se forman en una reacción está determinada
por el reactivo limitante que se consume por completo.
A la máxima cantidad posible de producto formado en una reacción química se le denomina
rendimiento teórico. El cual es obtenido a partir de la estequiometría de la reacción química. Como la
cantidad de producto que se forma suele ser menor a la que predice el rendimiento teórico, es
necesario definir la relación entre el rendimiento real y el rendimiento teórico.
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 =
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙
× 100 %
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
Medidas de seguridad
Portar la bata abotonada.
Manipular con cuidado los reactivos y el equipo de laboratorio.
18
Actividad preliminar
Lee y comprende cada uno de los pasos para la realización del procedimiento, antes de iniciar la
actividad experimental, desarrolla una red semántica considerando los siguientes conceptos:
•
•
•
•
•
Reactivo
Producto
Masa
Estequiometría
Mol
•
•
•
•
Volumen
Fórmula Molecular
Reacciones químicas
Masa Molecular
Materiales
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
1 balanza granataria
2 tubos de ensaye
1 vidrio de reloj de 75 mm
2 pinzas Para tubo de ensaye
2 pipetas graduadas lineales 5 ml
2 perilla De hule
1 vaso de precipitado 100 ml
1 mechero de Bunsen
1 tripié
1 tela de alambre con asbesto de 15 x 15 cm
1 gradilla de madera o metal
1 soporte universal Con anillo de Hierro
1 caja de cerillos (*)
3 papel filtro (*)
Sustancias
•
•
•
•
0.5 gr Viruta de Hierro (Fe) (*)
1.2 gr Sulfato de Cobre ll CuSO4
2.5 ml Acetona (CH3)2CO (*)
2.5 ml Agua destilada H2O
19
(*) Material proporcionado por el alumno.
Procedimiento
1. Enumera dos tubos de ensaye No. 1 y No. 2.
2. Determina la masa del tubo de ensaye no. 1 en la balanza granataria. (m1)
3. Pesa 0.3 gr de viruta de Hierro (Fe) y colócala en el tubo de ensaye No.1.
4. Pesa en un vidrio de reloj 1.2 gr de sulfato de cobre II, utilizando la técnica de destaro y agrégalo
al tubo de ensaye No. 2.
5. Con la pipeta y con ayuda de la perilla de hule, añade 2.5 ml de agua destilada al Sulfato de
Cobre II.
6. Calienta en el mechero de Bunsen, hasta que se disuelva en su totalidad, cuidando de no
alcanzar su punto de ebullición (150°C si se utiliza sulfato de cobre II pentahidratado).
7. Vierte la mitad de la solución del tubo de ensaye no. 2 al tubo de ensaye No. 1, con precaución
y agita suavemente. Agrega la otra mitad de la disolución mezclando hasta que observes que se
realice la reacción.
8. Deja el tubo de ensaye No. 1 en la gradilla para que sedimente el cobre.
9. Desecha el sobrante del tubo de ensaye No. 1 filtrando la solución y el cobre en un papel filtro
sobre un vaso de precipitado de 25 ml.
10. Lava el precipitado de cobre con agua destilada, debes procurar no despegar el botón de cobre
que se ha formado. Procura no perder nada del soluto (cobre).
11. Repite la operación anterior una vez más.
12. Por último, lava el cobre, esta vez utilizando acetona. Desecha la mayor parte de acetona y
elimina los restos de la misma por evaporación, colocando el tubo en un baño maría (arma el
soporte universal, coloca un vaso de precipitado con agua sobre el arillo de fierro y la tela de
asbesto, coloca a baño maría el tubo de ensaye, calentándolo con la flama del mechero de
Bunsen).
13. Cuando el cobre ha quedado seco, determina la masa total del tubo de ensaye. (m2)
14. Encuentra la masa del cobre por diferencia. mcu = m2 - m1
20
Observaciones
Elabora en esta sección tus cálculos estequiométricos, anota las observaciones de cada experimento,
toma evidencias fotográficas y videos para contrastar tus resultados. Tus observaciones deben ser muy
claras.
Socialización de las temáticas mediante plenaria
Sintetizará las evidencias de las vivencias obtenidas con la finalidad de experimentarlas para producir
conclusiones.
Conclusiones
Realizar sus conclusiones sobre las actividades realizadas. Comentar sobre las mayores dificultades que
encontraron al desarrollar esta actividad y las posibles propuestas de solución. Como sugerencia
respondan en equipo esta pregunta: ¿qué me deja de utilidad esta actividad?
Cuestionario
Tabla 1. Cuestionario
a) Masa del tubo de ensaye No.
1
b) Masa del Hierro (Fe)
c) Masa del tubo de ensaye No.
1 + Cu
d) Masa del Cobre (Cu)
precipitado
Restar la masa del inciso c) -- la masa del inciso a)
e) Concentración de la solución
de CuSO4 (mol/L)
21
f) Escribe la ecuación química
balanceada
(*) Las masas deben ser expresadas en gramos.
¿Concuerda la masa obtenida de Cu experimentalmente, con la masa obtenida teóricamente a partir
de la ecuación química? ¿Por qué? Justifica tus respuestas realizando los cálculos estequiométricos
pertinentes.
Tarea individual
Investigar para la próxima sesión cual es la utilidad de los cálculos estequiométricos.
22
Bloque:
I
Concepto de mol
Práctica No.
3
Aplica el concepto de mol y la estequiometría a reacciones en solución
acuosa.
Aprendizaje(s) esperado(s):
Conocimiento(s):
Utiliza los conceptos de mol y la Ley de Conservación de la Materia, argumentando el uso de la
estequiometria como herramienta útil para la sustentabilidad de procesos industriales, ecológicos,
entre otros.
Competencias genéricas:
CG8.2.
Competencias disciplinares:
CDBE 11, CDBE 14.
Tiempo:
50 min.
Fundamento
Todas las sustancias químicas reaccionan y se obtienen en cantidades molares. Ejemplo, consideramos
la reacción del hidróxido de bario [Ba(OH)2] con el ácido nítrico [HNO3]. Su ecuación se escribe así:
Ba(OH)2 + 2HNO3 → Ba(NO3 )2 + 2H2 O
Se lee así: "un mol del hidróxido de bario reacciona con dos moles del ácido nítrico; se forman un mol
del nitrato de bario y dos moles de agua". La cantidad de moles de cada sustancia es igual al coeficiente
correspondiente en la ecuación de la reacción.
Para entender lo antes mencionado, es necesario conocer y comprender, ¿qué es un mol de una
sustancia? Recordemos dos formas de conceptualizarlo, ambas son muy útiles:
"Un mol es la cantidad de la sustancia que contiene 6.022 X 10 23 de sus moléculas". Este valor se llama
número de Avogadro, en honor al físico Italiano Amadeo Avogadro (1776-1856).
"Un mol de una sustancia, es la cantidad de la sustancia numéricamente igual a su masa molar, en
gramos". Por ejemplo, la masa molar del hidróxido de bario [Ba(OH)2] es igual a la suma de las masas
23
atómicas de un átomo del bario (137), dos átomos del oxígeno (16X2=32) y dos átomos de hidrógeno
(1X2=2) = 137+32+2=171 g/mol. Eso significa que cada 171 g de esta
sustancia corresponden a 1 mol de ella. Análogamente 63 g del ácido nítrico [HNO3]
(1+14+ (16x3) = 63) son iguales a 1mol de ácido nítrico, etc.
De acuerdo con la segunda definición de mol, la ecuación de la reacción anterior se puede leer: "171
gramos del hidróxido de bario (1 mol) reaccionan con 126 gramos del ácido nítrico (2 moles); se
forman 261 g del nitrato de bario (1 mol) y 36 g de agua (2 moles)".
Es necesario notar que, la ley de la conservación de masa se cumple en cualquier reacción química: la
suma de las masas de los reactivos (en nuestro caso 171 g + 126 g = 297 g) es igual a la suma de las
masas de los productos (261 g + 36 g = 297 g).
