2. Técnicas, procesos y equipos de laboratorio

Transcripción

1 2. Ténias, proesos y equipos de laboratorio INTRODUCCIÓN Este módulo de 228 horas pedagógias permite que los y las estudiantes puedan desarrollar las habilidades neesarias para el manejo de los instrumentos, materiales y equipos de laboratorio de análisis, los uales son usados habitualmente en determinaiones físias y químias, en sus sustanias (químias), así omo en las reaiones que on ellas se produen. En este módulo serán abordados los oneptos teórios neesarios que permitan a los y las estudiantes utilizar ténias básias para la obtenión y transformaión de produtos químios, y ontrolar variables del proeso, para asegurar la alidad de materias primas y produtos terminados. Durante el desarrollo del módulo el o la estudiante podrá organizar y oordinar las atividades del laboratorio y el plan de muestreo neesario, realizando análisis sobre materas y produtos en proeso y aabado, interpretando los resultados obtenidos, y siguiendo las normas de seguridad del laboratorio. La metodología empleada es fundamentalmente prátia. La realizaión de trabajos en el laboratorio resulta neesaria para omprender en profundidad los ontenidos teórios impartidos en el desarrollo del módulo, logrando el desarrollo de las destrezas neesarias. Además, se sugiere emplear resoluión de problemas, análisis de asos prátios, realizar atividades de laboratorio o taller, en las uales ada estudiante pueda ejeritar las ténias de preparaión de materias primas, ejeutar análisis de propiedades físias y químias de materias primas y reativos, y efetuar reaiones simuladas en apliaiones omputaionales orientadas a proedimientos importantes dentro de un proeso de análisis químio, entre otras y 4º medio Programa de Estudio

2 2. APRENDIZAJES ESPERADOS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN MóDULO 2 TÉCNICAS, PROCESOS Y EQUIPOS DE LABORATORIO 228 HORAS TERCERO MEDIO OBJETIVOS DE APRENDIZAJE de la espeialidad OA 2 Medir y registrar on preisión el omportamiento de variables e indiadores de los produtos, muestras y proesos produtivos, utilizando instrumentos tales omo: termómetros, manómetros, phmetros, higrómetros, analizadores de gases, barómetros, flujómetros, romanas, pesas eletrónias y balanzas, entre otros. Aprendizajes Esperados 1. Emplea los distintos materiales, instrumentos y equipos de laboratorio de manera preisa, propiiando el orden y la limpieza del lugar de trabajo. Criterios de Evaluaión 1.1 Instala y desinstala equipos de laboratorio para su orreto funionamiento, tomando las medidas de seguridad pertinente. 1.2 Utiliza la balanza omo instrumento de preisión, manteniéndola en perfeto estado de limpieza y bien alibrada, de auerdo a las instruiones del fabriante. 1.3 Pipetea y afora muestras on preisión, utilizando los elementos de proteión personal orrespondientes. Objetivos de Aprendizaje Genérios Espeialidad QUÍMICA INDUSTRIAL Meniones Laboratorio Químio y Planta Químia 55

3 Aprendizajes Esperados 2. Cuantifia las sustanias presentes en diversas muestras, por medio de ténias de separaión en la industria químia, de manera uidadosa y responsable. 3. Prepara mezlas y soluiones de distinta onentraión informando los valores obtenidos, según pautas y utilizando tenologías de la informaión y omuniaión. Criterios de Evaluaión 2.1 Prepara soluiones para análisis uantitativo, mediante digestión de la muestra, bajo ampana y on los elementos de proteión personal. 2.2 Separa muestras a través de ténias de destilaión, ontrolando temperaturas y manteniendo el orden y limpieza del lugar de trabajo, de auerdo a la normativa vigente. 2.3 Cristaliza muestras para obtener sustanias puras, empleando tablas de solubilidad, a partir de la bibliografía existente. 2.4 Realiza la extraión omo método de separaión de sustanias, busando disolventes apropiados a las araterístias de la muestra de auerdo a prinipios químios. 3.1 Calula unidades de onentraión físias y químias para distintas soluiones, informando los resultados obtenidos de auerdo a prinipios físio-químios. 3.2 Utiliza masa y volúmenes de distintos reativos en la preparaión de soluiones, on los implementos de seguridad adeuados, de auerdo a la norma vigente. 3.3 Controla fatores omo densidad, ph, solubilidad, temperatura y la onentraión en las soluiones, on los instrumentos alibrados, de auerdo a prinipios físio-químios. Objetivos de Aprendizaje Genérios B A i i C h 56 3 y 4º medio Programa de Estudio

