Contenido PRÓLOGO... 3 COMPETENCIAS QUE DESARROLLA... 4 ELABORACION DEL REPORTE DE PRÁCTICAS... 6 EVALUACION DE LA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL... 7 RUBRICA PARA EVALUAR LA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL DURANTE LA PRÁCTICA, DESDE LO ACTITUDINAL/VALORAL... 8 RUBRICA PARA LA EVALUACION DEL PRODUCTO FINAL (REPORTE ESCRITO) DE LA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL... 10 ACTIVIDADES EXPERIMENTALES... 12 PRÁCTICA # 1.- VOLUMEN MOLAR... 12 PRÁCTICA # 2.- FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS... 16 PRÁCTICA # 3.- LLUVIA ÁCIDA... 20 PRACTICA # 4.- EVIDENCIAS MACROSCÓPICAS DE UNA REACCIÓN QUÍMICA... 24 PRACTICA # 5.- ESTEQUIOMETRÍA DE REACCIONES QUÍMICAS... 28 PRACTICA # 6.- RENDIMIENTO DE UNA REACCIÓN QUÍMICA... 32
PRÓLOGO Una característica importante de la actividad experimental es que cuando los alumnos investigan, diseñan y conducen un experimento científico, realizan actividades en donde aplican y contextualizan los conocimientos conceptuales aprendidos, lo cual resulta más significativo para ellos y los motiva a realizar otras investigaciones y emplear sus conocimientos en la solución de problemas de índole ambiental o científico. Además el alumno desarrolla habilidades para trabajar colaborativamente, favoreciendo la adquisición de valores como el respeto, la responsabilidad y la tolerancia. La competencia central de la actividad experimental se orienta hacia que el alumno desarrolle habilidades y destrezas necesarias para manipular materiales y sustancias de laboratorio y a su vez conozca y aplique los procedimientos de investigación, razonamiento, análisis y síntesis, en el desarrollo de pequeños proyectos colaborativos. Los experimentos propuestos en esta Guía Didáctica han sido retomados del programa de la asignatura de Química Cuantitativa I del plan 2006, el cual esta en proceso de elaboración con enfoque en competencias, cabe destacar que debido a lo anterior no se cuenta con una propuesta para el trabajo experimental en esta asignatura. El diseño de esta Guía Didáctica para la actividad experimental tiene como base la metodología del modelo de las cinco dimensiones del aprendizaje descritas por Marzano y Chan-Tiburcio, retomadas de una propuesta para Química del Carbono trabajada de manera colaborativa por compañeros de la Academia de Química de la Dirección General de Escuelas Preparatorias (DGEP), conjuntamente con profesores de algunas Unidades Académicas del Bachillerato de la Universidad Autónoma de Sinaloa (Guía Didáctica para la Actividad Experimental de Química del Carbono). Las cinco dimensiones del aprendizaje (Marzano, 2005;Chan-Tiburcio, 2000) se refieren a: 1. Disposición y problematización. 2. Adquisición y organización del conocimiento. 3. Procesamiento de la información. 4. Aplicación de la información.
5. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición). COMPETENCIAS QUE DESARROLLA Las siguientes competencias genéricas y disciplinares son las que se pretenden desarrollar mediante la actividad experimental. COMPETENCIAS GENERICAS 1.- Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue. 2.- Elige y practica estilos de vida saludables. 3.- Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados. 4.- Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 5.- Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de COMPETENCIAS DISCIPLINARES 1.- Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas. 2.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 3.- Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. 4.- Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas. 5.- Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios
vista de manera crítica y reflexiva. 6.- Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida. científicos. 6.- Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana. 7.- Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. 8.- Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.
