Guía para el docente

Guía para el docente
Disoluciones químicas
Unidades de concentración
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Descripción curricular
- Nivel: 2º Medio
- Subsector: Ciencias químicas
- Unidad temática: Disoluciones químicas
- Palabras claves: Disoluciones, unidades de concentraciones, insaturada,
saturada, sobresaturada.
- Contenidos curriculares: Disoluciones químicas
- Concepto de mol; preparación de al menos cinco disoluciones
molares de distinta concentración y con diferentes solutos;
solubilidad; realización de cálculos estequiométricos.
- Contenidos relacionados:
- 1° Medio
ƒ El agua
ƒ El aire
ƒ Los procesos químicos
- 2° Medio
ƒ Modelo atómico de la materia
ƒ Enlace químico
- 3° Medio
ƒ Reactividad y equilibrio químico
ƒ Cinética
- 4° Medio
ƒ Procesos químicos industriales
- Aprendizajes esperados:
- Reconocen el mol como una unidad aplicable a cálculos
químicos y lo asocian al carácter atómico de la materia.
- Conocen los principios básicos de la estequiometría y los
aplican a algunas reacciones simples, particularmente a
reacciones en disolución.
Aprendizajes esperados de esta actividad:
- Identificar una solución insaturada, una saturada y una sobresaturada.
- Diferenciar entre una solución diluida y una concentrada.
- Identificar en qué momento de la vida diaria se aplican estos conceptos.
- Fortalecer competencias de trabajo en laboratorio, registro de
observaciones y formulación de conclusiones.
Recursos digitales asociados de www.educarchile.cl:
- Ficha: Unidades de concentración
- Juego: “El ahorcado”.
- Diapositivas digitales (ppt): “Disoluciones”.
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Disoluciones químicas
Unidades de concentración
Actividades propuestas para este tema:
En este documento usted encontrará una sugerencia metodológica para dos
actividades vinculadas al tema de Disoluciones químicas.
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Actividad “¿Sabes qué es una solución insaturada, una saturada y una
sobresaturada?”: es de carácter experimental. En ella se refuerzan la
observación y la descripción de fenómenos que ocurren diariamente. Los
materiales que se utilizan son fáciles de conseguir y de bajo costo.
Actividad “¿Mezcla homogénea o heterogénea?”: pretende que los
estudiantes observen y reconozcan los objetos que nos rodean como
soluciones químicas o bien compuestos puros.
A continuación encontrarás los contenidos que tratan estas actividades y
sugerencias sobre cómo desarrollarlas con tus estudiantes.
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Unidades de concentración
ACTIVIDAD: Soluciones insaturadas, saturadas y sobresaturadas
Duración: dos horas pedagógicas
1. Mapa de contenidos tratados
Materia
Elementos o compuestos puros
Mezclas o
Disoluciones
Ejemplo
Soluto + solvente
Aluminio
Agua pura
Relación entre el soluto y
el solvente
Diluida
Concentración
Concentrada
Homogéneas
Heterogéneas
Solubilidad
Naturaleza del soluto y solvente
Temperatura
Presión
2. Desarrollo de la actividad ¿Sabes qué es una solución insaturada,
una saturada y una sobresaturada?
Esta actividad tiene dos experiencias. La primera de ellas permite conocer
soluciones diluidas y soluciones concentradas e identificar soluciones
insaturadas, saturadas y sobresaturadas mediante la observación de distintas
soluciones de jugo de color rojo o sal común en agua.
La segunda experiencia permite comprobar que la temperatura modifica la
solubilidad de un soluto en un determinado solvente, a través del
calentamiento de una solución acuosa sobresaturada con jugo de color rojo o
sal común.
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Disoluciones químicas
Unidades de concentración
Ambas experiencias cuentan con preguntas para introducir y concluir la
actividad. Para el normal desarrollo de esta actividad sugerimos dividir el curso
en grupos de tres o cuatro estudiantes y entregar a cada grupo los materiales
necesarios.
