Algunas cuestiones elementales sobre soluciones

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE
Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2000
Algunas cuestiones elementales
sobre soluciones
Aguado, María I.1 - Nuñez, María B.1 - Okulik, Nora B.1 - Castro, Eduardo A.2
12-
Dpto. de Química - Fac. de Agroindustrias - UNNE.
Cdte. Fernández 755 - (3700) Sáenz Peña - Chaco - Argentina.
E-mail: [email protected]
CEQUINOR - Facultad de Ciencias Exactas - UNLP.
Calle 47 esquina 115 - (1900) La Plata - Argentina.
INTRODUCCION
Soluciones es uno de los temas “clave” en la currícula de Química General. Su adecuado aprendizaje es una
herramienta imprescindible, dado que constituye una de las bases para el trabajo experimental en las
Químicas que se desarrollan a continuación.
Un alto porcentaje de alumnos de Química General y de Química Inorgánica (ambas de primer año) evidencia
notorios inconvenientes en el manejo del tema. Las dificultades residen, esencialmente, en los cálculos
relacionados con concentración de soluciones.
Si bien se vienen introduciendo modificaciones (aunque todavía en forma no sistemática) en la metodología de
enseñanza del tema, la problemática persiste. Tales modificaciones consisten en abordar el tema desde una
perspectiva más cercana a la vida cotidiana, sin dejar de lado la rigurosidad científica correspondiente.
Se plantea una revisión general de la metodología de desarrollo del tema, comenzando por aspectos
considerados elementales. Se piensa que las dificultades demostradas por los alumnos en los aspectos
cuantitativos obedecen, en parte, a que no han adquirido conceptos cualitativos básicos que les permitan
modificar algunas persistentes ideas erróneas .
En el presente trabajo se describen las acciones desarrolladas con el objeto de tratar de superar estos
problemas, así como los resultados obtenidos luego de un “sondeo” de la comprensión de ciertas cuestiones
básicas sobre el tema.
OBJETIVO
Se persigue el propósito de detectar si los alumnos, luego de haber atravesado las instancias de las clases
teóricas y prácticas , manejan aspectos cuali y cuantitativos mínimos que les sirvan de apoyatura en el
momento de resolver problemas de concentración de soluciones.
MATERIALES Y METODOS
Al inicio de clases se realizó un relevamiento de ideas previas de los alumnos acerca de la estructura de la
materia . El cuestionario (Evaluación diagnóstica sobre la Constitución de la Materia) constaba de 4 ítems.
En uno de ellos ya se planteaba una cuestión con respecto a soluciones, pero en términos más “cotidianos”.
A continuación se transcribe dicho ítem
Marque con una cruz la respuesta que considere correcta :
Cuando se disuelve azúcar (sacarosa) en el café y se agita:
a- el azúcar desaparece “de nuestra vista” en el líquido
b- el azúcar se ha transformado en una nueva sustancia al pasar al estado líquido
c- el azúcar mantiene su identidad pero ahora se ha disuelto en el líquido
d- el azúcar reacciona con el agua para formar otro compuesto que da el sabor al café
e- el azúcar está presente en el café pero ahora en menor cantidad
(
(
(
(
(
)
)
)
)
)
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Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2000
Sobre la base de los resultados obtenidos se diseñó una secuencia de enseñanza consistente en :
1) una “introducción motivadora”, con la que se inicia el desarrollo de la teoría, planteando dos problemas
cualitativos (cuestiones cotidianas relacionadas con el tema), que se espera sean resueltos satisfactoriamente al
finalizar el tema
2) el desarrollo del tema utilizando Apuntes impresos como material de apoyo (tanto de la unidad temática en
sí como sobre aspectos teóricos-prácticos de Soluciones, incluyendo problemas resueltos), elaborados por la
Cátedra
3) la realización de los correspondientes Trabajos Prácticos de Gabinete y de Laboratorio, previamente
modificados, para propiciar una adecuación de los conocimientos adquiridos
4) la implementación de un cuestionario de respuesta anónima, tipo opción múltiple, a efectos de “sondear” si
los alumnos habían adquirido nociones consideradas elementales . Dicho cuestionario fue administrado a 115
alumnos de Química General, luego de haber finalizado la secuencia antes descipta y de haber realizado la
evaluación parcial que incluía entre los temas a evaluar el de Soluciones.
A continuación se incluye dicho cuestionario.
Algunas cuestiones elementales sobre SOLUCIONES
Aspectos cualitativos
A)- Señale con cruces las dos opciones correctas-Cuando se disuelve un soluto (sólido) en un disolvente
(líquido) :
a) se produce una reacción química (se originan nuevas sustancias)
( )
b) la formación de la solución es un proceso físico (se mantiene la identidad de las sustancias) ( )
c) el n° de moles de soluto disuelto no influye en la masa final de la solución obtenida
( el soluto “desaparece” en el disolvente)
( )
d) la masa de la solución formada es igual a la sumatoria de la masa de sus componentes
(masa de soluto + masa de disolvente)
( )
B)-Señale con una cruz la opción correcta en cada caso- Cuando diluímos con agua una solución
concentrada,
el n° de moles de soluto:
a) aumenta
(
b) disminuye
(
c) permanece igual
(
)
)
)
el n° de moles de solvente:
a) aumenta
(
b) disminuye
(
c) permanece igual
(
)
)
)
Explique el por qué de cada respuesta dada
Aspectos cuantitativos
C)-Señale con una cruz la opción correcta- En el siguiente par, ¿cuál de las soluciones está más diluída?
a) 4 g. de NaCl disueltos en 100 ml. de solución
( )
b) 2 g. de NaCl disueltos en 25 ml. de solución
( )
D) -Señale con una cruz la opción correcta - Una solución acuosa de NaCl al 15% P/P contiene:
a) 15 g de NaCl + 100 g de agua
( )
b) 15 g de NaCl + 85 g de agua
( )
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DISCUSION DE RESULTADOS
♦Cuestionario “Evaluación diagnóstica sobre la constitución de la materia”. Item sobre Soluciones.