ELABORACION DEL REPORTE DE PRÁCTICAS Cada equipo de trabajo realizara su informe final de la actividad realizada, el cual debe contener: HOJA DE PRESENTACION: Nombre de la institución Nombre de la escuela Nombre del laboratorio Numero de practica Nombre completo de los integrantes del equipo Grado, grupo y turno Lugar y fecha CONTENIDO: Numero y título de la práctica Competencias a desarrollar Situación problemática Información sobre el tema Diseño del experimento Observaciones y datos obtenidos en la instrumentación del experimento Conclusiones Bibliografía o fuentes consultadas
EVALUACION DE LA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL La evaluación de la actividad experimental se basa en el desempeño real del alumno, para lo cual se utilizaran rubricas de evaluación. Las rúbricas son básicamente listas de características que facilitan evaluar la calidad de un producto de aprendizaje determinado. En ellas se identifican los criterios y los indicadores que deben estar presentes para establecer el nivel de desempeño alcanzado por el alumno. En otras palabras, una rúbrica es un conjunto de criterios de evaluación que especifica las características del producto para cada nivel de calidad. NIVEL DE DESEMPEÑO CALIFICACION EXELENTE 10 BIEN 8-9 REGULAR 6-7 DEFICIENTE 0-5
RUBRICA PARA EVALUAR LA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL DURANTE LA PRÁCTICA, DESDE LO ACTITUDINAL/VALORAL CRITERIOS NIVELES DE DESEMPEÑO DEFICIENTE REGULAR BIEN EXELENTE 12% 25% 38% 50% ASISTENCIA PUNTUALIDAD Indicadores: Actividades previas Guía didáctica Bata de laboratorio Y No traen o copian las actividades previas a la hora de laboratorio. No traen su guía didáctica, no traen bata Asisten la mitad o menos de los miembros del equipo algunos no traen sus actividades previas o su guía didáctica, no todos traen bata. Todos los miembros del Todos los miembros del equipo asisten equipo asisten puntualmente, con su guía puntualmente con sus actividades previas, su guía didáctica, algunos no traen didáctica y su bata de sus actividades previas, laboratorio uno o dos no traen bata INTEGRACIÓN EQUIPO DEL 2% 5% 8% 10% Los alumnos no están bien integrados. No son propositivos no trabajan, no estudiaron el desarrollo de la práctica Los alumnos no están bien integrados, trabajan regular. No son propositivos y no estudiaron el desarrollo de la práctica Los alumnos están bien integrados en el trabajo pero no son propositivos, no estudiaron bien el desarrollo de la práctica. Los alumnos del equipo están bien integrados, son propositivos y todos trabajan y entienden bien el desarrollo de la practica 5% 10% 15% 20% 8
DESEMPEÑO EN LA PRACTICA No trabajan en su experimento. No limpian y ordenan el material utilizado No obtienen los resultados de acuerdo a su propuesta. No limpian y ordenan todo el material utilizado. No realizan los experimentos de acuerdo a la propuesta, No obtienen todos los resultados. Limpian y ordenan el material utilizado Realizan su experimento de acuerdo a su propuesta. Contestan la guía didáctica cooperativamente y obtienen resultados. Limpian y ordenan el material utilizado. 5% 10% 15% 20% 9
RUBRICA PARA LA EVALUACION DEL PRODUCTO FINAL (REPORTE ESCRITO) DE LA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL NIVELES DE DESEMPEÑO CRITERIOS DEFICIENTE REGULAR BIEN EXELENTE 10% 20% 35% 50% PRESENTACION REPORTE Indicadores: Limpieza Hoja de presentación Ortografía DEL No se hizo en computadora, manejo muy deficiente de la ortografía y no tiene hoja de presentación o faltan mas de 3 datos en la presentación Reporte limpio, hecho a computadora, con varias faltas de ortografía y faltan 1 o 2 datos a la hoja de presentación. Reporte limpio, hecho a computadora, presenta pocas faltas de ortografía, engargolado, con hoja de presentación que incluye: Nombre de la institución Nombre de la escuela Nombre del laboratorio Numero de practica Nombre completo de los integrantes del equipo Grado, grupo y turno Lugar y fecha Reporte limpio, hecho a computadora, sin faltas de ortografía y engargolado, con hoja de presentación que incluye: Nombre de la institución Nombre de la escuela Nombre del laboratorio Numero de practica Nombre completo de los integrantes del equipo Grado, grupo y turno Lugar y fecha 3 % 5 % 