4 Aprendizajes Esperados 4. Aplia ténias de análisis volumétrio, onsiderando el instrumento adeuado y la preisión requerida. Criterios de Evaluaión 4.1 Prepara soluiones áidas y básias on material alibrado y según onentraión asignada, empleando los elementos de seguridad personal. 4.2 Instala equipos de volumetría, ambientando on las soluiones preparadas y propiiando la limpieza en el lugar de trabajo. Objetivos de Aprendizaje Genérios A k Valora las soluiones preparadas, utilizando patrones primarios obtenidos de la bibliografía. b 4.4 Titula muestras de onentraión desonoidas on la soluión valorada, omuniando los resultados en informes ténios. h 5. Interpreta las reaiones de óxidoreduión y las aplia en los proesos involurados en la industria químia, umpliendo las normas de seguridad. 5.1 Asigna los estados de oxidaión en átomos de iones mono y poliatómios, según métodos investigados en la bibliografía disponible y prinipios químios. 5.2 Equilibra euaiones que desriben reaiones óxido-reduión, en medios áidos y básios, apliando proedimientos estandarizados, de auerdo a los prinipios químios. b 5.3 Aplia reaiones de óxido-reduión en ténias de laboratorio, vigilando el umplimiento de las normas de seguridad. k Espeialidad QUÍMICA INDUSTRIAL Meniones Laboratorio Químio y Planta Químia 57

5 Ejemplo de atividad de aprendizaje NOMBRE DEL MÓDULO Ténias, proesos y equipos de laboratorio NOMBRE DE LA ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE Unidades de onentraión DURACIÓN DE LA ACTIVIDAD 12 a 18 horas AprendizajeS esperados 3. Prepara mezlas y soluiones de distinta onentraión informando los valores obtenidos, según pautas y utilizando tenologías de la informaión y omuniaión. METODOLOGÍAS SELECCIONADAS Criterios de evaluaión que inluye 3.1 Calula unidades de onentraión físias y químias para distintas soluiones, informando los resultados obtenidos de auerdo a prinipios físio-químios. 3.2 Utiliza masa y volúmenes de distintos reativos en la preparaión de soluiones, on los implementos de seguridad adeuados, de auerdo a la norma vigente. 3.3 Controla fatores omo densidad, ph, solubilidad, temperatura y la onentraión en las soluiones, on los instrumentos alibrados, de auerdo a prinipios físio-químios. Texto guía Prátia de laboratorio Desripión de las tareas que realizan doentes y estudiantes, y los reursos que se utilizan en ada una de las siguientes etapas: PREPARACIÓN DE LA ACTIVIDAD Doente: Por medio de una lase expositiva, se establee la relaión existente entre soluto, disolvente y soluión. Explia los fatores que afetan la solubilidad de una soluión. Aborda los aprendizajes relaionados on unidades de onentraión: --Físias: %p/p, %p/v, % v/v, ppm. --Químias: Molaridad, molalidad, normalidad. Entrega ejemplos resueltos a problemas relaionados on unidades de onentraión. Reursos: Guía teória. Material de esritorio. Libros de químia. Pauta de onfeión de informe ténio. Pauta de observaión y 4º medio Programa de Estudio