Paso 1
Recomendamos realizar esta actividad luego de revisar los contenidos de
soluciones, tipos de soluciones, solubilidad y unidades de concentración.
Indíqueles a sus estudiantes que mediante esta actividad podrán conocer
efectivamente una solución insaturada, una saturada y una sobresaturada.
Reparta la Guía para el estudiante, la que puede obtener desde el portal
educarchile. También pueden acceder a ella y leerla en línea.
Paso 2
Luego de revisar estos conceptos, contesten las preguntas vinculadas al
contenido de la actividad. Las respuestas se encuentran a continuación.
I. Preguntas:
1. ¿La materia se compone por sustancias puras o por mezclas de
sustancias?
La materia se compone por sustancias puras y por mezclas de
sustancias. Por ejemplo, un trozo de cobre corresponde a una sustancia
pura, mientras que un trozo de bronce corresponde a una mezcla de
sustancia (aleación de cobre y estaño).
2. ¿Cuántos componentes tiene una solución?
Una solución química tiene un soluto que se disuelve en un solvente. El
soluto se encuentra en menor proporción comparado con el solvente de
la solución.
3. ¿Qué mezclas homogéneas conoces?
Son mezclas homogéneas: agua potable, bebidas de fantasía, leche,
aceite, yogurt, té con azúcar, café con azúcar, entre otras muchas cosas.
En las mezclas homogéneas no se distinguen los componentes que la
forman; sin embargo, están constituidas por más de un soluto.
4. ¿Qué mezclas heterogéneas conoces?
Son mezclas heterogéneas: la moneda de $100, helado con chips de
chocolate, un plato de lentejas con arroz, sémola con leche, etc. En las
mezclas heterogéneas distinguimos más de un componente en la
solución.
5. El jugo en polvo en agua ¿es una solución? Si es así, ¿cuál es el
soluto? ¿Cuál es el solvente?
El jugo en polvo disuelto en agua corresponde a una solución química en
la que el jugo en polvo es el soluto, mientras que el agua es el solvente.
De ese modo, el jugo (soluto) se disuelve en el agua (solvente).
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Unidades de concentración
Paso 3
Luego de responder las preguntas, pídales a sus estudiantes que se separen en
grupos de 3 ó 4 personas y entregue los materiales necesarios para la
actividad.
A) Materiales:
- Jugo en polvo de frambuesa o frutilla, que puede ser reemplazado
por sal común
- Agua
- Vasos
- Varillas de agitación que pueden ser reemplazadas por cucharas
- Mecheros de alcohol o gas
Luego de repartir los materiales, indíqueles el procedimiento para realizar
el Momento 1 de la actividad.
B) Procedimiento para Momento 1: Conocer
insaturada, una saturada y una sobresaturada
una
solución
1. Consigue tres vasos y agrégales una taza de agua a cada uno. Marca
cada vaso con números del 1 al 3.
2. En el vaso número 1, agrega una cucharada de jugo en polvo, de
modo que el líquido quede ligeramente teñido del color del jugo. En
el vaso número 2, agrega tres cucharadas de jugo en polvo, de modo
que el líquido quede teñido del color del jugo. Por último, en el vaso
número 3, agrega cinco o más cucharadas de jugo en polvo hasta
que quede jugo sin disolver en el fondo del vaso.
3. Observa cada vaso por separado y luego compáralos entres sí.
Registra cada observación en tu cuaderno.
4. En base a tus observaciones, anota las diferencias entre cada vaso.
Es importante que los estudiantes marquen cada vaso con un número o letra
que permita distinguirlos.
En el vaso 1 se elaborará la solución de menor concentración y, por tanto,
insaturada. Esta solución debe tener el color del jugo, pero muy pálido.
En el vaso 2 se debe preparar la solución saturada. Su color debe ser
intermedio entre la solución insaturada y sobresaturada.
En el vaso 3 se encontrará la solución de mayor concentración y
sobresaturada. Es necesario que en este vaso se observe jugo en polvo aún sin
disolver. Esta es la característica de una solución sobresaturada debido a que
el agua no puede disolver la gran cantidad de soluto.
