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Guía Didáctica Experimental para la Química del Carbono con Enfoque en
Competencias.
Presentación
El presente conjunto de prácticas de laboratorio para implementarse en el
curso de Química del Carbono, ha sido propuesto por profesores de las
academias de química del bachillerato universitario y surge como resultado de
la segunda y tercera reunión estatal de la actividad experimental.
El propósito de estas reuniones, tuvo como objetivo principal elaborar una guía
didáctica para la actividad experimental en la asignatura de química del
carbono, del programa de estudios con un enfoque en competencias del
diseño curricular 2009 del bachillerato de la UAS.
Para ello, nos dimos a la tarea de adaptar las propuestas presentadas por los
profesores en prácticas de laboratorio con un enfoque en competencias con la
finalidad de desarrollar las competencias científicas que plantea la Reforma
Integral de la Educación Media Superior.
Así, surge el siguiente material didáctico “Guía Didáctica Experimental para la
Química del Carbono con Enfoque en Competencias” el cual cuenta con once
actividades experimentales:
a) Dos para la unidad de competencia “Química del carbono: Una breve
introducción”
b) Nueve para la unidad de competencia “Las funciones químicas:
nomenclatura, propiedades, obtención y aplicaciones en la vida diaria”
Con esta propuesta, buscamos contribuir de manera significativa en la
formación de las competencias científicas que todo bachiller debe de poseer.
Enfatizamos la necesidad de darle la importancia debida a la actividad
experimental para incentivar, interesar y fomentar en los estudiantes el gusto
por el conocimiento científico.
Esperamos que al hacer suya, tanto docentes como estudiantes esta
propuesta, hagan llegar las sugerencias de modificaciones y enriquezcan el
trabajo con nuevas actividades experimentales.
Expresamos nuestra gratitud para la culminación de este trabajo al equipo de
profesores que se sumaron y prestaron su apoyo con su inspiración intelectual
en la realización del mismo.
Unidad Regional Centro
Unidad Académica Preparatoria Central Diurna
Bertha Alicia Valenzuela Uzeta y Angélica María Félix Madrigal
Unidad Académica Preparatoria Emiliano Zapata
Gloria Maribel Zavala Bejarano, J. Antonio Rodríguez Ochoa y María Griselda
Zavala Bejarano.
Unidad Académica Preparatoria La Cruz
Maricruz Pérez Lizárraga, Héctor R. Rosas Miranda y Quetzalli Alejandra
Hernández Zárate
Unidad Académica Preparatoria Dr. Salvador Allende
Ana Alicia Esquivel Leyva, Eleazar López López, Guadalupe Gómez Quiñónez.
Unidad Regional Sur
Unidad Académica Preparatoria Rubén Jaramillo
Jorge Sandoval Sandoval, Félix Francisco Aguirre, Anabel Romero Ibarra, y
Nancy E. Galván Romero
Por último, hacemos extensivos nuestro agradecimiento a todos aquellos
profesores que participaron en las reuniones estatales de la actividad
experimental con sus comentarios y aportaciones para la mejora de esté
trabajo.
Academia Estatal de Química
DGEP-UAS
Diciembre del 2010
Desarrollo de la guía didáctica de la actividad experimental
La presente guía didáctica de la actividad experimental, es una propuesta que
surge en el marco del Programa de Reforma Integral de la Educación Media
Superior, donde se busca poner mayor atención a los procesos de aprendizaje
que realizan los estudiantes, requisito indispensable en el enfoque por
competencias. Para ello, se plantea el uso de las cinco dimensiones del
aprendizaje. Dicha idea, fue retomada a partir del planteamiento original de
Robert Marzano1 y María Elena Chan2, la cual consideramos ayuda a organizar
el trabajo en el laboratorio para promover el aprendizaje autónomo y
colaborativo, de tal forma que las situaciones problémicas propuestas a las que
se enfrenten los estudiantes, sean de su interés y ayuden a incentivar el
espíritu por la investigación en los jóvenes del bachillerato de la Universidad
Autónoma de Sinaloa.
Propuesta de trabajo para la actividad experimental haciendo uso de las
cinco dimensiones del aprendizaje
I. Problematización y disposición
En esta dimensión es importante generar un ambiente favorable, positivo y
empático para el aprendizaje, ya que las actitudes y percepciones negativas
afectan las habilidades de los estudiantes para aprender. Por su sentido
problematizador, interesa que los valores y las actitudes sean un componente
central en el planteamiento de las actividades iniciales de la actividad
experimental. Por ello, se propone:
a) Establecer en forma colegiada las reglas y procedimientos para el trabajo
colaborativo en el laboratorio.
b) Iniciar con una fase de problematización que nos permita explorar lo que el
sujeto ya sabe y poder actuar en consecuencia, como bien se expresa desde la
1 Marzano, R.J. y Pickering, D.J. (2005) Dimensiones del aprendizaje. Manual para el maestro.
ITESO. México.
2 Chan, M. E. y Tiburcio, A. (2000), Guía para la elaboración de materiales orientados al
aprendizaje autogestivo, Innova, U de G.
perspectiva ausubeliana. Además, se habrá de tener en cuenta que los errores
deben ser tomados como motivo de aprendizaje, no de burla o castigo3,.
II. Adquisición y organización del conocimiento.
En esta dimensión se busca que el estudiante adquiera e integre los nuevos
conocimientos. Esta dimensión contempla las conexiones que los estudiantes
hacen de la información nueva con lo que ya conocen, para construir
significados. ¿Cómo propiciar que los alumnos unan los conocimientos previos
con el conocimiento nuevo que se está presentando? Pudieran utilizarse para
esta fase, la lluvia de ideas y la lectura, elaborar un escrito o cualquier
representación gráfica como mapas conceptuales, esquema, cuadros
sinópticos, etc. Los conocimientos y habilidades cognitivas y psicomotrices, se
enunciarán como parte de lo adquirible y organizable.
Indicaciones para la lectura de apoyo al tema:
a) Se recomienda realizar una lectura rápida en un primer momento.
b) En un segundo momento, realiza una lectura más lenta subrayando las
ideas más importantes.
c) A partir de estas ideas, organiza un esquema o mapa conceptual.
d) Finalmente, a partir de los esquemas o mapas elaborados redacta una
síntesis.
Se recomienda acudir a diversas fuentes bibliográficas o electrónicas, para
ampliar su conocimiento sobre la temática abordada. Es necesario investigar
todo aquello que no se conoce, eso permitirá ampliar nuestro conocimiento y
resolver de manera exitosa la situación problemática que se plantee.
III. Procesamiento de la información.
Diseño del experimento
Una vez seleccionada la información relevante, se integra de forma coherente.
Se recomienda buscar en diversas fuentes de información artículos o lecturas
diversas, que permitan ayudar a complementar el tema abordado. Es necesario
3 Biggs, J. (2006) Calidad del aprendizaje universitario. España. Narcea Ediciones.
procesar e interiorizar la información, hacerla nuestra. Aprender de manera
significativa, implica operar con ella, es decir, desarrollar operaciones mentales
tales como, la deducción, la inducción, la comparación, la clasificación y la
abstracción.
Recuerda que el diseño experimental debe estar en correspondencia con los
propósitos u objetivos establecidos al inicio de la actividad, teniendo en cuenta
los siguientes aspectos:
1. Presentación del diseño: nombre de la institución, nombre del
proyecto, nombres de los integrantes del equipo, lugar y fecha.
2. Planteamiento del problema : se describe de manera breve la situación
problémica o problemática es decir, se hace un planteamiento a lo que
se busca dar respuesta.
3. Preguntas de investigación: se plantean las preguntas que te
ayudarán a orientar y delimitar tu objeto de estudio, y a las cuáles
buscará dar respuesta tu proyecto de investigación.
4. Elaboración de hipótesis: a partir de las preguntas y las posibles
respuestas a las mismas, se procede a elaborar las hipótesis.
5. Variables : es importante tener en cuenta las condiciones o variables del
experimento; La variable que se manipula recibe el nombre de variable
independiente. El objeto, proceso o característica a estudiar y que
modifica su estado con la modificación de la variable independiente -es
decir que depende de ella y que en esa medida es un efecto- se llama
variable dependiente. Por ejemplo, si se desea determinar la solubilidad
de una sustancia en cierta cantidad de disolvente a diferente
temperatura. La variable independiente sería la temperatura, ya que
ésta, es la que se manipula o cambia por el investigador y la variable
dependiente sería la cantidad de soluto que se disuelve en la misma
cantidad de disolvente, pero a diferente temperatura.
6. Fundamento teórico : se explica con qué aspectos teóricos se relaciona
el proyecto.
7. Descripción del diseño experimental : el diseño experimental es una
propuesta que mediante un esquema de acciones nos permite
seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los
materiales necesarios para el logro de los objetivos planteados.
IV. Aplicación de la información.
Es aquí donde los alumnos podrán desarrollar sus habilidades creativas e
innovadoras para realizar las modificaciones que consideren pertinentes a
medida que pongan en práctica sus conocimientos. La asesoría del facilitador
es de gran relevancia ya que debe estar atento para brindar los apoyos
necesarios a cada equipo de trabajo durante el desarrollo de la actividad
experimental.
El ciclo del aprendizaje se consolida en la medida que la información se pone
en juego para tratar con problemas reales o posibles. La actividad experimental
nos permite utilizar los conocimientos adquiridos de manera significativa, toda
vez que se pueden contrastar hipótesis, generar nuevos conocimientos u
operar los conceptos.
8. Instrumentación del experimento
Una vez concluido el diseño experimental se procede a su instrumentación,
teniendo en cuenta la aplicación de normas de seguridad en el manejo de las
sustancias, instrumentos y equipo en la realización de las actividades.
El estudiante en este momento esta en posibilidad de implementar el diseño
previsto y reajustar lo que considere pertinente.
9. Obtención y registro de los datos.
Al realizar toda actividad experimental, el estudiante debe registrar sus
observaciones, mismas que le permitirán organizar los datos obtenidos para su
respectivo análisis y contrastación con las hipótesis establecidas.
Es necesario que el estudiante considere que al seguir una metodología en el
trabajo experimental, es preciso volver a la descripción inicial del experimento
planteado, con el fin de establecer si no hay algún factor que haya sufrido
variación, lo que le permitirá formular nuevas hipótesis o iniciar el experimento.
10. Conclusiones: En este apartado el estudiante debe escribir un breve
análisis de los resultados de su experimento e indicar si los datos
refuerzan o rechazan la hipótesis, explicando las razones del porqué de
sus conclusiones.
11. De acuerdo con la actividad experimental realizada se establece
la importancia que tiene en la vida cotidiana.
Es importante que el trabajo de investigación realizado sea contextualizado, de
tal forma que genere el interés del alumno al dar respuesta a problemáticas de
su cotidianidad, que se vea reflejado en un impacto favorable para su
comunidad.
V. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición).
En este momento el estudiante ha experimentado un proceso de aprendizaje,
donde se busca promover las competencias científicas a través del trabajo
experimental. Al realizar cada una de las actividades, es importante que el
estudiante perciba: la forma como aprende, de los pasos que sigue, que
controla cada dimensión y se da cuenta del trayecto de la información, las
operaciones y usos de la misma. Así, consigue un método para aprender y con
ello su formación puede darse autogestivamente.
a) Reflexiona de manera individual y explica qué aprendiste en el
proceso:
En este apartado se busca que el estudiante analice, sea consciente del
proceso que desarrollo, se responsabilice, se apropie y autoevalué sus
aprendizajes. Para ello, es necesario responder a las siguientes
interrogantes:
¿Qué debí aprender?
¿Cómo aprendí en el proceso de desarrollo de la actividad
experimental?
¿Qué no aprendí o necesito revisar en el proceso de desarrollo de
la actividad experimental?
Lo que permitirá conocer sus alcances y limitaciones en el logro de los
aprendizajes.
12. Bibliografía: se indica la bibliografía utilizada en el proceso
b) Actividad integradora: Una manera de poder integrar los aprendizajes
es constatar que se han logrado las competencias a desarrollar a través
de la elaboración de un reporte final donde se argumente o explique el
proceso realizado y las evidencias con que se cuenta, como fotografías
del experimento, del equipo, los resultados, etc.
La propuesta para trabajar la actividad experimental en el Bachillerato
Universitario tiene como finalidad fomentar el desarrollo y logro de las
siguientes competencias genéricas y competencias disciplinares propuestas
por la Reforma Integral de la Educación Media Superior.
Competencias genéricas4 Competencias disciplinares
1. 1. Se conoce y valora a sí mismo y
aborda problemas y retos teniendo
en cuenta los objetivos que
persigue.
2. Elige y practica estilos de vida
saludables.
4. Escucha, interpreta y emite
mensajes pertinentes en distintos
contextos mediante la utilización
de medios, códigos y herramientas
apropiados.
6. Sustenta una postura personal
sobre temas de interés y
relevancia general, considerando
otros puntos de vista de manera
1. Obtiene, registra y sistematiza
la información para responder a
preguntas de carácter científico,
consultando fuentes relevantes
y realizando experimentos
pertinentes.
2. Contrasta los resultados
obtenidos en una investigación
o experimento con hipótesis
previas y comunica sus
conclusiones.
3. Diseña modelos o prototipos
para resolver problemas,
satisfacer necesidades o
demostrar principios científicos.
4 Acuerdo por el que se establecen las competencias que constituyen el marco curricular
común del Sistema Nacional de Bachillerato. http://www.sems.gob.mx/aspnv/video/Competencias_MCC_del_SNB_Alumnos_version.doc
crítica y reflexiva.
7. Aprende por iniciativa e interés
propio a lo largo de la vida.
8. Participa y colabora de manera
efectiva en equipos diversos.
11. Contribuye al desarrollo
sustentable de manera crítica,
con acciones responsables.
4. Aplica normas de seguridad en
el manejo de sustancias,
instrumentos y equipo en la
realización de actividades de su
vida cotidiana.
Unidad de competencia:
Introducción a la Química del carbono
Nombre de la actividad experimental No. 1
Recreando el vitalismo: obtención de urea a partir de la orina.
Ponencia presentada por: Javier Cruz Guardado, Jesús Isabel
Ortiz Robles, María Elena Osuna Sánchez, Gloria Maribel Zavala
Bejarano y María Griselda Zavala Bejarano.
Competencias por desarrollar:
Competencias de la actividad experimental
a) Diseña e instrumenta un proyecto experimental que le permita recrear la obtención
de urea a partir de la orina y valore la importancia de esta sustancia en la vida
cotidiana.
b) Comunica los resultados obtenidos y utiliza los medios a su alcance para
socializarlos.
Desarrollo de la actividad experimental
La presente actividad experimental es una propuesta que plantea el uso de las cinco
dimensiones del aprendizaje, dicha idea fue retomada a partir del planteamiento original
de Robert Marzano1 y María Elena Chan2 para organizar el trabajo en el laboratorio, la
cual sugerimos pueda ser aplicada en el bachillerato universitario.
I. Disposición y problematización
En esta dimensión es importante generar un ambiente favorable, positivo y empático para
el aprendizaje, ya que las actitudes y percepciones negativas afectan las habilidades de
los estudiantes para aprender. Por ello, se propone:
a) Establecer en forma colegiada las reglas y procedimientos para el trabajo colaborativo
en el laboratorio.
b) Iniciar con una fase de problematización que nos permita explorar lo que el sujeto ya
sabe y poder actuar en consecuencia, como bien se expresa desde la perspectiva
1 Marzano, R.J. y Pickering, D.J. (2005) Dimensiones del aprendizaje. Manual para el maestro.
ITESO. México.
2 Chan, M. E. y Tiburcio, A. (2000), Guía para la elaboración de materiales orientados al
aprendizaje autogestivo, Innova, U de G.
ausubeliana. Además, se habrá de tener en cuenta que los errores deben ser tomados
como motivo de aprendizaje, no de burla o castigo3.
Actividad 1: Exploración diagnóstica
1. ¿Qué información te puede brindar la composición de la orina?
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2. ¿Qué utilidad consideras puede tener la orina en situaciones de sobrevivencia?
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3. ¿Qué aplicación puede tener la orina en la agricultura?
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4. ¿De qué sustancias de interés biológico proviene la urea presente en la orina?
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Producto1: Respuesta a la exploración diagnóstica
¿Los cristales formados en la evaporación de la orina, la mayoría son cristales de urato?
¿Qué otros tipo de cristales es posible observar en una muestra de orina?
II. Adquisición y organización del conocimiento.
En esta dimensión se busca que el estudiante adquiera e integre los nuevos
conocimientos. Esta dimensión contempla las conexiones que los estudiantes hacen de la
información nueva con lo que ya conocen, para construir significados. ¿Cómo propiciar
que los alumnos unan los conocimientos previos con el conocimiento nuevo que se está
presentando? Pudieran utilizarse la lluvia de ideas y la lectura, elaborar un escrito o
cualquier representación gráfica como mapas conceptuales, esquema, cuadros
sinópticos, etc.
Indicaciones para la lectura:
a) Se recomienda realizar una lectura rápida en un primer momento.
3 Biggs, J. (2006) Calidad del aprendizaje universitario. España. Narcea Ediciones.
Actividad 2: Situación problémica
b) En un segundo momento realizar una lectura más lenta, subrayando las ideas más
importantes.
c) A partir de estas ideas organiza un esquema o mapa conceptual.
d) Procede de la misma manera con la lectura 2.
e) Finalmente a partir de los esquemas o mapas elaborados redacta una síntesis.
Se puede acudir a diversas fuentes bibliográficas o electrónicas apropiadas, para ampliar
su conocimiento sobre la temática abordada. Recuerde que es necesario investigar todo
aquello que no se conoce, eso nos permitirá ampliar nuestro conocimiento y resolver la
situación problemática que se nos plantea.
