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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

Guía de aprendizaje:

Química 2 y Laboratorio Segunda edición

Modelo Educativo UANL/Modelo Académico de Nivel Medio Superior Ejes estructuradores: educación centrada en el aprendizaje y basada en competencias

Felipe Tehuitzitl Guadalupe Morales Javier Martínez María Rodríguez

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Jesús Ancer Rodríguez Rector Rogelio Garza Rivera Secretario General Ubaldo Ortiz Méndez Secretario Académico Alejandro Galván Ramírez Director de Estudios de Nivel Medio Superior Biblioteca Universitaria “Raúl Rangel Frías”, 4º piso Av. Alfonso Reyes No. 4000 Nte., Col. del Norte C.P. 64440, Monterrey, Nuevo León, México Tels: (81) 8329 4121 – 8329 4122 Fax: (81) 8329 4000, ext. 6608 e-mail: denms@uanl.mx Título de la obra: Guía de aprendizaje: Química 2 y Laboratorio Segunda edición, 2012 © Universidad Autónoma de Nuevo León © Comercializadora y Editora de Libros, S.A. de C.V. / Ediciones DeLaurel © Felipe Humberto Tehuitzitl Hernández © Javier Martínez Loza © Juana María Rodríguez Salas © María Guadalupe Morales Pinal Portada: © Dirección de Imagen Institucional ISBN (Ediciones DeLaurel): 978-607-7967-51-4 Reservados todos los derechos. Queda prohibida la reproducción o transmisión total o parcial del contenido de la presente obra en cualesquiera formas, sean electrónicas, mecánicas o por fotocopia, sin el consentimiento previo y por escrito de la Universidad Autónoma de Nuevo León y del editor. Impreso en México Printed in México Noviembre de 2012

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Ediciones DeLaurel es una marca registrada de Comercializadora y Editora de Libros, S.A. de C.V. Registro CANIEM 3680 Edición: Clara Castillo Álvarez Asistente editorial: Diana Oviedo Cuellar Diseño de interiores: Gabriel Ortiz y Alejandra Basurto Diseño de portada: Claudia Novelo Chavira Diagramación electrónica: La caja, servicios editoriales Salem Pérez Coyoc

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Presentación

entro de los rasgos distintivos de la Visión UANL 2020 se encuentra la promoción de la gestión responsable del conocimiento y de la cultura, así como dar respuesta a necesidades relevantes del desarrollo humano de manera oportuna y efectiva con un fuerte compromiso ético. Esta Visión tiene entre uno de sus propósitos que los programas de todos los niveles operen con base en un modelo educativo que promueva la formación integral de los estudiantes, para obtener sólidas competencias que le permitan insertarse en el mundo laboral de la sociedad del conocimiento. La elaboración de la serie de guías de aprendizaje, desarrolladas y estructuradas por el cuerpo académico de la Dirección de Estudios de Nivel Medio Superior, se articulan principalmente con los ejes estructuradores del Modelo Educativo de la UANL, mismos que promueven el aprendizaje autónomo para la construcción de las competencias de este nivel de estudios y el impulso de nuevos esquemas de pensamiento que facilitan “aprender a aprender”. La presente Guía de aprendizaje: Química 2 y Laboratorio, se ha diseñado pensando en el estudiante del bachillerato universitario. Su finalidad es proporcionarle un conjunto de actividades que le permitan alcanzar los aprendizajes y desarrollar las competencias genéricas y disciplinares correspondientes a un segundo curso de Química. En este semestre se cubren las siguientes etapas: Ecuaciones químicas. El lenguaje de las reacciones; Disoluciones. Sistemas homogéneos; Ácidos y bases. Opuestos que se neutralizan; El petróleo. Fuente de hidrocarburos. El propósito es que, a través de ellas, el alumno continúe la adquisición de una cultura química que le permita observar, analizar, comprender y explicar los fenómenos químicos que se manifiestan en la naturaleza y en la vida cotidiana. Con seguridad, esta guía de aprendizaje trascenderá en la formación de un estudiante analítico, crítico, reflexivo y creativo que ayuda a constituirse como un ciudadano que busca el bien común y una persona de éxito preocupada por el entorno actual de la sociedad. Dr. Jesús Ancer Rodríguez Rector Educación de clase mundial, un compromiso social

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Presentación Índice Datos generales Fundamentación Perfil de egreso del nivel medio superior Competencias de la unidad de aprendizaje: Química 2 y Laboratorio Representación gráfica de la unidad de aprendizaje Evaluación integral de procesos y productos de la unidad de aprendizaje Recomendaciones para el curso

» Etapa 1. Reacciones químicas

3 4 6 6 8 16 18 19 22

en la vida y el entorno

23

» Etapa 2. Disoluciones acuosas

37

Esquema de la etapa 1 Introducción a la etapa 1 Competencias de la etapa 1 Secuencia didáctica de la etapa 1 Actividades de aprendizaje Actividad diagnóstica Actividad de adquisición del conocimiento Actividad de organización y jerarquización  Actividad de aplicación Actividad de metacognición Actividad integradora

Esquema de la etapa 2 Introducción a la etapa 2 Competencias de la etapa 2 Secuencia didáctica de la etapa 2 Actividades de aprendizaje Actividad diagnóstica Actividad de adquisición del conocimiento

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Actividad de organización y jerarquización Actividad de aplicación Actividad de metacognición Actividad integradora

» Etapa 3. Ácidos y bases. Opuestos que

45 45 47 47

se neutralizan

49

» Etapa 4. El petróleo. Fuente de hidrocarburos

65

Registro de evidencias para el desarrollo de competencias 

81

Esquema de la etapa 3 Introducción a la etapa 3 Competencias de la etapa 3 Secuencia didáctica de la etapa 3 Actividades de aprendizaje Actividad diagnóstica Actividad de adquisición del conocimiento Actividad de organización y jerarquización  Actividad de aplicación Actividad de metacognición Actividad integradora

Esquema de la etapa 4 Introducción a la etapa 4 Competencias de la etapa 4 Secuencia didáctica de la etapa 4 Actividades de aprendizaje Actividad diagnóstica Actividad de adquisición del conocimiento Actividad de organización y jerarquización Actividad de aplicación  Actividad de metacognición  Actividad integradora

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50 51 52 54 56 56 56 57 58 61 62

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Química 2 y Laboratorio Datos generales La unidad de aprendizaje de Química 2 y Laboratorio pertenece al área curricular propedéutica, su modalidad es presencial/escolarizada, se ubica en el campo disciplinar de Ciencias experimentales, se lleva a cabo en el periodo académico de enero–junio, tiene 96 frecuencias por semestre, 64 horas aula y 32 horas extra-aula y 3 créditos por semestre.

Fundamentación El programa correspondiente a la unidad de aprendizaje Química 2 y Laboratorio, forma parte de la estructura curricular del segundo semestre de Bachillerato General. Se fundamenta en los ejes estructuradores plasmados en el modelo académico de Nivel Medio Superior, la educación centrada en el aprendizaje y la educación basada en competencias. Promueve la formación integral del estudiante a través del aprendizaje autónomo, el trabajo colaborativo, el uso de la tecnología en la gestión de información, el pensamiento reflexivo y crítico y la toma de decisiones, para que el estudiante asuma un papel propositivo que le permita interactuar en contextos plurales en busca del bien común participando activamente en el desarrollo sustentable del país. La presente Guía de aprendizaje: Química 2 y Laboratorio, propone una serie de actividades a través de las cuales el estudiante, al realizarlas estará en posibilidad de desarrollar paulatinamente las competencias mínimas, que le permitan avanzar en el conocimiento y comprensión del mundo material en el cual se encuentra inmerso. Dichas competencias demandan la apropiación de conocimientos logrados a través de las siguientes etapas: las reacciones químicas, las disoluciones, ácidos y bases y los hidrocarburos; las cuales son la base para estudios posteriores de esta ciencia y su vinculación con cualquier otra relacionada con ella. El propósito de esas cuatro etapas es que, a través de ellas, el estudiante continúe en la adquisición de una cultura química que le permita observar, analizar, comprender y explicar los fenómenos químicos que se manifiestan en la naturaleza y en la vida cotidiana, que contribuya a la adquisición de una cultura científica a través de la cual se puedan tomar decisiones fundamentadas

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para evaluar los riesgos y beneficios de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana y en su entorno; por lo que es necesaria su participación activa y consciente para lograr estas metas. Se propone además la aplicación disciplinaria de las TIC, para lo cual, a lo largo del curso, realizará con frecuencia investigaciones en Internet. Asimismo, se contempla resaltar el carácter factual de la Química, para lo cual se plantean algunos experimentos, lo que le permitirá comprobar los conocimientos teóricos, así como desarrollar habilidades de trabajo en el laboratorio. Es fundamental que al término del curso, se logre evidenciar con claridad a través de las evaluaciones propuestas, que el estudiante esté preparado para seguir en el estudio y comprensión de otros aspectos más avanzados acerca de la Química y sus aplicaciones.

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Perfil de egreso del nivel medio superior Rasgos que vinculan las competencias genéricas RIEMS con las competencias generales UANL Competencias genéricas RIEMS 1  Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos

teniendo en cuenta los objetivos que persigue.

Atributos • Enfrenta las dificultades que se le presentan y es consciente de sus valores, fortalezas y debilidades. • Identifica sus emociones, las maneja de manera constructiva y reconoce la necesidad de solicitar apoyo ante una situación que lo rebase. • Elige alternativas y cursos de acción con base en criterios sustentados y en el marco de un proyecto de vida. • Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones. • Asume las consecuencias de sus comportamientos y decisiones. • Administra los recursos disponibles teniendo en cuenta las restricciones para el logro de sus metas. 2  Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de

sus expresiones en distintos géneros.

Atributos • Valora el arte como manifestación de la belleza y expresión de ideas, sensaciones y emociones. • Experimenta el arte como un hecho histórico compartido que permite la comunicación entre individuos y culturas en el tiempo y el espacio, a la vez que desarrolla un sentido de identidad. • Participa en prácticas relacionadas con el arte. 3  Elige y practica estilos de vida saludables.

Atributos • Reconoce la actividad física como un medio para su desarrollo físico, mental y social. • Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo. • Cultiva relaciones interpersonales que contribuyen a su desarrollo humano y el de quienes lo rodean.

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Rasgos Identidad Se reconoce a sí mismo como un ser con características inherentes a su personalidad, consciente de sus valores, fortalezas y debilidades; con capacidad de enfrentar los retos que se le presentan para responsabilizarse de las consecuencias de su toma de decisiones.

Sensibilidad Percibe emocional o intelectualmente las sensaciones, impresiones o afectos, que le permiten acercarse, entender o contar con una visión especial para manifestarse mediante diversas expresiones artísticas, con un compromiso ético-social. Vida saludable Adquiere una actitud positiva y reflexiva en el logro de buenos hábitos en su buen desarrollo físico y mental que le permitan una mejor calidad de vida.