En general la conexión entre la masa de la sustancia participante de la reacción (m), su masa molar (M)
y la cantidad de sus moles (n), se expresa en la fórmula:
m = (n) (M)
Esta fórmula es la base de la estequiometría química.
El término "mol" se aplica solo a las sustancias químicas y no puede aplicarse a las mezclas, por ejemplo,
las palabras "un mol de ácido clorhídrico" no tiene sentido químico, porque el ácido clorhídrico es una
solución y las soluciones pertenecen a las mezclas. Lo correcto sería "un mol de cloruro de hidrógeno"
– el cloruro de hidrógeno HCl es la sustancia química real.
Si la masa de alguna sustancia participante en la reacción cambia, las masas de las otras sustancias
cambian proporcionalmente.
Por ejemplo, en la reacción del hidróxido de bario con el ácido nítrico participan 30 gramos de hidróxido
de bario. ¿Cuáles son las masas de las otras sustancias?
La respuesta se calcula por las proporciones simples. Verbigracia, para el ácido nítrico:
24
171 g de Ba(OH)2 → 126 g de HNO3
30 g de Ba(OH)2 → x g de HNO3
(126 x 30) / 171, de donde x = 22.1 g de HNO3
Análogamente se calculan las masas de los productos formados (el nitrato del bario y el agua).
Medidas de seguridad
Usar bata abotonada, guantes, lentes de seguridad, cubrebocas, gorro.
Estar atentos a todas las indicaciones del profesor.
¡¡¡MANIPULAR CON MUCHO CUIDADO LAS SUSTANCIAS CORROSIVAS!!!
Actividad preliminar
¿Para qué se utilizan los cálculos estequiométricos? (hipótesis propuesta por el alumno).
Materiales
•
Balanza granataria.
•
1 espátula o cuchara metálica.
•
Mechero de Bunsen o lata de alcohol sólido.
•
1 pipeta serológica.
•
2 vasos de precipitados de 10 ml.
•
1 pinzas para crisol.
•
1 papel bond de 5x5 cm (*)
•
Encendedor o cerillos. (*)
25
Sustancias
• 2.1 ml de agua (H2O).
• 1 ml de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado.
• 1.2 g de carbonato de magnesio (MgCO3).
(*) Material proporcionado por el estudiante.
Procedimiento
1.- Numera los dos vasos de precipitado No. 1 y No. 2
2.- Calibra la balanza granataria y pesa por separado cada uno de los vasos de precipitado, registra su
masa en el cuadro de notas.
3.- Utilizando el papel bond y por medio de la técnica de pesada por destaro, pesa 1.2 g de carbonato
de magnesio.
4.- Agrega el carbonato de magnesio al vaso de precipitado marcado con el No. 1
5.- Agrega 2.1 ml de agua al vaso No. 2, utilizando la pipeta serológica.
Antes de realizar el paso 6 toma en cuenta lo siguiente:
El ácido sulfúrico debe agregarse muy lentamente por las paredes del recipiente que contiene el agua.
Por seguridad está PROHIBIDO AGREGAR EL AGUA AL ÁCIDO, DEBE SER a la inversa: El ÁCIDO AGREGARLO AL
AGUA.
¡PRECAUCIÓN! La dilución del ácido sulfúrico se hace utilizando los lentes de seguridad y de preferencia en
una campana de extracción, para evitar accidentes ya que se trata de una reacción EXOTÉRMICA FUERTE.
No debe encontrarse ninguna persona alrededor al realizar la mezcla de ambas sustancias.
6.- Coloca el vaso de precipitado No. 2 sobre la mesa, con la mano izquierda inclínalo ligeramente y con
la otra mano agrega muy lentamente (velocidad aproximada a la que se obtiene si se agregara gota a
26
gota) sobre la pared interna del vaso el ácido sulfúrico concentrado, contenido previamente en un tubo
de ensayo.
7.- Deja enfriar y pesa ambos vasos con los compuestos en la balanza granataria, anota los datos en el
registro de observaciones. La masa inicial del carbonato de magnesio es 1.2 g, la masa molar de este
compuesto es 84 g/mol [24 + 12 + (16 X 3) = 84] equivalente a 0.0143 moles de carbonato de magnesio.
8.- Agrega el ácido sulfúrico diluido del vaso No. 2 al vaso No. 1, observa la reacción, seguida por la
disolución del precipitado del carbonato de magnesio y la liberación de un gas.
9.- Cuando todo el carbonato de magnesio se haya disuelto, utiliza las pinzas para sujetar el vaso No. 1
y caliéntalo a una distancia de 5 a 6 cm de la llama de la lámpara de alcohol (hasta los 50-60 °C). Con lo
anterior, se evaporará el resto del gas disuelto en la solución.
10.- Deja enfriar y pesa ambos vasos nuevamente, escribe sus masas en el cuadro de notas.
11.- Calcula la masa del gas formado (dióxido de carbono) utilizando las reglas de la estequiometría.
La ecuación de la reacción:
MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2 + H2O
Si todas las medidas fueron hechas antes y después de la reacción sin errores, esta diferencia debe ser
igual a 0.63 gramos.
Observaciones
Tabla 2. Observaciones
Peso inicial
Peso del paso 7
Peso del paso 10
Vaso 1
Vaso 2
27
MgCO3
Socialización de las temáticas mediante plenaria
Sintetizará las evidencias de las vivencias obtenidas con la finalidad de experimentarlas para producir
conclusiones.
Conclusiones
Realizar sus conclusiones sobre las actividades realizadas. Comentar sobre las mayores dificultades que
encontraron al desarrollar esta actividad y las posibles propuestas de solución. Como sugerencia
respondan en equipo esta pregunta: ¿qué me deja de utilidad esta actividad?
Cuestionario
1. ¿Cuál es el reactivo limitante en este proceso?
2. ¿Cuál es la diferencia entre utilizar y no utilizar la estequiometría en los procesos industriales y su
impacto en el medio ambiente?
3.- ¿Qué factores influyen sobre la diferencia entre el valor teórico o esperado y el experimental o de
los resultados obtenidos?
4.- Para la elaboración y producción de quesos, ¿será útil conocer y aplicar la estequiometría? Explica
tu respuesta con un ejemplo.
Tarea individual
Investigar para la próxima sesión acerca de la importancia de las disoluciones químicas en la vida
cotidiana.
28
29
Bloque:
II
El gel…¿es un combustible?
Práctica No.
4
Conocimiento(s): Sistemas dispersos, coloides y suspensiones.
Aprendizaje(s) esperado(s):
a) Identifica por medio de un experimento los conceptos: mezcla, tipos de mezclas, disolución,
suspensión, coloide, reacción endotérmica y exotérmica.
b) Clasifica productos de uso cotidiano y sustancias del medio ambiente, de acuerdo con el
tipo de sistema disperso al que pertenece.
Competencias genéricas:
CG5.1, CG5.2, CG5.3.
Competencias disciplinares:
CDBE 4, CDBE 14.
Tiempo:
50 min.
Fundamento
Coloide es una sustancia cuyas partículas pueden encontrarse en suspensión en un líquido, merced al
equilibrio coloidal; dichas partículas no pueden atravesar la membrana semipermeable de un
osmómetro.
La definición clásica de coloide, también llamada dispersión coloidal, se basa en el tamaño de las
partículas que lo forman, llamadas micelas. Poseen un tamaño bastante tamaño bastante pequeño,
tanto que no pueden verse con los mejores microscopios ópticos, aunque son mayores que las
moléculas ordinarias. Las partículas que forman los sistemas coloidales tienen un tamaño comprendido
entre 50 y 2.000 Å. En las dispersiones coloidales se distinguen dos partes:
Fase dispersa: las llamadas micelas.
Fase dispersante: en las que están dispersas las partículas coloidales.