Actividad 2: Lectura 1
Bienvenidos a la Ciencia Micción4
Tiramos un litro y medio al día de nuestro valioso pipí. ¿Sabías que tu orina puede ser
muy útil…?. Incluso nos podría ayudar a volver a la Luna. “No te preguntes qué puede
hacer tu país por ti, pregúntate qué puedes hacer por tu país”, decía J.F.K. a sus
conciudadanos en su discurso de investidura. Pues bien, a lo largo del pasado mes de
julio, lo que sus paisanos podían hacer por su país, era, precisamente, orinar en un
frasco, donar la muestra a la NASA y contribuir a la consecución del proyecto Orión (nada
que ver con el Orinón), que aspira a devolver al hombre a la Luna antes del 2020. Es
cierto que ésta acción no puede entenderse como “dar lo mejor de uno mismo”, pero con
el arsenal de líquido recogido (unos 450 litros, que se me antoja ridícula), la Agencia
pretende cubrir la demanda de ésta materia prima requerida por sus ingenieros. Se
utilizará para poner a prueba un nuevo producto químico capaz de mantener en
suspensión las partículas sólidas presentes en la orina, lo que evitará que en condiciones
de microgravedad aquellas atasquen los retretes espaciales. Porque si, hasta el infinito y
más allá, pero el agua hay que cambiársela al canario aquí y en la Luna. No obstante, no
se trata del primer experimento científico, ni el más curioso en utilizar la orina humana
como producto de partida fundamental. Sin ir más lejos ni en el tiempo ni en el espacio, y
gracias a una iniciativa similar, en el 2004, científicos del ejército estadounidense pudieron
confirmar la utilidad de una novedosa y muy práctica ración de comida deshidratada que,
para rehidratarse y convertirse en el rancho de la tropa, sólo requería de la orina del
soldado. Estaba dotada de un envoltorio de naturaleza membranosa, con un tamaño de
poro tal que permitía el paso del líquido al interior, bajo la acción de la presión osmótica,
al tiempo que impedía que bacterias y demás agentes infecciosos y tóxicos, demasiado
4 Peazodecock (2009) Ciencia Micción. Tomado de
http://elblogdepeazodecock.blogspot.com/2009/01/ciencia-miccion.html
voluminosos, atravesasen las líneas. Claro, que si algún experimento brilla con luz propia
entre los efectuados con la orina, ese es el realizado en 1669 por el comerciante alemán y
alquimista aficionado Henning Brand. Impulsado por la creencia, tan arraigada entre los
alquimistas de la época, de que el dorado color de la orina sin duda era una pista que
debía conducir hacia la piedra filosofal que transformaría cualquier sustancia en oro, no
dudó en almacenar miles de litros en toneles en el sótano de su vivienda para luego
procesarlos. Gracias a lo cuál, por fin pudo ver la luz. Un brillo emitido por el residuo
blanquecino, fosforescente e inflamable en contacto con el aire que obtuvo, y que no era
otra cosa que fósforo blanco, en lo que supuso el descubrimiento de dicho elemento. Y
también un lucrativo negocio, primero para Brand, al vender su secreto procedimiento a
otro alquimista, el también alemán Daniel Kraft. Y después para éste, que se hizo de oro
realizando deslumbrantes presentaciones del nuevo material ante los más distinguidos
auditorios de media Europa. Una de ellas, la que efectuó en Inglaterra en 1677 ante un
selecto grupo encabezado por el insigne Robert Boyle, considerado uno de los padres de
la química moderna. Boyle quedó tan impresionado que solicitó a Kraft una muestra de
aquella sustancia (o al menos la forma de obtenerla), para realizar sus propias
investigaciones, ante lo cuál, el alemán se excusó limitándose a desvelar que procedía de
algo que se obtenía del cuerpo humano. Boyle, con buen criterio, pensó que podría
tratarse de la orina, y durante los dos siguientes años, dedicó sus esfuerzos a intentar
obtener el fósforo. Para desgracia de su ayudante, Daniel Bilger, empleado para la
recolección de toda la orina que se generase en la mansión de los Boyle. Por si no fuera
suficiente, ante los repetidos fracasos de su jefe, acabó por convertirse en asiduo de
cuanto pozo negro hubiese en la zona en busca de otras posibles fuentes corporales.
Finalmente, y por conductos más sutiles no tan alejados del “espionaje industrial”, Boyle
fue capaz de hacerse con el secreto de la obtención del fósforo. El auge de las llamadas
medicinas alternativas sirvió para popularizar en occidente la conocida como
ORINOTERAPIA (sí, si, como suena, y sí, sí, va de lo que estás pensando)… la creencia
de que beberse la propia orina es saludable. Numerosos gurús y naturistas han
proclamado las supuestas bondades de ésta terapia, cuyo origen, dicen, está vinculado a
prácticas hinduistas y budistas. Sus partidarios afirman que la orina humana tiene
propiedades rejuvenecedoras, que es buena para la piel, para recuperar el vigor sexual y
que hasta podría ser anticancerígeno. Ninguna de éstas virtudes ha sido demostrada o
corroborada por investigación científica alguna. Pese a ello, la orinoterapia cuenta con
centenares de seguidores (urópatos), incluso personajes famosos como John Lennon y
Jim Morrison. Comparado con el experimento anterior, poco lustre tiene el experimento
efectuado, casi un siglo después, en 1773, por el químico francés Hilaire-Marie Rouelle,
en su empeño de aislar e identificar los compuestos presentes en los fluidos de todo bicho
viviente. Rouelle logró cristalizar, a partir de la orina humana, (y también de la de caballos
y vacas), el principal metabolito presente en ella. Éste logro marcar el principio del fin del
Vitalismo, teoría que defendía que las sustancias procedentes de los seres vivos no eran
compuestos químicos ordinarios, sino que estaban dotados de una suerte de “aliento
vital”, por lo que tampoco podían ser sintetizados a partir de los reactivos del laboratorio.
Creencia que finalmente se encargó de echar por tierra el químico alemán Wöhler en
1828 al sintetizar, precisamente, urea a partir de dos compuestos inorgánicos tan vulgares
y corrientes como el cianato potásico y el sulfato amónico. Esto confirmó lo que
experimentos como el “miccionado” de Rouelle ya habían anticipado con gran acierto, que
el vitalismo no era más que una gran metedura de pata… En lo concerniente a las
investigaciones de campo, probablemente la más importante, o al menos, multitudinaria,
fue la que pusieron en marcha en el campo de batalla de Ypres, durante la Primera
Guerra Mundial, los altos mandos aliados. Al detectar que aquella amenazante nube
lanzada por los alemanes era gas cloro muy venenoso, los oficiales arengaron a sus
muchachos para que se cubriesen la boca y la nariz con una prenda de algodón
empapada en su propia orina. Algo que no debió resultar muy difícil, ya que muchos para
entonces ya se habrían meado encima. Ésta medida, al parecer, fue auspiciada por un
oficial médico canadiense, según el cuál, el amoníaco presente en la orina neutralizaría el
cloro. Craso error, puesto que ambos compuestos en realidad reaccionan para producir
gases irritantes (según la reacción Cl2 + NH3 da como resultado HCl + NH2Cl). Por
fortuna, los aliados tuvieron suerte, ya que la cantidad de amoníaco contenida en la orina
es mínima, en tanto que la urea también reacciona con el cloro para dar la más
“inofensiva diclorourea (CONHCl2). Visto el éxito, los aliados decidieron “sistematizar” la
medida distribuyendo máscaras antigas consistente en un trozo de algodón presto para
ser empapado en orina.
Actividad 3: Lectura 2
Usos y costumbres con la orina5
Así como para nosotros es muy normal deshacernos de nuestra orina y enviarla al
excusado, regar las plantas o ensuciar las llantas o el pavimento, otros pueblos no
opinaban lo mismo.
Los romanos, por ejemplo, empleaban la orina para blanquear no sólo sus túnicas, sino
también los dientes, debido a los compuestos nitrogenados que posee.
Está costumbre pasó a la España medieval incluso con la creencia de que si se
«limpiaban» los dientes con orina se evitaba su caída. Imagínate que una persona te
dijera, después de que le das un beso ¡fuchi, hueles a meados!, y tu le respondieras «es
que me acabo de lavar los dientes».
Entre los indios norteamericanos, los esquimales y algunas tribus de Siberia, la orina se
empleaba para curtir las pieles de los animales que cazaban; y en la América colonial,
para limpiar ventanas. También en Siberia del Este se recogía la orina y se almacenaba
en grandes barriles para luego bañarse con ella. Además, la capa superior que se
formaba en los barriles se empleaba como repelente de mosquitos. La misma costumbre
de lavarse con pipí la tenía la tribu Nuer, en Etiopía.
5 Tonda, J. y Fierro, J. (2005) Usos y costumbres con la orina. El libro de las cochinadas ADN y
CONACULTA. En Cruz, J. et al (2008) Química del carbono, DGEP-UAS. Pag. 12.
Otros usos de la orina entre los esquimales era para lavarse el pelo; en México, nuestros
antepasados la consideraban un remedio para la caspa.
Se ha usado para quitar manchas de tinta o para hacer tintes para tatuajes, mezcladas
con polvo de carbón.
El urato, o sal de ácido úrico, lo empleaban los agricultores de Suiza, Francia y los Países
Bajos como fertilizante para sus cultivos.
Pero sin lugar a dudas, la costumbre más sorprendente que se sigue practicando hoy en
día es la de beber la propia orina. En la China antigua se creía que la orina tenía
propiedades afrodisíacas, es decir, que servía para el amor; en Siberia, que tenía
propiedades medicinales y que curaba la infertilidad.
La costumbre actual de quienes practican el yoga tántrico es beber la orina para
purificarse. Mahatma Gandhi se bebía su orina todas las mañanas. ¿Se te antoja una
tacita de meados bien calientitos? En gustos se rompen géneros.
Esquema o mapa conceptual
Producto 2: Esquema o mapa conceptual
III. Procesamiento de la información.
El aprendizaje no se detiene con la adquisición y organización del conocimiento, es
necesario procesar e interiorizar la información, hacerla nuestra. Aprender, implica operar
con ella, es decir, desarrollar operaciones mentales tales como, la deducción, la
inducción, la comparación, la clasificación y la abstracción, estos procesos de
razonamiento nos ayudarán a comprender, a refinar y extender el conocimiento, a
elaborar conclusiones y abstracciones.
Actividad 4: Elabora una síntesis con la información proporcionada y obtenida en otras
fuentes.
Síntesis
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Producto 3: Síntesis
Actividad 5: Diseño del experimento
Con la información obtenida diseña un experimento que te permita obtener urea a partir
de la orina.
El diseño experimental debe estar en correspondencia con los propósitos u objetivos
establecidos al inicio de la actividad, teniendo en cuenta las siguientes interrogantes:
¿Qué es lo que se busca?
¿Cuáles son las condiciones o variables a considerar? Por ejemplo, cantidad de orina a
utilizar, temperatura, etc.
¿Con qué aspectos teóricos se relaciona?
¿Qué otra información necesito?
El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos
permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los materiales
necesarios para el logro de los objetivos planteados.
a) Preguntas científicas
A continuación se muestran algunas de las preguntas que se pudieran considerar:
¿La evaporación de la orina me permite obtener urea?
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¿Los residuos que quedan después de la evaporación será sólo urea?
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¿Qué cantidades de orina será necesario evaporar para observar la presencia de urea?
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¿Qué material de laboratorio será el más adecuado para obtener la urea?
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Producto 4: Preguntas científicas
b) Elaboración de hipótesis
A partir de las preguntas y las respuestas a las mismas, redacta tu hipótesis.
Producto 5: Hipótesis
c) Describe el procedimiento, las sustancias y materiales que se utilizarán en el
proceso.
Procedimiento Sustancias o mezclas Materiales
Producto 6: Descripción del proceso
d) Dibuja cómo se montaría el equipo para realizar físicamente el experimento
Producto 7: Dibujo del montaje del experimento
IV. Aplicación de la información.
a) Instrumentación del experimento
Una vez concluido el diseño experimental se procede a su instrumentación, teniendo en
cuenta la aplicación de normas de seguridad en el manejo de las sustancias, instrumentos
y equipo en la realización de las actividades.
El estudiante en este momento esta en posibilidad de implementar el diseño previsto y
reajustar lo que considere pertinente.
b) Obtención y registro de los datos Al realizar toda actividad experimental el
estudiante debe registrar sus observaciones, mismas que le permitirán organizar los datos
obtenidos para su respectivo análisis y contrastación con las hipótesis establecidas.
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Producto 8: Registro de datos
c) De acuerdo con la actividad experimental realizada establece la importancia que
tiene la urea en la vida cotidiana.
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El facilitador debe estar atento para brindar los apoyos necesarios a cada
equipo de trabajo durante el desarrollo de la actividad experimental.
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Producto 9: Contextualización
V. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición).
Sin duda, en este momento el estudiante ha experimentado un proceso de aprendizaje,
donde se busca promover las competencias científicas a través del trabajo experimental.
Al realizar cada una de las actividades, es importante que el estudiante perciba la forma
como aprende, de los pasos que sigue, que controla cada dimensión y se da cuenta del
trayecto de la información, las operaciones y usos de la misma, consigue un método para
aprender y con ello su formación puede darse autogestivamente.
a) Reflexiona de manera individual y explica qué aprendiste en el proceso:
¿Qué debí aprender?
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¿Cómo aprendí en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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¿Qué no aprendí o necesito revisar en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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Producto 10: Proceso metacognitivo
Actividad integradora: Elabora un reporte final donde se explique todo el proceso
realizado y las evidencias con que se cuenta, como fotografías del experimento, del
equipo, etc.
Producto 11: Reporte final
Unidad de competencia:
Introducción a la química del carbono
Nombre de la actividad experimental No. 2
Hibridación, un hecho en la tetravalencia del
carbono
Ponencia presentada por:
Angélica María Félix Madrigal y Bertha Alicia
Valenzuela Uzeta
Competencias a desarrollar
a) Identifica el tipo de hibridación que presenta el carbono en la formación de enlaces
covalentes simples, dobles y triples.
b) Comprueba que las moléculas de compuestos del carbono no son lineales ni
planas a través de la modelación de las mismas.
c) Elabora un modelo molecular de más de dos carbonos que contenga uno o dos
tipos de hibridación.
Desarrollo de la actividad experimental
I. Disposición y problematización
Es importante establecer la dinámica de trabajo a seguir que propicie un ambiente
favorable, positivo y empático para el aprendizaje así como, explorar los conocimientos
previos sobre la temática a abordar.
1.- ¿Cuál es la configuración electrónica del carbono?
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Actividad 1: Exploración diagnóstica
2.-De acuerdo a la configuración electrónica del carbono ¿cuántos enlaces formaría
únicamente?
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3.- ¿A qué se debe que los compuestos del carbono en la química orgánica formen 4
enlaces (tetravalente)?
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4.- En química ¿qué es hibridación?
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5.- ¿Cuántos tipos de hibridación presenta el carbono?
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6.- ¿Cuál es el ángulo y la geometría de cada hibridación?
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7.- ¿Qué material pudieras utilizar para representar las hibridaciones?
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Producto1: Respuesta a la exploración diagnóstica
¿Cómo modelar moléculas en química del carbono para representar los tipos de
hibridación presentes en ellas?
II. Adquisición y organización del conocimiento.
Se presentan la siguiente lectura para su análisis, de ser necesario puede acudir a
diversas fuentes bibliográficas o electrónicas apropiadas, para ampliar su conocimiento
sobre la temática abordada. Recuerde que es necesario investigar todo aquello que no se
conoce, eso nos permitirá ampliar nuestro conocimiento y resolver la situación
problemática que se nos plantea.
Actividad 3: Lectura 1
¿Cómo puedo elaborar modelos moleculares en química de carbono?
Por lo regular a los estudiantes les resulta complicado imaginar cómo es que se
distribuyen los átomos en un compuesto y cómo es que se reordenan para formar las
diferentes estructuras orgánicas donde intervienen orbitales atómicos con hibridaciones
distintas en el átomo de carbono (sp, sp2, sp3).
Lo anterior se complica debido a que por lo general se les presenta las moléculas en un
sólo plano y cuando se les pide que elaboren un modelo molecular, casi siempre lo
muestran o lo construyen en ese mismo plano, sin imaginar que los átomos se distribuyen
en forma tridimensional. Por ello, consideramos de gran relevancia mostrarles cómo
pueden elaborar modelos moleculares que se asemejen lo más posible a la estructura real
de la molécula.
Un asunto de importancia vital en la química del carbono, es la geometría o las
estructuras de las moléculas. Por ejemplo, el conocimiento de la geometría de las
moléculas permite comprobar las teorías de enlace, ayuda a visualizar e imaginar la forma
que toman las moléculas, además de los posibles productos que resultaran al combinarse
químicamente en una reacción química.
Actividad 2: Situación problémica
Pero cómo puedo representar moléculas tridimensionales:
A continuación se presenta una alternativa que puede ser útil como recurso didáctico en la
construcción de modelos moleculares con diversos materiales. En este caso utilizaremos
esferas de unicel no. 1 de color negro que representan al carbono, esferas de unicel no. 0
de color blanco que representan al hidrógeno, picadientes que representan a los enlaces
químicos, limpia pipas que representan al enlace pi y plantillas con ángulos de 109.5o,
120o y 180o.
(Se sugiere se investigue alguna otra alternativa).
Procedimiento para la construcción de modelos moleculares en química del carbono.
Modelos moleculares con hibridación sp3
1. Seleccionar la plantilla del ángulo de 109.5o
2. Colocar en el centro de dicha plantilla la esfera de unicel no. 1 ( tomando en cuenta
que el ejercicio se realizará con la vista en dirección vertical al centro de la plantilla).
3. Insertar en el centro de la esfera de unicel un picadiente.
4. Dirigir el picadiente insertado hacia uno de los vértices del ángulo de 109.5o tocando
la plantilla el extremo libre del picadiente.