Paso 4
Para que los estudiantes describan lo que observan en esta parte de la
actividad, pídales que contesten las preguntas referidas al Momento 1 de esta
actividad. La última de ellas introduce la siguiente experiencia (momento 2).
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Sugerimos utilizar esta pregunta como predicciones de lo que ocurrirá al
calentar la solución sobresaturada.
Preguntas
1. ¿Cuál es el vaso que contiene una solución de mayor concentración?
El vaso que contiene una solución de mayor concentración es el vaso 3,
ya que se le agregó más cantidad de jugo en polvo al mismo volumen de
agua.
2. ¿Cuál es el vaso que contiene una solución de menor concentración?
El vaso que contiene la menor concentración es el vaso 1, debido a que
se le agregó menos cantidad de jugo en polvo al mismo volumen de
agua.
3. ¿Alguno de estos vasos contiene una solución sobresaturada? ¿Cuál
de ellos?
El vaso 3 contiene una solución sobresaturada debido a que el agua no
es capaz de disolver todo el jugo en polvo que existe dentro del vaso.
Podemos ver cierta cantidad de jugo sin disolver dentro del vaso.
4. ¿Podemos modificar la solución sobresaturada de modo que se
convierta en una solución saturada?
Esta pregunta es una predicción para el Momento 2 de esta actividad.
Para responderla deben haber revisado los factores que modifican la
solubilidad.
Paso 5
Inicie la segunda parte de esta actividad indicando el procedimiento para el
Momento 2.
Procedimiento para Momento 2: ¿Se puede modificar la solubilidad
de un soluto que se encuentra en un solvente?
1. Enciende el mechero y lleva el vaso que contiene la solución de
mayor concentración o sobresaturada (vaso 3) a calentamiento
durante 10 minutos.
2. Observa con atención el vaso y registra todas tus observaciones.
Al calentar el vaso 3, el jugo en polvo que se encuentra sin disolver
desaparecerá debido a que la temperatura aumenta la solubilidad, haciendo
que el soluto se disuelva en agua.
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Disoluciones químicas
Unidades de concentración
Paso 6
Respondan
preguntas
reflexionen
encuentran
las preguntas referidas al Momento 2 de la actividad. Estas
pretenden que los estudiantes describan lo que observan y
en el fenómeno. Las respuestas de esta parte de la actividad se
a continuación.
Preguntas
1. ¿Qué ocurrió con el jugo en polvo no disuelto en el fondo del vaso?
El juego en polvo se disolvió en el agua. Por lo tanto, la solución
contenida en este vaso es homogénea.
2. ¿Qué sucedió con la solubilidad del jugo en el agua al aplicarle
temperatura?
Se modificó la solubilidad del jugo en el agua. La temperatura influyó
para que el jugo se disolviera completamente en el agua.
3. ¿Cómo influyó la temperatura en la solubilidad del jugo en polvo en el
agua?
La temperatura aumenta la solubilidad del jugo en el agua.
4. Ya sabes cómo influye la temperatura en la solubilidad de un soluto.
Ahora investiga otros factores que influyan de la misma manera en la
solubilidad.
Los otros factores que influyen en la solubilidad de un soluto son:
- Presión: al aumentar la presión sobre una solución, se
incrementa la solubilidad del soluto en un determinado solvente.
- Naturaleza del soluto y del solvente: las sustancias polares son
solubles en solventes no polares, mientras que los solutos
polares se disuelven en solventes polares. De manera que si
soluto y solvente son polares, existirá mayor solubilidad. Lo
mismo ocurrirá si soluto y solvente son apolares.
Paso 6
Pídales a sus estudiantes que ellos mismos redacten sus conclusiones acerca
de ambas experiencias. Indíqueles que en las conclusiones deben quedar
registradas las diferencias entre los tres tipos de soluciones en estudio y la
forma como varia la solubilidad de acuerdo con la temperatura.