8 % 10 % ESTRUCTURACION Y CONTENIDO Indicadores: Organización de los contenidos Redacción clara y coherente Redacción muy deficiente, le falta claridad en las observaciones y datos obtenidos, no presenta conclusiones ni fuentes consultadas La redacción no es coherente y le falta claridad en las observaciones y datos obtenidos y no presenta las fuentes consultadas La redacción es clara y coherente pero deficiente en alguno de los contenidos siguientes: Numero y título de la práctica Competencias a desarrollar Situación problemática La redacción es clara y coherente. Contiene toda la información referente a: Numero y título de la práctica Competencias a desarrollar Situación problemática Información sobre el tema 10
Información sobre el tema Diseño del experimento Observaciones y datos obtenidos en la instrumentación del experimento Conclusiones fuentes consultadas Diseño del experimento Observaciones y datos obtenidos en la instrumentación experimento Conclusiones fuentes (bibliografía) del consultadas 5 % 10 % 20 % 30 % FUENTES CONSULTADAS Indicadores: Numero de fuentes Confiabilidad de las fuentes y coherentes con el tema Información actualizada y relevante Las fuentes de información eran muy pocas o ninguna. Si utilizó fuentes, éstas no eran confiables ni contribuyen al tema. La información tiene poca o ninguna relación con el tema principal Las fuentes de información eran limitadas o poco variadas. La información recopilada tenía relación con el tema pero algunas no estaban al día o no eran relevantes. Algunas fuentes no eran confiables por lo que no contribuyeron al desarrollo del tema Las fuentes de información eran variadas y múltiples. La información que recopiló era actualizada pero incluyó algunos datos que no son relevantes o no tienen relación con el tema. Las fuentes eran confiables y contribuyeron al desarrollo del tema Las fuentes de información que utilizó fueron variadas y múltiples. La información que recopiló tenía relación con el tema, era relevante y actualizada. Las fuentes eran confiables (aceptadas dentro de la especialidad) y contribuyeron al desarrollo del tema 2 % 5 % 7 % 10 % 11
ACTIVIDADES EXPERIMENTALES PRÁCTICA # 1.- VOLUMEN MOLAR COMPETENCIAS A DESARROLLAR: Reafirma los conceptos de masa atómica, masa molecular, mol, masa molar y balanceo de ecuaciones y los aplica a un problema con sustancias reales. EXPLORACIÓN DIAGNOSTICA 1.- Que entiendes por mol? 2.- Que diferencia hay entre masa atómica y masa molecular? 3.- Podrías escribir la ecuación de la reacción que se lleva a cabo al agregar cierta cantidad de magnesio en un tubo que contiene acido clorhídrico? 4.- Escribe la ecuación de la reacción que resulta de combinar Zinc en polvo con una solución de acido clorhídrico SITUACION PROBLEMATICA Los ácidos al ponerse en contacto con los metales tales como zinc o magnesio, desprenden hidrógeno. Qué cantidad de zinc se requiere cuando se pone a reaccionar 5 gr de magnesio con el acido clorhídrico para producir una cantidad igual de hidrógeno molecular? Consulta en fuentes bibliográficas o en la red lo relacionado a los siguientes conceptos: Volumen molar
Masa molecular Masa atómica Reacción del zinc con ácido clorhídrico Reacción del magnesio con acido clorhídrico Balanceo de las ecuaciones anteriores Escribe una síntesis de lo investigado: SINTESIS
Con la información investigada y la ayuda del profesor redacta tu hipótesis tomando en cuenta las siguientes interrogantes: 1.- Cuáles son las ecuaciones balanceadas de las reacciones que se llevan a cabo al poner a reaccionar al Zinc y al Magnesio con el ácido clorhídrico? 2.- Cuál es la cantidad de hidrógeno molecular que se obtiene al reaccionar 5 gr de magnesio con 100 ml de acido clorhídrico 3M? 3.- En la reacción de Zn con ácido clorhídrico, cuantos gramos de Zn se requieren para obtener esta misma cantidad de hidrógeno molecular? 4.- Cómo demostrarías que estás obteniendo la misma cantidad de hidrógeno en ambas reacciones? HIPOTESIS El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los materiales necesarios para el logro de los objetivos planteados. DISEÑO EXPERIMENTAL ESQUEMA DEL EXPERIMENTO
MATERIAL SUSTANCIAS PROCEDIMIENTO REAJUSTES HECHOS AL EXPERIMENTO: DATOS OBTENIDOS: CONCLUSIONES: Qué aprendí? Cómo lo aprendí?