5. Insertar un segundo picadiente en el centro de la esfera.
6. Hacer coincidir los extremos libres de los picadientes en el ángulo de 109.5o.
7. Se inserta de nueva cuenta en el centro de la esfera un tercer picadiente.
8. Se gira para medir el ángulo de este mismo.
9. Se colca la esfera como si fuera un tripie, ejerciendo presión de abajo hacía arriba,
para insertar en el centro de la esfera un cuarto picadiente y así no se pierda el
ángulo de los tres primeros.
10. Si se desea formar la molécula de metano, únicamente se inserta en el extremo de
cada picadiente una esfera de unicel no. 0.
Modelos moleculares con hibridación sp2
1. Seleccionar la plantilla del ángulo de 120o.
2. Colocar en el centro de dicha plantilla la esfera de unicel no. 1 (tomando en cuenta
que el ejercicio se realizará con la vista en dirección vertical al centro de la
plantilla).
3. Insertar un picadiente en cada uno de los tres vértices del ángulo en el centro de la
esfera de manera lateral horizontal, teniendo precaución que el extremo libre de
los picadientes no toquen la plantilla.
4. Verificar que la geometría de la hibridación sea trigonal plana.
5. Indicaciones para elaborar la molécula del eteno, pero puedes elegir cualquier
molécula de tu interés.
a) Se elaboran dos modelos con hibridación sp2
b) A uno de ellos se le retira un picadiente y en esa posición se inserta cualquier
picadiente del otro modelo, representando esta unión el enlace sigma.
c) Para formar el doble enlace se utilizan dos trozos de limpia pipas insertándose
uno arriba y el otro debajo de un carbono a el otro carbono, esto representa el
traslapamiento del orbital “p” puro formando las dos nubes electrónicas (enlace
pi) que envuelven el enlace sigma.
d) Por último se insertan las esferas no. 0 que representan a los respectivos
hidrógenos en la molécula.
Modelos moleculares con hibridación sp
1. Seleccionar la plantilla del ángulo de 180o.
2. Colocar en el centro de dicha plantilla la esfera de unicel no. 1 (tomando en cuenta
que el ejercicio se realizará con la vista en dirección vertical al centro de la
plantilla).
3. Insertar un picadiente en cada uno de los dos vértices del ángulo en el centro de la
esfera de manera lateral horizontal, teniendo precaución de que el extremo libre de
los picadientes no toquen la plantilla.
4. Verificar que la geometría de la hibridación que presenta la molécula sea lineal.
5. Indicaciones para elaborar la molécula de etino.
a) Se elaboran dos modelos de hibridación sp
b) A uno de ellos se le retira un picadiente y en esa posición se inserta cualquier
picadiente del otro modelo, representando esta unión el enlace sigma.
c) Para representar el triple enlace se utilizan cuatro trozos de limpia pipas
insertándose de carbono a carbono, uno arriba y el otro debajo (limpia pipas de
un mismo color) y los dos restantes, uno atrás y otro adelante (de otro color),
esto representa el traslapamiento de los orbitales “p” puros formando las cuatro
nubes electrónicas (dos enlaces pi) que envuelven al enlace sigma.
d) Por último se insertan las esferas no. 0 que representan a los hidrógenos
respectivos en la molécula.
Ver el anexo 1. Plantillas para la elaboración de modelos moleculares
Actividad 4: Elabora una síntesis, esquema, mapa conceptual o glosario sobre las
lecturas planteadas.
Producto 2: Síntesis, esquema, mapa conceptual o glosario de términos.
III. Procesamiento de la información
Después de haber analizado la problematización y las actividades previas se procede a
diseñar un experimento para la elaboración de moléculas de compuestos del carbono.
Actividad 6: Diseño del experimento
El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos
permite seleccionar adecuadamente el procedimiento y los materiales necesarios para el
logro de los objetivos planteados. Recuerda que el diseño experimental debe estar en
Esquema, síntesis, mapa conceptual o glosario sobre las lecturas
correspondencia con los propósitos u objetivos establecidos al inicio de la actividad,
teniendo en cuenta las siguientes interrogantes:
¿Qué es lo que se busca?
¿Cuáles son las condiciones o variables a considerar?
¿Con qué aspectos teóricos se relaciona?
¿Qué otra información necesito?
Preguntas científicas
A continuación se muestran algunas de las preguntas que se pudieran considerar:
¿La hibridación en el átomo de carbono es la característica que permite establecer la
orientación de los ángulos de enlace y el tipo de enlaces formados en la molécula?
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¿Qué materiales se podrían utilizar para modelar moléculas en química del carbono?
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¿Qué se necesita tomar en cuenta para poder diseñar modelos tridimensionales de los
compuestos del carbono?
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Producto 4: Preguntas científicas
a) Elaboración de hipótesis
A partir de las preguntas y las respuestas a las mismas, redacta tu hipótesis.
Producto 5: Hipótesis
a) Describe el procedimiento que se utilizará en el proceso que elijas seguir.
Propuesta 1. Elaboración de moléculas tridimensionales con plantilla de
hibridación del átomo de carbono.
Propuesta 2. Puedes elegir otros materiales y métodos de elaboración de
moléculas tridimensionales de acuerdo a lo investigado.
Actividad 7: Con la información proporcionada y la que investigaste completa la siguiente
tabla.
Moléculas a construir
Materiales Procedimiento
Producto 6: Descripción del proceso
b) Elabora un esquema de cómo se desarrollaría el trabajo para la elaboración
de moléculas tridimensionales
Producto 7: Pasos del proceso de construcción de las moléculas tridimensionales.
IV. Aplicación de la información.
a) Instrumentación del experimento
Una vez concluido el diseño experimental se procede a su desarrollo o instrumentación. El
estudiante en este momento está en posibilidad de implementar el diseño previsto y
reajustar lo que considere pertinente.
b) Obtención y registro de los datos
Completa la siguiente tabla con los datos que se te indican.
c) Ahora procede a elabora las moléculas de compuestos del carbono con hibridación
sp3, sp2 y sp de acuerdo con el método y materiales elegidos.
Al realizar toda actividad experimental el estudiante debe registrar sus observaciones,
mismas que le permitirán organizar los datos obtenidos para su respectivo análisis y
contrastación con la(s) hipótesis establecida(s).
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Producto 8: Registro de datos
d) De acuerdo con la actividad experimental realizada establece la importancia de
conocer los elementos a tomar en cuenta para construir modelos tridimensionales
en química del carbono.
Hibridación % carácter “s”
% carácter “p”
Angulo Geometría Enlace que forma
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Producto 9: Contextualización
V. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición).
a) Reflexiona de manera individual y explica qué aprendiste en el proceso:
¿Qué debí aprender?
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¿Cómo aprendí en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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¿Qué no aprendí o necesito revisar en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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Producto 10: Proceso metacognitivo
Actividad integradora: Elabora un reporte final donde se explique todo el proceso
realizado y las evidencias con que se cuenta, como fotografías del experimento, del
equipo, etc.
Producto 11: Reporte final
Unidad de competencia:
Nombre de la actividad experimental No. 3
Las funciones químicas: nomenclatura,
propiedades, obtención y aplicaciones en la vida
diaria
El petróleo, un negro muy codiciado
Ponencia presentada por:
Angélica María Félix Madrigal y Bertha Alicia
Valenzuela Uzeta
Competencias de la actividad experimental
a) Utiliza un derivado del petróleo como la parafina para elaborar diferentes tipos de
velas, haciendo uso de su creatividad.
b) Valora la importancia del petróleo como fuente de energía, así como sus
implicaciones en el medio ambiente por el uso inadecuado del mismo.
Desarrollo de la actividad experimental
I. Disposición y problematización
Es importante establecer la dinámica de trabajo a seguir que propicie un ambiente
favorable, positivo y empático para el aprendizaje así como, explorar los conocimientos
previos sobre la temática a abordar.
1. ¿Qué es el petróleo?
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Actividad 1: Exploración diagnóstica
2. ¿Dónde y cómo se forma el petróleo?
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3. ¿Por medio de qué procedimiento se separan los diferentes derivados del petróleo?
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4. Menciona 5 derivados del petróleo
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5.- ¿Con qué derivado del petróleo se elaboran las velas?
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6.- ¿Cómo elaborarías una vela?
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Producto1: Respuesta a la exploración diagnóstica
¿La fuente de energía a partir de los hidrocarburos, seguirá siendo una alternativa viable
para la humanidad?
¿Es la parafina un producto viable para la elaboración de fuentes luminosas?
Actividad 2: Situación problémica
II. Adquisición y organización del conocimiento.
Se presentan dos lecturas para su análisis, de ser necesario puede acudir a diversas
fuentes bibliográficas o electrónicas apropiadas, para ampliar su conocimiento sobre la
temática abordada. Recuerde que es necesario investigar todo aquello que no se conoce,
eso nos permitirá ampliar nuestro conocimiento y resolver la situación problemática que
se nos plantea.
Actividad 3: Lectura 1
Los usos de la parafina6
Introducción
La parafina es una mezcla de compuestos del carbono que pertenecen a los
hidrocarburos. Uno de los usos principal de la parafina es en la elaboración de velas y
productos relacionados, su uso menor es en la fabricación de cosméticos, crayones,
chicles, recubrimiento de quesos y frutos, textiles, tintas, calzado, pisos, etc. En los
últimos tiempos se ha venido utilizando también el ámbito terapéutico y los efectos
fisiológicos de la parafina son los mismos que otras formas de calor exógeno o superficial
induce a una vasodilatación cutánea profusa e intensa sudoración, estas reacciones
tienen acción antiedematizante, por su influencia en la circulación hemolinfática y además
las varias capas de parafina llegan a ejercer una presión constrictiva, similar a la de un
vendaje
Propiedades generales.
La parafina es una materia untuosa, inerte, permeable, brillante, resbaladiza, ofrece una
gran plasticidad. Son conocidas por su alta pureza, excelente brillo y olor reducido, son
relativamente no reactivas y presentan una excelente estabilidad a la oxidación.
6http://www.quiminet.com/ar1/ar_vcdzgtvcd-todo-lo-que-deseaba-saber-de-las-parafinas-
segunda-parte
Principales características
Las propiedades de la parafina permiten que sea una sustancia ampliamente utilizada en
la industria. A continuación se presentan algunas de ellas: No inflamable, no corrosiva, no
oxidante, no explosivo, no toxico, no asfixiante, no irritante, no radiactivo, apariencia y
color: masa incolora o blanca más o menos traslúcida, con estructura cristalina. Es
incolora e insípida, y ligeramente grasosa al tacto. Es soluble en cloroformo, éter,
benceno y disulfuro de carbono.
Es importante que cuando elijas consumir algún producto para el cuidado personal revises
con cuidado la etiqueta de los mismos. Se ha encontrado que existen en el mercado
diferentes productos cuyas etiquetas de ingredientes del productos se han detectado
sustancias que causan cáncer; se ha identificado tres impurezas comunes en productos
de cuidado personal que se vinculan a los tumores mamarios en animales: óxido de
etileno, hidrocarburos aromáticos policíclicos, y 1,3-butadieno. Los ingredientes para los
que estas impurezas son de interés se utilizan en uno de cada cuatro productos de
cuidado personal que existen en el mercado.
Actividad 4: Lectura 2
UNAM/Investigación7
Oaxaca, México.-El plancton, compuesto
por microorganismos sin actividad motora
propia, y que sirve de alimento a muchas
especies marinas, es el principal afectado
cuando ocurre un derrame petrolero, pues
se adhiere a las parcelas de crudo que llegan al océano, explicó Alfonso Vázquez Botello,
investigador del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (ICMyL) de la UNAM.
7http://ciudadania-express.com/2010/05/04/grave-dano-ecologico-a-la-vida-marina-por-
derrame-de-petroleo-en-el-golfo/
Al pasar ese nutriente del agua al crudo, se crea un desequilibrio, porque es la principal
fuente energética de muchas especies. “Cuando el petróleo afecta al plancton, comienza
una baja productividad en los océanos”, dijo el especialista. Alfonso Vázquez Botello.
investigador universitario.
Además, la densa mancha del hidrocarburo impide el correcto paso de la radiación solar
al océano, y afecta el proceso de fotosíntesis, agregó el también jefe de la Unidad de
Geología Marina y Ambiental del ICMyL.
Tras su llegada al mar, el crudo se expande por las corrientes marinas y va hacia las
profundidades; su destino final son los sedimentos marinos.
Daños en el Golfo de México
El derrame de una plataforma petrolera de la empresa British Petroleum, en el Golfo de
México, cubre hasta ahora mil 550 kilómetros cuadrados.
Del pozo afectado, emergen unos mil barriles diarios de crudo, equivalentes a 160 mil
litros del combustible, que contaminan la superficie con una espesa mancha.
“Las corrientes generales del Golfo de México están apuntando hacia el norte, así que
llevan el crudo a Estados Unidos, y no hacia aguas mexicanas. Creo que no habrá una
afectación directa a nuestros ecosistemas”, señaló Vázquez Botello.
El oceanógrafo explicó que la expansión del hidrocarburo depende de su densidad (si es
ligero o pesado) y de la dinámica oceanográfica, que incluye vientos y radiación solar, dos
factores importantes.
“Vamos a seguir teniendo problemas de derrames o de
contaminación en tanto seamos dependientes del petróleo. La
mayor parte se presenta en zonas profundas del mar, y no en
las costeras, y la tecnología para controlarlos en áreas
profundas aún no está lo suficientemente avanzada”,
reconoció.
Aceite en el agua
Cuando el petróleo llega al océano por un derrame forma micelas o parcelas, que se
forman cuando el agua entra al crudo, pero no lo disuelve. “Al formarse esta especie de
mousse de chocolate, la materia orgánica que hay en el área se adhiere a la mancha y
comienza a ser llevada a otros sitios por corrientes dominantes en la región”, explicó.
Luego ocurre una acción físico-química que es la radiación solar, que ejerce un papel
importante, pues ayuda a remover, a través de la evaporación, los componentes más
tóxicos. Entonces, entra en acción el viento, que mueve las olas y hace que el
hidrocarburo se mezcle y vaya ocupando un área mayor, desde la superficie, hasta el
fondo.
Los graves efectos a los mares que provoca el derrame de petróleo en el Golfo de México
“Los componentes del petróleo entran en contacto con los organismos, y ese es el
problema. Primero, afecta a los que conforman el plancton, y si el hidrocarburo cubre una
parte de la superficie del mar, impide una adecuada fotosíntesis. El principal problema es
cuando llega a las costas, donde hay áreas de pesquerías o acuicultura, que sufren
graves daños económicos y ecológicos”, dijo el experto.
Al llegar a esos territorios, el crudo no sólo destruye el plancton, huevecillos y larvas de
peces y crustáceos, sino especies más grandes.
Limpieza en altamar
Pese a lo alarmante que resulta un derrame en el océano, existen técnicas para recuperar
el petróleo. “La tarea se hace de forma mecánica, con una especie de aspiradoras
equipadas en los barcos, que recogen el combustible mediante succión y se introduce en
tanques. A veces se separa del agua y puede, incluso, recuperarse”, indicó.
Otra forma es el uso de dispersantes químicos, que a veces resultan más contaminantes
que el hidrocarburo. “La quema es la última de las soluciones, porque emite
contaminantes, especialmente bióxido de carbono, gas de efecto invernadero. Con esta
técnica se limpia el mar, pero se afecta a la atmósfera”, acotó.
También, existen bacterias que degradan petróleo, pero se necesitarían grandes
cantidades para abatir las dimensiones del derrame. “Con la conjugación de estos
métodos, sí puede llegar a controlarse el incidente en el Golfo de México, aunque no
sabemos cuánto va a durar el proceso”.
El investigador apuntó que la plataforma colapsada realizaba perforaciones a mil 500
metros de profundidad, lo que complica los trabajos de limpieza.
Energías alternativas
Vázquez Botello recordó que el crudo (sobre todo el pesado) tiene moléculas difíciles de
degradar, y de forma natural puede durar años en el agua por su alta estabilidad química.
“Está hecho de asfaltenos, con los que se pavimentan las calles, moléculas más pesadas
del petróleo”.
Ningún país que produzca petróleo debe basar toda su producción energética en ese
recurso, sino aprovechar energías alternativas, como la eólica, solar, de mareas y nuclear.
“Pese a lo alarmante que es un derrame, hay otras emisiones más dañinas, como los
difenilos policlorados, algunos plaguicidas y metales como plomo, mercurio y cromo, que
causan muertes y llegan al mar vertidos por las industrias”, evidenció.
Casi 65 por ciento de la población mundial vive en áreas costeras. “En México, del 18 al
20 por ciento de sus habitantes reside en esas zonas, pero las hemos descuidado, no
sólo por el uso de petróleo, sino de residuos que se vierten de la industria a los océanos”,
concluyó.
Actividad 4: Elabora una síntesis, esquema, mapa conceptual o glosario sobre las
lecturas planteadas.
Producto 2: Síntesis, esquema, mapa conceptual o glosario de términos.
Esquema, síntesis, mapa conceptual o glosario sobre las lecturas
III. Procesamiento de la información
Después de haber analizado la problematización y las actividades previas haz un diseño
de vela usando tu creatividad o bien diseña un prototipo que permita recuperar el petróleo
en el mar.
Actividad 6: Diseño del experimento
Recuerda que el diseño experimental debe estar en correspondencia con los propósitos u
objetivos establecidos al inicio de la actividad, teniendo en cuenta las siguientes
interrogantes:
¿Qué es lo que se busca?
¿Cuáles son las condiciones o variables a considerar?
¿Con qué aspectos teóricos se relaciona?
¿Qué otra información necesito?
Preguntas científicas
A continuación se muestran algunas de las preguntas que se pudieran considerar:
¿Qué utilidad tienen los hidrocarburos en el bienestar del hombre?
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¿Qué daños ocasiona en el medio ambiente el derrame de petróleo en el mar?
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Investiga con que derivado del petróleo se elaboran las velas como fuentes luminosas y
¿cómo?
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¿Qué variedad de materiales y sustancias puedes utilizar para elaborar velas como fuente
luminosa?
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Si los hidrocarburos son fuentes de energía no renovables ¿Cómo producir otras fuentes
de energía en México a través de los recursos naturales con que cuenta nuestro país?
