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Método de aprendizaje A-13

 

 

Aprendizaje 13. Relaciona mediante el trabajo experimental algunas propiedades de las sustancias y sus usos, con los modelos de enlace estudiados y muestra su responsabilidad ambiental al manejar y disponer adecuadamente los residuos obtenidos. (N2)

Temática

Reacción química: Representación de la síntesis de óxidos con base en estructura de Lewis.

Enlace: Representación del enlace en moléculas con estructura de Lewis, Concepto de electronegatividad de Pauling, Predicción del enlace con el modelo de Pauling

Compuesto: Sustancia presentes en materiales de uso cotidiano.

Formación científica: Las Teorías como formas de explicación, Diferencias entre regularidades (leyes) y teorías (explicaciones).

Habilidad: Relaciona

Contenido: algunas propiedades de las sustancias y sus usos, con los modelos de enlace estudiados y muestra su responsabilidad ambiental al manejar y disponer adecuadamente los residuos obtenidos.

Método de aprendizaje: mediante el trabajo experimental,

 

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    Lecturas

    El Aprendizaje 13 está vinculado con los Aprendizaje 3 y 12, en los que el alumno, por un lado, reconoce la importancia de la ciencia y el uso de argumentos basados en evidencias para discutir y resolver problemas de importancia económica, social y ambiental al estudiar el debate en torno del efecto invernadero y el cambio climático, y por otro, se provee a los alumnos de mecanismos para predecir propiedades de compuestos mediante el análisis de sus estructuras. Con apoyo de lo anterior, el Aprendizaje 13 pretende que los estudiantes logren mediante el trabajo experimental relacionar las evidencias en torno a la reacción de los óxidos no metálicos con el agua que provoca el fenómeno de la Lluvia Ácida con los modelos de enlace estudiados.

    Con la finalidad de poner en contexto al grupo, previo a la clase solicitar a los alumnos estudiar el Video Lluvia Ácida para resolver el Cuestionario del video Lluvia ácida

    Al inicio de la clase y con la participación del grupo revisar las respuestas al cuestionario para la puesta en común, pedir que pasen al pizarrón a dibujar, empleando el modelo de partículas, la representación de las sustancias involucradas en la formación de la lluvia ácida: CO2, H2O, H2CO3, SO2, O2, SO3, H2SO4, NO2, NO3, HNO3 y revisar su correcta representación. Con base en las respuestas y las representaciones el profesor conducirá una discusión para establecer que los gases CO2, SO2 y NO2 son los contaminantes precursores del aumento de acidez de la lluvia ácida provocando la contaminación del aire y que esta es causada por el ser humano.

    Terminada la puesta en común y con la finalidad de que los alumnos pongan en práctica lo aprendido en el Aprendizaje 12  resolver en trabajo colaborativo el Ejercicio Relación entre Modelos, el profesor explicará cómo realizarlo tomando como referencia el ejemplo que viene al inicio del ejercicio. Dar tiempo a que los equipos discutan y tomen acuerdos particularmente para las representaciones de Lewis, determinación de las diferencias de electronegatividades y la predicción del tipo de enlace covalente (no polar/polar). En plenaria, analizar las respuestas para realizar ajustes y aclarar dudas ya que este permitirá cumplir con el contenido del Aprendizaje 13.

    Para continuar con el conocimiento del fenómeno de la Lluvia ácida, el profesor solicitará a los equipos realizar una actividad que le permitirá determinar el valor aproximado del agua de lluvia, para esto les entregará un vaso con agua destilada e indicador universal (el agua neutra da coloración verde con el indicador universal), con el empleo de 2 popotes por equipo los alumnos soplarán en el interior de esta mezcla produciendo un cambio de color del indicado; cabe mencionar que al respirar expulsamos dióxido de carbono CO2, y al burbujear en el agua reacciona formándose ácido carbónico, H2CO3. Con un indicador de pH universal se observará como pasa de pH=7 neutro (verde) a pH=5 Ácido débil (amarillo intenso), es recomendable que los alumnos consulten el Patrón de colores de indicador universal para diferentes valores de pH con el fin de comparar la coloración final de la formación del ácido carbónico obtenido.

     

    Los alumnos anotarán todas sus observaciones para elaborar un reporte de esta actividad con el título Determinación del valor aproximado de la lluvia ácida empleando el formato acostumbrado. Por otro lado, para mostrar su responsabilidad ambiental, los equipos bajo la supervisión del profesor discutirán la forma más adecuada para el tratamiento y manejo de los residuos obtenidos durante la actividad. En plenaria el profesor conducirá una discusión para concluir que el ácido carbónico es una sustancia que forma parte de la lluvia ácida y que por su pH es un ácido débil.