6 Desripión de las tareas que realizan doentes y estudiantes, y los reursos que se utilizan en ada una de las siguientes etapas: EJECUCIÓN Doente: Entrega las instruiones de la prátia de laboratorio, destaando los oneptos vistos en lases. Distribuye a los y las estudiantes en el laboratorio de análisis, entregando los reativos y materiales de laboratorio asoiados. Verifia que ada estudiante prepare orretamente la soluión. Supervisa la ejeuión de la prátia de laboratorio y vigila el umplimiento de las normas de seguridad. Estudiantes: A partir de una guía de apoyo preparan una soluión de onentraión físia o químia según onentraión asignada. Por ejemplo: --Soluión auosa de anaranjado de metilo (C14H14N3NaO3S) al 0,2 % p/v. --Soluión de hidróxido de sodio al 14 % p/v. --Soluión de nitrato de plata (AgNO3), 0,1 N --Soluión de áido lorhídrio, HCI 0. 1 M (áido fuerte). --Soluión de hidróxido de sodio, NaOH 0. 1 N (base fuerte). Para efetuar la experienia prátia, deben: --Lavar y sear el material de laboratorio neesario para efetuar la experienia prátia. --Determinar los gramos de soluto neesarios que debe masar (según la onentraión asignada). --Masar los gramos de soluto y diluir en la ierta antidad de agua. --Aforar la soluión preparada. --Determinar la densidad de la soluión preparada, por medio de las ténias disponibles (tradiional, pinómetro, densímetro). --Elaborar informe ténio on datos y álulos soliitados, según pauta estableida previamente. Reursos: Guía de apoyo. Material de esritorio. Caluladora. Tabla periódia. Material de vidrio de laboratorio. Reativos de laboratorio. Balanza de preisión. Elementos de proteión personal. 2. CIERRE Doente: Realiza una retroalimentaión on sus estudiantes para fortaleer los oneptos de unidades de onentraión. Espeialidad QUÍMICA INDUSTRIAL Meniones Laboratorio Químio y Planta Químia 59

7 Ejemplo de atividad de aprendizaje NOMBRE DEL MÓDULO Ténias, proesos y equipos de laboratorio NOMBRE DE LA ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE Reaiones óxido reduión DURACIÓN DE LA ACTIVIDAD 9 a 12 horas AprendizajeS esperados 5. Interpreta las reaiones de óxido-reduión y las aplia en los proesos involurados en la industria químia, umpliendo las normas de seguridad. METODOLOGÍAS SELECCIONADAS Criterios de evaluaión que inluye 5.1 Asigna los estados de oxidaión en átomos de iones mono y poliatómios, según métodos investigados en la bibliografía disponible y prinipios químios. 5.2 Equilibra euaiones que desriben reaiones óxido-reduión, en medios áidos y básios, apliando proedimientos estandarizados, de auerdo a los prinipios químios. 5.3 Aplia reaiones de óxido-reduión en ténias de laboratorio, vigilando el umplimiento de las normas de seguridad. Texto guía Prátia de laboratorio Desripión de las tareas que realizan doentes y estudiantes, y los reursos que se utilizan en ada una de las siguientes etapas: PREPARACIÓN DE LA ACTIVIDAD Doente: A través de una lase expositiva establee: --Coneptos de oxidaión, reduión, oxidante, redutor, et. --Cálulos del número de oxidaión y sus prinipales reglas. --Ejemplos de reaiones de oxidaión, indiando el número de eletrones que pierden y ganan las espeies involuradas. --Caraterístias de los agentes redutores y oxidantes. --Métodos de ajuste de euaiones redox. --Campo de apliaión de las reaiones de óxido-reduión. Por medio de preguntas aleatorias, evalúa el aprendizaje de los ontenidos tratados. Reursos: Computadores on onexión a internet. Guía teórias de apoyo. Material de esritorio. Libro de químia general. Manuales ténios y 4º medio Programa de Estudio

8 Desripión de las tareas que realizan doentes y estudiantes, y los reursos que se utilizan en ada una de las siguientes etapas: EJECUCIÓN Doente: Una vez que se han abordado los ontenidos involurados, se relaiona el fundamento teório on las reaiones que se realizarán de manera experimental en el laboratorio. Presenta un video o presentaión relativa a los proesos de extraión de minerales y el proeso de eletro obtenión en la industria minera. Entrega los materiales y reativos de laboratorio a las y los estudiantes. Supervisa el orreto funionamiento del sistema de eletro-obtenión. Vigila el umplimiento de las normas de seguridad del laboratorio. Estudiantes: Llevan a abo un experimento para simular el proeso de eletro obtenión que se utiliza en la etapa de purifiaión del proesamiento de minerales. Preparan dos láminas de obre determinando la masa de ambas (se sugiere las plaas de 6.5m x 10m x 0.2mm aproximadamente). Coloan las láminas onetadas a una fuente de poder en la soluión de sulfato de úprio, preparada en 500 ml de soluión (55 gr/l de Cu+2 y 180 gr/l de H2SO4). Luego, ada ierta antidad de tiempo, retiran el ánodo y el átodo para searlos y pesarlos en los minutos 10, 20 y 35, adiionalmente anotando la temperatura del experimento ada 3 minutos. Una vez finalizado el experimento miden el área de depósito de las láminas de obre. Registran los datos y grafian la masa del obre depositado en funión del tiempo. Esriben y equilibran la euaión involurada en la reaión de eletro-obtenión. Elaboran un informe, según el formato entregado previamente por su doente. Reursos: Reativos de laboratorio (sulfato úprio pentahidratado, áido sulfúrio, agua destilada, obre metálio). Fuentes de poder. Material de laboratorio de uso general. Elementos de proteión personal. Materiales de esritorio. Pauta de informe ténio. 2. CIERRE Doente: Revisa los álulos y gráfios involurados en la experienia y resalta la importania del proeso de eletro-obtenión de minerales en la industria químia. Espeialidad QUÍMICA INDUSTRIAL Meniones Laboratorio Químio y Planta Químia 61