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Producto 4: Preguntas científicas
a) Elaboración de hipótesis
A partir de las preguntas y las respuestas a las mismas, redacta tu hipótesis.
Producto 5: Hipótesis
b) Describe el procedimiento que se utilizará en el proceso.
Propuesta: Elaboración de velas a partir de parafina
Actividad 7: Con la información proporcionada y la que investigaste completa la siguiente
tabla.
Materiales
Sustancias Procedimiento
Producto 6: Descripción del proceso
c) Elabora un esquema de cómo se desarrollaría el trabajo de investigación
Producto 7: Pasos del experimento de investigación
IV. Aplicación de la información.
a) Instrumentación del experimento
Una vez concluido el diseño experimental se procede a su desarrollo o instrumentación,
teniendo en cuenta las normas de seguridad en el manejo de las sustancias y materiales
en la realización de las actividades. El estudiante en este momento está en posibilidad de
implementar el diseño previsto y reajustar lo que considere pertinente.
e) Obtención y registro de los datos
Al realizar toda actividad experimental el estudiante debe registrar sus observaciones,
mismas que le permitirán organizar los datos obtenidos para su respectivo análisis y
contrastación con la(s) hipótesis establecida(s).
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Producto 8: Registro de datos
f) De acuerdo con la actividad experimental realizada establece la importancia de conocer
los usos, los riesgos y la importancia del petróleo como fuente de energía:
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Producto 9: Contextualización
V. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición).
a) Reflexiona de manera individual y explica qué aprendiste en el proceso:
¿Qué debí aprender?
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¿Cómo aprendí en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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¿Qué no aprendí o necesito revisar en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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Producto 10: Proceso metacognitivo
Actividad integradora: Elabora un reporte final donde se explique todo el proceso
realizado y las evidencias con que se cuenta, como fotografías del experimento.
Producto 11: Reporte final
Unidad de competencia:
Las funciones químicas: nomenclatura,
propiedades, obtención y aplicaciones en la
vida diaria.
Tema: Alquenos
Nombre de la actividad experimental No. 4
Que tan insaturado es un aceite.
Ponencia presentada por:
Q.F.B. Maricruz Pérez Lizárraga
Competencias por desarrollar:
Competencias de la actividad experimental
a) Distingue cualitativamente los aceites comestibles de uso más frecuente en el
hogar como hidrocarburos saturados e insaturados, que le permita verificar si la
información nutrimental que contiene la etiqueta es real.
b) Determina la cantidad de grasas insaturadas que puede consumir un adolescente
de estatura y peso promedio para su sano desarrollo.
c) Comunica los resultados obtenidos y utiliza los medios a su alcance para
socializarlos.
Desarrollo de la actividad experimental
La presente actividad experimental es una propuesta que plantea el uso de las cinco
dimensiones del aprendizaje mencionadas anteriormente.
I. Disposición y problematización
Es importante establecer la dinámica de trabajo a seguir que propicie un ambiente
favorable, positivo y empático para el aprendizaje así como, explorar los conocimientos
previos sobre la temática a abordar.
Actividad 1: Exploración diagnóstica
1. ¿Consideras que es importante para el organismo humano la ingesta de grasas?
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2. ¿Al ingerir una dieta rica o pobre en grasas, sabes cuales son los riesgos que se
corren?
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3. ¿Qué tipo de grasas es recomendable incorporar a la dieta alimenticia?
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4. ¿Cuál es el grupo funcional que identifica a las grasas y cuál es la familia de los
compuestos del carbono al que pertenecen?
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5. ¿Qué tipos de enlace químico presentan las grasas insaturadas?
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6. ¿Cuáles son los grupos de alimentos necesarios a considerar en una dieta alimenticia
balanceada?
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Producto1: Respuesta a la exploración diagnóstica
La obesidad en jóvenes y niños va en aumento en nuestro país, México actualmente se
ubica como segundo lugar a nivel mundial en este problema de salud. Tendríamos que
cuestionarnos ¿Qué tan dañino es ingerir grasas? ¿Qué hábitos se deben de desarrollar
para tener una imagen saludable?
Actividad 1: Situación problémica
II. Adquisición y organización del conocimiento.
Se puede acudir a diversas fuentes bibliográficas o electrónicas apropiadas, para ampliar
su conocimiento sobre la temática abordada.
Actividad 2: Lectura 1
¿El consumo de grasas benéficas o dañinas para la salud?
Las grasas siempre ha sido un alimento con muy mala fama. Vamos a explicarte que las
grasas no son tan malas como las pintas, puesto que hay excepciones a esta
afirmación, al fin y al cabo las grasas son una sustancia que necesita nuestro organismo
y que no podemos eliminar de nuestra dieta. Existen los ácidos grasos esenciales como
el ácido linoleíco, el linolénico y el araquidónico los cuales son indispensables para el
hombre y por lo general para todos los mamíferos que no pueden sintetizarlos por falta
de enzimas necesarias. Las grasas insaturadas, también conocidas como “grasas
buenas“, tienen la particularidad de reducir los niveles de colesterol en sangre, de ahí
que se les considere grasas aliadas del corazón.
Junto con los hidratos de carbono, las grasas son una de nuestras principales fuentes de
energía, forman parte de las membranas celulares y de otros órganos, y hacen posible
que las vitaminas A, E, D y K lleguen a las células.
Fundamentalmente existen dos tipos de grasas:
las grasas saturadas (principalmente grasas animales)
las grasas insaturadas (vegetales, aceite de oliva, pescado)
Existen dos tipos de grasas insaturadas:
Grasas monoinsaturadas: los ejemplos abarcan el aceite de oliva y el aceite de
canola. Olivas, colza, frutos secos (pistachos, almendras, avellanas, nueces de
macadamia, anacardos, nueces de pecán), cacahuetes, aguacates y sus aceites.
Grasas poliinsaturadas: los ejemplos abarcan los aceites de pescado, azafrán,
girasol, maíz y soja. A su vez, las grasas poliinsaturadas se subdividen en
distintos clases, donde destacan por sus propiedades dos subtipo: las grasas
omega 6 y omega 3.
Grasas saturadas
Los ácidos grasos saturados se encuentran en todas las grasas y aceites y aunque se
encuentran principalmente en la grasa animal existen también productos vegetales
saturados como la crema de cacao y el aceite de palma, cacahuete y coco. Los ácidos
grasos saturados a destacar son: ácido esteárico, que se encuentra en las carnes rojas,
mantequilla, y crema de cacao; ácido palmítico, en el coco y la palma; ácido butírico, en la
mantequilla; y ácido araquídico (ac. eicosanoico) en los cacahuetes.
Nuestro cuerpo usa este tipo de grasa, básicamente, para producir energía. La longitud de
los ácidos grasos saturados puede variar, y cuanto más larga sea la molécula, mayor
tendencia a agregarse y pegarse, y más probabilidad de que se deposite en las células,
órganos y arterias, causando problemas de salud.
La carne roja, productos lácteos y otros alimentos de origen animal se componen, en su
mayoría, de moléculas largas de ácidos grasos saturados, por lo que cuando se
consumen en exceso pueden dar origen a problemas cardiovasculares, entre muchos
otros.
Por otro lado, los azúcares (glucosa o dextrosa, fructosa, galactosa, azúcar de mesa,
maltosa, lactosa, dextrina, siropes y miel) y las féculas, sobre todo refinadas, (harinas,
arroz, pasta, cereales de desayuno, etc.) pueden convertirse en grasas saturadas. Estos
azúcares y féculas, una vez digeridos, se convierten en glucosa entrando rápidamente a
la sangre. Cuando esto ocurre, el cuerpo convierte el exceso de glucosa en ácidos
grasos, los cuáles se unen a moléculas de glicerol para formar triglicéridos. Una vez
convertidos en grasa se depositan en las células y órganos o son transportados por la
sangre a los tejidos grasos para ser guardados. Muchas personas con un nivel alto de
triglicéridos en la sangre, sólo se preocupan de reducir las grasas de la dieta, olvidando
que los azúcares y féculas influyen negativamente en la salud de nuestro sistema
cardiovascular y endocrino.
A continuación se presentan una serie de marcas de aceites comestibles que pueden ser
investigados.
INFORMACION NUTRIMENTAL DE LOS ACEITES A INVESTIGAR
Marca del aceite Grasa saturada Grasa
monoinsaturada
Grasa
poliinsaturada
COCINERA (soya y/o
algodón y/o canola y/o
cártamo y/o girasol)
2.0 g
3.5 g
8.5 g
AVE (soya y/o algodón) 2.1 g 3.4 g 8.5 g
KOLSA (canola) 2.0 g 4.0 g 8.0 g
NUTRIOLI (soya) 2.1 g 3.4 g 8.5 g
MACEITE (maíz) 1.71 g 4.24 g 8.05 g
COMPOSICION DE ACIDOS GRASOS EN LOS ACEITES
MARCA DEL ACEITE GRASA
SATURADA
GRASA
MONOINSATURADA
GRASA
POLIINSAT
URADA
COCINERA (soya y/o
algodón y/o canola y/o
cártamo y/o girasol)
Cártamo: 7%
Girasol: 11%
15%
20%
79%
69%
AVE (soya y/o algodón) 27% 19% 54%
KOLSA (canola) 6% 58% 36%
NUTRIOLI (soya) 15% 24% 61%
MACEITE (maíz) 13% 25% 62%
ACEITE DE OLIVA 14% 77% 9%
GRASA DE CERDO
(TOCINO)
42% 48%
TIPOS DE ACIDOS GRASOS
Aceite Ácido graso en mayor proporción
ACEITE DE CARTAMO Acido linoleico 70%
ACEITE DE GIRASOL Acido oleico 64%
ACEITE DE ALGODÓN Acido linolénico y linoleico
ACEITE DE CANOLA Acido oleico 61%
ACEITE DE SOYA Acido linolénico 61%
ACEITE DE MAIZ Acido linoléico 58.7%
ACEITE DE OLIVA Acido oleico 80%
GRASA DE CERDO
(tocino)
Acido palmítico
Una forma de identificar las insaturaciones en los aceites comestibles es realizar una
reacción de halogenación, en la siguiente imagen se muestra los resultados obtenidos en
algunas de los aceites mencionados anteriormente.
Por medio de la reacción de
halogenación, el yodo se fija a las
insaturaciones presentes en el aceite,
dando como resultado una reacción
incolora, sin embargo cuando no hay
presencia de insaturaciones el yodo
queda presente en la muestra quedando
del color que presenta este reactivo.
Actividad 3: Lectura 2
La obesidad un problema que avanza en México. Adolescentes y niños son los más
vulnerables.
María Elena Osuna Sánchez, Javier Cruz Guardado.
El buscar una silueta estética ya no es sólo una moda, es un sinónimo de calidad de vida
saludable. En México se ha detectado que en los adolescentes y niños el aumento en el
problema de la obesidad se ha incrementado en los últimos años.
Una de las tareas importantes que tenemos como seres humanos es conocer cómo
funciona nuestro cuerpo para poder elegir una alimentación sana. Hoy en este aspecto la
Reforma Integral de la Educación Media Superior en México toma en consideración y
enfatiza que requerimos docentes y alumnos desarrollar la competencia genérica en la
categoría de “Se autodetermina y cuida de sí” lo referente a: 3. Elige y practica estilos de
vida saludables. Como una alternativa para abatir en lo posible esta problemática.
El prestigiado Dr. Agustín Lara Esqueda8, dentro de la ponencia "La Estrategia: México
está tomando medidas contra el Síndrome Metabólico", informó que aproximadamente mil
millones de personas en el mundo sufren de sobrepeso y 300 millones obesidad. Agregó
que el problema de sobrepeso en nuestro país es un asunto grave debido a que el 70 por
ciento de la población mayor de 20 años lo padece; datos recientes proporcionados por el
ex secretario de Salud, Dr. Julio Frenk Mora, revelan que a nivel mundial nuestro país
ocupa la segunda posición en este mal, solamente por debajo de Estados Unidos.
Para sensibilizar a la sociedad mexicana sobre el impacto de los hábitos alimenticios en la
salud, en el 2009 miembros de Alianza por una vida saludable unieron esfuerzos para
lanzar la campaña “Elige estar bien Contigo, Elige estar bien ConMéxico”, en la que
participan 22 de los principales empresas de la industria alimentaría, sumándose a este
esfuerzo algunos gobiernos estatales como el de Sinaloa estableciendo programas
integrales de apoyo a personas con problemas de obesidad.
8 El director del Programa de Salud del Adulto y del Anciano de la Secretaría de Salud,
perteneciente a la Coordinación de Vigilancia Epidemiológica en México.
Sabemos que uno de los factores o causa fundamental del desarrollo de sobre peso u
obesidad, es el consumo excesivo de alimentos ricos en grasas o carbohidratos que se
almacenan en el organismo, por ese consumo excesivo y por un descenso en el gasto
energético al no hacer ejercicio. ¿Cómo resistirse a la sabrosa comida mexicana rica
en grasas?
Otros factores relevantes pueden ser: la genética, este problema puede ser hereditario
cuando alguno o los dos padres son obesos; el padecer algún problema emocional o
psicológico, puede desencadenar también obesidad. Los hábitos al elegir y preparar
los alimentos donde haya falta de alimentos con fibra como frutas y verduras. Y
aunado a lo anterior, la falta de ejercicio físico diario donde en nuestro país el
sedentarismo está muy arraigado.
Por ello, se recomienda para prevenir la obesidad cambiar estilos de vida e incorporar
hábitos como los siguientes:
Preparar un desayuno y comida que incluyan alimentos de los tres grupos, para que
tengan energía, proteínas, vitaminas y minerales que les permitan crecer sanos y
fuertes y cenar ligero. Además, servirse cantidades adecuadas y evitar la repetición.
Evitar comer alimentos chatarra en lugar de comidas completas. Disfrutar los alimentos
al comer despacio y masticar bien los alimentos. Entre comidas o las llamadas
colaciones comer frutas, verduras crudas altas en fibra como jícama, zanahoria,
pepinos, lechuga, jugo de frutas de preferencia naturales, tomar 6 vasos de agua al
día, frutas baja en carbohidratos, es importante controlar el consumo de carbohidratos
(dulces o postres) ya que estos son transformados en grasas por el hígado.
Existen un sinnúmero de pirámides alimenticias que nos pueden ayudar a elegir los
alimentos más adecuados en una dieta que favorezca los procesos metabólicos, años
de estudios permitieron a investigadores de la Universidad de Harvard establecer los
parámetros mostrados en la siguiente pirámide considerada la más actual.
La nueva pirámide rediseñada de acuerdo al grupo de Harvard:
Pirámide publicada por la USDA (United States Drug and Food Administration) 9 en 2005.
En esta pirámide podemos apreciar que la dieta de la cultura mexicana está lejos de los
parámetros propuestos en una alimentación equilibrada, los alimentos que reconocemos
de mayor consumo por un buen número de mexicanos son los que se encuentran en la
parte más alta de la pirámide. ¿Cómo cambiar los hábitos alimenticios en una sociedad
consumista falta de una educación nutricional, cómo volver a las costumbres de nuestros
antepasados donde se consumía gran cantidad de granos, vegetales y frutas de la
estación? Esta alimentación aún la siguen practicando comunidades indígenas de
nuestro país. Sin embargo, se consume pocas proteínas lo que genera problemas de
desnutrición. Recordemos que el consumo de proteínas constituyen una fuente rica de
energía, así como de nutrientes esenciales. El consumo de este tipo de nutrientes varía
9 http://www.vidanutrida.com/wp-content/uploads/2009/06/piramide_alimenticia.jpg
con la edad, ya que se relaciona con la cantidad de aminoácidos esenciales que necesita
un individuo para sintetizar las proteínas para sus tejidos.
Sin duda, los factores que dan origen a esta problemática son diversos.
Una de las razones por las que se falla cuando una persona sigue un régimen alimenticio
en el control del sobrepeso y la obesidad, es que dejamos de tomar en cuenta aspectos
importantes intrínsecos al ser humano.
Cuando se considera por separado el aspecto somático-físico de la obesidad como
enfermedad, la influencia de índole social en el consumo y el factor psicológico, estamos
desmembrando un problema que debe ser atendido de manera integral para obtener
resultados exitosos.
Los programas de atención deben de buscar conocer las expectativas emotivas que el
paciente tiene, las cuales son determinantes para que se motive y encuentre una
alternativa para bajar de peso. Por lo general las personas con sobrepeso tienen baja
autoestima y con frecuencia son objeto de burlas y esto genera problemas emocionales.
Por ello, es importante quienes padecemos problemas de sobrepeso o obesidad,
encontremos la forma de poder expresar aquellos aspectos emocionales que nos
incomodan con personas especialistas en el tema, que pueden ser nutriólogos,
psicólogos, médicos o bien personas de nuestra confianza. Sólo abordando la
problemática desde las distintas aristas antes mencionadas, y asesorados por expertos en
el tema, estaremos en posibilidades de encontrar soluciones a la problemática.
Sin embargo, nadie hace por nosotros, lo que no hacemos por nosotros mismos.
Necesitamos encontrar en muchas ocasiones nuestras propias alternativas de solución.
Todos los días Dios nos da un momento en que es posible cambiar todo lo que nos hace
infelices. El instante mágico es el momento en que un sí o un no pueden cambiar toda
nuestra existencia. (Paulo Coelho)
Elabora el esquema o mapa donde se rescate los aspectos que consideres más
relevantes de las lecturas realizadas.
Esquema o mapa conceptual
Producto 2: Esquema o mapa conceptual
III. Procesamiento de la información.
Actividad 4: Elabora una síntesis con la información proporcionada y la obtenida en otras
fuentes.
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Producto 3: Síntesis
Actividad 5: Diseño del experimento
Se sugiere ver anexo 2 para la realización de la actividad experimental.
Plantea una alternativa o estrategia de información sobre cómo podemos mejorar los
hábitos alimenticios y el tipo de grasa más recomendable para su consumo.
