Cultura científica : PBL4

PBL: REACCIONES QUÍMICAS ( INTRODUCCIÓN)

1.- ENUNCIADO Y DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA.

Se ha previsto dar a conocer las actividades de ampliación de Física y Química de 4º ESO organizando la exposición de un taller de Química a los alumnos del primer ciclo de Secundaria, para ello, se solicita a los alumnos de 4º que preparen varias reacciones químicas que pudieran ser de interés.

Se les propone 5 de carácter obligatorio y, al menos una, elegida por ellos.

Las de carácter obligatorio serán:

Comprobación de la presencia de NaCl mediante nitrato de plata (realmente era sal lo del frasco de las disoluciones)

NaCl + AgNO₃ ⇒ ↓AgCl (sólido blanco) + NaNO₃

Estudio de una reacción de neutralización con Indicadores ácido - base

HCl (aq) + NaOH (aq) ⇒ NaCl (aq) + H₂O (l)

CH₃COOH(vinagre) + NH₃⇒ CH₃COO-NH₄

Estudio de una reacción química de precipitación y aumento de la solubilidad con la temperatura

KI +Pb(NO₃)₂ ⇒ 2 KNO₃ +↓PbI₂

El yoduro de plomo (II) es un compuesto mucho más soluble en caliente que en frío. Si el recipiente donde se ha dado la reacción anterior se calienta, el precipitado se disuelve y, al enfriarse de nuevo, se forma un precipitado en forma de escamas brillantes, denominado “lluvia de oro”.

Estudio de una reacción de saponificación

Presencia de almidón mediante una disolución de Yodo (Lugol) e influencia de la temperatura

Con carácter voluntario elegirán una reacción química que pueda ser reproducida con facilidad, seguridad y con los medios existentes en el laboratorio

2.- PRESENTACIÓN DE LAS SOLUCIONES

Cada grupo tendrá que realizar las siguientes acciones:

Exponer públicamente en internet un trabajo "de grupo" que contenga:

Fotografías o vídeos de cada una de las reacciones obligatorias.
Vídeo de la experiencia voluntaria elegida por ellos
Vídeo, más extenso, con la explicación de la experiencia que será expuesta a los alumnos de 1º ESO

(A la vista de las experiencias voluntarias el profesor asignará a cada grupo el vídeo elegido para su exposición)

Entregar :

El diario personal reflexivo
Pendrive con el vídeo que será expuesto a los de 1º ESO

3.- RECURSOS

Libro de Ampliación de Física y Química del seminario.

Laboratorio de Física y laboratorio de Química.

Cámaras fotográficas, o en su defecto móviles personales, solicitando permiso para utilizarlos.

4.- METODOLOGÍA DE TRABAJO

Se trabajará en grupos cooperativos heterogéneos de tres personas

Cada componente del grupo se responsabilizará de fotografiar, subir al blog, comentar y exponer a los otros grupos, al menos una de las actuaciones, debiendo figurar claramente su nombre para identificar su trabajo.

Cada grupo se distribuirá el trabajo de diseño, dibujo y publicación en internet, que normalmente se hará en clase y, si no fuera posible, en casa

Es fundamental la distribución de los trabajos. Si uno lo hace mal repercute en todo el grupo.

Diariamente se confeccionará un diario reflexivo analizando lo que se ha realizado y queda por realizar.

La calificación de la participación de los componentes del grupo se realizará esporádicamente cuando lo indique el profesor.

Terminado el trabajo cada grupo expondrá lo realizado y cada componente defenderá la parte de la que se responsabilizó.

5.- CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Se valorará la calidad del blog y meticulosidad en la realización de las acciones ajustándose a la rúbrica que contenga todas las reacciones obligatorias, (50% de la calificación), La reacción voluntaria se valorará con un 30% de la calificación y el entusiasmo demostrado en la realización del trabajo (observación del profesor y evaluación del grupo) (+/- 20% de la calificación)

Rúbrica para la valoración del blog de las reacciones obligatorias

NOMBRES

Introducción del PBL

Neutralización

Saponificación

Precipitación de AgCl

Precipitación de PbI₂

Presencia de almidón

Explicación del ejercicio

Cuadro de indicadores

Reacciones químicas

Fotos o vídeo

Explicación del ejercicio

Cuadro de indicadores

Reacciones químicas

Fotos o vídeo

Explicación del ejercicio

Cuadro de indicadores

Reacciones químicas

Fotos o vídeo

Explicación del ejercicio

Cuadro de indicadores

Reacciones químicas

Fotos o vídeo

Explicación del ejercicio

Cuadro de indicadores

Reacciones químicas

Fotos o vídeo

6.- OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Conocer algunas reacciones químicas
Familiarizarse en el manejo de los materiales de laboratorio

NEUTRALIZACIÓN

HCl (aq) + NaOH (aq) ⇒ NaCl (aq) + H₂O (l)

CH₃COOH(vinagre) + NH₃⇒ CH₃COO-NH₄

EXPLICACIÓN DEL EJERCICIO
En este PBL, vamos a diferenciar una sustancia ácida de una sustancia base ( pH). Después las neutralizaremos entre sí. Los pasos que hemos seguido son los siguientes:

1.En dos vasos de precipitado se añaden un ácido y un base (no se sabe todavía cuál es cual).