    Previo a la última parte de esta estrategia los alumnos reafirmarán su conocimiento acerca del pH de la lluvia ácida, para esto se solicitará a los equipos recolectar una muestra de agua de lluvia (1 ó 2 mililitros), o agua de rocío obtenida durante toda la noche, o por recuperación de vapor de agua y neblina del aire por un mecanismo de condensación. Para lo anterior, el profesor les pedirá que elijan la forma de obtener la muestra; así como, el estudio del video Experimento para hacer en casa, ¿Cómo medir la lluvia ácida en casa?, la elaboración del indicador ácido-base a partir de la col morada (como lo indica el video), vinagre y bicarbonato de sodio en polvo. Con todo lo anterior, los equipos elaborarán un diseño experimental para realizar en el laboratorio una actividad experimental con el título ¿Cómo medir el pH de la lluvia ácida? Durante su realización se registrarán todas las observaciones y posteriormente los alumnos elaborarán el reporte escrito. Para concluir esta actividad el profesor orientará una discusión grupal para concluir que la lluvia ácida es una disolución acuosa que se encuentra en la atmósfera forma líquida (rocío y/o lluvia) o gaseosa (vapor de agua y/o neblina), que se encuentra en la atmósfera y que por sus componentes posee un carácter ácido.

    Para continuar con la estrategia y con la finalidad de apoyar a los alumnos a relacionar mediante el trabajo experimental algunas propiedades de las sustancias y sus usos, con los modelos de enlace estudiados y mostrar su responsabilidad ambiental al manejar y disponer adecuadamente los residuos obtenidos; se les pedirá, en trabajo colaborativo, estudiar tanto el video Formación de lluvia ácida Experimentando con la Ciencia, como el documento en pdf Actividad de Laboratorio ¿Cómo se puede evidenciar la formación de la lluvia ácida a partir de la oxidación del azufre? Estos materiales didácticos conducirán al estudiante a relacionar mediante el trabajo experimental algunas propiedades del dióxido de azufre (SO2) y del ácido sulfuroso (H2SO3) con los modelos de enlace estudiados (Estructuras de Lewis y Modelo de Pauling), apoyados en la resolución de un ejercicio de predicción de propiedades a partir de la estructura de estas sustancias. Reproducirán experimentalmente la lluvia ácida para comprobar que la formación del ácido sulfuroso y su combinación con el agua para formar el ácido sulfuroso aumenta la acidez de la lluvia (disminuye el pH).  Los equipos aplicarán medidas de seguridad y tratamiento de residuos debido a las propiedades de toxicidad del SO2 y del carácter ácido del H2SO3. Se les solicitará anotar todas sus observaciones para la elaboración del reporte escrito de esta actividad en el formato acordado con el profesor.

    Para terminar, el docente llevará a cabo la revisión de todo lo solicitado en la Actividad de Laboratorio ¿Cómo se puede evidenciar la formación de la lluvia ácida a partir de la oxidación del azufre?, en la que los alumnos deben escribir las representaciones de Lewis, las diferencias de electronegatividad de las uniones S-O y H-O para predecir los tipos de enlace y la solubilidad en agua de los compuestos SO2 y H2SO3; este ejercicio junto con las respuestas al cuestionario relacionado con la parte experimental permitirán dar respuesta a ¿Cómo se relacionan las propiedades del dióxido de azufre (SO2) y del ácido sulfuroso (H2SO3) observadas durante el experimento con los modelos de enlace, Estructuras de Lewis y Modelo de Pauling establecidos en la hipótesis solicitada en la Actividad de Laboratorio.

    Con lo anterior, el profesor conducirá el análisis y la discusión para establecer, junto con los alumnos, acerca de la relación entre la estructura de las sustancias simples y compuestas con sus propiedades. Hacer énfasis en el impacto y deterioro del medio ambiente causado por nuestras actividades y la necesidad de tomar conciencia para su cuidado.

     

    Evaluación

     

    La estrategia involucra el cumplimiento de tareas concretas como el  Cuestionario del video Lluvia ácida y el Ejercicio Relación entre Modelos por lo que se calificará el resultado obtenido en ellas.  Por otro lado, para evaluar el desempeño de los alumnos en el desarrollo de actividades de laboratorio y la participación el trabajo colaborativo, las actividades de revisión, análisis y puesta en común de los conceptos abordados; así como, los reportes de las actividades experimentales: (1) Determinación del valor aproximado del agua de lluvia, (2) ¿Cómo medir el pH de la lluvia ácida? y (3) ¿Cómo se puede evidenciar la formación de la lluvia ácida a partir de la oxidación del azufre?  Se sugiere emplear rúbricas o listas de cotejo.