30
Las partículas coloidales tienen un tamaño diminuto, tanto que no pueden separarse de una fase
dispersante por filtración.
Las disoluciones son transparentes, por ejemplo: azúcar y agua.
Tenemos una dispersión cuando las partículas son del tamaño de 2.000Å, y las partículas se pueden
separar por filtración ordinaria.
Medidas de seguridad
Usar bata abotonada. El acetato de calcio no presenta ningún peligro para la salud, el aspecto es el de
un polvo blanco, soluble en el agua, con una densidad de aproximadamente 1.60 kg/l.
Actividad preliminar
En equipo presentará una síntesis acerca de la importancia de las disoluciones químicas en la vida
cotidiana.
Materiales
•
1 probeta graduada
•
2 vasos de precipitado de
•
250 ml.
•
Gotero. (*)
Sustancias
•
3.5 g de Acetato de calcio
•
Ca (CH3COO)2.
•
Agua destilada
31
•
H2O30 ml de alcohol etilíco.C2H6O
•
Colorante vegetal. (*)
(*) Material proporcionado por el estudiante.
Procedimiento
1. En el vaso de precipitado prepare una solución saturada de acetato de calcio disolviendo 3.5 g del
mismo en 10 ml de agua caliente.
2. En otro vaso agregue 30 ml de alcohol etílico, mezcle ambas soluciones.
3. Para que el gel sea colorido agregue una gota de colorante vegetal al alcohol.
4. Si el gel no se forma inmediatamente agregue más solución saturada de acetato de calcio.
5. Se coloca un poco de gel en una tapa metálica, misma que al ser encendida produce una flama muy
pálida e incolora pero el color es muy intenso. Guarde el gel en un frasco de vidrio.
Observaciones
Anota las observaciones de cada experiencia, dibuja tu diagrama de flujo, reporta los datos numéricos
o gráficos en tablas de resultados. Tus observaciones deben ser muy claras.
Socialización de las temáticas mediante plenaria
Analiza los resultados obtenidos y comparará estos con los resultados obtenidos por otros equipos.
Conclusiones
Escriban sus conclusiones sobre las actividades realizadas. Comenten sobre las mayores dificultades
que encontraron al desarrollar esta actividad y las posibles propuestas de solución. Como sugerencia
respondan en equipo esta pregunta: ¿qué me deja de utilidad esta actividad?
32
Cuestionario
1. ¿Qué características presentan los coloides?
2. ¿Qué importancia tienen los coloides a nivel industrial?
3. ¿Qué función tiene el producto obtenido en esta práctica?
Tarea individual
Investigar para la próxima sesión acerca de las soluciones químicas y su clasificación.
33
Bloque:
II
Soluciones a diferentes concentraciones
Práctica No.
5
Conocimiento(s): Concentración de las soluciones.
Aprendizaje(s) esperado(s):
a) Cuantifica la solución del soluto en una disolución expresándola como concentración molar,
porcentual y en partes por millón.
b) Determinar la concentración en soluciones reales e hipotéticas, valorando su aplicación en
diferentes situaciones de su entorno.
Competencias genéricas:
CG5.1, CG5.2, CG5.3.
Competencias disciplinares:
CDBE 4, CDBE 14.
Tiempo:
50 min.
Fundamento
Las disoluciones son sistemas homogéneos de composición variable, la sustancia presente en mayor
cantidad suele recibir el nombre de disolvente y a la de menor cantidad se le llama soluto y es la
sustancia disuelta.
El soluto o el disolvente pueden ser un gas, un líquido o sólido. El disolvente es el que determina el
estado de agregación de la disolución.
Medidas de seguridad
Usar bata abotonada.
Actividad preliminar
Antes de iniciar la actividad experimental, desarrolle en forma individual, un esquema de la clasificación
de las soluciones químicas de acuerdo a su concentración química.
34
Materiales
•
2 matraces Volumétricos
•
50 ml.
•
½ Hoja de papel (*)
Sustancias
•
2 g de Cloruro de Sodio
•
NaCl (*) sal de mesa
•
100 ml Agua destilada H2O
Equipo
•
Balanza granataria
(*) Material proporcionado por el estudiante.
Procedimiento
Procedimiento 1
Preparar 50 ml de una solución al 0.1 M de NaCl, de acuerdo con los siguientes pasos:
a) Utilizando la siguiente fórmula de molaridad (M) calcule los gramos de soluto a utilizar.
Fórmula.
𝑀=
𝑚
(𝑃𝑀)(𝑉)
M= Molaridad
m = masa del soluto
35
PM= Peso molecular
V= Volumen en litros
b) Ejecutando el despeje de la formula y sustituyendo, quedaría.
𝑚 = (𝑀)(𝑃𝑀)(𝑉 )
c) Pesar en la balanza granataria la masa necesaria, para un volumen final de 50 ml.
d) Vaciar la sustancia pesada en un matraz de 50 ml y aforar hasta la marca, mezclar por agitación.
Procedimiento 2
Preparar una solución (p/v) de cloruro de sodio al 5% en 50 ml de agua destilada.
a) Realiza los cálculos pertinentes utilizando la siguiente fórmula:
𝑆𝑜𝑙. % =
𝑎
𝑥 100
𝑏
a= Cantidad de soluto
b= Cantidad de disolución
Observaciones
Anota las observaciones de cada experiencia, reporta los datos numéricos de las operaciones
realizadas.
Socialización de las temáticas mediante plenaria
Analiza los resultados obtenidos y compara estos con los resultados obtenidos por otros equipos.
36
Conclusiones
Realizar sus conclusiones sobre las actividades realizadas. Comentar sobre las mayores dificultades que
encontraron al desarrollar esta actividad y las posibles propuestas de solución. Como sugerencia
respondan en equipo esta pregunta: ¿qué me deja de utilidad esta actividad?
Cuestionario
1. ¿Qué es el soluto y menciona 3 ejemplos?
2. ¿A qué sustancia se le denomina solvente universal?
3. ¿Qué es una solución molar?
4. ¿Qué es una solución porcentual?
5. ¿Qué importancia tienen las soluciones porcentuales en nuestra vida diaria?
Tarea individual
Investigar para la próxima sesión acerca de las mezclas y sus métodos de separación.
37
Bloque:
II
¡Juntos pero no revueltos!
Práctica No.
6
Conocimiento(s): Mezclas Homogéneas
Aprendizaje(s) esperado(s):
a) Aplica algunos métodos de separación de mezclas a partir de la identificación de las
características físicas de las sustancias que la integran.
b) Utiliza métodos físicos para separar los componentes de mezclas reales e hipotéticas,
relacionándolos con procesos de su vida diaria.
Competencias genéricas:
CG5.1, CG5.2, CG5.3.
Competencias disciplinares:
CDBE 4.
Tiempo:
50 min.
Fundamento
Las mezclas son dos o más sustancias que forman un sistema en el cual no hay enlaces químicos entre
las sustancias que lo integran. Las mezclas se clasifican en homogéneas y heterogéneas, las mezclas
homogéneas están formadas por una sola fase, es decir, no se pueden distinguir las partes ni aún con
la ayuda de un microscopio eléctrico. Por ejemplo, el aire es una mezcla gaseosa compuesta
principalmente por nitrógeno, oxígeno, argón, vapor de agua, y dióxido de carbono, en esta mezcla no
se distinguen límites de separación entre una sustancia y otra.
Las mezclas heterogéneas están formadas por más de una fase, por ejemplo, el aceite y el agua forman
una mezcla en la que el aceite se localiza en la parte superior y el agua en la parte inferior, debido a que
la densidad de ésta última es mayor que la del aceite, se pueden distinguir claramente las fases.
Existen métodos para separar los componentes que las forman para lo cual se debe tomar en cuenta
el estado natural de la mezcla y de sus componentes. Existe una gran cantidad de sustancias químicas
que, para identificarlas, se separan en sistemas homogéneos sencillos para conocer su composición,
estos procesos reciben el nombre de Análisis Químicos.