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Competencias generales UANL Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional. Atributos • Valora con responsabilidad los problemas y aciertos en los diferentes ámbitos de su entorno. • Analiza diferentes alternativas que tengan que ver con las características propias de su personalidad. • Reconoce y solicita apoyo ante una situación que impida o restrinja el logro de sus metas. • Elige posibles soluciones basadas en su proyecto de vida y profesión. • Asume las consecuencias de su toma de decisiones para reordenar sus acciones.

Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal, de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico. Atributos • Reconoce al arte con una visión manifestada en múltiples expresiones. • Expresa ideas y sentimientos con un compromiso ético-social utilizando diversos lenguajes. • Utiliza diferentes expresiones artísticas para comunicarse entre las personas y las culturas.

Logra la adaptabilidad que requieren los ambientes sociales y profesionales de incertidumbre de nuestra época para crear mejores condiciones de vida. Atributos • Valora los buenos hábitos como parte importante de su desarrollo. • Analiza posibles consecuencias de conductas de riesgo. • Reconoce que un buen ambiente permite una mejor calidad de vida. • Adquiere un compromiso para un buen desarrollo físico y mental.

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10 4  Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos

contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.

Atributos • Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas. • Aplica distintas estrategias comunicativas según quienes sean sus interlocutores, el contexto en el que se encuentra y los objetivos que persigue. • Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas. • Se comunica en una segunda lengua en situaciones cotidianas. • Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas. 5  Desarrolla innovaciones y propone soluciones a partir de

métodos establecidos.

Atributos • Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo. • Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. • Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos. • Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez. • Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. • Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información. 6  Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia

general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.

Atributos • Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. • Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias. • Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta. • Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.

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Comunicación Maneja y comprende las Tecnologías de la Información y Comunicación para aplicarlas de manera crítica y objetiva, en las diferentes áreas del conocimiento. Usa códigos lingüísticos en distintos contextos lógicos y matemáticos que le permiten expresar ideas con sentido ético.

Creatividad Diseña, analiza y explica proyectos aplicando creatividad e innovación en la resolución de problemas tomando como base los principios, leyes y conceptos.

Razonamiento Procesa ideas, conceptos y argumentos hasta llegar a una conclusión manteniendo una postura personal y responsable, para asumir las consecuencias de la misma.

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11 Maneja las Tecnologías de la Información y la Comunicación como herramienta para el acceso a la información y su transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad. Domina su lengua materna en forma oral y escrita con corrección, relevancia, oportunidad y ética adaptando su mensaje a la situación o contexto, para la transmisión de ideas y hallazgos científicos. Utiliza un segundo idioma, preferentemente el inglés, con claridad y corrección para comunicarse en contextos cotidianos, académicos, profesionales y científicos. Atributos • Expresa conceptos e ideas, de manera correcta de forma oral y escrita en su lengua materna. • Maneja las tecnologías de la información y comunicación de manera crítica en las diferentes áreas del conocimiento. • Utiliza representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas como estrategias de comunicación. • Se comunica en diferentes contextos de manera clara en un segundo idioma. Utiliza los métodos y técnicas de investigación tradicionales y de vanguardia para el desarrollo de su trabajo académico, el ejercicio de su profesión y la generación de conocimientos. Atributos • Elige los procedimientos adecuados en la resolución de un problema. • Comprende de manera reflexiva las fases que lo conducirán en el logro de su objetivo. • Elabora y diseña hipótesis tomando en cuenta los principios, leyes y conceptos. • Procesa información utilizando las tecnologías de la información y comunicación. • Formula y concluye resultados a partir de las evidencias obtenidas.

Emplea pensamiento lógico, crítico, creativo y propositivo para analizar fenómenos naturales y sociales que le permitan tomar decisiones pertinentes en su ámbito de influencia con responsabilidad social. Atributos • Selecciona las fuentes de información de acuerdo a criterios responsables. • Construye su punto de vista de acuerdo a su importancia y relevancia. • Integra y estructura conocimientos nuevos que le permitan una toma de decisiones con responsabilidad social.

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12 7  Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.

Atributos • Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento. • Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y dificultad, reconociendo y controlando sus reacciones frente a retos y obstáculos. • Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.

8  Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Atributos • Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. • Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva. • Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo. 9  Participa con una conciencia cívica y ética en la vida de su

comunidad, región, México y el mundo.

Atributos • Privilegia el diálogo como mecanismo para la solución de conflictos. • Toma decisiones a fin de contribuir a la equidad, bienestar y desarrollo democrático de la sociedad. • Conoce sus derechos y obligaciones como mexicano y miembro de distintas comunidades e instituciones, y reconoce el valor de la participación como herramienta para ejercerlos. • Contribuye a alcanzar un equilibrio entre el interés y bienestar individual y el interés general de la sociedad. • Actúa de manera propositiva frente a fenómenos de la sociedad y se mantiene informado. • Advierte que los fenómenos que se desarrollan en los ámbitos local, nacional e internacional ocurren dentro de un contexto global interdependiente.

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Autonomía Desarrolla y ejerce su libertad, independencia y organización, en su proceso de aprendizaje que le permita la construcción del conocimiento a lo largo de la vida. Calidad Desarrolla su proceso de aprendizaje con un alto nivel de calidad, que le permita enfrentar los retos que la sociedad demanda. Cooperación Participa en tareas asignadas, tanto de manera individual como grupal con respeto a la diversidad de ideas.

Responsabilidad Social Participa de manera responsable ante la problemática social, asumiendo una perspectiva ética en la resolución de problemas. Compromiso Social Es sensible a las necesidades de su entorno y establece un compromiso en la construcción de una sociedad mejor.

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13 Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para la adecuada toma de decisiones. Atributos • Elige metas de acuerdo a su proyecto de vida y profesión. • Construye su proceso de aprendizaje tomando en cuenta su propia organización y libertad. • Desarrolla técnicas de aprendizaje que le permitan, tanto en el ámbito académico como profesional, enfrentar los retos que se le presenten. • Asume las relaciones entre los conocimientos adquiridos y su entorno.

Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo. Atributos • Identifica los rumbos a seguir en el desarrollo de cualquier problema a través del trabajo colaborativo. • Propone sus puntos de vista a la vez que respeta los de sus compañeros. • Trabaja y participa con una actitud positiva en los diferentes roles de las tareas asignadas.

Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global interdependiente. Asume el liderazgo comprometido con las necesidades sociales y profesionales para promover el cambio social pertinente. Atributos • Se informa de problemas de interés y bienestar de la sociedad en general. • Propone el diálogo como mediación en el solución de conflictos. • Aporta decisiones en la solución de problemas de interés general. • Actúa de manera responsable en la construcción de una sociedad mejor.

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14 10  Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la

diversidad de creencias, valores, ideas y prácticas sociales.

Atributos • Reconoce que la diversidad tiene lugar en un espacio democrático de igualdad de dignidad y derechos de todas las personas, y rechaza toda forma de discriminación. • Dialoga y aprende de personas con distintos puntos de vista y tradiciones culturales mediante la ubicación de sus propias circunstancias en un contexto más amplio. • Asume que el respeto de las diferencias es el principio de integración y convivencia en los contextos local, nacional e internacional. 11  Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con

acciones responsables.

Atributos • Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional. • Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y sociales del daño ambiental en un contexto global interdependiente. • Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente.

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Integridad Sigue principios éticos acerca de lo que piensa, y los traduce en acciones a través de modelos y ejemplos, para vivir en armonía consigo mismo, con la sociedad y la naturaleza.

Respeto a la naturaleza Demuestra interés hacia la naturaleza asumiendo una actitud positiva ante los problemas que se le presenten priorizando los más significativos y de importancia global.

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15 Mantiene una actitud de compromiso y respeto hacia la diversidad de prácticas sociales y culturales que reafirman el principio de integración en el contexto local, nacional e internacional con la finalidad de promover ambientes de convivencia pacífica. Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible. Atributos • Identifica la diversidad de creencias, valores e ideas sociales. • Aprende y respeta los diferentes puntos de vista. • Vive y practica valores para vivir en paz consigo mismo, la sociedad y la naturaleza.

Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano, académico y profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable. Atributos • Reconoce las consecuencias del daño ambiental en un contexto global. • Asume con una actitud positiva lo que como adolescente le corresponde en relación al ambiente. • Diseña y promueve soluciones a problemas ambientales en los diferentes ámbitos.

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Competencias de la unidad de aprendizaje: Química 2 y Laboratorio Competencias genéricas RIEMS 8

 Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Atributo •• Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. 11

 Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.

Atributos •• Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional. •• Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente.

Competencias generales Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo. Atributos •• Identifica los rumbos a seguir en el desarrollo de cualquier problema a través del trabajo colaborativo. •• Propone sus puntos de vista a la vez que respeta los de sus compañeros. •• Trabaja y participa con una actitud positiva en los diferentes roles de las tareas asignadas. Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano, académico y profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable.

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Atributos •• Reconoce las consecuencias del daño ambiental en un contexto global. •• Asume con una actitud positiva lo que como adolescente le corresponde en relación al ambiente. •• Diseña y promueve soluciones a problemas ambientales en los diferentes ámbitos.

Competencias disciplinares 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos. 11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental. 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

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Representación gráfica de la unidad de aprendizaje Reacciones químicas en la vida y el entorno

Resuelve problemas estequiométricos

Analiza reacciones qímicas de la vida y del entorno

Disoluciones. Sistemas homogeneos

Resuelve problemas con disoluciones

Reconoce al agua potable como una disolución vital

Acidos y bases. Opuestos que se neutralizan

Analizar teorías ácido-base

Resolver problemas de pH

Reflexionar sobre la lluvia acida

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PIA Revista electrónica

Reflexiona sobre los beneficios y riesgos de los hidrocarburos

Clasificar a los hidrocarburos

Nombrar y escribir hidrocarburos

Identificar al petróleo como fuente de hidrocarburos

El petróleo y los hidocarburos

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Evaluación integral de procesos y productos de la unidad de aprendizaje

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Evaluación diagnóstica Se aplica al inicio del semestre con la finalidad de identificar los conocimientos previos del estudiante, y se describe en la guía de aprendizaje. Sin valor acreditable.

Evaluación formativa El portafolio de evidencias estará integrado por los siguientes productos parciales de aprendizaje (PPA) de las cuatro etapas y un producto integrador. a) Etapa 1. Ecuaciones químicas. El lenguaje de las reacciones. •• Documento digital •• Reporte de investigación b) Etapa 2. Disoluciones. Sistemas homogéneos. •• Mapa conceptual •• Cartel c) Etapa 3. Ácidos y bases. Opuestos que se neutralizan. •• Reporte •• Presentación digital d) Etapa 4. El petróleo. Fuente de hidrocarburos. •• Informe escrito •• Presentación digital e) Producto integrador de la unidad de aprendizaje: elaboración de una revista electrónica de divulgación científica. Propósito: contribuir al desarrollo de competencias que involucran el pensamiento crítico y reflexivo, el aprendizaje autónomo y el trabajo colaborativo, a través de la elaboración de un trabajo interdisciplinario acorde al nivel académico del alumno, donde se abordan temas diversos relacionados con la Química.