2.El siguiente paso es diferenciar las sustancias. Para ello hemos utilizado unas tiritas especiales que cambian de color según el pH. Como se puede ver en la escala de colores, el rojo es ácido (1) y el azul oscuro es base (14)

3.Para confirmar que en cada vaso hay una base y un ácido, les hemos puesto unas etiquetas y después hemos echado una sustancia diferente para ver que no nos hemos equivocado. ( el ácido se vuelve rojo y la base adquiere un color rosa chicle por la fenoctaleina )

4. Echamos la base en el matraz aforado

5.El último paso de este experimento es neutralizar la base con el ácido que habíamos dejado en otro vaso distinto. Como no teníamos suficiente tuvimos que echarlo de la botella.

http://prezi.com/ujaroc6u8m6i/?utm_campaign=share&utm_medium=copy
(aquí hay un enlace por si hubiera problemas para ver el vídeo)

Como se puede ver en el vídeo, al neutralizarse la mezcla se vuelve transparente.

CUADRO

LLUVIA DE ORO

EXPLICACIÓN DEL EJERCICIO

En este experimento tenemos como objetivo crear "lluvia de oro" (escamas doradas producidas al enfriarse) a partir de la reacción química:

KI +Pb(NO₃)₂ ⇒ 2 KNO₃ +↓PbI₂

1.Se echa Pb(NO₃)_{2 en un tubo de ensayo. Este líquido tiene que transparente. A continuación se le añade unas gotas de Yoduro potásico. A medida que echamos este compuesto. El color va cambiando hasta ser amarillo.}

2.Se calienta el compuesto con ayuda de un mechero de alcohol y un soporte con pinzas. Tras esperar un poco, la mezcla se vuelve transparente como antes.

3.Una vez ya calentado, lo dejamos enfriar para que las "escamas" se produzcan y se puedan ver. En nuestro caso, utilizamos un poco de agua fría para acelerar el proceso.

Como se puede ver en la imagen, parece que dentro del compuesto hay "escamas doradas" o purpurina. Por eso, esta reacción se conoce como Lluvia de oro.

PRESENCIA DE ALMIDÓN

EXPLICACIÓN DEL EJERCICIO

1.Se echa en un tubo de ensayo almidón en polvo y a continuación se le añade un poco de agua para que no se quede demasiado concentrado.

2. Después se echa el lugol (contiene yodo). Esto provoca una reacción que cambia el color a azul ultramar.

3.Al calentar el tubo con ayuda de un mechero de alcohol, podemos observar que el almidón y el lugol se vuelven casi transparentes.

4. Para volver a restaurar los enlaces del Yodo, teníamos que enfriar el tubo para que su color cambie al azul de antes. Para acelerar e proceso metimos el tubo en un vaso con agua fría. Sin embargo no dio tiempo a que cambiase de color.

SAPONIFICACIÓN

EXPLICACIÓN DEL EJERCICIO:
En esta reacción realizaremos jabón a partir de sosa cáustica, aceite usado (colado) y agua. También necesitaremos un vaso y un palillo de plástico y un vaso de precipitados.
MATERIAL:
Paleta de Plástico
Vaso de Plástico
25 ml de aceite
25 ml de agua
4 g de sosa cáustica

1.Pesamos en el vaso de precipitados 4gr de sosa cáustica ( La sosa puede quemar!!)

2. Echamos 25 ml de aceite y 25 ml de agua sobre la sosa en este mismo orden y a continuación se remueve la mezcla con el palillo de forma constante y en el mismo sentido para que no se corte y se forme una masa más pastosa.

Pásalo al vaso de plástico y déjalo secar y si quieres que tenga un olor agradable añádele algún tipo de esencia (limón, fresa, vainilla...)

Cuando pasen unos días sacamos cuidadosamente el contenido del vaso de plástico y si hemos realizado el experimento correctamente saldrá un jabón suave al tacto por la acción de la glicerina. Para sacarlo es necesario mucho cuidado, ya que puede haber sosa en el vaso.

*(En nuestro caso, no salió como debería. Sin embargo, lejos de parecer jabón, parecía gelatina)

DOBLE SUSTITUCIÓN

NaCl + AgNO₃ ⇒ ↓AgCl (sólido blanco) + NaNO₃

EXPLICACIÓN DEL EJERCICIO:

1.En un mortero, picamos sulfato de cobre (polvo de color azul) de forma que podamos romper los mayores enlaces posibles. Una vez terminado este paso, echamos el sulfato en un vaso de precipitados y lo disolvemos en agua.

2.El siguiente paso es introducir el clavo en esta disolución y esperar.

3. Tras una semana de reposo, la disolución debería estar de color marrón por el material del clavo. Sin embargo, en nuestro caso se ha formado una capucha rosada en esta.