38
Hay varios métodos para separar los componentes de una mezcla, en el laboratorio son comunes los
siguientes: decantación, filtración, destilación, cristalización, magnetismo, cromatografía.
Medidas de seguridad
Usar bata abotonada.
Actividad preliminar
Contesta lo siguiente: ¿qué factores se deben tomar en cuenta para determinar el método apropiado
para separar una mezcla?
Materiales
•
1 papel filtro 10 x 10 cm
•
3 vasos de precipitado 100 ml
•
1 cuchara (*)
•
1 imán (*)
Sustancias
•
100 ml de agua
•
100 g de Arena (*)
•
1 g de limadura de Fierro (*)
•
10 ml de aceite para bebé (*)
(*) Material proporcionado por el estudiante.
39
Procedimiento
Efectúa las siguientes mezclas:
a) Mezcla A. 3 ml agua y una cucharada de arena.
b) Mezcla B. 1 cucharada de arena y 1 g de limadura de hierro.
c) Mezcla C. Media cucharada de aceite y dos cucharadas de agua.
1. Aplica el método de separación de mezcla que consideres más adecuado para cada caso.
2. Dibuja las fases del experimento.
Observaciones
Tabla 3. Observaciones
Mezcla
Método utilizado
Razones para la elección
Agua y arena
Arena y limadura de hierro
Aceite y agua
Socialización de las temáticas mediante plenaria
Analiza los resultados obtenidos y compara estos con los resultados obtenidos por otros equipos.
40
Conclusiones
Realizar sus conclusiones sobre las actividades realizadas. Comentar sobre las mayores dificultades que
encontraron al desarrollar esta actividad y las posibles propuestas de solución. Como sugerencia
respondan en equipo esta pregunta: ¿qué me deja de utilidad esta actividad?
Cuestionario
1. ¿Cuáles fueron tus razones para elegir el método de separación en cada caso? ¿Podrías haber
aplicado otro método? Si la respuesta es afirmativa explica cuál fue la causa.
2. ¿Algún caso reveló que el método aplicado no fue efectivo para la separación? Si la respuesta es
afirmativa explica cuál fue la causa.
3. Investiga en tu hogar y en tu comunidad cuál o cuáles métodos de separación de mezclas se utilizan.
¿Cuáles son? ¿Son eficaces o podrías proponer mejores métodos?
4. Explica por qué no se puede aplicar un solo método para separar todas las mezclas. Compara tus
conclusiones con tus compañeros de clase.
Tarea individual
Investigar para la próxima sesión acerca de la importancia de las disoluciones químicas en la vida
cotidiana.
41
Bloque:
II
Mas allá de la oscuridad…
Práctica No.
7
Conocimiento(s): Efecto Tyndall
Aprendizaje(s) esperado(s):
a) Identifica las propiedades básicas de los sistemas dispersos a través de la práctica en el
laboratorio.
b) Clasifica productos de uso cotidiano y sustancias del medio ambiente, de acuerdo al tipo de
sistema disperso al que pertenece.
Competencias genéricas:
CG5.1, CG5.2, CG5.3.
Competencias disciplinares:
CDBE 14.
Tiempo:
50 min.
Fundamento
El tamaño de las partículas de los componentes de estas mezclas son menores a un nanómetro (una
milésima de micra), por eso cuando se observa la disolución en un microscopio tiene un aspecto
homogéneo. El componente de la disolución que está presente en mayor cantidad se denomina
disolvente, y al otro u otros componentes que se encuentren en menor proporción se les denomina
solutos. Tanto el soluto como el disolvente pueden ser sólidos, líquidos o gases.
Disoluciones en estado líquido, Éstas también son muy comunes a nosotros, principalmente aquellas
en donde participa el agua como disolvente (recuerda que es llamado el disolvente universal), y se les
denomina disoluciones acuosas. Por ejemplo, las bebidas carbonatadas contienen dióxido de carbono
gaseoso disuelto en agua. También el agua del océano es una disolución acuosa en la que se encuentran
disueltas el cloruro de sodio (como la sal de mesa), más o menos en 77% de las sales marinas; en este
caso se dan interacciones químicas (Sosa), pues el cloruro de sodio (NaCl) se separa en dos partes Na+
(que le llamaremos ion sodio) y Cl- (que le llamaremos ion cloro), mismos que son “secuestrados” y
42
cada uno es rodeado por millones de moléculas de agua. Recuerda que la molécula de agua está
compuesta por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, las moléculas de agua cercanas a los
iones Na+ se encuentran orientadas hacia el oxígeno (polo negativo de la molécula de agua), mientras
que las moléculas de agua cercanas a los iones Cl- se encuentran orientadas hacia los hidrógenos (polo
positivo de la molécula de agua), dando como resultado la disolución del cloruro de sodio.
Disoluciones en estado gaseoso, de este tipo, la disolución más común para nosotros es el aire, que es
una disolución gaseosa de nitrógeno (78%), oxígeno (21%) y otros gases como: bióxido de carbono,
argón, kriptón y vapor de agua en menor proporción. Es importante aclarar que no hay disoluciones de
un soluto sólido en un disolvente gaseoso.
Disoluciones Solidas, En este tipo de disoluciones, el disolvente y el soluto son sustancias sólidas.
Cuando se dan entre elementos metálicos se llaman aleaciones (no todas las mezclas de dos o más
metales son disoluciones sólidas, algunas son mezclas heterogéneas como lo es la aleación plomoestaño para soldadura. Petrucci, 1977). Las aleaciones se producen combinando los elementos que las
componen en estado fundido seguido de enfriamiento, alear cambia las propiedades físicas y la
resistencia a la corrosión, calor, entre otras propiedades del material. Muchos sólidos presentan en su
estructura redes cristalinas y en los metales, cuando se produce una aleación de sustitución, los átomos
del soluto ocupan posiciones en la red del metal disolvente. Para mantener la estructura original de la
red del metal base, los átomos de ambos componentes deben ser de tamaño similar. Por ejemplo, la
plata de ley (utilizado en cubiertos y joyería) contiene 92.5% de plata (Ag) y 7.5% de cobre (Cu) y los
átomos de ambos componentes son de tamaño similar. Cuando la estructura del metal disolvente
presenta una red con empaquetamiento compacto se produce una aleación. El acero al carbono medio
contiene entre 0.25 y 0.70% de carbono en una red de hierro y se utiliza en la fabricación de tornillos,
tuercas, partes de maquinaria, barras de conexión y rejas.
Los coloides son mezclas que se dan a escala microscópica, en donde las partículas de una o más
sustancias se dispersan (fase dispersa) en otra sustancia llamada medio dispersor o fase dispersante.
Las partículas de la fase dispersa son suficientemente grandes como para dispersar la luz (este efecto
óptico se conoce como Efecto Tyndall), pero demasiado pequeñas como para precipitar. Por tanto, una
43
forma de distinguir una disolución de un coloide es mediante el Efecto Tyndall. Thomas Graham (18051869) propuso la palabra coloide, proveniente de la raíz griega kolas que significa “que puede pegarse”,
para distinguir a este tipo de soluciones de las suspensiones y las disoluciones.
Estas tres soluciones se diferencian entre sí por el tamaño de sus partículas; en las disoluciones las
partículas tienen un tamaño inferior a un nanómetro de diámetro (1nm =1x10-9m es decir un
milmillonésimo de metro), mientras que las partículas de los coloides tienen un diámetro entre 1nm y
un micrómetro (1µm, que es igual a 1x10-6m es decir un millonésimo de metro) de diámetro. Por
último, las partículas de las suspensiones tienen un tamaño mayor a 1µm de diámetro. Graham también
propuso la palabra sol para una dispersión de una sustancia sólida en un medio fluido y la palabra gel
para una dispersión que tiene una estructura que le impide ser móvil. Por ejemplo, la gelatina es un sol
cuando el sólido se mezcla por primera vez con agua en ebullición, pero se transforma en gel cuando
se enfría (Kotz, 2005). La fase dispersa y la fase dispersora o medio dispersor, pueden ser gases, líquidos,
sólidos o una combinación de diferentes fases.