A continuación se muestran algunas de las preguntas que se pudieran considerar:
a) Preguntas científicas
¿Las grasas insaturadas cómo contribuyen en los procesos metabólicos del ser humano?
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¿Cómo puedo determinar que una grasa es saturada e insaturada?
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¿Qué reactivo químico puedo utilizar para determinar el tipo de saturación presente en
determinado tipo de grasa?
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Los hábitos alimenticios pueden ser modificados. ¿Qué tenemos que hacer par lograrlo?
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¿Qué métodos de sensibilización propones como el más adecuado para mejorar los
hábitos alimenticios de los adolescentes?
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Producto 4: Preguntas científicas
a) Elaboración de hipótesis
A partir de las preguntas y las respuestas a las mismas, redacta tu hipótesis.
Producto 5: Hipótesis
b) Describe el procedimiento que se utilizará en el proceso. Ver anexo 2
Materiales Sustancias Procedimiento
Producto 6: Descripción del proceso
c) Explica cómo se desarrollaría el trabajo de investigación
Producto 7: Pasos del experimento de investigación
IV. Aplicación de la información.
a) Instrumentación del experimento
Una vez concluido el diseño experimental se procede a su instrumentación, teniendo en
cuenta la aplicación de normas de seguridad en el manejo de las sustancias, instrumentos
y equipo en la realización de las actividades. El estudiante en este momento esta en
posibilidad de implementar el diseño previsto y reajustar lo que considere pertinente.
b) Obtención y registro de los datos
Al realizar toda actividad experimental el estudiante debe registrar sus observaciones,
mismas que le permitirán organizar los datos obtenidos para su respectivo análisis y
contrastación con las hipótesis establecidas.
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Producto 8: Registro de datos
a) De acuerdo con la actividad experimental realizada establece la importancia de
conocer el tipo de grasas que consumimos y las cantidades recomendadas.
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Producto 9: Contextualización
V. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición).
Reflexiona de manera individual y explica qué aprendiste en el proceso:
¿Qué debí aprender?
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¿Cómo aprendí en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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¿Qué no aprendí o necesito revisar en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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Producto 10: Proceso metacognitivo
Actividad integradora: Elabora un reporte final donde se explique todo el proceso
realizado y las evidencias con que se cuenta, como fotografías del experimento, del
equipo, etc.
Producto 11: Reporte final
Unidad de competencia:
Las funciones químicas: nomenclatura, propiedades,
obtención y aplicaciones en la vida diaria
Nombre de la actividad experimental No. 5
Los carotenoides y los colores de la naturaleza.
Ponencia presentada por: Jesús Isabel Ortiz
Robles*, Gloria Maribel Zavala Bejarano*, María
Griselda Zavala Bejarano*, María Elena Osuna
Sánchez** y Javier Cruz Guardado**10.
Competencias de la actividad experimental
a) Extrae los pigmentos carotenoides, a partir de diversos productos vegetales con el
disolvente adecuado.
b) Efectúa diversas pruebas de solubilidad a los carotenoides extraídos utilizando
acetona y éter.
c) Valora la importancia para la salud el consumo de frutas y vegetales ricos en
carotenoides.
d) Comunica los resultados obtenidos y utiliza los medios a su alcance para socializarlos.
Desarrollo de la actividad experimental
I. Disposición y problematización
Es importante establecer la dinámica de trabajo a seguir que propicie un ambiente
favorable, positivo y empático para el aprendizaje así como, explorar los conocimientos
previos sobre la temática a abordar.
* Unidad Académica Preparatoria Emiliano Zapata. Universidad Autónoma de Sinaloa.
**Dirección General de Escuelas Preparatorias. Universidad Autónoma de Sinaloa.
Actividad 1: Exploración diagnóstica
1. En la naturaleza se observan una diversidad de colores en frutas y vegetales ¿a
qué se debe?
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2. Los médicos recomiendan el consumo de frutas y vegetales en la dieta diaria ¿por
qué?
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3. Se considera que el consumo de jugo de zanahoria es favorable para la vista ¿por
qué?
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4. Diversos estudios reportan que el tomate tiene propiedades anticancerígenas
¿cuál sustancia es la responsable de esa función?
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5. Sinaloa es un importante productor de mango en el país ¿por qué se recomienda
el consumo de esta fruta?
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Producto1: Respuesta a la exploración diagnóstica
Actividad 2: Situación problémica
Si se busca extraer carotenoides de diversas frutas y vegetales, debido a sus
propiedades nutritivas ¿Cuál sería la mejor manera de hacerlo? ¿Qué frutas y
vegetales elegirías? Establezcan estrategias de solución.
II. Adquisición y organización del conocimiento.
Acudir a diversas fuentes bibliográficas o electrónicas apropiadas, para ampliar su
conocimiento sobre la temática abordada. Es necesario investigar todo aquello que no se
conoce, eso nos permitirá ampliar nuestro conocimiento y resolver la situación
problemática que se nos plantea.
Actividad 3: Lectura 1
Los carotenoides y su implicación en la salud.
Los carotenoides son una vasta familia de compuestos extensamente encontrados en la
naturaleza. Estos son compuestos químicos naturales de origen vegetal con valores
nutricionales y de pigmentación. Tienen múltiples papeles vitales y se puede encontrar en
gran medida en las hojas, tallos, flores, frutas y verduras.
Generalmente se conoce como caroteno al compuesto químico llamado más
específicamente β-caroteno (beta-caroteno). Este es el carotenoide más abundante en la
naturaleza y el más importante para la dieta humana, por lo que da su nombre a todo un
grupo de compuestos bioquímicos.
Su estructura fue determinada en 1930 por Paul Karrer, trabajo que le valió el Premio
Nobel de Química. Ésta fue la primera vez en la historia en la que la estructura de una
vitamina o pro-vitamina era identificada.
El espectro de absorción del β-caroteno muestra dos picos de absorción entre los 400 nm
y 500 nm, correspondiente al azul y verde, por lo que la luz roja-anaranjada-amarilla que
refleja le proporciona su color característico.
Tradicionalmente los carotenoides son reconocidos por su pigmentación; son los
compuestos responsables de la amplia gama de colores encontrada en todas las
entidades biológicas, desde los granos y vegetales amarillos, hasta las espinacas de color
verde, desde los tomates rojo intenso hasta las mandarinas y zanahorias color naranja.
Son dos importantes carotenoides: la luteína y la zeaxantina, los que son empleados para
resaltar las tonalidades amarillo-naranja-rojo encontradas en la piel de los pollos y en las
yemas de los huevos.
Recientemente, en numerosas investigaciones médicas se han descubierto otras
funciones de los carotenoides asociadas con la salud humana.
Cientos de carotenoides han sido descubiertos hasta el momento, incluyendo a los
precursores de la vitamina A como el Alfa y Beta Caroteno, de estos sólo algunos se han
encontrado en los compuestos de la sangre humana y tejidos corporales, y
específicamente dos, la luteína y la zeaxantina, han sido identificadas como relacionadas
con el buen funcionamiento de los ojos, y como consecuencia de su carencia se les
relaciona con problemas degenerativos de la visión como las catarátas.
La importancia de los carotenoides radica en que se transforman en el organismo en
vitamina A, esta vitamina contribuye a mantener el buen estado de las células. Entre otras
propiedades ayuda a conservar la visión y la audición, así como ayuda también a prevenir
muchos problemas de la piel.
Una fruta considerada como fuente importante de carotenoides es el mango, destacan
también la zanahoria y el tomate.
Actividad 4: Lectura 2
Estabilidad de los pigmentos carotenoides en los alimentos
Antonio J. Melendez Martínez, Isabel M. Vicario, Francisco J. Heredia.11
Los pigmentos carotenoides son compuestos responsables de la coloración de gran
número de alimentos vegetales y animales. Numerosos estudios publicados
recientemente han demostrado el efecto beneficioso de estos compuestos en la salud
humana, por lo que, desde un punto de vista nutricional, resulta de gran importancia
conocer qué factores intervienen en la degradación de los carotenoides, ya que su
pérdida, además de producir cambios de color en el alimento, conlleva una disminución
de su valor nutritivo. La inestabilidad de los carotenoides se debe al hecho de que son
compuestos altamente insaturados, degradándose fundamentalmente debido a procesos
oxidativos. Otros factores como la temperatura, la luz o el pH también pueden producir
importantes cambios cualitativos en estos compuestos debido a reacciones de
isomerización.
11
Area de nutrición y Bromotología. Facultad de farmacia. Universidad de Sevilla, Sevilla. España.
Los carotenoides son los pigmentos responsables de la mayoría de los colores amarillos,
anaranjados y rojos de frutos y verduras, debido a la presencia en su molécula de un
cromóforo consistente total o principalmente en una cadena de dobles enlaces
conjugados. Están presentes en todos los tejidos fotosintéticos, junto con las clorofilas, así
como en tejidos vegetales no fotosintéticos, como componentes de cromoplastos, que
pueden ser considerados como cloroplastos degenerados.
Químicamente los carotenoides son terpenoides, formados básicamente por ocho
unidades de isopreno, de tal forma que la unión de cada unidad se invierte en el centro de
la molécula. En los carotenoides naturales sólo se encuentran tres elementos: C, H y O.
El oxígeno puede estar presente como grupo hidroxilo, metoxilo, epoxi, carboxilo o
carbonilo. Dentro de los carotenoides podemos distinguir dos grupos: los carotenos, que
son hidrocarburos, y las xantofilas, que poseen oxígeno en su molécula.
Los dobles enlaces conjugados presentes en los carotenoides son los responsables de la
intensa coloración de los alimentos que contienen estos pigmentos. Así, por ejemplo, los
colores naranja de la zanahoria y rojo del tomate, se deben a la presencia de β-caroteno y
licopeno, respectivamente (Figura 1). Otros compuestos más saturados y de estructura
similar son incoloros, como les sucede al fitoeno y al fitoflueno que también se presentan
en algunas plantas comestibles.
Isopreno Estructura del β-Caroteno
Figura 1
Estabilidad de carotenoides
Los carotenoides son pigmentos estables en su ambiente natural, pero cuando los
alimentos se calientan, o cuando son extraídos en disolución en aceites o en disolventes
orgánicos, se vuelven mucho más lábiles. Así, se ha comprobado que los procesos de
oxidación son más acusados cuando se pierde la integridad celular, de forma que en
alimentos vegetales triturados, la pérdida de compartimentación celular pone en contacto
sustancias que pueden modificar estructuralmente, e incluso destruir los pigmentos. No
todos los tipos de cocinado afectan en la misma medida a los carotenoides, de forma que
la pérdida de estos pigmentos aumenta en el siguiente orden: cocinado con microondas <
cocinado al vapor < hervido < salteado.
Los carotenoides, excepto algunas excepciones, son insolubles en agua y por lo tanto las
pérdidas durante el lavado y procesamiento de frutos son mínimas. Otros tratamientos
empleados en las industrias alimentarias, como por ejemplo el tratamiento a alta presión,
parecen no afectar significativamente a los niveles de carotenoides en diversos productos
vegetales.
La destrucción de estos pigmentos reduce el valor nutritivo de los alimentos e induce una
decoloración y una pérdida de sus características organolépticas. Si las condiciones son
muy severas, el grado de degradación progresa, fragmentándose entonces el pigmento.
En resumen puede decirse que los factores que influyen en la degradación de
carotenoides en sistemas modelo son varios, como por ejemplo estructura del
carotenoide, exposición a la luz, actividad de agua, temperatura, presencia de oxidantes o
antioxidantes, presencia de sulfitos, etc. Estos estudios de estabilidad, sin embargo, son
más complejos en los alimentos, debido a sus diferencias estructurales y de composición,
diferentes tipos de procesados industriales, etc.
Efecto de la oxidación
La degradación de los carotenoides se debe fundamentalmente a reacciones de
oxidación, ya sean no enzimáticas.
Los carotenoides pueden actuar como pro o antioxidantes dependiendo del entorno, entre
otros factores. La propia inestabilidad de los carotenoides en procesos oxidativos se
corresponde con una alta protección para otros compuestos frente a agentes oxidantes.
Efecto de la estructura
Las diferencias de estabilidad entre los distintos carotenoides está influenciada por su
estructura individual. La reactividad de estos pigmentos en reacciones de captación de
radicales, en general, disminuye al disminuir el número de dobles enlaces conjugados y
debido a la presencia de grupos hidroxilos y carbonilos. La reactividad, por tanto,
disminuye de los carotenos a los hidroxicarotenoides y de estos a los cetocarotenoides. El
licopeno es el mejor captador de radicales libres, debido a sus 11 dobles enlaces
conjugados.
Efecto de la temperatura
La influencia de la temperatura en la estabilidad de los pigmentos es clara; tanto para
reacciones anhidras como hidratadas, siempre actúa como acelerador de la reacción de
degradación. Por lo general, los carotenos con mayor actividad biológica son aquellos que
tienen todos sus dobles enlaces en forma del isómero trans, que se transforman
parcialmente en la forma cis durante tratamientos térmicos en ausencia de oxígeno.
Efecto de la luz
La acción intensa de la luz sobre los carotenos induce su ruptura con la consiguiente
formación de compuestos incoloros de bajo peso molecular. Estas reacciones tienen
mucha importancia en la industria alimentaria ya que los carotenos pierden, además de su
función biológica de provitamina A, su color característico.
Elabora el esquema o mapa donde se rescate los aspectos que consideres más
relevantes de las lecturas realizadas.
Producto 2: Esquema o mapa conceptual
III. Procesamiento de la información.
Actividad 5: Elabora una síntesis con la información proporcionada y la obtenida en otras
fuentes.
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Esquema o mapa conceptual
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Producto 3: Síntesis
Actividad 6: Diseño del experimento
Recuerda que el diseño experimental debe estar en correspondencia con los propósitos u
objetivos establecidos al inicio de la actividad, teniendo en cuenta las siguientes
interrogantes:
¿Qué es lo que se busca?
¿Cuáles son las condiciones o variables a considerar?
¿Con qué aspectos teóricos se relaciona?
¿Qué otra información necesito?
El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos
permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias y los materiales
necesarios para el logro de los objetivos planteados.
Preguntas científicas
A continuación se muestran algunas de las preguntas que se pudieran considerar:
¿Cómo se podría extraer los carotenoides de frutas y vegetales?
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¿Qué pruebas son necesarias realizar para la extracción de carotenoides de frutas y
vegetales?
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¿Cuáles son los disolventes más adecuados para hacer la extracción de los carotenoides
de frutas y vegetales?
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¿Cómo se recomienda las muestras (molidas o en jugo) para una mejor extracción de los
carotenoides?
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Producto 4: Preguntas científicas
a) Elaboración de hipótesis
A partir de las preguntas y las respuestas a las mismas, redacta tu hipótesis.
Producto 5: Hipótesis
b) Describe el procedimiento que se utilizará en el proceso.
Propuesta: Extraer los pigmentos carotenoides, a partir de diversos productos
vegetales con el disolvente adecuado. (Ver anexo 3)
Actividad 7: Con la información proporcionada en el anexo 3 completa la siguiente tabla.
Materiales
Sustancias Procedimiento
Producto 6: Descripción del proceso
c) Elabora un esquema de cómo se desarrollaría el trabajo de investigación
Producto 7: Pasos del experimento de investigación
IV. Aplicación de la información.
a) Instrumentación del experimento
Una vez concluido el diseño experimental se procede a su desarrollo o instrumentación,
teniendo en cuenta las normas de seguridad en el manejo de las sustancias y materiales
en la realización de las actividades. El estudiante en este momento está en posibilidad de
implementar el diseño previsto y reajustar lo que considere pertinente.
b) Obtención y registro de los datos
Al realizar toda actividad experimental el estudiante debe registrar sus observaciones,
mismas que le permitirán organizar los datos obtenidos para su respectivo análisis y
contrastación con la(s) hipótesis establecida(s).
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Disolvente 1
Agua
Disolvente 2
Acetona
Disolvente 3
Éter
Muestra 1
Muestra 2
Muestra 3
Producto 8: Registro de datos
c) De acuerdo con la actividad experimental realizada establece la importancia de
conocer los métodos de extracción de pigmentos como los carotenoides y el
impacto de los mismos en la salud.
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Producto 9: Contextualización
V. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición).
a) Resuelve el siguiente crucigrama
Verticales 1. De los cientos de carotenoides descubiertos, dos son considerados los precursores de la vitamina A 2. En 1930 determinó la estructura del betacaroteno, lo cual le permitió obtener el premio Nobel de Química. 6. La degradación de los carotenoides se debe fundamentalmente a reacciones de: 7. Los carotenoides están formados por dobles enlaces conjugados y básicamente los constituyen ocho unidades de: 8. Fruta de gran producción en Sinaloa, fuente importante de pigmentos amarillos y anaranjados.
Horizontales 3. La importancia de los carotenoides radica en que el organismo humano los transforma en: 4. Fruto que es importante por sus propiedades antioxidantes debido a la composición del licopeno. 5. Su acción directa sobre los carotenos induce a su ruptura, con la formación de compuestos incoloros de baja masa molecular. 9. Raíz consumida como verdura, que es fuente importante de betacaroteno 10. Con respecto a la capacidad de disolverse en agua, los carotenoides son: 11. Carotenoide más abundante en la naturaleza y más importante para la dieta humana. 12. Compuestos altamente insaturados, que constituyen pigmentos vegetales de color amarillo, naranja y rojo.
Reflexiona de manera individual y explica qué aprendiste en el proceso:
¿Qué debí aprender?
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¿Cómo aprendí en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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¿Qué no aprendí o necesito revisar en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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Producto 10: Proceso metacognitivo
Actividad integradora: Elabora un reporte final donde se explique todo el proceso
realizado y las evidencias con que se cuenta, como fotografías del experimento.
Producto 11: Reporte final
13. La exposición a la luz, la temperatura y la presencia de antioxidantes, ocasiona la degradación y la perdida de su valor: 14. Es el carotenoide que mejor captura a los radicales libres, debido a los 11 enlaces covalentes dobles conjugados, de ahí su importancia como antioxidante.
