Cambio Químico

Hola Colegas!

Este es mi segundo post de la semana, y como se pueden dar cuenta por el titulo es sobre cambio químico. Si bien este contenido es ahora nuestro primer contenido del año, sé que varios de nosotros hemos tomado la decisión de primero hacer un resumen de los contenidos anteriores y después pasarnos a cambio químico, por lo que quería dejarles esta propuesta a todos ustedes que están comenzando con otro tópico y estarán pasando en las próximas semanas a la unidad de reacciones.

El laboratorio que les propongo es para la fase exploratoria del contenido, de manera que nos hagamos una idea del conocimiento que tienen nuestros estudiantes al mismo tiempo que vamos planteando una visualización de como se generan las reacciones y como reconozco que hay sustancias que desaparecen y otras que aparecen. Este laboratorio corresponde a la propuesta de química contextualizada del Ciencias 12-15, la cual es una propuesta española hecha por expertos de la Universitat Autònoma de Barcelona y ha sido aprobada por el gobierno local, que usa el estudio de la combustión en una vela para la revisión de esta idea clave en el modelo de cambio químico.

No les dejo el documento original ya que se encuentra en Catalán, pero si alguno lo quiere, me puede escribir.

Antes de comenzar necesitan revisar que por grupo tengan 1 tubo de vidrio, 1 vela, 1 recipiente de vidrio (ojalá todos los recipientes sean de diferentes tamaños, fósforos, y una hoja con las preguntas que les plantearé a continuación (En el link pueden descargar la guía de la actividad). De manera general se necesita también una balanza.

Para comenzar se le pide a los estudiantes que revisen sus materiales y se les recuerda tener cuidado con los fósforos, es importante también plantearles que uno de los integrantes del grupo se tiene que hacer responsable de la guía de la actividad y que todos avanzaremos al mismo tiempo, ya que se irán dando tiempos para que al mismo instante se pueda hacer el experimento y luego se discutan los resultados.

En nuestro caso debemos tomar en cuenta que esta actividad dura la hora y media y cada actividad requiere a lo máximo 5 minutos para hacer el laboratorio y 10 minutos para discutir cada punto. Se que el calculo no les da, pero algunos pasos requieren solo un minuto o dos.

A continuación les dejo las preguntas con las respuestas bases de las discusiones que se deberían dar y puntos en los que los estudiantes se deberían fijar, la idea es que ellos construyan las nociones, no que nosotros les demos las respuestas.

1. Anote en este recuadro el peso de su vela antes de encenderla. ¿Crees que habrá variado cuando la pesemos tras quemar un rato? ¿Por qué?

Es importante que cuando tengan la masa de la vela se les recuerde a los estudiantes a no gastar cera pegando la vela a la mesa, de manera que no se tenga perdida en exceso para el punto 7. Una opción es pedirles que antes de comenzar peguen la vela a una hoja pequeña y tomen la masa de ambas cosas en este punto y en el 7.

2. Encienda la vela y observe la llama, ¿ves zonas diferentes? Dibuje una imagen, ¿cuál crees que es la parte más caliente? ¿por qué?

Al hacer el punto 5 se podrá ver que las zonas no producen lo mismo, por lo que deberían por lo menos reconocer dos zonas.

Cuando se revisen las imagenes y se converse lo que opinan es decisión de ustedes si mostrarles esta imagen o solo conversarlo.

3. Pon el recipiente de vidrio invertido encima de la vela, de forma que el cuello del bote quede a la altura de la mecha, pero sin tocar la llama. ¿Qué sucede en el vidrio al cabo de unos segundos? ¿De donde ha podido salir esta materia que antes no estaba? ¿qué podría ser?

En esta parte sería bueno recordarles que tengan cuidado con como afirman el recipiente.

Con el tiempo van a poder observar la humedad que va apareciendo en el cuello del recipiente y va aumentando, una opción es que les pregunten que creen que es, y a que se debe, y la segunda opción es que solo les pregunten si lo que observan es parte de la vela o una sustancia diferente.

Una vez que lleguen a la discusión de que puede ser agua es bueno preguntarles de donde sale el agua, recordar que esta compuesta de hidrógeno y oxígeno, de donde vienen los elementos que están formando el agua?

4. Baja el recipiente de vidrio hasta la mesa y toma el tiempo que demora en apagarse la vela. ¿tomará el mismo tiempo con el resto de los grupos? ¿Alguna explicación?

Al principio les había mencionado tener recipientes de diferentes tamaños, la idea es que revisen que la reacción ocurre en diferentes cantidades, por lo que tienen que pensar en que está ocurriendo.

Una vez que todos han terminado de tomar el tiempo se puede comparar los tiempos en la pizarra y revisar el tamaño de los recipientes para ver cual es la correlación.

5. Para saber qué hay en la llama cerca de la mecha, acerca el tubo de en distintos lugares de la llama. ¿Qué crees que será? ¿es el humo siempre del mismo color?

Dependiendo de la zona en la cual ubiquen al tubo se puede observar que hay un humo blanco y uno negro, por lo que es importante plantearles a que se puede deber, si puede ser la misma sustancia y en que afecta la imagen que hicieron al principio con la diferencia de temperatura.

Cuando sale el humo blanco estamos observando a la parafina de la vela que a pasado de sólido a líquido y de líquido a gas, es una de las sustancias que tenemos en el proceso.

El humo negro es el carbono, y es uno de los elementos presentes en la parafina, para que los estudiantes puedan identificarlo se les puede preguntar en que otras situaciones vemos ese humo negro y que es, se les puede pedir además que piensen en que elementos se encuentran en el humo.

6. Apaga la vela de un soplo, acerca rápidamente un fósforo prendido al humo. ¿Qué ocurre? ¿Cómo se explica?

Al apagar la vela vuelve a salir el humo blanco y cuando acercamos un fósforo la vela debería prender nuevamente, por lo que le preguntamos a nuestros estudiantes, ¿por qué ocurre? queriendo volver al punto anterior, si es parafina ¿se forma un puente con el humo a la mecha?

7. Apague la vela, pesela nuevamente, anote su peso y comparelo con el inicial. ¿qué ha ocurrido? ¿por qué?

Recordar que deben volver a masar con la hoja si la pegaron antes de masarla la primera vez, es importante tener cuidado con perder parafina en forma líquida. Una vez que vean que hay menos masa entonces preguntar, ¿donde se fue? es importante discutir que no solo es parafina que pasa a estado gaseoso, ya que vimos que se estaban produciendo otras sustancias al prender la mecha.

8. Has un resumen de lo que ha pasado a la vela, y por qué ocurren los fenómenos.

Esta respuesta la pueden pedir a modo de evaluación, o dejarla como una pregunta de sintesis, la pueden resolver en el mismo tiempo de clases, o si no queda mucho tiempo dejar su revisión para la siguiente clase.

Si bien alguno de ustedes me podría decir que puede enseñar lo mismo en 15 minutos, les pido que le den una oportunidad, es una instancia para que nuestros estudiantes vean las reacciones desde los fenómenos y una forma de que la química no sea tan abstracta.

Espero les sirva, nos leemos!