Medidas de seguridad
Usar bata abotonada
Actividad preliminar
Investigar la importancia de las disoluciones químicas en la vida cotidiana.
Materiales
•
1 espátula
•
1 pinza para tubo de ensayo
•
1 Papel filtro
•
1 cartulina negra (*)
44
•
1 lámpara de mano (*)
•
6 tubos de ensayo
•
1 gradilla
•
1 embudo de filtración
•
1 lámpara de alcohol
Sustancias
•
10 g de agua
•
5 g de sal de mesa (*)
•
5g de gelatina (polvo) (*)
•
5 g de harina de maíz (*)
•
5g de azúcar (*)
•
5 ml de aceite comestible (*)
•
5 ml de alcohol etílico
(*) Material proporcionado por el estudiante.
Procedimiento
1.-Coloca cada una de las muestras con tú espátula, en los tubos de ensayo.
2.-Etiqueta cada tubo.
3.-Vierte agua en cada tubo de ensayo hasta 50% de su capacidad.
4.-Agita fuertemente cada uno de los tubos con la muestra.
5.-Calienta cada una de las mezclas utilizando la lámpara de alcohol; observa el fenómeno que ocurre.
45
7.-Despues de que se enfríen cada uno de los sistemas dispersos, coloca el papel filtro sobre el embudo
y filtra cada una de las muestras, excepto la que contiene aceite.
8.-Coloca la cartulina negra detrás de cada tubo de ensayo y proyecta el rayo de luz a cada uno de ellos.
Observaciones
Observa lo que sucede en cada experimento y escribe en tu cuaderno las observaciones pertinentes.
En relación con la experimentación realizada y con tus observaciones, completa correctamente la
siguiente tabla de disolución acuosa:
Tabla 4. Observaciones
Mezcla
Soluble/Insoluble
Efecto de la
Separación
Efecto
temperatura
por filtración.
Tyndall
Si/No
Sal de mesa
Harina de Maíz
Azúcar
Aceite comestible
46
Alcohol Etílico
Socialización de las temáticas mediante plenaria
Analiza los resultados obtenidos y compara estos con los resultados obtenidos por otros equipos
Conclusiones
Realizar sus conclusiones sobre las actividades realizadas. Comentar sobre las mayores dificultades que
encontraron al desarrollar esta actividad y las posibles propuestas de solución. Como sugerencia
respondan en equipo esta pregunta: ¿qué me deja de utilidad esta actividad?
Cuestionario
1.- ¿Qué es una disolución?
2.- ¿Qué es una disolución en estado líquido?
3.- ¿Qué es una disolución en estado gaseosa?
4.- ¿Qué es una disolución en estado solida?
5.- ¿En qué consiste el efecto Tyndall?
Tarea individual
Investiga acerca de los métodos de separación de mezclas y su aplicación.
47
Bloque:
II
Sepárame si puedes…
Práctica No.
8
Conocimiento(s): Separación de mezclas
Aprendizaje(s) esperado(s):
Utiliza métodos físicos para separar los componentes de mezclas reales e hipotéticas,
relacionándolos con procesos de su vida diaria.
Competencias genéricas:
CG5.1, CG5.2, CG5.3.
Competencias disciplinares:
CDBE 14.
Tiempo:
100 min.
Fundamento
Las sustancias puras que pueden encontrarse en la superficie terrestre son muy pocas, tal vez por eso
la búsqueda y el hallazgo de oro, era en el pasado todo un acontecimiento.
El hombre ha tenido que conocer las propiedades de las mezclas, que son muy abundantes en la
naturaleza, ya sea para separarlas o para producirlas con ciertas características. Muchas mezclas
forman parte de nuestra vida diaria, algunas son disoluciones como la limonada o el agua de mar, otras
se conocen como sistemas coloidales como la gelatina o la leche, y otras son suspensiones como la
atmósfera polvorienta y algunos medicamentos que dicen: “agítese antes de usarse”.
Una mezcla no tiene un conjunto único de propiedades, posee las de los materiales de los cuáles está
compuesta. Es factible separar los componentes de una mezcla por medio de procesos físicos como lo
siguientes:
FILTRACIÓN. Con este método separamos un sólido el cual se encuentra en suspensión en un líquido,
sirviéndonos de medios porosos (filtros), que permiten el paso del líquido y retienen el sólido.
48
DESTILACIÓN. Es un procedimiento de purificación de sustancias líquidas; consta de dos fases:
transformación del líquido en vapor y condensación del vapor. Lo que interesa más es el producto
destilado.
EVAPORACIÓN. Esta operación se realiza cuando se desea concentrar una disolución o secar un cuerpo
eliminando el disolvente.
DECANTACIÓN. Con este método separamos sustancias de diferentes densidades después que una de
ellas se ha sedimentado.
SUBLIMACIÓN. Método utilizado para la separación de sólidos, aprovechando que alguno de ellos es
sublimable. (Cambia del estado sólido al gaseoso por incremento de temperatura sin pasar por el
estado líquido).
IMANTACIÓN. Sirve para separar sólidos en los cuales uno de ellos presenta características magnéticas.
CRISTALIZACIÓN. Este método se utiliza para separar una mezcla de sólidos que sean solubles en el
mismo disolvente pero con curvas de solubilidad diferentes.
Medidas de seguridad
Portar bata abotonada
Actividad preliminar
Investiga y menciona los métodos de separación de mezclas y su aplicación.
Materiales
•
1 agitador
•
2 embudo de filtración
•
6 vaso de precipitado de 20 ml
49
•
1 parrilla de calentamiento
•
1 soporte universal con arillo metálico.
•
1 equipo de destilación
•
1 crisol o cápsula de porcelana de 5 o10 ml
•
1 mortero mediano
•
1 espátula o cucharilla
•
1 cristalizador grande
•
1 imán Barras medianas (*)
•
1 papel filtro
Sustancias
•
500 ml Agua H2O
•
10 g Ácido benzoico C6H5-COOH
•
1 g Cloruro de sodio (Sal común) (*) NaCl
•
10 gr Yodo en cristales I2
•
10 ml Piña fermentada (tepache) (*)
•
2 g Cáscara de naranja o limón en trozos pequeños ( *)
•
250 g de arena (*)
•
1 g Limadura de hierro Fe
•
0.5 ml agua de Jamaica (*)
•
10 g Hielo H2O
•
5 g Sulfato de Cobre II CuSO4
•
5ml Aceite rojo (*)
•
5ml Glicerina (*)
•
1gr Colorante (*)
(*) Material proporcionado por el estudiante.
50
Procedimiento
ACTIVIDAD 1. Destilación.
1. Monta el aparato de destilación (ver Figura 1)
2. Conecta las mangueras de entrada y salida de agua al condensador y deja recircular, de preferencia
agua helada. (Entrada de agua parte inferior, salida de agua parte superior).
3. Coloca en un matraz de destilación una solución (agua de jamaica, vino tinto, tepache o cáscaras de
naranja o limón) tápalo con el tapón mono-horadado que tiene el termómetro.
4. Calienta lentamente hasta alcanzar la temperatura de ebullición del etanol (o sustancia que se desee
destilar) contenido en la solución. El calentamiento se debe hacer en un baño de arena, procurando
que ésta cubra todo el líquido a destilar.
5. Cuando la solución comience a hervir, controla y mantén la temperatura de ebullición.
6. Observa el vaso de precipitado donde se recoge el condensado. La destilación dura
aproximadamente 5 minutos.
Figura 1. Destilación.