Puede pedirles a los estudiantes que lean estas conclusiones para todo el curso
para que usted las complete si es necesario.
Sugerencias de conclusiones:
Una solución insaturada contiene poca cantidad de soluto, haciendo
que éste se disuelva completamente en el solvente. En cambio, una
solución saturada contiene la cantidad justa de soluto para que éste se
disuelva completamente. En una solución sobresaturada, el soluto no
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Unidades de concentración
logra disolverse por completo en el solvente y, por lo tanto, se puede
visualizar.
La temperatura aumenta la solubilidad de un soluto.
Paso 7
Para concluir esta actividad, respondan las últimas preguntas referentes a
aplicaciones de este contenido.
Preguntas
1. ¿Por qué la leche en polvo se disuelve mejor en agua tibia que en agua
fría?
Porque el agua tibia se encuentra a mayor temperatura que el agua fría,
haciendo que aumente la solubilidad de la leche en agua. Por eso se
disuelve mejor en agua de mayor temperatura.
2. Cuando agregamos sal común a una olla que contiene agua hirviendo,
¿qué sucede?
Si observamos cuando agregamos sal a una olla con agua hirviendo,
veremos que la sal se disuelve rápidamente por efecto de la alta
temperatura.
3. Si agregamos azúcar a una taza de café o té que ya se ha enfriado,
¿podemos disolver fácilmente el azúcar?
Debiese ser más fácil disolver azúcar en una taza de té caliente por el
efecto que tiene la temperatura sobre la solubilidad del soluto.
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ACTIVIDAD: ¿Mezcla homogénea o heterogénea?
Duración: dos horas pedagógicas
1. Mapa de contenidos tratados
Materia
Compuestos puros
Mezclas
Homogénea
Heterogénea
2. Desarrollo de la actividad ¿Mezcla homogénea o heterogénea?
Paso 1
Para dar inicio a esta actividad, repase:
- Mezcla homogénea y mezcla heterogénea.
Recuérdeles que las soluciones o mezclas pueden encontrarse en los tres
estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso.
Paso 2
Entregue la Guía para el estudiante. Pueden acceder a ella desde el portal
educarchile. Luego de que hayan leído la guía, realicen la primera actividad,
completando la tabla.
Las respuestas correctas se encuentran a continuación.
1.
Mezcla
Moneda (nueva)
de $100
Billete de $1.000
Agua de la llave
Coca Cola
Jugo de naranja
Goma de borrar
Aire respirable
Agua de mar
Té
Mezcla
homogénea
Mezcla
heterogénea
X
X
X
X
X
X
X
X
X
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Té con azúcar
Café
Café con azúcar
Pastilla
de
aspirina
Pintura de uña
Champú
Aceite
Aceite y agua
Plato de lentejas
con arroz
Leche
Vinagre
Mantequilla
Yogurt batido de
frutilla
Yogurt
con
trocitos de frutilla
Lavalozas
concentrado
Pizza
Humo
de
cigarrillo
Detergente para
lavar ropa
Mezcla
de
lavalozas y agua
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Paso 3
Concluya la actividad revisando las respuestas de los estudiantes y aclare
algunas soluciones que puedan resultar confusas.
Por ejemplo:
- En el jugo de naranja puede que haya estudiantes que indiquen que es
una mezcla heterogénea porque son capaces de observar celditas o
ciertos componentes de la naranja, mientras que otros indicarán que es
una solución homogénea.
- En el yogurt batido de frutilla sólo vemos yogurt y no somos capaces de
observar algún otro componente de esta mezcla.
- En el yogurt con trocitos de frutilla observamos, al menos, dos
componentes: el yogurt y los trocitos de frutilla.
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Disoluciones químicas
Unidades de concentración
Actividad de extensión:
Pídale a sus estudiantes que preparen dos soluciones: una homogénea y otra
heterogénea. Una vez que ya la tengan hechas pídales que las observen y
describan.
Con esta actividad y mediante la descripción de la solución los alumnos
pueden aclarar y reforzar este concepto.
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