Características del trabajo

1. Almacenado en un CD o DVD, seleccionando un software de aplicación de los siguientes: •• Acrobat Writer •• Publisher

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2.

3. 4. 5.

•• Word •• PowerPoint Debe incluir: •• Portada, datos mínimos: identificación institucional (Dependencia - UANL). •• Título de la revista (aportado por el equipo). •• Imagen emblemática (Identificación de la revista aportada por el equipo). •• Directorio: autoridades universitarias, maestro(a), asesor(a), alumnos participantes. •• Índice y editorial. Desarrollo de la revista: un mínimo de cuatro y un máximo de ocho páginas. A dos columnas e incluyendo fotos, imágenes y vínculos. Fuentes de información, mínimo cinco referencias bibliográficas. Características del formato: •• Arial 12 •• Interlineado 1.5 •• Márgenes estándares •• Orientación vertical

Estas evidencias son de carácter obligatorio. Se podrán incluir las tareas que la academia de cada dependencia designe: trabajos, laboratorios, proyectos, otros.

Evaluación sumativa Se tomarán en cuenta los siguientes criterios: Examen global: 20% Exámenes parciales: 20% Portafolio de evidencias: 60% Total: 100%

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Ponderación de evidencias Etapa 1. Reacciones químicas en la vida y el entorno Ponderación (base 10)

Ponderación (base 60)

Documento digital

10

6

Reporte de investigación

10

6

Actividad

Etapa 2. Disoluciones acuosas Ponderación (base 10)

Ponderación (base 60)

Mapa conceptual

10

6

Cartel

10

6

Actividad

Etapa 3. Ácidos y bases. Opuestos que se neutralizan Ponderación (base 10)

Ponderación (base 60)

Reporte

10

6

Presentación digital

10

6

Actividad

Etapa 4. El petróleo. Fuente de hidrocarburos Ponderación (base 10)

Ponderación (base 60)

Informe escrito

10

6

Presentación digital

10

6

Ponderación (base 10)

Ponderación (base 60)

Revista digital

20

12

TOTAL

100

60

Actividad

Producto integrador Actividad

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Recomendaciones para el curso El curso de Química 2 aborda el estudio de las reacciones químicas, las disoluciones acuosas, las soluciones ácido-base y una introducción a la química orgánica, los cuales son la base para estudios posteriores de esta ciencia y de cualquier otra relacionada con ella. Durante el desarrollo del mismo, tendrás oportunidad de realizar diversas actividades con las cuales estarás en posibilidad de adquirir paulatinamente las competencias mínimas que te permitan avanzar en el conocimiento y comprensión del mundo material en el cual te encuentras inmerso. La adquisición de dichas competencias demanda que te apropies de conocimientos acerca del objeto de estudio principal de este curso: las reacciones químicas, las disoluciones y los compuestos orgánicos. Para lograr estas metas es necesaria tu participación activa y consciente. A lo largo del semestre, con frecuencia, vas a realizar investigaciones en Internet, para lo cual te recomendamos que tomes el cuidado necesario para asegurarte de que la información que obtengas sea fidedigna. Es importante también que reflexiones y reestructures lo que investigues, y que cuando lo reportes no te concretes a cortar y pegar textos, pues de esa forma no lograrás hacer realmente tuyo el conocimiento. Este curso es el segundo de los dos que se contemplan dentro del Bachillerato General en el modelo académico de Nivel Medio Superior de la Universidad Autónoma de Nuevo León, por lo cual es fundamental que al término del mismo, logres evidenciar con claridad que estás listo para seguir adelante en el estudio y comprensión de otros aspectos más avanzados acerca de la reacciones químicas y sus aplicaciones. Esta guía de aprendizaje de Química 2, busca ayudar a que adquieras las competencias genéricas que forman el Perfil de egreso de Nivel Medio Superior; de esta forma, se espera que al término de este segundo curso hayas incrementado tus niveles de desempeño en aspectos como el cuidado de la salud y el medio ambiente, la lectoescritura, el trabajo en equipo, el trabajo colaborativo, el aprendizaje autónomo, la organización de conceptos, el uso de las TIC y el análisis de la información. Te deseamos el mejor de los éxitos.

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Etapa 1 Reacciones quĂ­micas en la vida y el entorno

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Esquema de la etapa 1 Investiga reacciones químicas comunes en el entorno y las representa simbólicamente

Clasifica las reacciones químicas y realiza cálculos a partir de las ecuaciones que las representan

Reconoce las reacciones químicas involucradas en el ciclo del carbono

Reflexiona acerca del uso de combustibles fósiles y propone alternativas a su uso

Expresa la toma de conciencia acerca de las reacciones químicas y el calentamiento global

Primer bloque del PIA

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Introducción a la etapa 1

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Una reacción química es un cambio en el que las sustancias iniciales se transforman en nuevas sustancias, esto se debe a la ruptura de sus enlaces y la formación de nuevos enlaces entre los átomos presentes. Hay reacciones químicas en las que varían su velocidad para llevarse a cabo. Las hay muy rápidas, como es el caso de las explosivas, y otras muy lentas, como la decoloración de una pintura por acción de la luz. Un ejemplo de reacciones químicas importantes, es la síntesis de la nitroglicerina realizada por primera vez en 1848. Consistió en agregar con mucho cuidado glicerina en una mezcla de ácido sulfúrico y nítrico concentrados a determinada temperatura. La trinitroglicerina llamada de manera común nitroglicerina es un líquido oleoso e incoloro. Arde sin explotar, pero detona de forma violenta ante el menor golpe, por lo que su traslado es de alto riesgo por la posibilidad de que cualquier movimiento provoque una explosión. Es tan inestable que no se sabe cuando explotará. Esta característica se estudió por la familia Nobel en Estocolmo, Suecia. La investigación fue muy peligrosa, tanto que uno de los investigadores, Oscar Nobel murió en una explosión durante uno de los ensayos, pero su hermano Alfred Nobel continuó con la investigación con tanto éxito que con los beneficios económicos alcanzados al patentar su descubrimiento, instituyó el conocido Premio Nobel. Las actividades propuestas para desarrollarse en esta unidad, contribuirán a que valores la importancia de las reacciones químicas y la manera de expresarlas mediante ecuaciones químicas. Reconocerás la energía que requieren algunas de ellas; así como la energía que desprenden otras en el momento que se lleva a cabo el cambio químico. En esta primera etapa te proponemos una serie de actividades en las cuales realizarás cálculos estequiométricos a partir de la información contenida en ecuaciones que representan reacciones químicas, los aplicarás en procesos de la vida cotidiana y reflexionarás en torno a los fenómenos ambientales ocasionados por el consumo de combustibles fósiles.

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Competencias de la etapa 1 Competencia genérica 8

 Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Atributo •• Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

Competencia general Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo con las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo.

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Competencias disciplinares

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4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos. 11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental. 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

Elementos de competencia •• Resuelve problemas estequiométricos a partir de la información contenida en ecuaciones químicas, relativos a fenómenos de la vida cotidiana. •• Reflexiona acerca del consumo de combustibles fósiles para tomar conciencia y plantear posibles soluciones a los fenómenos ambientales.

Total de horas aula: 16 horas Total de horas extra-aula: 8 horas

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Secuencia didáctica de la etapa 1 Actividad diagnóstica Problematización a través de preguntas respecto al tema de cambios físicos y químicos.

Actividad de adquisición del conocimiento Buscar información acerca de reacciones químicas en el entorno.

Actividad de organización y jerarquización Elaborar un documento digital que represente la clasificación de las reacciones químicas. Realizar la práctica experimental sobre evidencias de reacción.

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Actividad de aplicación Resolver problemas de estequiometría.

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Actividad de metacognición Investigar acerca del uso de combustibles fósiles.

Actividad integradora Elaborar un reporte acerca de las reacciones químicas y el calentamiento global.

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Actividades de aprendizaje Actividad diagnóstica Explorando los conocimientos sobre cambios físicos y químicos 1. De acuerdo con las instrucciones del profesor, contesta las siguientes preguntas. a) Si tomamos una hoja de papel y la partimos en dos, ¿deja de ser papel? ¿cambia su composición? b) Si quemamos la hoja de papel, ¿qué ocurre con su composición? 2. De manera individual realiza la lectura 1 “Reacciones químicas a nuestro alrededor” que se encuentra al final de las actividades de esta etapa. 3. Después de la exposición del profesor acerca de los procesos de transformación de la materia, contesta en tu libreta lo siguiente: a) ¿Cuál es la diferencia entre un cambio físico y uno químico? b) Menciona tres ejemplos de cambios químicos y tres de cambios físicos que tengan lugar en el entorno. c) Menciona cinco procesos industriales que sean ejemplo de cambios químicos. d) Siguiendo las instrucciones del profesor, comparte y compara la información con tus compañeros.

Actividad de adquisición del conocimiento Reacciones químicas y su representación simbólica 1. Realiza la lectura cuidadosa de los puntos 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 y 1.5 del capítulo 1 “Ecuaciones químicas” del texto Fundamentos de Química 2 (Hein y Arena). 2. Después de realizada la lectura, contesta en tu libreta lo siguiente. a) ¿Qué es una reacción química? b) ¿Qué es una ecuación química? c) ¿Qué significa el término balancear una ecuación? 3. Menciona cómo se clasifican las reacciones químicas de acuerdo con el intercambio de masa y el de energía. 4. Resuelve los ejercicios en pares del capítulo 1: 3, 7 y 9.

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5. Sigue las instrucciones del profesor para la revisión y evaluación de esta actividad.

Actividad de organización y jerarquización Parte I. Clasificación de las reacciones químicas 1. Investiga las reacciones químicas que representan tres procesos importantes en la vida cotidiana: la oxidación del hierro, la obtención del cemento y la fotosíntesis. 2. Elabora un documento digital que incluya: a) Un mapa conceptual de la clasificación de las reacciones químicas, con base en intercambio de masa y del intercambio de energía. b) Las reacciones químicas que representan los siguientes procesos: la oxidación del hierro, la obtención del cemento y la fotosíntesis. Describe brevemente cada proceso. Parte II. Evidencias experimentales de reacciones químicas 1. Organízate en equipo y lleva a cabo en el laboratorio, el siguiente experimento. Antes, lee detalladamente el anexo B, Reglas de seguridad de laboratorio.