Unidad de competencia:
Las funciones químicas: nomenclatura,
propiedades, obtención y aplicaciones en la vida
diaria.
Tema: Alquinos
Nombre de la actividad experimental No. 6
Preparación del acetileno
Ponencia presentada por: Ana Alicia Esquivel
Leyva, Eleazar López López, Guadalupe Gómez
Quiñónez.
Competencias de la actividad experimental
a) Obtiene acetileno a escala de laboratorio que le permita comprobar algunas de sus
propiedades físicas y químicas al establecer una comparación entre la reactividad
de los alquinos y alquenos.
b) Aprecia la importancia de algunas aplicaciones del acetileno en la vida diaria.
Desarrollo de la actividad experimental
I. Disposición y problematización
Es importante establecer la dinámica de trabajo a seguir que propicie un ambiente
favorable, positivo y empático para el aprendizaje así como, explorar los conocimientos
previos sobre la temática a abordar.
1. El acetileno es un gas que pertenece a la familia de los alquinos ¿Cuál es su
fórmula estructural?
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2. Para generar acetileno, el carburo de calcio es tratado con agua, produciendo
acetileno, e hidróxido de calcio.
Actividad 1: Exploración diagnóstica
Escribe la ecuación química que representa dicha reacción.
3. El acetileno tiene gran demanda a nivel mundial y es considerado como uno de los
compuestos del carbono más importante para la industria petroquímica ¿a qué
crees que se deba?
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4. ¿Conoces el Proyecto denominado Etileno XXI en México, a que se refiere?
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5. Qué efectos produce la inhalación del acetileno en la salud ¿por qué?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Producto1: Respuesta a la exploración diagnóstica
Se busca producir acetileno a escala de laboratorio, usando carburo de calcio
como material base, el cual contiene impurezas de fosfina (PH) y sulfuro de
hidrógeno (H2S), lo que produce un olor desagradable semejante al ajo. ¿Cómo
obtendrías el acetileno libre de impurezas en el laboratorio?
Actividad 2: Situación problémica
II. Adquisición y organización del conocimiento.
Se puede acudir a diversas fuentes bibliográficas o electrónicas apropiadas, para ampliar
su conocimiento sobre la temática abordada.
Actividad 3: Lectura 1
El acetileno y su importancia comercial.
Introducción
Después de la segunda guerra mundial, la
producción de acetileno por un nuevo proceso de
gas natural o petróleo se ha convertido en una
importante actividad de la industria química a nivel
mundial, lo anterior se dio gracias a que el
químico inglés Edmond Davy en 1836 lo
descubrió y desde 1891, el químico francés F. F.
Moissan desarrolló un método para la preparación
en gran escala de carburo de calcio usando un
horno eléctrico.
Para generar acetileno, el carburo de calcio es tratado con agua, produciendo acetileno, e
hidróxido de calcio.
El carburo de calcio es hecho por óxido de calcio caliente y coque en un horno eléctrico a
una temperatura alrededor de los 3,000oC. En el interior del horno, el carburo de calcio
está en un estado derretido. Se convierte en sólido después de enfriado y es
posteriormente quebrado en piezas. Luego, este es clasificado en piezas pequeñas,
medianas o grandes, de acuerdo con estándares.
El acetileno es también llamado etileno, el cual es compuesto más sencillo de la familia de
hidrocarburos no saturados llamados alquinos. Su fórmula estructural muestra su triple
unión entre los átomos de carbono que es característico de todos los alquinos.
En la industria petroquímica en México, el etileno o acetileno representa uno de los
compuestos del carbono más importante, debido a que es utilizado como materia prima
de una gran variedad de productos intermedios y finales, como plásticos, resinas, fibras,
elastómeros, solventes, recubrimientos, plastificantes, pinturas, lacas, anticongelantes,
detergentes, entre muchos otros. Además, el acetileno es usado para preparar otros
químicos orgánicos valiosos, tales como aldehídos, ácido acético, alcohol acetilénico,
ésteres de vinilo, acrilonitrilo, y acrilato de metil. Se comercializa principalmente a través
de sus derivados (polietileno, dicloroetano, cloruro de vinilo, estireno, etilenglicol) en lugar
de monómero puro.
El oxiacetileno, es un derivado que produce una flama
extremadamente caliente para soldadura, corte y limpieza de
acero.
El etileno o acetileno es un producto de gran importancia
comercial a nivel mundial, según estimaciones de la
Secretaría de Energía, hacia 2012 el precio de
comercialización de este compuesto irá a la alza.
Debido a lo anterior, en México se cuenta con un proyecto denominado “Etileno XXI” 12
con el cual se proyecta construir y operar un cracker (horno de pirolisis) con una
capacidad de 1 millón de toneladas de etileno al año, así como la construcción y
operación de unidades integradas de polimerización para la producción de polietilenos.
Elabora el esquema o mapa donde se rescate los aspectos que consideres más
relevantes de las lecturas realizadas.
Producto 2: Esquema o mapa conceptual
III. Procesamiento de la información.
12
http://www.nanotechtaiwanonline.com/showpage.asp?subid=036&fdname=CHEMICAL+MATERI
AL&pagename=Planta+de+produccion+de+acetileno+disuelto
http://laconvencionsinaloa.blogspot.com/2010/01/subutilizan-petroquimica-en- beneficio.html
Esquema o mapa conceptual
Actividad 5: Elabora una síntesis con la información proporcionada y la obtenida en otras
fuentes.
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Producto 3: Síntesis
Actividad 6: Diseño del experimento
Recuerda que el diseño experimental debe estar en correspondencia con los propósitos u
objetivos establecidos al inicio de la actividad, teniendo en cuenta las siguientes
interrogantes:
¿Qué es lo que se busca?
¿Cuáles son las condiciones o variables a considerar?
¿Con qué aspectos teóricos se relaciona?
¿Qué otra información necesito?
El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos
permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los materiales
necesarios para el logro de los objetivos planteados.
Preguntas científicas
A continuación se muestran algunas de las preguntas que se pudieran considerar:
¿Cómo se podría extraer el acetileno del petróleo?
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¿A escala de laboratorio que materia prima se necesita para producir acetileno?
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¿Cuáles son los usos más comunes del acetileno?
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¿Qué otros métodos se conocen para producir acetileno?
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Producto 4: Preguntas científicas
a) Elaboración de hipótesis
A partir de las preguntas y las respuestas a las mismas, redacta tu hipótesis.
Producto 5: Hipótesis
b) Describe el procedimiento que se utilizará en el proceso.
Puedes acudir al anexo 4 como una alternativa para realizar tu trabajo de
investigación o bien elige el que consideres más adecuado de acuerdo a la
investigación realizada.
Actividad 7: Con la información proporcionada en el anexo 3 o la que consideres
pertinente completa la siguiente tabla.
Sustancias Materiales Procedimiento
Producto 6: Descripción del proceso
c) Elabora un esquema de cómo se desarrollaría el trabajo de investigación
Producto 7: Pasos del experimento de investigación
IV. Aplicación de la información.
a) Instrumentación del experimento
Una vez concluido el diseño experimental se procede a su desarrollo o instrumentación,
teniendo en cuenta las normas de seguridad en el manejo de las sustancias y materiales
en la realización de las actividades. El estudiante en este momento está en posibilidad de
implementar el diseño previsto y reajustar lo que considere pertinente.
b) Obtención y registro de los datos
Al realizar toda actividad experimental el estudiante debe registrar sus observaciones,
mismas que le permitirán organizar los datos obtenidos para su respectivo análisis y
contrastación con la(s) hipótesis establecida(s).
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Producto 8: Registro de datos
c) De acuerdo con la actividad experimental realizada establece la importancia de
conocer los métodos de producción del acetileno y su importancia comercial.
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Producto 9: Contextualización
V. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición).
Reflexiona de manera individual y explica qué aprendiste en el proceso:
¿Qué debí aprender?
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¿Cómo aprendí en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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¿Qué no aprendí o necesito revisar en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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Producto 10: Proceso metacognitivo
Actividad integradora: Elabora un reporte final donde se explique todo el proceso
realizado y las evidencias con que se cuenta, como fotografías del experimento.
Producto 11: Reporte final
Unidad de competencia:
Las funciones químicas: nomenclatura,
propiedades, obtención y aplicaciones en la vida
diaria.
Tema: Alcoholes
Nombre de la actividad experimental No. 7
Alcoholímetro
Ponencia presentada por: Javier Cruz Guardado, Jesús Isabel Ortiz Robles, María
Elena Osuna Sánchez y J. Antonio Rodríguez Ochoa, adaptada de la propuesta original
de Adela Castillejos Salazar (2006) Conocimientos fundamentales de Química. Editorial
Pearson, Educación- UNAM. México, 2006. Páginas 28-29.
Competencias por desarrollar:
Competencias de la actividad experimental
a) Utiliza un agente oxidante para realizar la oxidación del etanol en el laboratorio b) Utiliza diferentes bebidas alcohólicas para determinar cualitativamente la
concentración de etanol en cada una de ellas. c) Valora la importancia del uso del alcoholímetro como medida preventiva de
accidentes automovilísticos.
I. Disposición y problematización
Actividad 1: Exploración diagnóstica
1. ¿Qué alcohol está presente en las bebidas embriagantes?
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2. ¿Qué producto se genera al oxidar un alcohol primario?
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3. ¿Qué significado tienen para ti los términos oxidación y reducción?
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4. ¿Consideras necesario el uso del alcoholímetro en tu comunidad para prevenir
accidentes?
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5. ¿Conoces cómo funciona un alcoholímetro?
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6. ¿Conoces los efectos que produce el alcohol en el organismo?
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7. ¿Qué enfermedades se presentan por el abuso del alcohol?
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8. ¿Conoces qué concentración de alcohol en la sangre puede provocar la muerte?
_____________________________________________________________________
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9. ¿Qué agentes oxidantes conoces y que utilices en la vida diaria?
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10. ¿El ácido sulfúrico es un ácido débil o fuerte? ¿En donde encuentra aplicación el
ácido sulfúrico en la vida cotidiana?
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Producto1: Respuesta a la exploración diagnóstica
¿De qué manera funciona un alcoholímetro?
II. Adquisición y organización del conocimiento.
Actividad 2. Investiga aquellas preguntas de la exploración diagnóstica que desconozcas
su respuesta e intégrala con la información que se te proporciona.
Realiza la lectura de la siguiente información
Actividad 3: Lectura 1
¿Sabias qué... en las bebidas alcohólicas, las siglas 0
G. L. son unidades
que expresan cuantitativamente la cantidad de etanol en una bebida
alcohólica? Las siglas 0
G. L., se leen como grados Gay Lussac.
Cuantitativamente 10
G. L. es equivalente al 1 % en volumen. De forma
tal, que si en la etiqueta de una bebida alcohólica dice que contiene 40
Actividad 2: Situación problémica
0
G. L., esta tiene 40 mL de etanol por cada 100 mL de la disolución (bebida alcohólica).
¿Sabias qué... tanto en Estados Unidos como en Gran Bretaña y Rusia, se utiliza para
especificar el contenido alcohólico los grados proof? Esta unidad, cuantitativamente
equivale al doble de los grados 0G. L. o % en volumen de la bebida. Por ejemplo, si un
vodka tiene 1000 Proof, significa que posee 500 G.L. o 50% en volumen de etanol.
Actividad 4: Lectura 2
El alcohol y el cuerpo humano
Propiedades del alcohol
La palabra alcohol es un término que se utiliza para designar a una familia de compuestos
del carbono con propiedades comunes. Algunos miembros de esta familia química son el
etanol, metanol y alcohol isopropílico, entre otros. En este documento se analizan las
propiedades físicas y químicas del etanol y los efectos fisiológicos resultantes de su
ingestión.
El alcohol etílico o etanol, es un líquido incoloro y volátil, que arde con facilidad. Presenta
un olor ligero y característico y es muy soluble en agua. El alcohol es un compuesto
formado por carbono, oxígeno e hidrógeno, y su fórmula química es C2H5OH.
El alcohol es un depresor del sistema nervioso central. El sistema corporal es el más
gravemente afectado por el alcohol (véase la tabla). El nivel en el que la función del
sistema nervioso central se ve afectado, es directamente proporcional a la concentración
de alcohol en la sangre.
Cuando se ingiere, el alcohol pasa del estómago al intestino delgado, donde se absorbe
rápidamente en el torrente sanguíneo y se distribuye en todo el cuerpo. Debido a que se
distribuye de manera rápida, el alcohol puede afectar el sistema nervioso central, incluso
en pequeñas concentraciones. En bajas concentraciones, el alcohol disminuye las
inhibiciones. Cuando la concentración de alcohol en la sangre aumenta, la respuesta de
una persona a los estímulos disminuye notablemente, se habla mal, y él o ella se
convierte en inestable y tiene problemas para caminar. Con concentraciones mayores a
0.35 g/100 mL de sangre, una persona puede caer en coma y morir.
La Asociación Médica Americana ha definido los niveles de concentración de alcohol en la
sangre. Un nivel de deterioro para todas las personas se presenta a 0.04 g/100 mL de
sangre. En la siguiente tabla se muestran los diferentes estados de intoxicación por la
ingestión de alcohol.
Estados de intoxicación alcohólica
Concentración de
alcohol en la sangre
g/100 mL de sangre
Estado Síntomas clínicos
0.01 – 0.05 Subclínica Comportamiento casi normal
0,03 – 0.12 Euforia Euforia leve, sociabilidad, locuacidad para hablar,
aumento de la confianza en sí mismo, disminución
de inhibiciones. Disminución de la atención, el
juicio y el control. Comienza el deterioro sensorial-
motriz, torpeza al realizar cualquier prueba.
0,09 - 0,25 Emoción Inestabilidad emocional, pérdida de juicio crítico,
deterioro de la percepción, la memoria y la
comprensión. Disminución de reflejos. Disminución
de la agudeza visual, de la visión periférica.
Falta de coordinación motora-sensorial; se afecta
el equilibrio. Se produce somnolencia.
0.18 – 0.30 Confusión Desorientación, confusión mental, mareos, estados
emocionales exagerados, perturbaciones de la
visión y de la percepción del color, forma,
movimiento y dimensiones. Aumento del umbral de
dolor. Aumenta la falta de coordinación muscular,
dificultad para el habla, apatía y letargo.
0.25 – 0.40 Estupor Inercia general; se aproxima a la pérdida de
funciones motoras. Disminuye notablemente la
respuesta a los estímulos. Marcada falta de
coordinación muscular, incapacidad para
permanecer de pie o caminar. Vómitos e
incontinencia. Trastornos de la conciencia, el
sueño o estupor.
0.35 – 0.50 Coma Inconsciencia completa. Temperatura corporal
anormal, incontinencia, deterioro de la circulación y
la respiración. Posible muerte
0.45 o más Muerte Muerte por paro respiratorio
Eliminación
El hígado es el responsable de la eliminación a través de metabolismo del 95% de la
ingestión de alcohol del cuerpo. El resto del alcohol se elimina a través de la excreción de
alcohol en aliento, orina, sudor, heces, leche y saliva. El cuerpo utiliza diferentes vías
metabólicas en la oxidación de alcohol a acetaldehído a ácido acético para el dióxido de
carbono y agua.
Las personas sanas metabolizan el alcohol muy rápidamente. Como regla general, una
persona eliminará una media copa o 15 mL de alcohol por hora. Varios factores influyen
en este tipo de cambio. La tasa de eliminación tiende a ser mayor cuando la
concentración de alcohol en la sangre en el cuerpo es muy alta o muy baja. Alcohólicos
crónicos también pueden (dependiendo de la salud del hígado) metabolizar el alcohol en
una tasa significativamente mayor que el promedio. Por último, la capacidad del cuerpo
para metabolizar el alcohol más rápidamente tiende a disminuir con la edad.
Actividad 5: Con la información proporcionada y la obtenida en otras fuentes, rescata las
ideas centrales y elabora un esquema o mapa conceptual.
Producto 2. Esquema o mapa conceptual
III. Procesamiento de la información.
Actividad 6: Elabora una síntesis con las ideas rescatadas en el mapa conceptual.
Síntesis
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Producto 3: Síntesis
Actividad 7. Diseño del experimento
El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos
permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los materiales
necesarios para el logro de los objetivos planteados. Imagina algún otro prototipo que
pudieras diseñar.
a) Preguntas científicas
Con la información anterior y la que se proporciona de nuevo, intenta elaborar preguntas
acerca de lo que se busca.
Alcoholímetro
Los primeros alcoholímetros basaban su funcionamiento en reacciones de oxidación-
reducción. En ellos se utilizaba una disolución ácida de dicromato de potasio como agente
oxidante. Al reaccionar el etanol con el dicromato de potasio, el alcohol es oxidado a
aldehído y posteriormente se oxida a ácido acético. Esto ocasiona la reducción del
dicromato de potasio Cr+6 a Cr+3 (se lee cromo VI a cromo III)
Ecuación química que resulta:
3CH3CH
2OH+ 2K
2Cr
2O
7+ 8H
2SO
43CH
3COOH + 2Cr
2(SO
4)3 +2K
2SO
4 +11H
2O
3CH3CH
2OH+ 2K
2Cr
2O
7+ 8H
2SO
43CH
3COOH + 2Cr
2(SO
4)3 +2K
2SO
4 +11H
2O
Elabora tus preguntas:
1.
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2.
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3.
_____________________________________________________________
Producto 4: Preguntas científicas
b) Elaboración de hipótesis
A partir de las preguntas y las posibles respuestas a las mismas, redacta tus hipótesis.
Producto 8: Hipótesis
c) Describe el procedimiento, las sustancias y materiales que se utilizarán en el
proceso.
Cada equipo deberá diseñar un prototipo de alcoholímetro casero, auxiliándose en el
prototipo que se muestra en la fotografía.