El 62% elige la opción que se refiere a la disolución como un cambio físico donde se mantiene la identidad
del azúcar.
Aún así, un 23% de los alumnos considera a la disolución de una sustancia como un simple hecho de
“aparecer” o “desaparecer del medio”. Un 12% confunde la disolución con una reacción para formar “algo
nuevo” . El resto de los alumnos está comprendido entre quienes se confunden con una transmutación, o sea,
con un cambio de la sustancia por sí misma y quienes demuestran no tener presente el principio de la
conservación de la materia.
♦ Cuestionario “Algunas cuestiones elementales sobre soluciones”
Análisis individual de cada uno de los ítems
Tabla 1
Items
A
B
C
D
Porcentajes de respuestas correctas
38
48
69
45
Item A : sólo el 38 % de los alumnos señaló las dos opciones correctas ( b,d )
Menos de la mitad de los estudiantes (45%) asimila la formación de una solución como un proceso físico
(respuesta b). Sin embargo, la gran mayoría (84%) tiene claro que la masa de la solución formada es igual a la
sumatoria de las masas de sus componentes (respuesta d).
Item B : el 48% de los estudiantes elige las opciones correctas (c,a) y fundamenta adecuadamente. No
obstante, un 30% de ellos selecciona dichas respuestas pero no explicita fundamentación alguna o lo hace
incorrectamente. El resto responde mal ambas cuestiones.
Item C : el 69% de los alumnos identifica correctamente la solución más diluída (respuesta a) en el par
presentado.
Item D : menos de la mitad de los participantes (45%) interpreta adecuadamente el % P/P planteado (respuesta
b).
Análisis general
Tabla 2
Número de ítems correctos
4
3
2
1
0
Porcentaje de alumnos
8
23
35
30
4
Como puede apreciarse, es muy bajo el porcentaje de alumnos que responde correctamente los 4 ítems.
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CONCLUSIONES
Sobre la base de los resultados obtenidos , puede decirse que hay total coincidencia con lo ya expresado por
J.I.Pozo Municio y M.A. Gómez Crespo (“Aprender y enseñar ciencia. Del conocimiento cotidiano al
conocimiento científico”,1998). Un gran número de alumnos tiende a interpretar que la sustancia que se
disuelve no sólo cambia de aspecto sino que también cambia su identidad . No distinguen entre el tipo de
cambio que tiene lugar en una disolución y en una reacción química, apareciendo para estos dos tipos de
procesos, indistintamente, interpretaciones en términos de interacciones entre sustancias para obtener otra
diferente o de conservación de la sustancia aunque cambie de aspecto.
Por otra parte, una cuestión que no debe obviarse es que, a pesar de lo citado antes, la gran mayoría de los
alumnos tiene en claro la aplicación de la ley de conservación de la materia, al menos en el proceso de
disolución.
Además, en el caso de la dilución de una solución acuosa, la mayoría parece saber (o “intuír”, eventualmente)
las respuestas correctas, pero sus conocimientos no son suficientemente consistentes para fundamentar
brevemente las respuestas dadas.
Las disoluciones tienden a interpretarse más como cambios físicos si se presentan en un contexto cotidiano
(por ejemplo, disolución de azúcar en el café). Sin embargo, en contextos químicos (por ejemplo, disolución
de soluto sólido en un disolvente líquido) tienden a representarse más como si fueran reacciones químicas, en
términos de interacciones entre sustancias para dar otras diferentes. En general, cuando el problema “suena” a
química , los alumnos tienden a interpretar los cambios preferentemente en términos de interacciones entre
sustancias para formar otras nuevas.
Algo similar puede concluirse en cuanto a la determinación de concentración de soluciones. En el ítem C se
registra el porcentaje más elevado de respuestas correctas, tratándose de concentración de soluciones en
porcentaje P/V , pero “traducido” a un lenguaje más común. En cambio, en el ítem D (porcentaje P/P), es
evidente el incremento de las dificultades, dado que para ellos , está expresado en términos “más
matemáticos”.
Podemos concluir, entonces, que aún debemos profundizar los esfuerzos realizados. Necesitamos encontrar el
modo de ayudarlos a trasladar “lo de la vida cotidiana” al “contexto químico”, ejercitándolos así en un mayor
nivel de abstracción que el demostrado hasta ahora. Entre otras tareas, el profesor deberá ayudar a separar lo
que es el problema matemático del problema de química. Tendrá que valorar tanto la solución química como
la matemática, evitando que los alumnos quedasen únicamente con el dato numérico y exigiendo un
razonamiento químico en términos de teorías o modelos utilizados para la resolución.
BIBLIOGRAFIA
- “Reflexiones sobre la enseñanza de la Química en distintos niveles. EGB-Polimodal”. Beltrán, Bulwik,
Lastres, Vidarte. Editorial Magisterio del Río de la Plata. 1999.
- “Aprender y enseñar ciencia. Del conocimiento cotidiano al conocimiento científico”. J.I.Pozo Municio y
M.A. Gómez Crespo. Ediciones Morata S.L. 1998.