Evidencias de cambios químicos A) Introducción

Las propiedades características de una sustancia que se relacionan con la manera en que esta cambia su composición, o cómo interacciona con otras sustancias, se conocen como propiedades químicas y se manifiestan cuando dicha sustancia sufre un cambio químico. Los procesos que implican un cambio químico, donde una o más sustancias se consumen mientras se forman nuevas sustancias, reciben el nombre de reacciones químicas. Por lo tanto, referirse a las reacciones químicas es incluir a las propiedades químicas de las sustancias involucradas en el proceso de cambio. En esta práctica reconocerás, por evidencias experimentales, algunas propiedades químicas de las sustancias que se mencionan a continuación. Sodio metálico

Zinc metálico

Magnesio metálico

Cobre metálico

Solución de cloruro de bario

Solución de nitrato de plomo (II)

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B) Proceso experimental

Materiales Mechero Vasos de precipitado Tubos de ensayo Pinzas para tubo de ensayo Espátula

Reactivos Sodio (trozo pequeño) ¡precaución! Zinc (granalla) Magnesio (cinta) Cobre (alambre) Ácido clorhídrico 6M ¡precaución! Nitrato de plata 0.1 M Cloruro de bario 0.1 M Sulfato de sodio 0.1 M Nitrato de plomo 0.1 M Yoduro de potasio 0.1 M

C) Experimentación

Escribe en tu libreta todo lo que observes en cada uno de los siguientes pasos. 1) Con la espátula toma un trozo pequeño de sodio y déjalo caer cuidadosamente en el vaso que contiene agua aproximadamente a la mitad del mismo. ¡Precaución, la reacción del sodio con el agua es muy violenta! 2) En un tubo de ensayo coloca 20 gotas aproximadamente de ácido clorhídrico. Con la punta de la espátula toma un poco de granalla de zinc y agrégalo cuidadosamente al tubo. 3) Sujeta con unas pinzas un trozo de aproximadamente 5 cm de la cinta de magnesio y con ayuda del mechero enciéndela por un extremo. 4) En un tubo de ensayo, coloca aproximadamente 20 gotas de nitrato de plata. Toma un trozo pequeño de alambre de cobre y sumérgelo en la solución del tubo. 5) En un tubo de ensayo coloca 20 gotas de solución de cloruro de bario. Añade 20 gotas de solución de sulfato de sodio. 6) En un tubo de ensayo coloca 20 gotas de solución de nitrato de plomo. Añade 20 gotas de solución de yoduro de potasio. D) Interpretación de resultados

1. Elabora en tu libreta una tabla de cuatro columnas donde reportes para cada una de las pruebas realizadas la evidencia de la reacción química, la ecuación química que representa la reacción que ocurre y el tipo de reacción a la que pertenece cada una de ellas.

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2. Elaboren en equipo un reporte que contenga los siguientes apartados. •• Introducción: fundamentos teóricos del experimento •• Desarrollo procedimental •• Observaciones •• Tabla con resultados •• Conclusión 3. Agreguen el reporte al documento digital solicitado en esta actividad, parte I, el punto 2. 4. Entreguen el documento completo en el tiempo y forma establecidos por el profesor. Este documento corresponde a la primera evidencia de aprendizaje de esta etapa y se deberá anexar al portafolio de evidencias.

Actividad de aplicación La estequiometría en las reacciones químicas Recomendaciones para la resolución de los problemas. •• Lee y analiza el problema. •• Identifica la información requerida para la resolución. •• Revisa que la ecuación esté balanceada. •• Se considera que las reacciones ocurren al 100%. 1. De manera individual, analiza la información del Capítulo 2 “Cálculos a partir de ecuaciones químicas” en las secciones 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 y 2.5 del libro Fundamentos de Química (Hein Arena). 2. Sigue las instrucciones del profesor, formen equipos y resuelvan en su libreta las siguientes actividades. a) Preguntas de repaso 1, 2 y 3. b) Ejercicios en pares 1, 2, 3, 7, 8 y 13. 3. Resuelvan los siguientes problemas integradores. Problema 1 De acuerdo con las estadísticas mundiales, la mayoría de los accidentes automovilísticos son ocasionados por el estado de ebriedad de los conductores. El alcohol contenido en las bebidas (etanol) es producto de la fermentación enzimática de los azúcares de las frutas o granos utilizados para su producción. La ecuación que representa el proceso es:

C6H12O6   enzima   2C H6O + 2 CO2

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Una lata de 355 ml de cerveza, contiene un 4.5% en volumen de alcohol que equivale a 15.97 ml de alcohol. Si la densidad del alcohol es 0.789 g/ml, ¿cuántos gramos de azúcar se requieren para elaborar seis latas de cerveza (un six)? Problema 2 Dentro de los procesos vitales para mantener el equilibrio entre los seres vivos, está la respiración y la fotosíntesis.

A) C6H12O6 + O2  B) CO2 + H2O + luz 

 CO2 + H2O + Energía  C6H12O6 + O2

a) Indica cuál ecuación representa la respiración y cuál la fotosíntesis. Justifica tu respuesta. b) ¿A qué tipo de reacción pertenecen de acuerdo con el intercambio de energía? c) Balancea las ecuaciones. d) Una planta absorbe agua por su raíz. Si 500 g los utiliza en el proceso de fotosíntesis, ¿cuántos gramos de O2 producirá? Problema 3 En una nave espacial, el CO2 producido por la respiración de los astronautas, es eliminado de la atmósfera de la nave por absorción en KOH. La ecuación del proceso es:

CO2 + 2 KOH 

 K2CO3 + H2O

a) Calcula la cantidad en gramos de KOH para eliminar 550 g de CO2. b) Reflexiona: ¿será posible aplicar este método para eliminar el CO2 que es emitido por la combustión de la gasolina en los motores de combustión interna? Justifica tu respuesta. Sigan las instrucciones del profesor para la presentación de los resultados.

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Actividad de metacognición

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El ciclo del carbono y los combustibles fósiles 1. Busca información en diferentes medios impresos y electrónicos acerca de: a) el ciclo del carbono. b) los combustibles fósiles. c) ejemplos de reacciones de combustión. 2. Elabora un ensayo breve, máximo una cuartilla, donde reflexiones acerca del uso excesivo de los combustibles fósiles y su contribución a los fenómenos de contaminación ambiental. 3. Sigue las instrucciones del profesor para la presentación de esta actividad.

Actividad integradora Reacciones químicas y el calentamiento global 1. Con la información recabada en la actividad anterior, elabora un reporte que contenga lo siguiente. a) Un diagrama representativo del ciclo del carbono. b) Una explicación breve de cada paso del proceso. c) La representación simbólica de las principales reacciones químicas llevadas a cabo en dicho ciclo. d) Cómo se ha incrementado la concentración de CO2 en la atmósfera y qué lo ha ocasionado. e) Efectos de dicho incremento. f) Reacciones químicas que intervienen en el calentamiento global. g) Propuesta y postura personal sobre las acciones a tomar acerca del problema del calentamiento global. 2. Después de ser evaluado por el profesor, guarda el documento en tu portafolio, ya que constituye la segunda evidencia de esta etapa. 3. El profesor te dará indicaciones para integrar esta evidencia en el PIA.

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Lectura 1 Reacciones químicas a nuestro alrededor

Los procesos de transformación de la materia son una constante en el universo. Lavoisier, al postular la Ley de la conservación de la materia (“La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma”) estudió sistemáticamente los aspectos cuantitativos de las reacciones químicas. A diario podemos presenciar y percibir de alguna forma los cambios químicos que ocurren en situaciones comunes en nuestra vida. Por ejemplo, las reacciones de combustión que consisten en el uso de hidrocarburos que liberan energía para calentar el agua en nuestros hogares, calentar nuestra comida o bien, para mover los vehículos en los que viajamos. Las reacciones de oxidación-reducción se presentan en las baterías para las computadoras portátiles, teléfonos celulares, radios portátiles, entre otros. Las reacciones son las que mantienen el equilibrio en los organismos vivos, en procesos como la respiración, la digestión, la fotosíntesis y la fermentación por mencionar algunas de ellas. Después de mencionar algunos ejemplos de reacciones químicas, ¿te has preguntado cómo ocurren estos procesos?, ¿qué tipo de sustancias intervienen?, ¿qué cantidad de sustancias se utilizan para llevarse a cabo?, ¿por qué se utilizan unos gases para uso doméstico y otros para la industria?, ¿por qué debemos comer tres veces al día?, ¿qué le ocurre al oxígeno en nuestro organismo cuando lo respiramos? El ser humano de manera simultánea ha avanzado en el descubrimiento y la aplicación de las leyes que rigen los procesos químicos, ha tratado de perfeccionar la forma de comunicarlos con un lenguaje universal comprensible y sencillo. Así, el lenguaje químico evolucionó desde los tiempos de la alquimia hasta hoy, además gracias a los avances en la ciencia y la tecnología las reacciones químicas en el mundo suman millones y cada día se agregan más. Un aspecto importante del conocimiento del cómo ocurren las reacciones, se relaciona de forma directa con las cantidades de las sustancias que intervienen durante el proceso.

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Etapa 2 Disoluciones acuosas

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Esquema de la etapa 2 Identifica disoluciones en el entorno

Clasifica las disoluciones de acuerdo con el grado de saturaci贸n

Resuelve ejercicios sobre las diferentes maneras de expresar la concentraci贸n

Analiza el proceso de potabilizaci贸n del agua

Reflexiona acerca de las consecuencias de la actividad humana en el cuidado y calidad del agua

Segundo bloque integrador PIA

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Introducción a la etapa 2

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Los sistemas homogéneos llamados disoluciones, están presentes en la naturaleza y juegan un papel importante en múltiples procesos biológicos e industriales. Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. Éstas pueden hallarse en forma de átomos, iones o moléculas. Por ejemplo, en una disolución de sal o de azúcar en agua no hay masas de cristales flotando por ahí, sino iones individuales de sal y moléculas de azúcar distribuidas al azar entre las moléculas de agua. Las disoluciones se pueden encontrar en cualquiera de los tres estados físicos fundamentales, por ejemplo el aire (estado gaseoso), el vinagre (estado líquido) y las aleaciones (estado sólido). En la vida diaria podemos encontrar una gran diversidad de ejemplos de disoluciones, como lo son las bebidas gaseosas, las energizantes (Red bull, Power horse, etc.) En esta etapa te proponemos una serie de actividades donde podrás ampliar tu conocimiento sobre lo que son las disoluciones en general y en particular las disoluciones acuosas que son las más abundantes en la vida y el entorno. Las actividades que te proponemos en esta etapa, contribuirán al desarrollo de las competencias que te permitirán una mayor compresión acerca de la importancia de las disoluciones, reconocer el agua potable como una disolución vital y asumir un compromiso para su uso racional.

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Competencias de la etapa 2 Competencias genéricas 8

 Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Atributo •• Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. 11

 Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.

Atributos •• Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional. •• Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo en relación con el ambiente.

Competencias generales Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano, académico y profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable. Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo con las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo.