Procedimiento utilizando las cáscaras de limón o naranja:
1. Corta y tritura muy bien en un mortero las cáscaras de limón o cáscaras de naranja.
2. Coloca en el matraz la mezcla de las cáscaras de limón o naranja, con 10ml de agua.
3. Coloca en un vaso de precipitado aproximadamente 2ml de agua. Suspende el calentamiento.
51
ACTIVIDAD 2. Filtración.
1. Pesa 1 g de arena en un vaso de precipitado y agrega 10ml de agua.
2. Coloca un embudo de vidrio en un soporte universal y un vaso de precipitado en la parte inferior.
3. Prepara un papel filtro de acuerdo con las siguientes indicaciones:
a) Dóblalo en dos partes.
b) Vuelve a doblarlo en dos partes.
c) Corta una esquina superior.
d) Ábrelo y colócalo en el embudo.
4. Humedece el papel filtro con agua utilizando una pizeta y presiónalo contra las paredes del embudo.
5. El papel debe quedar completamente adherido a la superficie del interior del embudo, sin que se
observen burbujas de aire.
6. Agita el vaso de precipitado que contiene arena, utilizando una varilla de vidrio. Vierte el contenido
en el embudo, coloca la varilla en el pico del vaso. (ver Figura 2 )
7. Con una pizeta, lava cuidadosamente el vaso de precipitado con agua destilada, hasta eliminar los
residuos.
8. Lava varias veces, con la pizeta, el residuo que se encuentra en el papel filtro.
.
Figura 2. Filtración.
ACTIVIDAD 3. Sublimación.
1. Coloca una mezcla de arena con 3 o 4 cristales de yodo en un vaso de precipitado de 20 ml. (No
toques el yodo con los dedos.)
52
2. Tapa el vaso con un vidrio de reloj que contenga agua fría o hielo. Posiciona el vaso tapado sobre la
parrilla. (ver Figura 3).
3. Calienta a lentamente (fuego bajo) el vaso hasta que se separen los sólidos en el vaso. Deja enfriar la
cápsula, retírala y observa los cristales sólidos adheridos a la cápsula.
4. Examina el material que recogiste del fondo de la cápsula de porcelana y el residuo en el vaso de
precipitado, anota tus observaciones.
ACTIVIDAD 4. Evaporación.
1. Mezcla 5gr de sulfato de cobre II (se encuentra en tiendas de agroquímicos) con aproximadamente
5ml de agua (si es pentahidratado mézclalo con 1ml de agua), en una cápsula de porcelana y calienta
hasta secar. Anota tus observaciones.
Figura 4. Evaporación.
ACTIVIDAD 5. Método de decantación.
1. En un embudo de separación, agrega agua coloreada, aceite rojo y glicerina, tápalo y agita la mezcla.
(Puede emplearse una jeringa de 5ml, ajustando las cantidades a los ml necesarios de cada reactivo).
2. Fija el embudo de separación con una pinza al soporte universal. (ver Figura 5)
53
3. Una vez montado el material, procede a abrir la llave del embudo, recuperando cada reactivo en
vasos de precipitado diferentes.
Figura 5. Decantación liquida.
ACTIVIDAD 6. Cristalización.
1. Agrega una escama de ácido benzoico (pastilla desodorante de baño) en el cristalizador.
2. Agrega aproximadamente 1ml de agua y tapa el recipiente.
3. Calienta a baño maría o baño de arena.
4. Cuando esté disuelto deja enfriar en el soporte y observa lo que ocurre. (ver Figura 6)
Figura 6. Cristalización
Observaciones
Completa la siguiente tabla: Clasifica las siguientes mezclas en homogéneas o heterogéneas. Justifica
tu respuesta.
54
Tabla 5. Observaciones
Mezcla
Tipo de mezcla
Método de
Razones para la elección
separación
Agua con hielo
Agua y alcohol
Aire contaminado
Concreto
Socialización de las temáticas mediante plenaria
Realizar sus conclusiones sobre las actividades realizadas. Comentar sobre las mayores dificultades que
encontraron al desarrollar esta actividad y las posibles propuestas de solución. Como sugerencia
respondan en equipo esta pregunta: ¿qué me deja de utilidad esta actividad?
Conclusiones
Concluye sobre la importancia de las mezclas en la vida cotidiana.
Cuestionario
55
1. ¿Por qué se acomodan en ese orden los 3 líquidos, en la actividad 5?
2. ¿Qué tipo de mezcla se presenta al combinar el aceite, el agua y la glicerina? Explique.
3. Al derramarse el petróleo en los mares y océanos, ¿el peligro para aves y mamíferos marinos es el
mismo que para los peces y otros organismos que viven en el fondo del mar o es diferente? ¿por qué?
4. ¿Qué entiendes por miscible e inmiscible?
Tarea individual
La mayoría de los productos que se utilizan en la vida cotidiana, se obtienen a partir de la separación
de las mezclas, entre ellos tenemos la sal de cocina, azúcar de caña, gasolina, alcohol etílico, pigmentos
vegetales, etc. Selecciona uno de ellos e investiga el proceso que se sigue para su obtención.
56
Bloque:
III
Sígueme la corriente e identifícame
Práctica No.
9
Conocimiento(s): Compuestos orgánicos e inorgánicos
Aprendizaje(s) esperado(s):
Identifica experimentalmente las diferencias entre los compuestos orgánicos e inorgánicos
mediante pruebas cualitativas.
Competencias genéricas:
CG5.1.
Competencias disciplinares:
CDBE 6, CDBE 14.
Tiempo:
50 min.
Fundamento
Anteriormente se creía que los compuestos orgánicos solo se podían obtener a partir de la materia
orgánica, sin embargo; a partir de la síntesis de la urea se abrieron las posibilidades de producción
sintética de numerosas sustancias orgánicas. En la actualidad se conocen 8 millones de compuestos
orgánicos y 800,000 inorgánicos el constituyente principal de los orgánicos es el carbono, por lo que
también se le conoce como Química del Carbono.
Existen diferencias básicas entre los compuestos orgánicos y los inorgánicos, tales como solubilidad,
combustión, conductividad eléctrica y tipo de enlace químico. Para identificar un compuesto orgánico
primero se determinan los elementos constitutivos y su peso molecular. Posteriormente se identifican
las constantes físicas más importantes, como lo son el punto de fusión y el punto de ebullición, la
solubilidad, la coloración a la flama y otras más.
57
Medidas de seguridad
Las normas de seguridad e higiene (reglamento), exigen la realización de acciones conjuntas con la
finalidad de preservar el laboratorio como un lugar agradable, limpio, seguro y funcional.
Actividad preliminar
Elabora un cuadro comparativo entre las diferencias de compuestos orgánicos e inorgánicos.
Materiales
•
1 Soporte universal
•
1 Anillo de fierro con tela de asbesto.
•
1 Mechero
•
1 Cápsula
•
4 Tubos de ensayo de 15x150 ml.
•
1 Circuito eléctrico con un foco
•
2 Vasos de precipitado de 100 ml
•
6 Vidrios de reloj
•
Pipeta de 5ml
Sustancias
•
0.5 g. Acido benzoico(𝐶7 H6 O2)
•
5 ml Etanol(CH3CH2OH)
•
5 ml Agua(H2O)
•
20 ml Solución de azúcar al 1% (C12H22O11)
•
20 ml Solución de NaCl al 1%
•
2 g. Cloruro de sodio(NaCl) (*)
58
•
Un trozo de pollo (*)
•
Un insecto muerto (*)
•
2 g de carbonato de Sodio ( Na2CO3) (*)
•
Un trozo de papa (*)
•
Una hoja de árbol (*)
•
3 ml ácido clorhídrico(HCl)
(*) Material proporcionado por el estudiante.
Procedimiento
1. Coloca un gramo de parafina en una de las cápsulas y en la otra un gramo de cloruro de sodio; apoya
las cápsulas en los soportes calienta simultáneamente. Observa lo que ocurre y anótalo.