PRÁCTICA # 2.- FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS COMPETENCIAS A DESARROLLAR: Diseña e instrumenta un proyecto experimental que le permita obtener algunos compuestos químicos. Comprueba y valora el uso de algunos hidróxidos en la vida cotidiana. EXPLORACIÓN DIAGNOSTICA 1.- Que es una oxidación? 2.- Que tipo de sustancias se pueden oxidar? 3.- Porque no debes utilizar utensilios de cocina oxidados? 4.- Que sucede si a un oxido le agregas agua? 5.- A que se debe el malestar llamado acidez estomacal? 6.- Que tipo de sustancias se usan para calmar este problema? SITUACION PROBLEMATICA 1.- Cómo formarías un oxido y un hidróxido utilizando magnesio? Cómo comprobarías la formación del hidróxido? 2.- Cómo comprobarías el efecto antiácido del hidróxido de magnesio? Consulta en fuentes bibliográficas o en la red lo relacionado a los siguientes conceptos: Oxido básico Hidróxido Sales haloideas Neutralización Indicadores: fenolftaleína y anaranjado de metilo
Escribe una síntesis de lo investigado: SINTESIS
Con la información investigada y la ayuda del profesor redacta tu hipótesis tomando en cuenta las siguientes interrogantes: 1.- Para obtener el oxido de magnesio es necesario quemarlo o solo mojarlo? 2.- Como transformarías el oxido de magnesio en hidróxido de magnesio? 3.- Cómo comprobarías que se formo un hidróxido? 4.- Cómo neutralizarías al ácido clorhídrico? HIPOTESIS El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los materiales necesarios para el logro de los objetivos planteados. DISEÑO EXPERIMENTAL ESQUEMA DEL EXPERIMENTO
MATERIAL SUSTANCIAS PROCEDIMIENTO REAJUSTES HECHOS AL EXPERIMENTO: DATOS OBTENIDOS: CONCLUSIONES: Qué aprendí? Cómo lo aprendí?
PRÁCTICA # 3.- LLUVIA ÁCIDA COMPETENCIAS A DESARROLLAR: Reflexiona sobre el impacto de este fenómeno a nivel atmosférico y la participación de las industrias de las grandes ciudades y las erupciones volcánicas Diseña e instrumenta un proyecto experimental que le permita recrear la lluvia ácida EXPLORACIÓN DIAGNOSTICA 1.- Que es la lluvia ácida? 2.- Que la ocasiona? 3.- Si tomaras una muestra de agua de lluvia, Cómo comprobarías que es ácida? 4.- Como se mide la acidez de una sustancia? SITUACION PROBLEMATICA Qué reacciones realizarías para ejemplificar el fenómeno conocido como lluvia ácida? Consulta en fuentes bibliográficas o en la red lo siguiente:
Que es la lluvia ácida y que la ocasiona? Que es un oxido ácido? Que tipo de compuesto se forma al reaccionar el oxido acido con el agua? Que tipo de indicadores se utilizan para identificar a los ácidos? Que es el PH? Escribe una síntesis de lo investigado: SINTESIS
Con la información investigada y la ayuda del profesor redacta tu hipótesis tomando en cuenta las siguientes interrogantes. 1.- Cuales son los principales gases contaminantes del medio ambiente? 2.- Cuando estos gases reaccionan con el agua de lluvia que sustancia se forma? HIPOTESIS El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los materiales necesarios para el logro de los objetivos planteados. DISEÑO EXPERIMENTAL ESQUEMA DEL EXPERIMENTO
MATERIAL SUSTANCIAS PROCEDIMIENTO REAJUSTES HECHOS AL EXPERIMENTO: DATOS OBTENIDOS: CONCLUSIONES: Qué aprendí? Cómo lo aprendí?