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Competencias disciplinares

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4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos. 11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental. 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

Elementos de competencia •• Identifica las soluciones comunes en el entorno, distingue su composición por medio de cálculos de concentración con datos teóricos y experimentales, y reconoce el agua potable como una disolución vital.

Total de horas aula: 16 horas Total de horas extra-aula: 8 horas

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Secuencia didáctica de la etapa 2 Actividad diagnóstica Problematización a través de preguntas respecto al tema de disoluciones acuosas.

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Actividad de adquisición del conocimiento Buscar información acerca de disoluciones en el entorno.

Actividad de organización y jerarquización Elaborar un mapa conceptual de la clasificación de las disoluciones.

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Actividad de aplicación Resolver ejercicios sobre las diferentes maneras de expresar la concentración.

Actividad de metacognición

Actividad integradora

Investigar acerca de las Elaborar un cartel sobre el consecuencias de la actividad cuidado y calidad del agua. humana en el cuidado y calidad del agua.

Realizar la práctica experimental sobre concentración de una disolución.

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Actividades de aprendizaje Actividad diagnóstica Explorando tus conocimientos respecto a las disoluciones 1. De acuerdo con las instrucciones del profesor, contesta las siguientes preguntas para evaluar conceptos previos: •• ¿Qué son las disoluciones? •• ¿Cuáles conoces? •• ¿Dónde se encuentran? •• ¿Cómo se clasifican? •• ¿Son importantes en la vida cotidiana? ¿Por qué? 2. Después de haber escuchado las participaciones sobre las preguntas del punto 1, el profesor hará una exposición acerca de las disoluciones. Contesta en tu libreta lo siguiente. a) Formando equipos de tres, describan cinco disoluciones presentes en la vida cotidiana. b) ¿Cuáles de estas disoluciones son acuosas y cuáles no? c) Siguiendo las instrucciones del profesor, compartan y comparen la información con sus compañeros y elaboren una conclusión acerca de lo tratado.

Actividad de adquisición del conocimiento Organizando los conocimientos sobre las disoluciones Primera parte 1. De manera individual, realiza la lectura de los puntos 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 y 3.6 del texto Fundamentos de Química 2 ( Hein Arena). 2. Después de realizada la lectura, en pares contesta en la libreta lo siguiente. a) ¿Cuáles son los componentes de una disolución y cómo se distinguen cada uno de ellos? b) Describe las propiedades de una disolución verdadera. c) ¿Qué factores determinan el estado físico de las disoluciones? d) Las preguntas de repaso 19, 20, 22, 23 y 24 . e) ¿Existe un límite para la cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad dada de disolvente? ¿Qué factores determinan ese límite?

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f) De acuerdo con lo anterior ¿cómo se define una solución saturada? g) Las preguntas de repaso 5 y 6 . h) Ejercicios en pares: número 1. i) Los ejercicios adicionales 37, 38, 39 y 52 (opcional). 3. Sigue las indicaciones del profesor para exponer en grupo la resolución de las preguntas y problemas.

Actividad de organización y jerarquización Segunda parte 1. Elabora en un documento en Word un mapa conceptual de la clasificación de las disoluciones con las siguientes especificaciones. A) Desarrollar al menos cinco niveles jerárquicos. B) El mapa deberá incluir: •• Estado físico •• Tipo de solvente •• Concentración del soluto •• Ejemplos de disoluciones comunes en el entorno C) Incluir palabras o frases de enlace entre los niveles. 2. Después de ser evaluado por el profesor, guarda el documento en tu portafolio, ya que constituye la primera evidencia de esta etapa.

Actividad de aplicación Aplicando los conocimientos de disoluciones en resolución de problemas y experimentalmente Primera parte 1. En forma individual, realiza una lectura cuidadosa del punto 3.6 del texto Fundamentos de Química 2 (Hein – Arena). 2. Después de realizada la lectura, para reforzar tu aprendizaje, contesta lo siguiente en tu libreta. a) Los ejercicios en pares 3, 5, 7, 9 y 11. b) Los ejercicios en pares 13, 15, 17, 19 y 23. 3. Siguiendo las indicaciones del profesor, expongan en grupo la resolución de los problemas para su evaluación y corrijan en caso necesario.

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Segunda parte Determinación experimental de la concentración de una disolución 1. Para integrar los aprendizajes alcanzados en esta etapa, realiza en equipo la práctica: “Determinación experimental de una disolución”. 2. Procedimiento experimental El preparador del laboratorio te proporcionará lo siguiente: •• Solución problema (solución de cloruro de sodio) •• Vasos de precipitado de 400 ml •• Probeta •• Balanza granataria •• Mechero, tripié y tela de asbesto (o parrilla de calentamiento) •• Vidrio de reloj

Procedimiento 1. Pesa en la balanza tres vasos secos de 400 ml (uno a la vez). Marca cada uno de los vasos. 2. Coloca 10 ml, 20 ml y 30 ml de la solución problema, respectivamente, en cada uno de los vasos y pésalos nuevamente. 3. Tapa los vasos con un vidrio de reloj y calienta la solución contenida en cada uno hasta sequedad (evaporación completa). 4. Deja enfriar los vasos con el residuo (NaCl), destápalos y pésalos nuevamente. Si acaso salpicó sustancia en el vidrio de reloj, remuévela y júntala con el residuo del vaso. 5. Calcula la masa en gramos del residuo en cada vaso. 6. Escribe en tu libreta todas las mediciones que realices durante el experimento. Interpretación de resultados 1. Con los datos que obtuviste en el experimento (puntos 1, 2, 4 y 5) calcula la concentración de NaCl en cada uno de los vasos en: a) g/L b) % m/v c) molaridad (M) 2. Construye una tabla donde se representen los resultados para cada uno de los casos tratados y elabora una conclusión sobre los mismos. 3. Elaboren en equipo el reporte correspondiente, sigan las instrucciones de tu profesor para que lo evalúe.

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Actividad de metacognición

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Valorando la importancia del cuidado del agua potable 1. De forma individual, realiza una investigación acerca de: a) la importancia del agua como recurso vital, mencionando sus principales usos. b) el tratamiento y purificación de aguas duras y blandas, describiendo los principales métodos que se emplean para ese fin. c) describir los efectos ambientales causados por diversas sustancias que contaminan el agua. 2. Reflexión acerca de las consecuencias de la actividad humana en el cuidado y calidad del agua, valorando el beneficio de tener acceso al agua potable. 3. Sigan las instrucciones del profesor para la presentación del trabajo.

Actividad integradora El cuidado y calidad del agua 1. Después de haber realizado las actividades anteriores, podrás integrar los aprendizajes a través de un cartel. a) El cartel deberá contener lo siguiente. •• Uso doméstico del agua y su vaciado al drenaje ■ Principales usos domésticos del agua ■ Productos químicos de uso doméstico contaminantes •• Agua de lluvia en el drenaje pluvial. Principales contaminantes ■ Atmosféricos ■ Urbanos •• El agua en las presas ■ Contaminantes en ríos y arroyos ■ Tratamiento para su uso en los hogares •• Reflexión acerca de las consecuencias de la actividad humana en el cuidado y calidad del agua •• Bibliografía b) Características: •• Tamaño 80 x 60 cm •• Información a tres o cuatro columnas

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•• Cuidando sintaxis y ortografía •• Fuente Arial con tamaño que sea legible a un metro de distancia 2. Sigan las instrucciones del profesor para la presentación y recuerden que este producto es la segunda evidencia de aprendizaje y se guardará en el portafolio. 3. El profesor te dará indicaciones para integrar esta evidencia en el PIA.

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Etapa 3 テ…idos y bases. Opuestos que se neutralizan

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Esquema de la etapa 3 Identifica sustancias como ácidos y bases

Distingue características de ácidos y bases, en forma teórica y experimental

Resuelve ejercicios numéricos donde participan ácidos y bases

Organiza y sistematiza información de ácidos y bases, para preparar informes

Reflexiona acerca del impacto de la lluvia ácida en el entorno y propone alternativas de solución

Tercer bloque del PIA

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Introducción a la etapa 3

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Ácidos y bases de importancia

Los ácidos y las bases son sustancias que se encuentran abundantemente en nuestro entorno, por ejemplo: las bases o hidróxidos se utilizan como agentes de limpieza, el hidróxido de sodio conocido como sosa cáustica es uno de los más utilizados para disolver manchas de grasa, además también se emplea como destapacaños junto con el aluminio en polvo. Otra aplicación de las bases es como antiácidos que combaten muchos problemas de digestión ocasionados por el exceso de ácido en el estómago. En la farmacia podemos encontrar al Melox entre otros productos, que se encargan de neutralizar este exceso de ácido. El hidróxido de sodio se utiliza en la preparación de muchos productos químicos, fibras textiles, detergentes, jabones, en la industria del papel y en el refinado del petróleo. Tanto en la industria como en el comercio, los hidróxidos de sodio y potasio se denominan habitualmente sosa cáustica y potasa cáustica, respectivamente. La palabra cal incluye tanto CaO (cal viva) como Ca(OH)2 (cal apagada). Se ha utilizado como material de construcción desde hace mucho tiempo. Se utiliza en la industria del acero para eliminar las impurezas ácidas de las menas de hierro, en el control de la contaminación atmosférica, en el tratamiento de agua y en la industria alimentaria. Los ácidos sulfúrico, nítrico, fosfórico y clorhídrico son productos industriales muy importantes. El ácido fosfórico se utiliza en la fabricación de fertilizantes, también se utiliza en los detergentes y en la industria alimentaria. Algunas sales de ácidos, se emplean como conservadores de alimentos, el ácido propiónico, el ácido sórbico, el ácido cítrico y el ácido benzoico son ejemplos de estas sustancias. Otro ácido que utilizamos frecuentemente es el ácido acético, principal componente del vinagre, para preparar salsas, chiles en escabeche y ensaladas. El ácido sulfúrico (H2SO4) se emplea como materia prima en la preparación de otros productos químicos e interviene en muchos procesos industriales. El ácido acetilsalicílico es utilizado como analgésico y su nombre comercial es aspirina. Durante el desarrollo de las actividades de esta unidad, reforzarás tu aprendizaje acerca de los sistemas ácido-base en tu vida, la sociedad y el medio ambiente, adquiriendo los elementos necesarios para desarrollar las competencias que te permitirán emitir juicios y tomar decisiones acerca de sus aplicaciones y efectos.

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Competencias de la etapa 3 Competencias genéricas 8

 Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Atributo •• Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. 11

 Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.

Atributos •• Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional. •• Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo en relación con el ambiente.

Competencias generales Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo con las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo. Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano, académico y profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable.

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Competencias disciplinares

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4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos. 11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental. 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

Elementos de competencia •• Resuelve problemas teóricos y experimentales relacionados con soluciones de ácidos y bases de la vida cotidiana. •• Reflexiona sobre los efectos nocivos de la lluvia ácida en su entorno, para plantear alternativas de solución a este problema ambiental.