2. En un tubo de ensayo coloca 0.5 gramos de ácido benzoico y en otro 0.5 gramos de cloruro de sodio,
agrega a cada uno de ellos 5ml de agua, agita vigorosamente. Observa lo que ocurre y anótalo.
3. Repite el experimento, pero utilizando alcohol etílico o etanol.
4. En uno de los vasos coloca 20 ml de la solución de azúcar y en el otro 20 ml de la solución de cloruro
de sodio, conecte el circuito e introduce en cada vaso los electrodos o alambres de cobre. Observa lo
que ocurre y regístralo.
5. Coloca cada sustancia solicitada en un vidrio de reloj, (un trozo de pollo, un insecto muerto, 2 g de
carbonato de sodio, un trozo de papa, una hoja de árbol y 2 g de cloruro de sodio). A cada una de las
muestras coloca 5 gotas de ácido clorhídrico concentrado. Observa lo que ocurre y regístralo.
Observaciones
Registra tus observaciones y tus dibujos.
En la siguiente tabla marca con una X el tipo de sustancia al que corresponde:
59
Tabla 5. Observaciones
Sustancia
Tipo
Orgánica
Observaciones
Inorgánica
Trozo de pollo
Insecto muerto
Carbonato de sodio
Trozo de papa
Hoja de árbol
Cloruro de sodio
Socialización de las temáticas mediante plenaria
Sintetizará las evidencias de las vivencias obtenidas con la finalidad de experimentarlas para producir
conclusiones. ¿Todos los compuestos orgánicos son biodegradables?
Conclusiones
Realizar sus conclusiones sobre las actividades realizadas. Comentar sobre las mayores dificultades que
encontraron al desarrollar esta actividad y las posibles propuestas de solución. Como sugerencia
respondan en equipo esta pregunta: ¿qué me deja de utilidad esta actividad?
Cuestionario
1. Explica la diferencia entre compuestos orgánicos e inorgánicos.
60
2. Las sustancias orgánicas e inorgánicas, ¿se pueden reciclar? ¿sí o no?
3. ¿Se puede obtener productos sintéticos?
4. ¿Cuáles son los principales elementos de los productos orgánicos?
5. ¿Con que nombre se conoce a la química del carbono?
Tarea individual
Elabora un cuadro comparativo entre las diferencias de compuestos orgánicos e inorgánicos.
61
Bloque:
III
Caramelitos químicos
Práctica No.
10
Conocimiento(s): Grupos funcionales
Aprendizaje(s) esperado(s):
a) Valora la importancia de los compuestos de carbono, identificando las reacciones químicas
presentes en el proceso.
b) Utiliza el lenguaje químico para referirse a hidrocarburos y grupos funcionales,
identificando sus aplicaciones en diversos ámbitos.
Competencias genéricas:
CG5.1.
Competencias disciplinares:
CDBE 6, CDBE 14.
Tiempo:
50 min.
Fundamento
Entre los dulces preferidos principalmente por los niños, se encuentran las coloridas gomitas de azúcar.
Aquí te darás cuenta de cómo la química juega un importante papel en su elaboración.
La gelificación es un proceso muy complejo de polimerización en donde algunas moléculas interactúan
entre si formando largas cadenas, entre las que quedan atrapadas aguas, sales y otras sustancias de
bajo peso molecular como la sacarosa.
Medidas de seguridad
Las normas de seguridad e higiene (reglamento), exigen la realización de acciones conjuntas con la
finalidad de preservar el laboratorio como un lugar agradable, limpio, seguro y funcional.
62
Actividad preliminar
Investiga qué es la grenetina, el ácido cítrico y para qué se emplean comúnmente.
Materiales
•
3 vasos de vidrio
•
3 agitadores de vidrio o cucharas
•
1 recipiente de baño maría
•
1 mechero de Bunsen
•
1 soporte universal
•
1 pliego de papel encerado
•
1 tela de asbesto
•
1 balanza granataria
•
1 termómetro
Sustancias
•
100 g. azúcar (sacarosa) ( C12H22O11) (*)
•
1. frasquito de glicerina (C3H8O3) (*)
•
1 g saborizante artificial (*)
•
1 g colorante vegetal (*)
•
100 g de grenetina natural (*)
•
1lt agua de garrafón (*)
•
100 g de ácido cítrico (*)
•
1 frasquito de miel de maíz (glucosa) (C6H12O6) (*)
(*) Material proporcionado por el estudiante.
63
Procedimiento
1. VASO 1: coloca 30 g. de miel de maíz (glucosa) y 4.7 g. de glicerina en el vaso, mezcla
perfectamente.
2. VASO 2: agrega 36 g. de sacarosa y calienta en baño María hasta que licue.
3. Vierte el contenido del vaso 1 al vaso 2 y calienta a fuego directo hasta que la mezcla alcance una
temperatura de 110ºC.
4. Añade: 0.1 g. de saborizante.
a. 0.1 g. de colorante, si es polvo o 1 gota en caso que sea líquido
b. 0.2 g. de ácido cítrico.
NOTA: CUIDA QUE LA MEZCLA NO SE CALIENTE A MAS DE 110 ºC.
5. VASO 3: Disuelve 6 g de grenetina, 24 ml. de agua y ponlo a baño María.
6. Retira del fuego la mezcla del vaso 2 y agrega lentamente y con agitación la grenetina que se
encuentra disuelta en el vaso 3.
7. Elimina con una cuchara la espuma que se forme.
8. En un papel encerado, coloca una cama de azúcar y deja caer pequeñas porciones de la mezcla
sobre el azúcar.
9. Envuelve cada gomita con azúcar y espera a que se enfríen.
Observaciones
Observa lo que ocurre y regístralo
Socialización de las temáticas mediante plenaria
Comenta con tus compañeros si consideran que todos los compuestos orgánicos son comestibles.
64
Conclusiones
Realiza tus conclusiones sobre las actividades realizadas. Comenta sobre las mayores dificultades que
encontraron al desarrollar esta actividad y las posibles propuestas de solución. Como sugerencia
respondan en equipo esta pregunta: ¿qué me deja de utilidad esta actividad?
Cuestionario
1.- ¿Qué carbohidratos utilizaste? ¿Cuál fue su función?
2.- ¿Qué pasaría si se calentara la mezcla de reacción más de 110ºC?
3.- ¿Qué función tiene cada uno de los componentes en el proceso?
4.- Elabora tus dibujos
5.- Escribe las reacciones químicas presentes.
Tarea individual
Investiga acerca de las características de la parafina, el polietileno y su relación con la vida cotidiana.
65
Bloque:
III
Compuestos orgánicos
Práctica No.
11
Conocimiento(s): Propiedades químicas de hidrocarburos
Aprendizaje(s) esperado(s):
Identifica la presencia de carbono e hidrógeno en la parafina.
Competencias genéricas:
CG5.5, CG8.1.
Competencias disciplinares:
CDBE 5, CDBE 14.
Tiempo:
100 min.
Fundamento
Los hidrocarburos son compuestos formados, por carbono e hidrógeno. En los hidrocarburos los
átomos de carbono satisfacen sus valencias con átomos de hidrógeno, o bien, con otros átomos de
carbono, formando largas cadenas. Algunos hidrocarburos importantes son la gasolina, la parafina,
algunos plásticos como el polietileno, con el cual se fabrican las bolsas transparentes o la espuma de
poliestireno que se conoce como unicel.
Medidas de seguridad
Portar bata abotonada, utiliza gafas de seguridad.
Actividad preliminar
Investiga las características de la parafina y polietileno y su relación con la vida cotidiana.