PRÁCTICA # 4.- EVIDENCIAS MACROSCÓPICAS DE UNA REACCIÓN QUÍMICA COMPETENCIAS A DESARROLLAR: Identificar los diversos factores que se ponen de manifiesto en una reacción química. EXPLORACIÓN DIAGNOSTICA 1.- Que entiendes por cambio químico? 2.- Cuales son los 3 niveles de representación de una reacción química? 3.- Cuales son las principales manifestaciones macroscópicas que indiquen que se ha desarrollado una reacción química? SITUACION PROBLEMATICA Que sustancias de uso cotidiano utilizarías para ejemplificar una reacción y observar alguna manifestación macroscópica que indique que se llevó a cabo un cambio químico. Consulta en fuentes bibliográficas o en la red lo relacionado a los siguientes conceptos: Reacción química Niveles de representación de un cambio químico Efervescencia Formación de precipitados Reacción exotérmica
Reacción endotérmica Escribe una síntesis de lo investigado: SINTESIS
Con la información investigada y la ayuda del profesor redacta tu hipótesis HIPOTESIS El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los materiales necesarios para el logro de los objetivos planteados. DISEÑO EXPERIMENTAL ESQUEMA DEL EXPERIMENTO
MATERIAL SUSTANCIAS PROCEDIMIENTO REAJUSTES HECHOS AL EXPERIMENTO: DATOS OBTENIDOS: CONCLUSIONES: Qué aprendí? Cómo lo aprendí?
PRÁCTICA # 5.- ESTEQUIOMETRÍA DE REACCIONES QUÍMICAS COMPETENCIAS A DESARROLLAR: Aplicar la ley de la conservación de la masa para calcular teórica y experimentalmente las cantidades de reactivos y de productos que participan en una reacción química, utilizando sustancias de uso cotidiano. Propiciar el espíritu de investigación y el trabajo colaborativo EXPLORACIÓN DIAGNOSTICA 1.- Que dice la ley de la conservación de la masa? 2.- Que entiendes por estequiometía? SITUACION PROBLEMATICA Comprueba experimentalmente la ley de la conservación de la masa en una reacción de alka-seltzer con agua. Consulta en fuentes bibliográficas o en la red lo relacionado a los siguientes conceptos: Composición química del alka-seltzer Ecuación química de la reacción del alka-seltzer con el agua Balanceo de la ecuación química anterior Ley de la conservación de la masa Escribe una síntesis de lo investigado: SINTESIS
Con la información investigada y la ayuda del profesor redacta tu hipótesis HIPOTESIS
El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los materiales necesarios para el logro de los objetivos planteados. DISEÑO EXPERIMENTAL ESQUEMA DEL EXPERIMENTO MATERIAL SUSTANCIAS PROCEDIMIENTO
REAJUSTES HECHOS AL EXPERIMENTO: DATOS OBTENIDOS: CONCLUSIONES: Qué aprendí? Cómo lo aprendí?
PRÁCTICA # 6.- RENDIMIENTO DE UNA REACCIÓN QUÍMICA COMPETENCIAS A DESARROLLAR: Determinar el porcentaje de rendimiento de una reacción química aplicando las relaciones estequimétricas adecuadas. Determinar experimentalmente la cantidad de carbonato de sodio que se obtiene en la reacción de descomposición del bicarbonato de sodio. Propiciar el espíritu de investigación y el trabajo colaborativo EXPLORACIÓN DIAGNOSTICA 1.- En una reacción química a que se refiere el porcentaje de rendimiento? 2.- En una reacción química, como se determina el rendimiento real y el rendimiento teórico 3.- Hay alguna diferencia entre estos rendimientos? Por qué? SITUACION PROBLEMÁTICA Al calentar 5 gr de bicarbonato de sodio se realiza una reacción de descomposición y se obtiene carbonato de sodio, Cuál es el porcentaje de rendimiento de ésta reacción? Consulta en fuentes bibliográficas o en la red lo relacionado a los siguientes conceptos: Reactivo limitante Porcentaje de rendimiento de una reacción química Ecuación química de la reacción de descomposición del bicarbonato de sodio Balanceo de la ecuación química anterior
Escribe una síntesis de lo investigado: Con la información investigada y la ayuda del profesor redacta tu hipótesis tomando en cuenta las siguientes interrogantes. 1.- Teóricamente, que cantidad de carbonato de sodio se obtiene al calentar 5 gr de bicarbonato de sodio? 2.- Al realizar el experimento, la cantidad de carbonato de sodio que esperas obtener es mayor, menor o igual al resultado teórico? HIPOTESIS
El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los materiales necesarios para el logro de los objetivos planteados. DISEÑO EXPERIMENTAL ESQUEMA DEL EXPERIMENTO MATERIAL SUSTANCIAS PROCEDIMIENTO
REAJUSTES HECHOS AL EXPERIMENTO: DATOS OBTENIDOS: CONCLUSIONES: Qué aprendí? Cómo lo aprendí?