Total de horas aula: 16 horas Total de horas extra-aula: 8 horas

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Secuencia didáctica de la etapa 3 Actividad diagnóstica Explorar conocimientos previos, acerca de ácidos y bases.

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Actividad de adquisición del conocimiento Localizar información acerca del comportamiento físico y químico de ácidos y bases.

Actividad de organización y jerarquización Distinguir ácidos y bases a partir de las teorías que explican su comportamiento.

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n n

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Actividad de aplicación Resolver ejercicios. Elaborar un reporte de la práctica experimental.

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Actividad de metacognición

Actividad integradora

Investigar acerca del fenómeno Elaborar un documento digital de la lluvia ácida. sobre las causas y efectos de la lluvia ácida.

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Actividades de aprendizaje Actividad diagnóstica Explorando tus conocimientos acerca de los ácidos y bases 1. En equipo de tres estudiantes, contesten por escrito: a) ¿Qué es un ácido y qué una base, también llamada álcali? b) ¿Qué alimentos y materiales de uso común conoces con características acidas o básicas? c) ¿Has sentido acidez en tu sistema digestivo? ¿Cuáles son los síntomas? d) ¿Qué hacen las personas para mitigar la acidez persistente? 2. De acuerdo con las instrucciones del profesor, compartan las respuestas con el grupo y registren por escrito una aproximación conceptual de ácido y base.

Actividad de adquisición del conocimiento Adquiriendo información acerca de ácidos y bases Parte 1 1. De manera individual, lee las secciones 4.1, 4.5, 4.6, 4.7 del libro Fundamentos de Química 2 (Hein-Arena) y subraya las ideas principales. 2. Después de realizada la lectura escribe en tu libreta lo siguiente. a) Los conceptos ácido-base de las teorías de Arrhenius y de Bronsted-Lowry y compáralos con la aproximación conceptual que elaboraste en la actividad anterior. b) Concepto de electrolitos fuertes y débiles c) Diferencia entre los términos disociación e ionización 3. Para reforzar tu aprendizaje contesta en la libreta de apuntes las actividades del libro de texto, ejercicios en pares: 1 y 2. 4. Al terminar, intercambia las respuestas con un compañero y evalúen en grupo para retroalimentación con ayuda del profesor. Parte 2 1. De manera individual, lee las secciones 4.8 y 4.9 del libro Fundamentos de Química 2 (Hein-Arena) y subraya las ideas principales. 2. Después de realizada la lectura escribe en tu libreta lo siguiente.

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a) El agua es un electrolito, ¿fuerte o débil? Explica. b) La ecuación que representa la ionización del agua. c) ¿Cuál es el significado de la expresión pH? d) ¿Cuál es la expresión matemática para su cálculo?. e) Investiga por qué la escala de pH tiene como valores límites 0 y 14. 3. Sigue las instrucciones del profesor para la evaluación de esta actividad.

Actividad de organización y jerarquización Organizando el conocimiento sobre ácidos y bases 1. Elabora en tu libreta lo siguiente. a) Una tabla de comparación de las teorías de Arrhenius y Brönsted-Lowry que incluya semejanzas y diferencias entre ambas. b) Un listado con ejemplos de ácidos y bases fuertes, y débiles. Tres de cada uno. c) Un esquema que represente la disociación de un compuesto iónico y uno molecular. Explícalo. d) Aplica la teoría de Brönsted-Lowry, y a partir de la ecuación de disociación del agua, explica si ésta es un ácido o una base. 2. Resuelve en tu libreta de apuntes los ejercicios del libro. a) Preguntas de repaso: 10, 12, 14, 15 y 18. b) Ejercicios en pares: 7 y 8. 3. Resuelve en tu libreta lo siguiente: a) Construye una escala de pH donde identifiques las regiones de acidez, basicidad y neutralidad. b) Investiga el pH de los siguientes sistemas y ubícalos en la escala que construiste: (a) Jugos gástricos

(e) Jugo de tomate

(i) Leche de vaca

(b) Jugo de limón

(f) Jugo de naranja

(j) Agua destilada

(c) Vinagre

(g) Café negro

(k) Sangre humana

(d) Bebidas gaseosas

(h) Orina

(l) Saliva

4. Resuelve del libro, los ejercicios en pares: 29, 30, 31 y 32.

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5. Sigue las indicaciones del profesor, para exponer en grupo las respuestas a las cuestiones, realizar la evaluación y corregir en caso necesario.

Actividad de aplicación Aplicando los conocimientos sobre ácidos y bases Parte I. Identificación de ácidos y bases mediante un indicador de origen natural Organízate en equipo y lleva a cabo en el laboratorio, el siguiente experimento. Antes, lee detalladamente el anexo B, Reglas de seguridad de laboratorio.

Introducción Un método que se usa para determinar el pH en soluciones es mediante los indicadores ácido-base. Estos indicadores son colorantes que cambian de color según el pH del sistema. Algunos son sintéticos, y otros naturales de origen vegetal. Con la presente actividad, podrás obtener un indicador y con éste clasificar como ácido o base, diversas sustancias. Cada indicador adquiere un color en una solución ácida y otro diferente en una solución básica. Por ejemplo, el papel tornasol es rojo en soluciones ácidas y azul en soluciones básicas. Otro recurso es el papel hidrión, que presenta una gama de viraje de color para determinar el pH en la escala 1 a 14. Existen sustancias en algunos productos naturales, que se pueden emplear como indicadores ácido-base, como el jugo de uva, extractos de col morada, el arándano, las hojas de rábano, el betabel, y de pétalos de algunas flores. En esta actividad producirás un indicador ácido-base y lo utilizarás para identificar ácidos o bases en algunas sustancias de uso común, comprobando experimentalmente los conceptos teóricos acerca de la naturaleza de algunas sustancias de uso común. En esta práctica vas a preparar una solución de col morada que utilizarás como indicador ácido-base, para determinar cualitativamente el pH de diversos productos caseros y compararlo con el pH obtenido utilizando el papel hidrión.

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Materiales y reactivos •• Parrilla de calentamiento o un mechero •• Vaso de precipitados de 200 ml •• Pinzas para vaso de precipitados •• Agitador •• Agua destilada •• Microplato •• Papel hidrión •• Cuatro hojas de col morada •• Limpiador casero líquido •• Leche •• Limonada •• Vinagre •• Leche de magnesia Experimentación Escribe en tu libreta todas las observaciones que realices durante el experimento. Primera parte. Obtención del indicador a partir de la col morada 1. Corta dos o tres hojas de col morada en trozos pequeños y colócalos en capas, hasta llegar a una cuarta parte del vaso de precipitados de 200 ml. Agrega aproximadamente 30 ml de agua destilada. 2. Coloca el vaso en una parrilla de calentamiento hasta que el agua con la col morada hierva y adquiera un color púrpura fuerte. 3. Retira con cuidado el vaso de la parrilla de calentamiento –¡usa las pinzas!– y déjalo enfriar. 4. Cambia la solución a un vaso limpio y desecha las hojas. Segunda parte. Determinación del pH de soluciones de uso casero 1. Haz los siguientes experimentos y observa los cambios que se producen. a) Poner en contacto el papel hidrión con cada una de las sustancias. Anota tus observaciones. Toma como base la escala de colores del papel hidrión para determinar el pH aproximado. b) En el microplato se colocan cinco gotas de cada uno de las sustancias. Después se agregan tres gotas de la solución del

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indicador en cada plato. Agita con un palillo de madera. Observa los cambios producidos. c) Considera la siguiente escala para que interpretes los cambios observados al agregar el indicador de col morada. Color del indicador

pH aproximado

Rojo brillante

1-2

Rojo

3-4

Violeta rojizo

5-6

Violeta

7

Azul verdoso

8-9

Azul

10-11

Amarillo

12-14

Interpretación de resultados Elabora en tu libreta una tabla que recopile los datos observados, para la prueba de cada sustancia, que incluya la siguiente información. a) El color observado con el papel hidrión. b) El pH aproximado de acuerdo con la escala de colores del papel hidrión. c) El color observado con el indicador de col morada. d) El pH aproximado de acuerdo con la escala de colores del indicador de col morada. Elaboren en equipo el reporte correspondiente, agregando los ejercicios integradores de la parte 2 que se detallan a continuación. Parte 2. Ejercicios integradores 1. El jugo gástrico es un fluido que se segrega por las glándulas de las membranas mucosas que recubren el estómago, tiene como finalidad la digestión de los alimentos, pero una cantidad excesiva de iones hidronio(H3O+), puede causar molestias. Una forma de disminuir temporalmente la concentración de estos iones, es tomar un antiácido para neutralizar el exceso de ácido clorhídrico en el jugo gástrico. Si la acidez del estómago equivale aproximadamente a un pH de 1.6, ¿qué volumen de este ácido se neutralizará con 300 mg de un antiácido que contiene el 40% de bicarbonato de sodio?

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2. Se hace reaccionar ácido sulfúrico (H2SO4) con hidróxido de sodio (NaOH). a) Representa la ecuación química de la reacción anterior y balancéala considerando que se produce Na2SO4. b) ¿Cuántos ml de NaOH 0.10 M, se necesitan para reaccionar con 0.005 moles de H2SO4? c) ¿Cuántos gramos de Na2SO4 se forman? 3. Se determinó el pH de una disolución de un ácido fuerte con un valor 3.0. Si se agrega agua para diluir esta disolución, ¿habrá un cambio de pH?, ¿cuál es la explicación? ¿Se puede agregar suficiente agua en una disolución de un ácido para alcanzar un valor de pH mayor a 7? Justifica tu respuesta. 4. La cal apagada Ca(OH)2, se utiliza en ocasiones para neutralizar el agua ácida de los lagos que se produce por la precipitación ácida. Supongan que el ácido es ácido sulfúrico y escriban una ecuación de la neutralización. ¿Cuántas toneladas métricas de ácido sulfúrico se neutralizan con 10 toneladas métricas de cal apagada? Una vez terminados los ejercicios, intégrenlos al reporte del experimento y entréguenlo al profesor para su evaluación. Este reporte constituye la primera evidencia de esta etapa.

Actividad de metacognición Investigando acerca del fenómeno de la lluvia ácida 1. De manera individual, realiza la lectura 2 “La lluvia ácida: causas y efectos” que se encuentra al final de esta etapa. 2. Después de realizar la lectura, en tu libreta contesta: a) ¿Cuándo se considera que la lluvia es ácida? b) ¿Cuáles son los compuestos que en contacto con el agua originan la lluvia ácida? c) ¿Cuáles son las principales fuentes emisoras de dichos compuestos? d) ¿Qué efectos ocasiona la lluvia ácida sobre el planeta? Cita cinco casos. 3. Al terminar sigue las instrucciones del profesor para la evaluación de esta actividad que formará parte de la segunda evidencia de esta etapa.