Procedimiento Sustancias o mezclas Materiales
d) Preguntas que pueden ser consideradas en el diseño
1. La cantidad de dicromato de potasio que se necesita para preparar 50 mL de
disolución es de 0.25 g. ¿Qué instrumento utilizarías para medirla?
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2. ¿Qué cantidades de ácido sulfúrico y dicromato de potasio se deben adicionar
para preparar una disolución ácida de dicromato de potasio al 50%? Debes tener
en mente siempre el cuidado al ambiente, por ello, es necesario utilizar las
cantidades más pequeñas.
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3. Cuando se menciona la frase ¡Nunca le des de beber agua al ácido! ¿Qué indica
esta advertencia?
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4. ¿Cómo se prepara una disolución diluida de ácido sulfúrico al 50%?
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Precaución: Los ácidos fuertes como el ácido sulfúrico, se deben manejar con mucho
cuidado, por los vapores corrosivos que se liberan al destapar el frasco. Tu profesor
preparará la disolución para evitar accidentes.
En la fotografía de la izquierda se muestra el uso de un alcoholímetro digital para medir la
alcoholemia en un conductor. A la derecha se muestra un prototipo de alcoholímetro
casero construido para realizar la oxidación del etanol en el laboratorio.
5. Explica cuál es la diferencia entre el prototipo utilizado en el laboratorio y el digital.
Investiga si es el mismo principio utilizado.
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Producto 9: Descripción del proceso
IV. Aplicación de la información.
a) Instrumentación del experimento
Una vez concluido el diseño experimental se procede a su instrumentación, teniendo en
cuenta la aplicación de normas de seguridad en el manejo de las sustancias, instrumentos
y equipo en la realización de las actividades.
El estudiante en este momento está en posibilidad de implementar el diseño previsto y
reajustar lo que considere pertinente.
Etanol
Dicromato
de potasio
El facilitador debe estar atento para brindar los apoyos necesarios a cada equipo de
trabajo durante el desarrollo de la actividad experimental.
Alcoholímetro
El prototipo diseñado contiene una pipeta conectada al primer frasco y otra que conecta al
segundo. Al soplar sobre la disolución alcohólica (simulador), el vapor de alcohol pasará
por arrastre al segundo frasco, donde reacciona con la disolución ácida de dicromato de
potasio. Si después de unos minutos de soplar, no observas cambio de color en la mezcla
de dicromato de potasio, agita con cuidado el alcoholímetro. Observa qué sucede.
*Determina cualitativamente a través del color las distintas concentraciones de
alcohol en los diferentes productos alcohólicos.
Cada equipo utilizará el alcoholímetro diseñado y solicitará una gradilla para colocar los
tubos de ensayo con las disoluciones alcohólicas a diferentes cantidades de etanol. O
bien disoluciones alcohólicas de productos que contengan diferentes concentraciones de
alcohol, como cerveza, tequila, vino blanco, alcohol desnaturalizado, etc. Estos productos
pueden ser llevados al laboratorio por cada equipo de trabajo, en función de sus
preguntas de investigación.
Se sugiere que a cada tubo se le adicione 1mL del producto a utilizar y aproximadamente
10 gotas de dicromato de potasio
.
1mL 1mL 1mL 1mL
b) Obtención y registro de los datos Al realizar toda actividad experimental el
estudiante debe registrar sus observaciones, mismas que le permitirán organizar los datos
obtenidos para su respectivo análisis y contrastación con las hipótesis establecidas.
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Producto 10: Registro de datos
d) ¿Qué aplicaciones presenta el etanol en la vida cotidiana?
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Producto 9: Contextualización
V. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición).
El sujeto que es consciente de la forma como aprende, de los pasos que sigue, que
controla cada dimensión y se da cuenta del trayecto de la información, las operaciones y
usos de la misma, consigue un método para aprender y con ello su formación puede
darse autogestivamente.
Reflexiona de manera individual y explica qué aprendiste en el proceso:
¿Qué debí aprender?
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¿Cómo aprendí en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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¿Qué no aprendí o necesito revisar en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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Producto 11: Proceso metacognitivo
Actividad integradora: Elabora un reporte final donde se explique todo el proceso
realizado y las evidencias con que se cuenta, como fotografías del experimento, del
equipo, etc.
Producto 12: Reporte final
Unidad de competencia:
Las funciones químicas: nomenclatura, propiedades,
obtención y aplicaciones en la vida diaria.
Tema: Alcoholes
Nombre de la actividad experimental No. 8
Fabricando gel antibacterial
Ponencia presentada por: Javier Cruz Guardado, María
Elena Osuna Sánchez y Jesús Isabel Ortiz Robles,
Competencias de la actividad experimental
a) Elabora un producto químico como el gel antibacterial o gel en alcohol para
contribuir a la economía familiar y resolver un problema de salud.
b) Valora la importancia del cuidado de la salud y sus repercusiones sociales y
económicas para la familia y el país.
Desarrollo de la actividad experimental
I. Problematización y disposición
Actividad 1: Exploración diagnóstica
1. Qué diferencia existe entre una sustancia antiséptica y una desinfectante.
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2. ¿El gel es una solución, un coloide o una suspensión?
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3. Para la limpieza de las manos, ¿el alcohol sustituye el uso del agua y jabón?
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4. ¿Qué ventajas tiene el usar alcohol en gel?
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Producto 1: Respuesta a las preguntas exploratorias
¿Cómo puedo elaborar un gel antibacterial que ayude a prevenir la contaminación por el
nuevo virus de la influenza H1N1?
II. Adquisición y organización del conocimiento.
Esta dimensión contempla las conexiones que los estudiantes hacen de la información
nueva con lo que ya conocen, para construir significados. ¿Cómo propiciar que los
alumnos unan los conocimientos previos con el conocimiento nuevo que se está
presentando? Pudieran utilizarse la lluvia de ideas y la lectura, elaborar un escrito o
cualquier representación gráfica como mapas conceptuales, esquema, cuadros
sinópticos, etc.
Actividad 3: Lectura 1
Receta de la Profeco para elaborar gel antibacterial
Debido a que la contingencia por el nuevo virus de la influenza generó escasez de
productos para la higiene personal, la Procuraduría Federal del Consumidor (Profeco)13
orientó al consumidor a elaborar gel antibacterial o alcohol en gel.
En un comunicado, la Profeco informó que también buscan cuidar la economía familiar a
través de la elaboración de este gel, ya que permite a las personas un ahorro de más de
40 por ciento respecto del producto comercial.
13
Receta de la Profeco para elaborar gel antibacterial. Notimex. 29 de abril de 2009. En http://revistadelconsumidor.gob.mx/wp-content/uploads/2009/05/gel-antibacterial.pdf.
Actividad 2: Situación problémica
Ingredientes
Seis cucharadas de alcohol etílico (etanol al 72 por ciento) o 90 mililitros
aproximadamente.
-Tres cuartos de cucharadita de carbopol (ácido 2-propenoico, C3H4O2)
-Un cuarto de cucharadita de glicerina pura (glicerol)
-Un cuarto de de cucharadita de trietanolamina, C6H15NO3, (N(CH2-CH2-OH)3
La PROFECO aseguró que estos ingredientes se consiguen en cualquier farmacia.
Instrumentos
-Un tazón de vidrio con capacidad de un litro
-Un colador de malla fina
-Una flanera o recipiente chico de vidrio
-Un agitador de globo
-Un envase de plástico con tapa de botón a presión con capacidad de 100 mililitros
El procedimiento
-Coloque el colador de malla fina sobre una flanera o recipiente chico de vidrio, vierta el
carbopol sobre el colador y deshaga los grumos con ayuda de una cucharita, a fin de
pulverizarlo completamente.
-Vierta el alcohol en el tazón y agite con el globo fuertemente mientras agrega poco a
poco el carbopol. Agregue la glicerina mientras agita suavemente con el globo.
-Cuando se haya disuelto por completo el carbopol y no se aprecien grumos, agregue la
trietanolamina, mientras agita suavemente. En ese momento se formará el gel. Vierta el
alcohol en gel en la botella de plástico y tape firmemente.
-Para usar el gel antibacerial se deben lavar las manos utilizando agua y jabón líquido,
frotándolas por lo menos durante 20 segundos. Enseguida enjuagar, secar y aplicarlo.
Utilizado de esta manera dará la mejor protección frente a bacterias, mohos y virus.
Si se usa en la calle y no es posible lavarse las manos, aplicar sobre una palma y luego
frotar las manos, cubriendo principalmente ambas palmas y yemas de los dedos. Dejar
que se seque sin agitar las manos.
Para la conservación del gel antibacterial, la Profeco recomendó mantenerlo en un lugar
fresco y seco, para evitar la evaporación del alcohol, que es el ingrediente germicida.
Información adicional
Un kilo de carbopol cuesta $520, medio litro de trietanolamina $160 y 500 mL de glicerina
$120
Actividad 3: Investiga lo siguiente
Se puede acudir a diversas fuentes bibliográficas o electrónicas apropiadas, para ampliar
su conocimiento sobre la temática abordada. Recuerde que es necesario investigar todo
aquello que no se conoce, eso nos permitirá ampliar nuestro conocimiento y resolver la
situación problemática que se nos plantea.
1. ¿Qué es la influenza14?
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2. ¿Cómo se denomina el nuevo virus de la influenza?
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3. ¿Cómo se previene la influenza?
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4. ¿Cómo se transmite el virus de la influenza?
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5. ¿Cuáles son los síntomas de la influenza?
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6. Si el virus de la influenza generó escasez de productos para la higiene personal, no
consideras que esto también ocurrió con los productos que se utilizan para elaborarlos.
14 http://www.minsal.gov.cl/ici/influenza_humana/influenza_humana.htm
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7. ¿Consideras que es correcto hacer compras de pánico, cuándo se presenta una
contingencia?
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8. ¿Cuáles son las consecuencias de estas compras multitudinarias?
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9. ¿Pudiste comprar cubrebocas durante la contigencia? Si tu respuesta es negativa, ¿a
qué consideras que se debió?
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10. Con la información adicional sobre los precios de los reactivos que se utilizan para
elaborar gel, ¿qué opinas respecto a la afirmación de Profeco, que al elaborar gel en casa
hay un ahorro de más del 40%?
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11. La Profeco asegura que las sustancias que se utilizan para elaborar el gel se
consiguen en cualquier farmacia. ¿Qué opinas al respecto?
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12. Investiga cuál es la función del carbopol, glicerina y trietanolamina en la elaboración
del gel antibacterial.
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Producto 2: Respuesta a las preguntas
Actividad 4. Con la información proporcionada y la obtenida en otras fuentes, rescata las
ideas centrales y elabora un esquema o mapa conceptual.
Producto 3. Esquema o mapa conceptual
III. Procesamiento de la información.
El aprendizaje no se detiene con la adquisición y organización del conocimiento, es
necesario procesar e interiorizar la información, hacerla nuestra. Aprender, implica operar
con ella, es decir, desarrollar operaciones mentales tales como, la deducción, la
inducción, la comparación, la clasificación y la abstracción, estos procesos de
razonamiento nos ayudarán a comprender, a refinar y extender el conocimiento, a
elaborar conclusiones y abstracciones.
Actividad 5: Elabora una síntesis con la información proporcionada y obtenida en otras
fuentes.
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Producto 4: Síntesis
Actividad 6: Diseño del experimento
Con la información obtenida en la dirección electrónica de Profeco u otra que hayas
consultado. Elabora un diseño experimental que te permita obtener el gel antibacterial y
diseña una etiqueta de presentación del producto.
El diseño experimental debe estar en correspondencia con los propósitos u objetivos
establecidos al inicio de la actividad, teniendo en cuenta las siguientes interrogantes:
a) Preguntas de investigación
¿Qué es lo que se busca?
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¿Cuáles son las condiciones o variables a considerar?
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¿Con qué aspectos teóricos se relaciona?
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¿Qué otra información necesito?
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Producto 5: Preguntas científicas
a) Elaboración de hipótesis
A partir de las preguntas y las posibles respuestas a las mismas, elabora tus
hipótesis.
Producto 6: Hipótesis
El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos
permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los materiales
necesarios para el logro de los objetivos planteados.
b) Describe el procedimiento, las sustancias y materiales que se utilizarán en el
proceso.
Puede ser de gran ayuda si cada equipo, busca modificar la receta que la Profeco
propone para elaborar el gel antibacterial. Por ejemplo, un equipo puede llevar a cabo la
propuesta de elaboración de gel tal como lo propone la Profeco. Otro equipo puede
convertir las cucharadas a mL o en gramos según corresponda. El resto de los equipos
puede modificar las variables propuestas, dependiendo de la consistencia que se desea
del producto: más líquido, menos pegajoso, etc.
Producto 7: Descripción del proceso
Procedimiento Sustancias o mezclas Materiales
IV. Aplicación de la información.
a) Instrumentación del experimento
Una vez concluido el diseño experimental se procede a su instrumentación, teniendo en
cuenta la aplicación de normas de seguridad en el manejo de las sustancias, instrumentos
y equipo en la realización de las actividades.
El estudiante en este momento esta en posibilidad de implementar el diseño previsto y
reajustar lo que considere pertinente.
b) Obtención y registro de los datos. Al realizar toda actividad experimental el
estudiante debe registrar sus observaciones, mismas que le permitirán organizar los datos
obtenidos para su respectivo análisis y contrastación con las hipótesis establecidas.
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Producto 8: Registro de datos
c) De acuerdo con la actividad experimental realizada establece la importancia que
tiene el gel antibacterial en la vida cotidiana.
El facilitador debe estar atento para brindar los apoyos necesarios a cada equipo de
trabajo durante el desarrollo de la actividad experimental.
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Producto 9: Contextualización
V. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición).
El sujeto que hace conciencia de la forma como aprende, de los pasos que sigue, que
controla cada dimensión y se da cuenta del trayecto de la información, las operaciones y
usos de la misma, consigue un método para aprender y con ello su formación puede
darse autogestivamente.
Reflexiona de manera individual y explica qué aprendiste en el proceso:
¿Qué debí aprender?
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¿Cómo aprendí en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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¿Qué no aprendí o necesito revisar en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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Producto 10: Proceso metacognitivo
Actividad integradora: Elabora un reporte final donde se explique todo el proceso
realizado y las evidencias con que se cuenta, como fotografías del experimento, del
equipo, etc.
Producto 11: Reporte final
Unidad de competencia:
Las funciones químicas: nomenclatura, propiedades,
obtención y aplicaciones en la vida diaria
Nombre de la actividad experimental No. 9.
Un aroma sintético
Ponencia presentada:
Q.F.B. Maricruz Pérez Lizárraga
Competencias por desarrollar:
Competencias de la actividad experimental
a) Relaciona que las propiedades que presentan los compuestos del carbono se
deben a su grupo funcional al sintetizar sustancias aromáticas en el laboratorio.
b) Comunica los resultados obtenidos y utiliza los medios a su alcance para
socializarlos.
Desarrollo de la actividad experimental
I. Disposición y problematización
Es importante establecer la dinámica de trabajo a seguir que propicie un ambiente
favorable, positivo y empático para el aprendizaje así como, explorar los conocimientos
previos sobre la temática a abordar.
1. ¿Los aromas sintéticos son utilizados con frecuencia en la industria alimenticia?
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Actividad 1: Exploración diagnóstica
2. ¿Qué familias de los compuestos de carbono producen compuestos aromáticos?
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3. ¿A qué familia se le considera como compuestos aromáticos?
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3. ¿Cuál es el grupo funcional de los compuestos aromáticos?
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4. ¿Sólo los compuestos que poseen anillo bencénico son aromáticos?
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Producto1: Respuesta a la exploración diagnóstica
¿A qué crees que se deba la producción industrial de compuestos aromáticos de manera
sintética, cuando existen en cantidades suficientes en la naturaleza?
¿Qué estrategia propones para sintetizar el salicilato de metilo en el laboratorio?
II. Adquisición y organización del conocimiento.
Se puede acudir a diversas fuentes bibliográficas o electrónicas apropiadas, para ampliar
su conocimiento sobre la temática abordada. Recuerde que es necesario investigar todo
aquello que no se conoce, eso nos permitirá ampliar nuestro conocimiento y resolver la
situación problemática que se nos plantea.
Actividad 2: Lectura 1
La producción de los aromas sintéticos y su relevancia en la industria alimenticia.
Actividad 2: Situación problémica
CH
CH CH
O
CH
CH CH
O
CH
O
CH
O
La producción de aromas sintéticos ha venido a revolucionar la industria alimenticia y la
industria de otros productos de uso cotidiano. El aroma es uno de los atractivos para
estimular el sentido del olfato y el sentido del gusto.
En la antigüedad la palabra aromático era utilizada para referirse a las sustancias
fragantes como el benzaldehído que proviene de las cerezas, los duraznos y las
almendras. Hoy en día el benzaldehído tiene un gran uso en la industria alimenticia y en la
fabricación de perfumes.
En la actualidad la palabra aromático se utiliza en química del carbono para referirnos a
compuestos que contienen anillos de seis átomos de carbono parecido al benceno con
tres dobles enlaces.
Así mismo, las manzanas, la canela, la nuez moscada, la vainilla y muchas otras frutas
contienen moléculas con un grupo de átomos característico, localizado en un extremo de
la molécula. El grupo funcional corresponde al de los aldehídos, este ordenamiento de
átomos le imparte el olor agradable a la molécula.
Cinamaldehído Benzaldehído
Olor característico de la canela
CH3 CH2 CH2 CH2 OH
CH3 CH2 CH2 CH2 OH
+
CH3 C
O
OH
CH3 C
O
OH
CH3
C
O
O CH2 CH2 CH2 CH3
CH3
C
O
O CH2 CH2 CH2 CH3
+ H2O
+ H2O
C
O
OH
OH
C
O
OH
OH
+
CH3 OH
CH3 OH
+ H2O
+ H2O
OH
C
O
O CH3
OH
C
O
O CH3
Existen sustancias como el salicilato de metilo y el acetato de butilo que son
aromatizantes.