9 Ejemplo de atividad de EVALUACIÓN NOMBRE DEL MÓDULO Ténias, proesos y equipos de laboratorio 3. Aprendizajes ESPERADOs Prepara mezlas y soluiones de distinta onentraión informando los valores obtenidos, según pautas y utilizando tenologías de la informaión y omuniaión. Criterios de evaluaión 3.1 Calula unidades de onentraión físias y químias para distintas soluiones, informando los resultados obtenidos de auerdo a prinipios físioquímios. 3.2 Utiliza masa y volúmenes de distintos reativos en la preparaión de soluiones, on los implementos de seguridad adeuados, de auerdo a la norma vigente. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE genérios a evaluar Realizar las tareas de manera prolija, umpliendo plazos estableidos y estándares de alidad, busando alternativas y soluiones uando se presentan problemas pertinentes a las funiones desempeñadas. h Manejar tenologías de la informaión y omuniaión para obtener y proesar informaión pertinente al trabajo, así omo para omuniar resultados, instruiones e ideas. Seleión de ómo evaluar Desripión de atividades Atividad mixta de evaluaión (prátia y teória) Estudiantes alulan los gramos de soluto que deben masar (según el reativo asignado), para preparar soluiones de distinta onentraión. Se evalúa por medio de informe ténio y pauta de apreiaión. Instrumentos de evaluaión seleionados Esala de apreiaión sobre: Orden y limpieza del lugar de trabajo. Uso de los elementos de proteión personal. Comuniaión esrita. Responsabilidad. Resoluión de problemas. Organizaión y desarrollo del trabajo, entre otros. Pauta ténia de informe: Título de la experienia. Objetivo de la experienia. Registro de observaiones y datos. Cálulos. Conlusiones. Prueba de onoimientos que onsidere: Unidades de onentraión físias (%p/p, %p/v, %v/v). Unidades de onentraión químias (molaridad, normalidad, molalidad). Diluiones y 4º medio Programa de Estudio

10 BIBLIOGRAFÍA Burriel-Marti, F. (2008). Químia analítia ualitativa. Madrid: Paraninfo. Chang, R., Sauedo, Z. J. & Hernández, S. J. M. (2008). Químia general para bahillerato. Ciudad de Méxio: MGraw-Hill Interameriana. 2. Perry, J. (2001). Manual del del ingeniero químio (vol. I). Ciudad de Méxio: MGraw Hill. Skoog, D. A. & West, D. M. (2002). Introduión a la químia analítia. Barelona: Reverté. Vian, O. A., & Brusi, G. A. J. M. (2007). Introduión a la químia industrial. Barelona: Reverté. Vogel, A. I. (1991). Químia analítia ualitativa. Buenos Aires: Kapelusz. Fritz, J. S. (1993). Químia analítia uantitativa. Ciudad de Méxio: Limusa. Hill, J. W., Kolb, D. K., Hill, C. S. & Esalona, G. R. L. (1999). Químia: Para el nuevo milenio. Ciudad de Méxio: Prentie-Hall Hispanoameriana. Sierieda, I. P. (2002). Problemas de químia. Barelona: Reverté. Canavos, G. (1992). Probabilidad y Estadístia. Ciudad de Méxio: MGraw-Hill. Espeialidad QUÍMICA INDUSTRIAL Meniones Laboratorio Químio y Planta Químia 63

11 Sitios web reomendados Extraión por solvente extraion.asp Ejeriios en línea: químia interativa Mezlas heterogéneas Nomenlatura inorgánia: ompuestos binarios Métodos de separaión de mezlas Libro de químia en línea (Los sitios web y enlaes sugeridos en este Programa fueron revisados en agosto de 2014) y 4º medio Programa de Estudio