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Actividad integradora Reflexionando acerca de las causas y efectos de la lluvia ácida 1. Realiza al menos un par de consultas acerca del fenómeno de la lluvia ácida en nuestro país y construye una presentación digital, que incluya un resumen elaborado a partir de las respuestas a las preguntas de la actividad anterior. Incluye tú opinión y la del equipo en que te organizaste, acerca de qué alternativas de solución se podrían realizar a nivel individual, a nivel grupo y a nivel preparatoria para atenuar los efectos nocivos de este fenómeno de contaminación ambiental. 2. Sigan las instrucciones del profesor para presentar sus trabajos digitales y realizar una plenaria de información del tema y de las reflexiones y riesgos de la precipitación ácida. 3. Después de evaluado el trabajo, guárdalo en tu portafolio ya que constituye la segunda evidencia de esta etapa. 4. El profesor te dará indicaciones para integrar esta evidencia en el PIA.

Lectura 2 La lluvia ácida: causas y efectos La lluvia es ligeramente ácida, su pH varía alrededor de 5.6, porque contiene disuelto dióxido de carbono de la atmósfera. La acidez del agua de lluvia empieza a ser preocupante cuando el pH es inferior a 5.6. Entonces se considera lluvia ácida. En general, se admite que esta acidificación se debe a los óxidos de azufre y de nitrógeno presentes en la atmósfera como consecuencia de los procesos de combustión.

La mayor fuente de óxidos de azufre la constituye la combustión de carbón (coque) y petróleo (combustóleo) en las centrales termoeléctricas que generan electricidad. Ambos energéticos contienen pequeños porcentajes de azufre (1 a 3%), en gran parte en forma de minerales. Los procesos metalúrgicos constituyen una fuente principal de óxidos de azufre. La cantidad de óxido de azufre procedente de fuentes naturales es muy pequeña (erupciones volcánicas). El dióxido de

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azufre se oxida en la atmósfera a trióxido de azufre que reacciona con gotas de agua y forma ácido sulfúrico diluido.

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Los óxidos de nitrógeno se generan fundamentalmente cuando se queman combustibles a altas temperaturas, como resultado de la combinación de nitrógeno atmosférico y oxígeno. Los medios de transporte son fuente importante de óxidos de nitrógeno, también se producen en los incendios forestales y las quemas agrícolas. Como fuente natural de los óxidos de nitrógeno se producen a partir de la descomposición de compuestos nitrogenados, debida a la actividad bacteriana en el suelo. En el aire, el NO se convierte lentamente en NO2, que reacciona con gotas de agua de lluvia para formar una solución de ácido nítrico (HNO3). La composición relativa de la contribución del ácido sulfúrico (70%) y el ácido nítrico (30%) al contenido de la lluvia ácida no es constante. Además, los óxidos de azufre y nitrógeno se desplazan a grandes distancias antes de combinarse con el agua y precipitarse en forma de ácidos, y el problema que se origina en un país tiene repercusiones en países vecinos. Así, en Suecia se culpa a Gran Bretaña de la lluvia ácida que padecen y ocurre lo mismo entre Estados Unidos y Canadá. La lluvia ácida es la responsable de la acidificación de los lagos y ríos. En Noruega, algunos lagos perdieron su fauna piscícola. Algo semejante ocurrió en algunas zonas de Canadá y Estados Unidos. La lluvia ácida disuelve los compuestos de aluminio del suelo y los desplaza hasta los lagos donde puede envenenar a los peces. La vida vegetal también está afectada por la lluvia ácida, ya que acaba con microorganismos de los suelos que son los responsables de la fijación del nitrógeno y también disuelven y desplazan disueltos de magnesio, calcio y potasio, que son esenciales. También puede disolver la capa cérea que recubre las hojas y las protege del ataque de hongos y bacterias. Ya se han detectado los efectos adversos de la lluvia ácida de los árboles. Es conocido el deterioro que sufren los bosques de Europa Central, Canadá y Estados Unidos. El fenómeno de la lluvia ácida en España no presenta la intensidad y la extensión que en estos países debido a la menor industrialización geográfica de la península Ibérica

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y las características climáticas. No obstante, su incidencia en las zonas de mayor concentración industrial o, de mayor pluviometría merece consideración. Las aguas ácidas pueden desprender el cobre de las tuberías, los altos niveles de cobre en el agua acidificada empleada para el consumo produce diarrea. Además, la lluvia ácida causa daños directos a estructuras arquitectónicas, que han soportado durante siglos la acción devastadora de los agentes atmosféricos naturales, y provoca el deterioro de monumentos famosos como el Partenón y el Taj Majal. Una de las soluciones al problema de la lluvia ácida es la adición de cal viva (CaO) a los lagos para neutralizar el grado de acidez, pero este procedimiento resulta grave, la solución más evidente del problema consiste en reducir las emisiones de aquellos óxidos. Así, se podría eliminar azufre del petróleo y carbón o utilizar combustibles en bajos contenidos de azufre. Un intento diferente es añadir caliza al horno donde se produce la combustión. Esta reacciona con los óxidos de azufre una vez se han formado dando lugar como producto final al CaSO4 otro método es, después de la combustión hacer reaccionar el SO2 producido con la disolución acuosa de hidróxido de calcio. La emisión de los óxidos de nitrógeno se reduce en los motores de combustión utilizando un catalizador que convierte el NO en N2, el CO y los hidrocarburos no quemados en CO2 y H2O.

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Etapa 4 El petr贸leo. Fuente de hidrocarburos

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Esquema de la etapa 4 Identifica al petróleo como fuente de los hidrocarburos

Clasifica a los hidrocarburos

Nombra y escribe la fórmula de los hidrocarburos alifáticos y aromáticos

Reflexiona sobre la importancia de los hidrocarburos como combustibles y materia prima para diversos compuestos sintéticos y su impacto al medio ambiente

PIA Presentación de la revista electrónica de divulgación científica

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Introducción a la etapa 4

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El petróleo es parte de las fuentes primarias de energía, al igual que la biomasa y la energía solar. Las principales fuentes de energía del mundo industrial actual son los combustibles fósiles: el carbón, el petróleo y el gas. Esto se debe a la relativa facilidad con la que se obtienen, y el aprovechamiento que se tiene de ellos con tan sólo un mínimo de procesamiento. Sin embargo, tienen la desventaja de que son recursos no renovables y que las emisiones atmosféricas que emiten por su combustión son contaminantes. El petróleo como fuente energética ha constituido una liga directa con el desarrollo social y económico de la humanidad, además de que las investigaciones hechas sobre las propiedades y aplicaciones del petróleo, están relacionadas con la evolución de la industria. El petróleo es materia prima de diversas industrias y base de la economía industrial actual. Uno de los principales usos a los que se destina es como combustible en cualquiera de sus formas derivadas. Ya sea como gasolina, keroseno, diesel o turbosina, le da vida a casi la totalidad de los vehículos motores existentes en la actualidad. Pero además de estos usos, se utiliza como base de medicamentos, fibras sintéticas, lubricantes, pinturas, insecticidas, fertilizantes y muchos productos más. Y es una parte fundamental de la vida tal cual es hoy en día y su uso es extensivo en todo el mundo Es importante destacar que el petróleo no se puede utilizar tal cual se obtiene de la Tierra, sino que es necesario seguir un proceso de refinación a partir del cual se obtienen diversos productos derivados. Versión adaptada de: http://www.ciceana.org.mx/recursos/Petroleo.pdf En esta cuarta etapa te proponemos una serie de actividades cuya resolución te permitirá establecer la relación que existe entre el petróleo y los hidrocarburos así como a evaluar los efectos de los mismos en tu vida diaria.

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Competencias de la etapa 4 Competencias genéricas 8

  Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

Atributo •• Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. 11

  Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.

Atributos •• Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional. •• Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente.

Competencias generales Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo con las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo (Competencia Cooperación). Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano, académico y profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable. (Competencia respeto a la naturaleza).

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Competencias disciplinares

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4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos. 11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental.

Elementos de competencia •• Identifica al petróleo como la principal fuente de hidrocarburos y recurso natural no renovable para contribuir al cuidado de los recursos energéticos. •• Caracteriza a los hidrocarburos para comprender la gran diversidad de estos compuestos y reflexiona sobre los beneficios y riesgos de sus aplicaciones al medio ambiente.

Total de horas aula: 16 horas Total de horas extra-aula: 8 horas

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Secuencia didáctica de la etapa 4 Actividad diagnóstica Presentar el encuadre para explorar los conocimientos previos acerca del petróleo y los hidrocarburos.

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Actividad de adquisición del conocimiento Buscar información sobre el petróleo y los hidrocarburos.

Actividad de organización y jerarquización Comparar: el concepto, la isomería, la nomenclatura y la fuente principal de obtención de los hidrocarburos.

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n n

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Actividad de aplicación

Actividad de metacognición

Resolver problemas Reflexionar acerca de sobre el petróleo y los la importancia de los hidrocarburos. hidrocarburos en su vida cotidiana y en el medio ambiente, así como en qué medida se han alcanzado las competencias genéricas, generales, disciplinares y los elementos de competencia.

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Actividad integradora Elaborar la revista electrónica (PIA).

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Actividades de aprendizaje Actividad diagnóstica Explorando tus conocimientos sobre el petróleo y los hidrocarburos. 1. El profesor presenta el encuadre al grupo: •• Las competencias •• Los elementos de competencia •• Los contenidos •• La forma general de trabajo •• Los criterios de evaluación de la tercera etapa. 2. Después de la exposición del encuadre pregúntale a tu maestro las dudas que tienes sobre cada uno de los puntos tratados. 3. De acuerdo a las instrucciones de tu profesor, contesta las siguientes preguntas. ¿Sabes de qué está formado el petróleo?, ¿cuál es su origen?, ¿cuáles son los principales usos? ¿Qué es la petroquímica? ¿Que son los hidrocarburos?, ¿cuáles conoces?, ¿de dónde proviene?, ¿en qué se utilizan? 4. Realiza una discusión grupal para revisar tus respuestas, en caso necesario compleméntalas. 5. Recuerda tener respeto hacia la opinión de tus compañeros.

Actividad de adquisición del conocimiento El petróleo y los hidrocarburos Parte 1 1. Observa el video o fotografía de una plataforma petrolera y de una refinería y toma notas. 2. Participa en la lluvia de ideas sobre el origen, características y aplicaciones del petróleo. 3. En equipo, lee y discute los temas:”El petróleo” y “La clasificación de compuestos orgánicos” en el capítulo 5 del libro de texto. 4. El profesor entrega al grupo los criterios de desempeño del informe escrito. 5. Elabora en equipo el informe escrito sobre el petróleo, la clasificación, las propiedades físicas y aplicaciones de los hidrocarburos, de acuerdo con los siguientes criterios de desempeño:

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•• Describe clara y coherente el origen y composición del petróleo. •• Define el concepto de química orgánica y explica su importancia en el entorno. •• Clasifica los compuestos orgánicos en distintas familias con base en el grupo funcional presente en los mismos remarcando a los hidrocarburos e incluye ejemplos. •• Explica cómo varían las propiedades físicas de los hidrocarburos. •• Escribe de manera clara las principales aplicaciones de los hidrocarburos. •• Reflexiona sobre el uso y aplicaciones de los hidrocarburos. •• Valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental. •• Emite una opinión sobre el cuidado de los recursos energéticos.

