LINEA DE INVESTIGACIÓN: DIDACTICA DE LAS CIENCIAS

LINEA DE INVESTIGACIÓN: DIDACTICA DE LAS CIENCIAS
Proyecto de Investigación: Química en Microescala y Química verde
Fecha de Inicio: Enero de 2004.
Fecha de Terminación: Diciembre de 2006.
Estructura y características
a) Antecedentes
Hemos continuado con el diseño, sistematización, prueba, puesta a punto, validación y
publicación de experiencias modernas a microescala para la enseñanza de la Química
Experimental y Química Verde, con un enfoque de cuidado del medio ambiente, de la seguridad
de las personas involucradas y de reducción de costos institucionales.
Hemos publicando nuestros hallazgos en varias revistas de prestigio, presentado ponencias en
varios congresos nacionales e internacionales, y capacitado a aproximadamente 3000 profesores
de todos los niveles.
b) Originalidad
Hemos diseñado experimentos tendientes a lograr el aprendizaje y comprensión de diversos fenómenos químicos
tales como fenómenos redox en el medio ambiente, fenómenos fotoquímicos, reacciones de polimerización, así como
una serie de conceptos fundamentales para la enseñanza de la química en niveles de secundaria, preparatoria y
licenciatura.
c) Objetivos

Objetivo General
La generación, aprendizaje y comunicación de conocimientos y metodologías educativas en el ámbito de la
química experimental, a partir de la problemática de la simplificación de conceptos, equipos y materiales
necesarios para su enseñanza.

Objetivos Particulares
+ Lograr una estrategia didáctica constructivista para la enseñanza del cálculo de los diagramas
termodinámicos de equilibrio potencial vs. pH (Diagramas de Pourbaix).
+ Diseñar experiencias de laboratorio para el análisis de estructuras electrónicas de algunos iones de
metales de transición con equipo sencillo y disponible en nuestro Departamento.
+ Diseñar una experiencia de laboratorio para facilitar el proceso de enseñanza-aprendizaje de la química
de indicadores de pH utilizando simultáneamente al menos dos indicadores.
d) Metas

Metas científicas
+ Integrar los conocimientos necesarios para la construcción de diagramas de Pourbaix de una manera
secuencial.
+ Buscar una metodología física para adaptar una balanza de laboratorio que permita evaluar la atracción de
sales conteniendo diferentes iones de metales de transición.
+ Diseñar un fenómeno experimental dinámico que ayude a lograr una mejor comprensión de la química de
indicadores de pH.

Metas de formación de doctores y maestros indicando los programas educativos de posgrado registrados
en el PNP o en el PIFOP
El proyecto está enfocado a trabajar con profesores y con alumnos de licenciatura.
e) Metodología científica.
+ Revisar la literatura científica y educativa para la construcción de diagramas de Pourbaix. Seleccionar un
diagrama en específico y diseñar el procedimiento para su cálculo y construcción de una manera secuencial, de
tal modo que el estudiante no tenga que realizar los cálculos y construir el diagrama con base en otros
diagramas que haya conocido, sino que pueda ir visualizando mediante una graficación secuencial los pasos a
seguir para la construcción del diagrama global. Existen programas comerciales que los generan, pero son como
“cajas negras” de las cuales poco aprenden los estudiantes.
+ Probar físicamente modos para adaptar una balanza de laboratorio que permita la atracción de sales hacia un
imán colocado adecuadamente. Esto podría simplificar la conceptualización de los estudiantes sobre las
estructuras electrónicas, pues por una parte no contamos con un equipo de medición de la susceptibilidad
magnética, y por otro, creemos conveniente que en vez de usar una “caja negra” ellos mismos diseñen el
experimento y usen equipo sencillo y disponible en nuestro Departamento.
+ Evaluar fenómenos en la literatura en donde se lleven a cabo cambios de pH y seleccionar indicadores de tal
modo que no participen en la reacción, que sean lo suficientemente sensibles para mostrar cambios súbitos de
color, y en donde los estudiantes puedan utilizar dos o más indicadores simultáneamente.
f) Grupo de trabajo

Institución (es) participante (s)
UIA e ITESO

Integrantes
Investigador responsable: Dr. Jorge Ibáñez Cornejo
Investigadores participantes UIA: MC Arturo Fregoso Infante, Quím. Ma. Del Carmen Doria, Prof. Elizabeth
García Pintor
Investigadores participantes ITESO: Quím. Lydia Hernández e IQ. Martín García.
g) Infraestructura disponible
2 espectrofotómetros visibles
3 lámparas de ultravioleta
tanques de gases varios
controlador de temperatura
micropipetas digitales
1 computadora
campanas de humos
3 muflas
3 potenciostatos versátiles para análisis y seguimiento de reacciones electroquímicas
2 fuentes de poder reguladas
2 graficadoras
microtorno
medidores de conductividad y de pH
6 multímetros
hornos eléctricos
2 balanza analítica
bombas mecánicas y peristálticas
máquina cortadora de vidrio
varias celdas electroquímicas
cincuenta electrodos de diversa índole
Electrodo de Disco Rotatorio marca Pine
Además, el Depto. de ICQ de la UIA cuenta con varios laboratorios de química, de ingeniería química, de investigación,
y de instrumentación. En el departamento de Ingeniería Química se cuenta además con un almacén relativamente grande
de reactivos y material. Como apoyo, se cuenta en la UIA con laboratorios de electrónica, de instrumentación y un taller
mecánico.
En el ITESO tenemos acceso al almacén de productos y al laboratorio de Química Analítica.
h) Programa de actividades
Revisión bibliográfica: Enero-Febrero
Construcción de un diagrama E-pH y diseño de metodología: Marzo-Abril.
Validación del modelo: Mayo
Adaptación y pruebas con balanza de laboratorio: Junio-Julio
Reproducción de un sistema dinámico en el pH: Agosto
Uso de indicadores y pruebas de coloración: Septiembre-Octubre
Escritura de artículo: Noviembre
Elaboración de reportes: Junio, Noviembre.
i) Presupuesto

Gasto corriente: artículos
de
consumo,
no
inventariables
 Honorarios por servicios
profesionales:
Viajes y viáticos del grupo de
trabajo:
 Becarios:
Reactivos, material de vidrio,
electrodos, reparaciones.
$15000
Apoyo de un profesor de asignatura,
6 horas por semana, a 130 pesos la
hora:
$37440
Apoyo de estudiantes
$10000.

Fotocopias
$500

Mensajería
$500

Papelería
$500
TOTAL SOLICITADO
$63,940
j) Consistencia con los programas de desarrollo de la UIA e instituciones participantes.
La UIA y el ITESO promueven una cultura del estudio, cuidado y preservación del medio ambiente, y este proyecto
se enmarca en dicha promoción.
k) Resultados entregables

Publicación de artículos originales en revistas científicas con arbitraje estricto.
Dos

Graduados de doctorado y maestría en programas educativos, que se encuentren apoyados en el marco
del PIFOP o PNP (SEP-CONACYT).
Cero

Libros o capítulos de libros publicados por Editoriales de reconocido prestigio.
Un capítulo

Artículos de divulgación científica.
Uno

Presentación de trabajos arbitrados, en Congresos Científicos de reconocido prestigio.
Uno

Patentes.
Cero