66
Materiales
•
3 tubos de ensayo de 13 x100 mm
•
Tubo de ensayo 16 x 150 mm
•
Tapón de hule monohoradado
•
Tubo de desprendimiento de cristal
•
Soporte universal Metálico
•
1 pinza de sujeción para matraz
•
1 lámpara de alcohol
•
1 popote (*)
Sustancias
•
5 gr Hidróxido de Calcio Ca(OH)2
•
5 gr Oxido de Cobre II CuO
•
gr Parafina (*)
•
200 ml Agua H2O
(*) Material proporcionado por el estudiante.
Procedimiento
1.- En los tubos de ensayo chicos coloca aproximadamente 3 ml de una solución de hidróxido de calcio.
2.- Haz una inspiración profunda y aguanta la respiración unos cuantos segundos. Con la ayuda del
popote expele lentamente este aire, burbujeándolo en uno de los tubos que contiene la solución de
hidróxido de calcio. Observa lo que sucede y anota.
3.- En el tubo de ensayo grande coloca 1 g de parafina triturada y 0.5 g de óxido cúprico. Tapa el tubo
con el tapón mono-horadado y provisto de tubo de desprendimiento. Fíjalo a un soporte universal en
posición inclinada con las pinzas de sujeción para matraces.
67
4.- En el segundo tubo, que contiene la solución de hidróxido de calcio, sumerge el extremo libre del
tubo de desprendimiento, sostenlo con tu mano durante el experimento.
5.- Calienta suavemente el tubo de ensayo que contiene la mezcla de parafina y óxido de cobre,
imprimiendo a una lámpara de alcohol un movimiento oscilatorio para evitar el sobrecalentamiento.
Observa con atención lo que sucede en las paredes de la parte superior del tubo de ensayo.
6.- Continúa el calentamiento hasta que cese el desprendimiento de gas. Asienta la lámpara sobre la
mesa sin dejar de calentar el tubo. Destapa con precaución el tubo y apaga la lámpara. Observa el
aspecto de la solución de hidróxido de calcio.
Observaciones
Anota las observaciones de cada experiencia, dibuja cuando sea necesario, reporta los datos numéricos
o gráficos en tablas de resultados. Tus observaciones deben ser muy claras.
Socialización de las temáticas mediante plenaria
Analiza y reflexiona acerca de las transformaciones y manifestaciones de la energía en la práctica,
sintetiza las evidencias de las vivencias obtenidas con la finalidad de experimentarlas para producir
conclusiones.
Conclusiones
Realiza sus conclusiones sobre las actividades realizadas. Comenta sobre las mayores dificultades que
encontraron al desarrollar esta actividad y las posibles propuestas de solución.
Cuestionario
1. ¿Qué gas se expele fundamentalmente durante el proceso respiratorio?
68
2. El _________________________ reaccionó con el ______________________ contenido en el tubo
de ensayo, lo que produce un precipitado de color ___________________, el cual es
__________________.
2. La ecuación química de la reacción es:
4. ¿Qué aspecto toma el líquido en el cual se hace burbujear el gas que se desprende durante la reacción
de la parafina y el CuO?
Tarea individual
Investigar para la próxima sesión el tema indicado en la siguiente práctica.
69
Anexos
70
Método y rúbrica de evaluación
La rúbrica es un instrumento de medición en la cual se establece los criterios y estándares por niveles,
mediante escalas, que permiten determinar la calidad de la ejecución de los estudiantes en una tarea
específica del laboratorio.
Al asignar una práctica en el laboratorio se deben de establecer en forma clara y precisa los criterios
que fundamenten el desempeño del alumno al inicio, durante y al final de cada práctica a realizar.
Esta forma de valorar el nivel de aprendizaje que se obtiene al realizar los experimentos en el
laboratorio es útil para el profesor para mejorar la calidad de su enseñanza, al enfatizar y precisar los
detalles que en forma particular son pertinentes, para garantizar el mejor aprendizaje en sus alumnos.
La importancia de las rúbricas es que permiten a los docentes hacer una medición más precisa tanto
del producto obtenido como del proceso en el laboratorio, ya que estos facilitarán en los estudiantes
el desarrollo de conceptos que podrán aplicar, así como adquirir competencias necesarias.
71
Guía de observación
Nombre del estudiante:___________________________________Grupo:_______ Fecha:_________
Nombre del profesor laboratorista: _____________________________________________________
Instrucciones: Marca con una X el registro de cumplimiento correspondiente.
DESEMPEÑO DEL ESTUDIANTE
No
Acciones a evaluar/Indicadores
1
Porta correctamente la bata en el transcurso de la práctica.
2
Se presenta puntualmente al laboratorio.
3
Usa vale para solicitar material.
4
Cumple con el material solicitado.
5
Respeta las normas de seguridad del laboratorio.
6
Participa activamente en el desarrollo de la práctica.
7
Comenta sus dudas durante el desarrollo de la práctica.
8
Discute y concluye sus resultados de la práctica
Si
Registro
No N/A
Ponderación
Observación
correctamente.
9
Comparte sus experiencias en el equipo.
10
Guarda los materiales al término de la práctica.
72
REPORTE DE PRÁCTICA
No
Registro
Si No N/A
Acciones a Evaluar
1
El reporte presenta limpieza.
2
El reporte se entrega puntualmente.
3
La portada contiene los datos pertinentes.
4
El reporte presenta la ortografía correcta.
5
El fundamento del reporte se basa en una variable
Ponderación
Observación
experimental o en una predicción.
6
Los cuadros están completados
de acuerdo a las
observaciones.
7
Los esquemas son claros y acordes al desarrollo
experimental.
8
El cuestionario se encuentra completo.
9
Las conclusiones están relacionadas con el tema.
10
La bibliografía citada es la correcta.
Total
Realimentación:______________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
NOTA: La ponderación y el instrumento de evaluación queda a criterio del profesor laboratorista, en
caso de utilizar otro instrumento de evaluación anexarlo al portafolio de evidencias de la academia.
Vo. Bo. ________________________________
Nombre y firma del profesor laboratorista
73
Referencias Bibliográficas
▪
Anguiano Tzitzil A., Jaime Miguel A., Paleo Ehecatl Química 1. Ediciones Castillo, S.A. México.
2010.
▪
Barajas Claudia, Castanedo Ma. De los Ángeles, Vidrio Ma. Gloria. Química Inorgánica. Ed.
McGraw-Hill. México. 2002.
▪
Brown, T. (2008). Química, la ciencia central. México: Pearson Educación México.
▪
Brown, T. (2009) Química la Ciencia Central. 11ª edición Prentice Hall. México.
▪
Chang, R. (2007). Química General. 9ª. Edición. Editorial Mcgraw-Hill.
▪
FCM. (2016). Manual de Prácticas de Laboratorio. Unidad Didáctica de Química, Facultad de
Ciencias Médicas. USAC.
▪
Garritz, A. y Chamizo, J. A. (2001). Tú y la Química. México: Pearson Educación, México.
▪
Kotz, J. (2005). Química y reactividad química. México: Cengage Learning Editores.
▪
Landa, M. y Beristain, B. (2005). Química I. 2ª. Reimpresión. Editorial Nueva Imagen.
▪
Levenspiel, O. (1986). Ingeniería de las reacciones químicas. 2ª. Edición. Editorial Reverté.
▪
Mora, G. V. M. (2005). Química 1.Ed. Distribución. México.
▪
Ramírez, J., Martínez J., Ávila, R., Antonio R., Cabrera, E., Martínez, M., Pacheco, P., Juárez, L.,
Preza, E., Rivera, L., Rodríguez, A., Domínguez, M., Landa, M., González, G. Manual de
Actividades Experimentales de Química I. Trabajo Colegiado de Compilación y Edición.
▪
Timberlake, K. (2013). Química. Cuarta edición. Pearson.
▪
Villarmetn, Ch., López, J. (2012). Química 1.Ed. Book Mart. México.
▪
Zumdahl, S. (2007). Fundamentos de Química. México: Mc Graw Hill Interamericana.
74