Formato: el reporte debe incluir: ■ Portada ■ Introducción ■ Desarrollo ■ Conclusión ■ Bibliografía 6. Entregar el documento en la fecha establecida. 7. El profesor selecciona a un alumno para que presente el informe ante el grupo. 8. Intercambia el informe con tus compañeros para que te lo retroalimenten. (Evidencia 1) Parte 2 1. El profesor proporciona las indicaciones para buscar la información en el capítulo 5 del libro de texto sobre: •• Las características del átomo carbono: configuración electrónica, tetravalencia, concatenación e hibridaciones. •• Propiedades de los compuestos orgánicos. •• Tipos de fórmulas en los compuestos orgánicos: molecular, desarrollada y condensada. 2. Elabora en tu libreta de apuntes un escrito sobre los temas investigados. 3. El profesor inicia una discusión grupal sobre los temas investigados en el punto 1.

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4. Intercambia con tus compañero el escrito para que lo retroalimenten.

Actividad de organización y jerarquización Petróleo y los hidrocarburos

1. Elabora de manera individual en tu libreta de apuntes una tabla comparativa como la que se muestra a continuación: Alcanos

Alquenos

Alquinos

Aromáticos

Concepto

Formula general

Tipo de isomería

Principal fuente de obtención

2.

3. 4. 5.

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Para la realización de este ejercicio se puede consultar el capítulo 5 de tu libro de texto. Una vez elaborada la tabla comparativa se selecciona a un estudiante para que la exponga ante el grupo, para obtener comentarios y complementar cada uno de los aspectos tratados en caso necesario. Toma nota de la explicación del profesor sobre el tema: Nomenclatura de alcanos. Elabora una tarjeta de estudio que incluya la fórmula y nombre de los principales grupos alquilo. Elabora individualmente la siguiente tabla comparativa sobre la nomenclatura de los hidrocarburos de acuerdo a las indicaciones del profesor:

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Alcanos

Alquenos

Alquinos

Aromáticos

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Nomenclatura sistemática (IUPAC) de: Cuatro ejemplos de fórmulas y nombres de: Principales fórmulas y nombres comunes de:

Para la elaboración de la tabla comparativa: retoma los apuntes realizados durante la exposición del profesor y consulta el capítulo 5 del libro de texto. 6. Formen equipo de dos integrantes, revisen sus tablas comparativas, discutan sobre ellas; expóngalas en la sesión plenaria y si es necesario las corrigen y/o complementan.

Actividad de aplicación Petróleo y los hidrocarburos 1. Utiliza el informe escrito (evidencia 1) de la actividad de adquisición del conocimiento para resolver los siguientes problemas en tu libreta de apuntes: •• Explica la importancia de la química orgánica en la vida actual. •• Escribe el nombre de cinco productos de la química orgánica que tengan que ver en tu vida . •• Explica la tetravalencia del carbono, para ello utiliza la configuración electrónica del carbono. •• En las siguientes fórmulas de compuestos, encierra en un círculo los carbonos con hibridación sp3, en un cuadro los carbonos con hibridación sp2 y en un triángulo los de hibridación sp.

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CH3 a) CH3   CH   CH2

c) CH3   C   CH   CH2   C   CH

CH3 b) CH2   C   CH   C   CH3

CH3 d) CH3   C   C 

 C   C   CH CH3

•• Identifica el tipo de fórmula en los siguientes compuestos orgánicos y justifica tu elección.

H a) H   C   C   C   H H H

c) CH3   CH2   CH2   CH2   CH3

H

b) CH3 •• Identifica en las siguientes fórmulas el tipo de hidrocarburo. Justifica tu elección.

CH3

a)

f) H   C   C   C   C   CH3 CH3

b) H   C   C   C CH3 H c) H3C   C   C   CH3

H g) H3C   C   CH3 H

H H d) H3C   C   C   CH3 H H e) H3C   C   C   CH3

CH3 h)

H CH3

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H H

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H

i) H3C   C   C   C   CH3 H H

H

j) CH3˙CH2˙CH3 •• El profesor te indicará cuáles ejercicios del capítulo 5 del libro de texto tienes que resolver en relación con las propiedades físicas de los hidrocarburos. •• Enseguida se muestra una tabla con las principales propiedades físicas de algunos alcanos. Utilízala para resolver las siguientes preguntas:

Compuesto

Punto de ebullición °C

Densidad (g/ml a 20ºC)

Punto de fusión °C

Metano

-161.5

-182.5

0.424

Etano

-88.6

-172.0

0.546

Propano

-42.1

-187.7

0.501

n-butano

-0.5

-138.4

0.579

Isobutano

-11.7

-159.6

0.557

Pentano

36.1

-129.7

0.626

Hexano

68.7

-95.3

0.659

n-heptano

98.4

-90.6

0.684

n-octano

126.0

-56.8

0.703

Nonano

151.0

-53.5

0.718

Eicosano

343.0

36.4

0.789

a) ¿Cómo varía el punto de ebullición de los alcanos? A) Aumentan al disminuir el punto de fusión. B) Aumenta al aumentar el número de carbonos y la densidad. C) Disminuye al aumentar la densidad. D) Disminuye al aumentar el número de carbonos de compuesto. Justifica: 

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b) Los alcanos líquidos a temperatura ambiente (20 °C) son: A) Del n-heptano al eicosano B) El propano al n-heptano C) Del n-hexano al eicosano D) Del metano al n.butano Justifica:  c) ¿Cuál es el alcano que puede volatilizarse a temperatura ambiente? A) Butano B) Etano C) n-pentano D) n-heptano Justifica: •• El profesor te indicará cuáles ejercicios del capítulo 5 del libro de texto tienes que resolver en relación con las isomerías de los hidrocarburos. •• El profesor te indicará cuales ejercicios del capítulo 5 del libro de texto tienes que resolver en relación con las Nomenclaturas de los hidrocarburos.

Actividad de metacognición El petróleo y los hidrocarburos 1. Utiliza la siguiente tabla para realizar un autoanálisis sobre la importancia o beneficios, así como los riesgos, que tienen los hidrocarburos en la generación de energía y los problemas que causan al medio ambiente los procesos de extracción y refinación del petróleo crudo.

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Autoanálisis Lo que ya sabía

Lo que desconocía

Lo que le gustaría aprender

2. Elabora una reflexión de tu autoanálisis de acuerdo con las indicaciones del profesor y expóngalas en la sesión plenaria. 3. Este producto de aprendizaje es el elemento final de la actividad integradora de esta etapa.

Actividad integradora Cuarto bloque del producto integrador de aprendizaje (PIA) “Revista electrónica” 1. Formen equipos de trabajo y utilicen las evidencias de aprendizaje adquisición del conocimiento, organización y procesamiento de la información, aplicación y metacognición, además, realicen una búsqueda en Internet, libros, enciclopedias o revistas científicas si es necesario para elaborar la presentación digital. 2. Elabora en equipo la presentación digital, para ello utiliza los siguientes criterios de desempeño: •• Expresa con claridad y en forma detallada las características del átomo de carbono y las propiedades de los compuestos orgánicos. •• Describe de manera clara y coherente los diferentes tipos de fórmulas de los compuestos orgánicos e incluye ejemplos de cada tipo. •• Compara de manera clara y coherente el concepto, la fórmula general, isomería y fuentes de obtención de los hidrocarburos.

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3. 4. 5.

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•• Expresa con claridad y en forma detallada la nomenclatura, los ejemplos y los principales nombres comunes de los hidrocarburos. •• Reflexiona sobre la importancia o beneficios, así como los riesgos, que tienen los hidrocarburos en la generación de energía y los problemas que causan al medio ambiente los procesos de extracción y refinación del petróleo crudo. •• Entregar el documento en la fecha establecida. El profesor selecciona a un equipo para que presente ante el grupo la presentación digital. De acuerdo con la retroalimentación grupal de la presentación, si es necesario complementen su evidencia de aprendizaje (evidencia 2). Tu profesor te dará las indicaciones para continuar la elaboración del producto integrador (PIA) Revista electrónica. Para ello acude al anexo 1. Requerimientos para la elaboración de la revista electrónica y consulta el cuarto bloque temático del producto integrador de aprendizaje (PIA) Revista electrónica. Tu profesor te dará las indicaciones para la revisión del cuarto bloque del PIA. Este producto parcial de aprendizaje (PPA) constituye el cuarto bloque del producto integrador de aprendizaje (PIA). Una vez retroalimentado el cuarto bloque guárdalo para adjuntarlo con las demás partes de la revista electrónica.

Actividad integradora de la unidad de aprendizaje de Química 2. Producto integrador de aprendizaje (PIA). “Revista electrónica” 1. De acuerdo a las indicaciones del profesor presenta en equipo el producto integrador de aprendizaje (PIA): Revista electrónica ante el grupo. 2. Entrega una copia del producto integrador de aprendizaje (PIA): Revista electrónica. 3. Este producto integrador de aprendizaje (PIA): Revista electrónica, constituye el 20% de tu evaluación formativa, es decir, 12 puntos. Guárdalo en tu portafolio de evidencias.

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Registro de evidencias para el desarrollo de competencias Química 2 y Laboratorio Dependencia: Unidad de aprendizaje: Nombre del maestro:  Nombre del estudiante:  Matrícula: 

Grupo:  Turno:

Etapa 1 Actividad

Eval. según agente Auto

Coev

Hetero

Porcentaje

Diagnóstica Adquisición del conocimiento Organización y jerarquización Aplicación Metacognición Actividad integradora Suma

Etapa 2 Actividad

Eval. según agente Auto

Coev

Hetero

Porcentaje

Diagnóstica Adquisición del conocimiento Organización y jerarquización Aplicación Metacognición Actividad integradora Suma

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Etapa 3 Actividad

Eval. según agente Auto

Coev

Hetero

Porcentaje

Diagnóstica Adquisición del conocimiento Organización y jerarquización Aplicación Metacognición Actividad integradora Suma

Etapa 4 Actividad

Eval. según agente Auto

Coev

Hetero

Porcentaje

Diagnóstica Adquisición del conocimiento Organización y jerarquización Aplicación Metacognición Actividad integradora Suma

Portafolio

Porcentaje

Examen parcial Examen parcial Examen global Producto integrador TOTAL

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