Guía del docente. 1. Descripción curricular:

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1 Guía del docente. 1. Descripción curricular: - Nivel: 3º medio. - Subsector: Ciencias Químicas. - Unidad temática: Cinética química. - Palabras claves: reactividad, velocidad de reacción, cinética química, energía cinética. - Contenidos curriculares: - Medición de la velocidad de una reacción simple, a lo menos a dos temperaturas y a dos concentraciones iniciales de reactantes; determinación del orden de reacción; cálculo de las constantes de velocidad; estimación de la energía de activación. - Introducción a los mecanismos de reacción; reacciones químicas reversibles y equilibrio químico. - Composición química y características físicas de catalizadores de uso en la vida cotidiana. 2. Contenidos relacionados: - 2º medio: Disoluciones. Concepto de mol. Preparación de disoluciones molares de distinta concentración y con diferentes solutos. Estequiometría y realización de cálculos estequiométricos en disoluciones. Concepto de acidez y de ph, estimación de la acidez de disoluciones acuosas. Disoluciones amortiguadoras. Propiedades coligativas y su relación con situaciones de la vida cotidiana. - 3º medio: Cinética química Medición de la velocidad de una reacción simple, a lo menos a dos temperaturas y a dos concentraciones iniciales de reactantes; determinación del orden de reacción; cálculo de las constantes de velocidad; estimación de la energía de activación.

2 Introducción a los mecanismos de reacción; reacciones químicas reversibles y equilibrio químico. Composición química y características físicas de catalizadores de uso en la vida cotidiana. 3. Aprendizajes esperados: Los alumnos y alumnas: Identifican el concepto de velocidad de reacción. Relacionan las velocidades de reacción directa e inversa con la obtención del equilibrio químico. Reconocen que la velocidad con que ocurre una reacción determinada depende principalmente de dos factores: concentraciones y temperatura. Reconocen el concepto de mecanismo para explicar la cinética de una reacción simple. Asocian a una reacción una determinada energía de activación. Distinguen entre los conceptos de catalizador e inhibidor. Valoran la importancia de los catalizadores, particularmente en la catálisis enzimática de procesos de importancia bioquímica, y en los convertidores catalíticos de motores de combustión interna. Teoría de colisiones Energía de activación. Catalizador. 4. Recursos digitales asociados de Presentación PowerPoint: Cinética química. 5. Descripción general de las actividades: La actividad cinética química se relaciona fuertemente con la presentación en PowerPoint cinética química, la cual muestra las características que posee una reacción química ante las variaciones de temperatura del sistema. Esta actividad nos muestra de manera experimental en qué consiste la cinética química de una reacción.

3 La actividad está estructurada de tal forma que puede realizarse en 2 horas pedagógicas. Se recomienda que los alumnos y alumnas trabajen en grupos de cuatro personas. 1. Introducción. Actividad: Cinética química. Velocidad de reacción: La velocidad de reacción de los procesos químicos en función de la concentración de las especies que reaccionan, de los productos de reacción, de los catalizadores e inhibidores, de los diferentes medios disolventes, de la temperatura, y de todas las demás variables que pueden afectar a la velocidad de una reacción. Cuando algunas sustancias reaccionan lo hacen en forma lenta, por ejemplo el hierro en presencia de aire; otras reaccionan rápidamente, como por ejemplo el sodio también en presencia de aire; y hay sustancias como el papel en presencia de aire que no reaccionarían jamás sin el auxilio del fuego, pero una vez comenzada la reacción ésta se desarrolla rápidamente. Entonces, tanto para que una reacción ocurra, como para modificar su velocidad, se deberán tener en cuenta varios factores. Velocidad de reacción La cinética química busca la relación entre la forma precisa en que varía la velocidad de reacción con el tiempo, y la naturaleza de las colisiones intermoleculares (que controlan la velocidad) implicadas en la generación de los productos de reacción. La velocidad de reacción se expresa de la siguiente forma: Velocidad = moles o gramos de sustancias que reaccionan por litro tiempo en segundos (1)

4 moles o gramos de sustancias obtenidas por litro Velocidad = tiempo en segundos (2) Por ejemplo: HCl + NaOH NaCl + H 2 O Para esta ecuación la expresión de velocidad es: 1) Moles o gramos de HCl o de NaOH por litro y por segundo. 2) Moles o gramos de NaCl o de H 2 O por litro y por segundo. Los moles o gramos de sustancia por litro de solución es la concentración, expresada como molaridad o simplemente en g/l. Por lo tanto, la velocidad de reacción se puede expresar como: Actividad grupal: Cinética química. 2. Desarrollo de la actividad. (H 2 O 2 + KI + HCl KCl + H 2 O + I 2 ) Materiales: Agua oxigenada. Yoduro de potasio. Acido clorhídrico. Agua 1 vasos de precipitados de 200 ml. 4 probetas. 1 mechero. 1 rejilla para el mechero. 1 varilla de agitación. 1 termómetro de -10 a 100 ºC

5 Montaje: 1. Selecciona los volúmenes de las soluciones de agua oxigenada, yoduro de potasio y ácido clorhídrico en agua suficiente, para obtener una solución de 150 ml. 2. Elige la temperatura del agua entre los 10 y 50 ºC. 3. Analiza el papel de las diferentes disoluciones y lo que ocurre tras las mezclas. 4. Repite las experiencias con diferentes volúmenes y temperaturas, (anota en tu cuaderno los diferentes tiempos de reacción). 3. Conclusión y análisis. a) Con la ayuda del profesor calcula las concentraciones de los reactivos: agua oxigenada y el yoduro de potasio. (crea una tabla).

6 b) Qué relación tiene la velocidad de reacción de las concentraciones iniciales de los reactivos con las diferentes temperaturas? c) Cuál es la relación de la energía cinética con el movimiento de las partículas? d) Qué sucede con la energía cinética a medida que aumenta la temperatura?