Guía del docente. 1. Descripción curricular

Guía del docente.
1. Descripción curricular:
-
Nivel: 3º medio.
-
Subsector: Ciencias Químicas.
-
Unidad temática: Cinética química, velocidad de reacción.
-
Palabras claves: reactividad, velocidad de reacción, temperatura, cinética
química.
-
Contenidos curriculares:
•
Factores energéticos asociados a la reactividad y al equilibrio químico:
espontaneidad, energía libre y entropía; reacciones exotérmicas y
endotérmicas. Estequiometría.
•
Observación y clasificación de al menos dos clases de reacciones
químicas que ocurran espontáneamente en el entorno inmediato.
2. Contenidos relacionados:
-
2º medio: Disoluciones.
• Concepto de mol. Preparación de disoluciones molares de distinta
concentración y con diferentes solutos. Estequiometría y realización de
cálculos estequiométricos en disoluciones.
• Concepto de acidez y de pH, estimación de la acidez de disoluciones
acuosas. Disoluciones amortiguadoras.
• Propiedades coligativas y su relación con situaciones de la vida cotidiana.
-
3º medio: Cinética química.
• Identifican reacciones y procesos exotérmicos y endotérmicos que ocurren en
la vida cotidiana;
• Conocen ejemplos de reacciones químicas espontáneas que ocurren en el
entorno.
• Identifican toda reacción química como un proceso que tiende a una situación
de equilibrio.
• Relacionan a las reacciones químicas intercambios de energía.
• Asocian a los cambios energéticos en una reacción la ruptura y formación de
enlaces químicos.
3. Aprendizajes esperados:
Los alumnos y alumnas:
• Identifican el concepto de velocidad de reacción.
• Relacionan las velocidades de reacción directa e inversa con la obtención del
equilibrio químico.
• Reconocen que la velocidad con que ocurre una reacción determinada
depende principalmente de dos factores: concentraciones y temperatura.
• Reconocen el concepto de mecanismo para explicar la cinética de una
reacción simple.
• Asocian a una reacción una determinada energía de activación.
• Distinguen entre los conceptos de catalizador e inhibidor.
• Valoran la importancia de los catalizadores, particularmente en la catálisis
enzimática de procesos de importancia bioquímica, y en los convertidores
catalíticos de motores de combustión interna.
•
Teoría de colisiones
• Energía de activación.
• Catalizador.
4. Recursos digitales asociados de www.educarchile.cl:
Presentación PowerPoint: Velocidad de reacción química y factores que
influyen en ella.
5. Descripción general de las actividades:
Esta actividad está muy relacionada con la presentación en PowerPoint
“velocidad de reacción química y los factores que influyen en ella” la cual
presenta en palabras claves en qué consiste la velocidad de reacción. En ella
además se muestran los diferentes tipos de reacciones y la relación con la
temperatura del sistema.
La actividad pretende que los alumnos y alumnos comprendan mejor los
conceptos haciendo dos actividades experimentales y respondiendo una serie de
preguntas.
Las actividades están programadas para realizarlas en 2 horas pedagógicas.
Actividad: Velocidad y equilibrio.
1. Introducción.
La cinética química es el campo de
la química que se ocupa de la
rapidez
o
velocidad
de
las
reacciones, así como de los
mecanismos de las mismas.
Es muy importante resaltar que la
cinética química es hoy por hoy un
estudio puramente empírico y
experimental, pues a pesar de la
gran cantidad de conocimientos sobre química cuántica que se conocen,
siguen siendo insuficientes para predecir ni siquiera por aproximación la
velocidad de una reacción química. Por lo que la velocidad de cada reacción
se determina experimentalmente.
Se define la velocidad de una reacción química como la cantidad de sustancia
formada (si tomamos como referencia un producto) o transformada (si
tomamos como referencia un reactivo) por unidad de tiempo.
La velocidad de reacción no es constante. Al principio, cuando la
concentración de reactivos es mayor, también es mayor la probabilidad de
que se den choques entre las moléculas de reactivo, y la velocidad es mayor.
A medida que la reacción avanza, al ir disminuyendo la concentración de los
reactivos, disminuye la probabilidad de choques y con ella la velocidad de la
reacción .La medida de la velocidad de reacción implica la medida de la
concentración de uno de los reactivos o productos a lo largo del tiempo, esto
es, para medir la velocidad de una reacción necesitamos medir, bien la
cantidad de reactivo que desaparece por unidad de tiempo, bien la cantidad
de producto que aparece por unidad de tiempo .La velocidad de reacción se
mide en unidades de concentración/tiempo, esto es, en (mol/l)/s es decir
moles/(l·s).
La velocidad media de aparición del producto en una reacción está dada por
la variación de la concentración de una especie química con el tiempo:
Actividad grupal: Velocidad y equilibrio
2. Desarrollo de las actividades.
Actividad Nº 1
Materiales:
•
3 vasos de precipitados.
•
3 pastillas
efervescentes.
•
Agua potable.
•
Una probeta.
Montaje:
1. Llena los vasos de precipitados con 100 ml cada uno.
2. Toma las tabletas antes de introducirla a los vasos de precipitados, y una de
ellas divídela en cuatro partes iguales, la otra muélela y la última déjala
entera.
3. Introduce la pastillas efervescente (entera, molida, y divida en cuatro) en cada
vaso de precipitado.
4. Mira el tiempo y observa que sucede.
5. Completa la siguiente tabla.
Tableta
Tiempo (s)
Entera
Dividida en cuatro
Molida.
Actividad Nº 2
Materiales:
•
3 vasos de precipitados.
•
1.5 pastillas efervescentes.
•
Agua potable.
•
2 Hielos.
•
agua caliente
•
una probeta.
•
Un mechero.
•
Una rejilla de mechero.
Montaje:
1. Calienta con el mechero los 100 ml de agua en el vaso de precipitado.
2. Vierte agua tibia sobre un vaso precipitado, luego sobre el otro vaso deposita
agua con hielo y espera que este último se derrita.
3. Parte la tableta (entera) por la mitad, así quedarán tres trozos iguales
sumando el anterior.
4. Introduce en cada vaso de precipitado las ½ tabletas.
5. Observa y mide el tiempo.
6. Completa la siguiente tabla.
agua
Fría
Tibia
caliente
Tiempo
3. Conclusión de las actividades:
Responde las siguientes preguntas.
a) ¿Qué concluyes con respecto al fraccionamiento de las tabletas en la primera
actividad?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
b) ¿Existe alguna relación entre el tamaño de las partículas con el tiempo
requerido para que puedan reaccionar?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
c) Con respecto a la segunda actividad, ¿Qué influencia tiene el aumento de la
energía cinética con la velocidad de choque de las partículas?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
d) Con respecto a la segunda actividad, ¿Qué relación tiene la temperatura con
la velocidad de reacción?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________