El salicilato de metilo se utiliza en la fabricación de cremas, linimentos (preparado
farmacéutico hecho a base de aceite y extractos vegetales, de uso externo y que se aplica
con fricciones), como agente rubefaciente. Este compuesto se encuentra en muchos
productos de venta libre, incluyendo cremas para los dolores musculares (Iodex, cremas
reductoras, enjuague bucal, etc.). Se requiere tomar sus precauciones en su uso, debido
a que una sobredosis de salicilato de metilo puede producir los siguientes síntomas:
zumbido del oído, insuficiencia renal, desmayo, dificultad respiratoria, agitación,
convulsiones, vértigo, nauseas, alucinaciones, vómitos, etc.
El salicilato de metilo es preparado por esterificación de ácido salicílico y metanol como se
muestra en la siguiente reacción:
El acetato de butilo es un líquido incoloro con olor a frutas se usa como lacas y otras
resinas sintéticas incluyendo hules clorados; etilcelulosa, polimetacrilato de metilo,
poliestireno y acetato de polivinilo, perfumería, en muebles de madera y componentes
automovilísticos, extractos de saborizantes, cosméticos, adhesivos y cueros.
Puede ser preparado por medio de la siguiente reacción:
Alcohol butílico Ác.etanóico Acetato de butilo Agua
Cuando se combinan un ácido orgánico y un alcohol en las condiciones apropiadas,
reaccionan y forman un Ester. Por lo general, los esteres son compuestos volátiles que
tienen olores característicos. Así los ácidos carboxílicos reaccionan con los alcoholes para
producir esteres.
Elabora el esquema o mapa donde se rescate los aspectos que consideres más
relevantes de las lecturas realizadas.
Producto 2: esquema o mapa conceptual
Esquema o mapa conceptual
III. Procesamiento de la información.
Actividad 4: Elabora una síntesis con la información proporcionada y la obtenida en otras
fuentes.
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Producto 3: Síntesis
Actividad 5: Diseño del experimento
El diseño experimental como se ha mencionado debe estar en correspondencia con los
propósitos u objetivos establecidos al inicio de la actividad. A continuación se plantean la
siguientes propuestas de trabajo:
Propuesta I: Establece un método para sintetizar compuestos como: el salicilato de metilo
y el acetato de butilo en el laboratorio. (Ver anexo 5)
Propuesta II: Puedes elegir algún otro método que consideres más adecuado, además de
elegir sintetizar el aroma que prefieras.
La propuesta que elijas trabajar, será quien determine el diseño experimental que
mediante un esquema de acciones nos permitirá seleccionar adecuadamente el
procedimiento, las sustancias, y los materiales necesarios para el logro de los objetivos
planteados.
Preguntas científicas
A continuación se muestran algunas de las preguntas que se pudieran considerar:
¿Los compuestos aromáticos pueden ser sintetizados en el laboratorio a partir de qué
sustancias?
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¿Cuáles son los métodos de obtención de compuestos aromáticos?
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¿Qué reactivos químicos puedes utilizar para sintetizar el salicilato de metilo?
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¿Los compuestos aromáticos sintéticos son dañinos para la salud?
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Producto 4: Preguntas científicas
a) Elaboración de hipótesis
A partir de las preguntas y las respuestas a las mismas, redacta tu hipótesis.
Producto 5: Hipótesis
b) Describe el procedimiento que se utilizará en el proceso. Ver anexo 5
Procedimiento Sustancias Materiales
Producto 6: Descripción del proceso
c) Explica cómo se desarrollaría el trabajo de investigación
Producto 7: Pasos del experimento de investigación
IV. Aplicación de la información.
a) Instrumentación del experimento
Una vez concluido el diseño experimental se procede a su instrumentación, teniendo en
cuenta la aplicación de normas de seguridad en el manejo de las sustancias, instrumentos
y equipo en la realización de las actividades. El estudiante en este momento esta en
posibilidad de implementar el diseño previsto y reajustar lo que considere pertinente.
d) Obtención y registro de los datos
Al realizar toda actividad experimental el estudiante debe registrar sus observaciones,
mismas que le permitirán organizar los datos obtenidos para su respectivo análisis y
contrastación con las hipótesis establecidas.
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Producto 8: Registro de datos
b) De acuerdo con la actividad experimental realizada establece la importancia de
conocer los métodos de obtención de compuestos aromáticos y el impacto de los
mismos en la industria alimenticia.
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Producto 9: Contextualización
V. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición).
a) Reflexiona de manera individual y explica qué aprendiste en el proceso:
¿Qué debí aprender?
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¿Cómo aprendí en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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¿Qué no aprendí o necesito revisar en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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Producto 10: Proceso metacognitivo
Actividad integradora: Elabora un reporte final donde se explique todo el proceso
realizado y las evidencias con que se cuenta, como fotografías del experimento, del
equipo, etc.
Producto 11: Reporte final
Unidad de competencia:
Las funciones químicas: nomenclatura, propiedades,
obtención y aplicaciones en la vida diaria
Nombre de la actividad experimental No. 10
Tema: Aldehídos
Obtención del etanal
Ponencia presentada por: Maricruz Pérez Lizárraga, Héctor R. Rosas Miranda, Quetzalli A. Hdez. Zárate
Competencias por desarrollar:
Competencias de la actividad experimental
a) Obtiene en el laboratorio el etanal como una alternativa para producir olor a frutas de
manera sintética y valora el uso de las mismas en la industria alimenticia.
b) Comunica los resultados obtenidos y utiliza los medios a su alcance para socializarlos.
Desarrollo de la actividad experimental
I. Disposición y problematización
Es importante establecer la dinámica de trabajo a seguir que propicie un ambiente
favorable, positivo y empático para el aprendizaje así como, explorar los conocimientos
previos sobre la temática a abordar.
1. ¿Cuál es el uso de los aldehídos en las industrias?
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2. ¿Qué sucede cuando se ingesta alcohol?
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3. ¿Cuál es el grupo funcional de los aldehídos?
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Actividad 1: Exploración diagnóstica
3. ¿Al oxidar moderadamente el etanol se obtiene?
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Producto1: Respuesta a la exploración diagnóstica
¿Qué métodos de obtención del etanal a escala de laboratorio puedes utilizar y cuáles
son los efectos que produce en la salud este compuesto?
II. Adquisición y organización del conocimiento.
Se puede acudir a diversas fuentes bibliográficas o electrónicas apropiadas, para ampliar
su conocimiento sobre la temática abordada. Recuerde que es necesario investigar todo
aquello que no se conoce, eso nos permitirá ampliar nuestro conocimiento y resolver la
situación problemática que se nos plantea.
Actividad 2: Lectura 1
Los aldehídos están presentes en numerosos productos naturales y grandes variedades
de ellos son de la propia vida cotidiana. En la naturaleza, muchas de las sustancias
necesarias para los sistemas vivos pertenecen a la familia de los aldehídos y cetonas. El
aroma de las flores es una mezcla de aldehídos y cetonas. En la industria química se
sintetizan grandes cantidades de tales compuestos, que se usan como solventes o como
materias primas para una multitud de otros productos.
El buen vino
Las barricadas donde se conserva el vino, la acción directa de la madera, en el proceso
de fermentación es sabido que la aportación de sus taninos en sintonía con los polifenoles
de la fruta hará que en conjunto sufran lentos procesos evolutivos en un medio
ligeramente oxigenado. En presencia del etanal (compuesto producido por la oxidación
del alcohol etílico o etanol), los taninos aumentan su polimerización y se producirá una
mayor estabilización con indudable mejora en sus características texturales, apreciable
por una mayor suavidad cuando se bebe el vino, además de ayudar a la fijación del color
en el vino. También se cree sea el responsable del olor característico de las personas
después de haber ingerido bebidas alcohólicas al formarse como intermedio en la
metabolización tras la ingesta, así como, de los síntomas de la resaca.
El acetaldehído es un líquido volátil de olor irritante, produce una acción anestésica
general y en grandes cantidades puede producir parálisis respiratoria.
Los usos principales de los aldehídos son: la fabricación de resinas, plásticos, solventes,
pinturas, perfumes, esencias, el formaldehído es un conservante que se encuentra en
algunas composiciones de productos cosméticos.
Actividad 1: Situación problémica
CH3 CH
O
CH3 CH
O
CH3CH
2OH+2K
2Cr
2O
7+8H
2SO
4 + 2Cr
2(SO
4)2 + 2K
2SO
4 + 2H
2O
CH3CH
2OH+2K
2Cr
2O
7+8H
2SO
4 + 2Cr
2(SO
4)2 + 2K
2SO
4 + 2H
2O
CH3 CH
O
CH3 CH
O
+ 2Ag(NH3)OH CH
3COOH + 2NH
3+2Ag + H
2O
+ 2Ag(NH3)OH CH
3COOH + 2NH
3+2Ag + H
2O
Uno de los mejores métodos para la síntesis de aldehídos es la oxidación de alcoholes
primarios y es fácilmente sintetizado en el laboratorio. Otro método es cuando se forma en
el proceso de fermentación cuando el alcohol se pone en contacto con el aire
transformando el etanol en etanal, de continuar esta reacción puede llegar hasta ácido
acético. Sin embargo, existen diversos métodos para sintetizar aldehídos en el laboratorio.
Investiga los nombres de cada uno de las sustancias que intervienen en la siguiente
reacción:
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Reactivo de Tollens
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Elabora el esquema o mapa donde se rescate los aspectos que consideres más
relevantes de las lecturas realizadas.
Producto 2: Esquema o mapa conceptual
Esquema o mapa conceptual
III. Procesamiento de la información.
Actividad 4: Elabora una síntesis con la información proporcionada y la obtenida en otras
fuentes.
Síntesis
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Producto 3: Síntesis
Actividad 5: Diseño del experimento
Es importante que tomes en cuenta al realizar el diseño experimental las competencias
que se desean desarrollar al inicio de la actividad, tomando en cuenta las siguientes
interrogantes:
¿Qué es lo que se busca?
¿Cuáles son las condiciones o variables a considerar?
¿Con qué aspectos teóricos se relaciona?
¿Qué otra información necesito?
Lo anterior nos permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los
materiales necesarios para el logro de los objetivos planteados.
Propuesta I: Establece un método para sintetizar el etanal en el laboratorio. (Ver anexo 6)
Propuesta II: Puedes elegir algún otro método que consideres más adecuado.
Preguntas científicas
A continuación se muestran algunas de las preguntas que se pudieran considerar:
¿Cuáles son los métodos de obtención de aldehídos más utilizados en el laboratorio?
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¿Qué reactivos químicos puedes utilizar para sintetizar Aldehídos?
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_______________________________________________________________________
¿Cómo identificarías la presencia del aldehído?
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¿Los Aldehídos son dañinos para la salud?
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Producto 4: Preguntas científicas
a) Elaboración de hipótesis
A partir de las preguntas y las respuestas a las mismas, redacta tu hipótesis.
Producto 5: Hipótesis
b) Describe el procedimiento que se utilizará en el proceso. (Ver anexo 6 )o el que
elegiste para realizar la actividad experimental.
Procedimiento Sustancias Materiales
Producto 6: Descripción del proceso
c) Explica cómo se desarrollaría el trabajo de investigación
Producto 7: Pasos del experimento de investigación
IV. Aplicación de la información.
a) Instrumentación del experimento
Una vez concluido el diseño experimental se procede a su instrumentación, teniendo en
cuenta la aplicación de normas de seguridad en el manejo de las sustancias, instrumentos
y equipo en la realización de las actividades. El estudiante en este momento esta en
posibilidad de implementar el diseño previsto y reajustar lo que considere pertinente.
d) Obtención y registro de los datos
Al realizar toda actividad experimental el estudiante debe registrar sus observaciones,
mismas que le permitirán organizar los datos obtenidos para su respectivo análisis y
contrastación con las hipótesis establecidas.
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Producto 8: Registro de datos
c) De acuerdo con la actividad experimental realizada establece la importancia de
conocer los métodos de obtención de los aldehídos y el impacto de los mismos en la
industria alimenticia y de la salud.
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Producto 9: Contextualización
V. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición).
a) Reflexiona de manera individual y explica qué aprendiste en el proceso:
¿Qué debí aprender?
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¿Cómo aprendí en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
________________________________________________________________________
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¿Qué no aprendí o necesito revisar en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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Producto 10: Proceso metacognitivo
Actividad integradora: Elabora un reporte final donde se explique todo el proceso
realizado y las evidencias con que se cuenta, como fotografías del experimento, del
equipo, etc.
Producto 11: Reporte final
Unidad de competencia
Las funciones químicas: nomenclatura,
propiedades, obtención y aplicaciones en la
vida diaria
Nombre de la actividad experimental No. 11
Obtención e identificación de ácidos
carboxílicos
Ponencia presentada por: Jorge Sandoval Sandoval, Félix Francisco Aguirre, Anabel Romero Ibarra, Nancy E. Galván Romero*
Competencias por desarrollar:
Competencias de la actividad experimental
a) Obtiene mediante un proceso de destilación ácido etanoico y posteriormente lo
identifica a través de una prueba química.
b) Comunica los resultados obtenidos y utiliza los medios a su alcance para socializarlos.
Desarrollo de la actividad experimental
I. Disposición y problematización
Es importante establecer la dinámica de trabajo a seguir que propicie un ambiente
favorable, positivo y empático para el aprendizaje así como, explorar los conocimientos
previos sobre la temática a abordar.
1. ¿Cuál es el uso de los ácidos carboxílicos en las industrias?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Actividad 1: Exploración diagnóstica
2. ¿Cuál es el grupo funcional de los ácidos carboxílicos?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3. ¿Los ácidos carboxílicos se pueden sintetizar en el laboratorio por la hidrólisis de
ésteres y amidas?
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________________________________________________________________________
3. ¿Por qué se consideran importantes los ácidos carboxílicos en el funcionamiento del
organismo humano?
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4. ¿Menciona algunos de los usos en el arte culinario del ácido etanóico?
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
5. ¿Cuál es el uso de los ácidos carboxílicos en las industrias?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Producto1: Respuesta a la exploración diagnóstica
II. Adquisición y organización del conocimiento.
Se puede acudir a diversas fuentes bibliográficas o electrónicas apropiadas, para ampliar
su conocimiento sobre la temática abordada. Recuerde que es necesario investigar todo
aquello que no se conoce, eso nos permitirá ampliar nuestro conocimiento y resolver la
situación problemática que se nos plantea.
Actividad 2: Lectura 1
El ácido acético, su importancia en la
industria alimenticia y en la salud.
La identificación de los ácidos surge de la
experiencia cotidiana desde la antigüedad. Se
C2H
5OH + O
2CH
3COOH + H
2O
C2H
5OH + O
2CH
3COOH + H
2O
cree que el descubrimiento del ácido acético se relaciona con la producción de vino,
debido a que si el proceso de fermentación se realiza en condiciones de altas
temperaturas y por fermentación oxidativa, la Acetobacter dominará a la levadura
presente naturalmente en las uvas.
Una solución diluida de alcohol, inoculada con Acetobacter y mantenida en un lugar cálido
y aireado se hará vinagre en el transcurso de algunos meses. Hoy en día los métodos
industriales de preparación de vinagre, debido a la demanda del mismo aceleran este
proceso al mejorar el suministro de oxígeno a las bacterias. Los productores de vino y
ácido acético utilizan diferentes materiales orgánicos como: son la malta, arroz, sidra, el
vino, cereal fermentado, manzana, etc.
La reacción química general facilitada por estas bacterias es:
Algunas especies de bacterias anaeróbicas, incluyendo miembros del género Clostridium,
pueden convertir los azúcares en ácido acético directamente, sin usar etanol como
intermediario.
La reacción química total llevada a cabo por estas bacterias
puede ser representada por:
C6H
12O
6 3CH
3COOH
C6H
12O
6 3CH
3COOH
Clostridium
El ácido acético pertenece a la familia de los ácidos carboxílicos (RCOOH) los cuales
ocupan un lugar central entre los compuestos que contienen al grupo carbonilo. Su
relevancia es debido a que sirven como materias primas para la preparación de
numerosos derivados de acilo, como los esteres, las amidas, entre otros.
Los ácidos carboxílicos están ampliamente distribuidos en la naturaleza, por ejemplo el
ácido acético CH3COOH, es el componente principal del vinagre, el ácido cólico,
componente principal de la bilis humana y los ácidos alifáticos de cadena larga como el
ácido palmítico
Como ya se mencionó anteriormente algunos ejemplos importantes de ácidos carboxílicos
son el ácido cólico, uno de los principales componentes de la bilis humana, y los ácidos
alifáticos de cadena larga como el ácido oleico y el ácido linoleico, precursores biológicos
de grasas y otros lípidos. También se encuentran en la naturaleza muchos ácidos
carboxílicos saturados simples; por ejemplo, el ácido acético, CH3COOH, es el principal
componente orgánico del vinagre; el ácido butanoico, CH3CH2CH2COOH, es el que da el
olor a la mantequilla rancia, y el ácido hexanoico (ácido caproico), CH3(CH2)4CO2H, es la
causa del inconfundible olor de las cabras. El ácido ascórbico o vitamina C se produce en
grandes cantidades en todo el mundo, debido a su alta demanda de consumo. Se utiliza
como conservador alimenticio, previene el resfriado común, previene la aparición del
escorbuto, una enfermedad que se manifiesta con hemorragias y que afecta a quienes
llevan una dieta deficiente en vegetales frescos y frutas cítricas.
Elabora el esquema o mapa donde se rescate los aspectos que consideres más
relevantes de la lectura realizada.
Esquema o mapa conceptual
Producto 2: Esquema o mapa conceptual
III. Procesamiento de la información.
Actividad 4: Elabora una síntesis con la información proporcionada y la obtenida en otras
fuentes.
Síntesis
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Producto 3: Síntesis
Actividad 5: Diseño del experimento
Propuesta I: Establece un método para sintetizar compuestos como: el salicilato de metilo
y el acetato de butilo en el laboratorio. (Ver anexo 7)
Recuerda que el diseño experimental debe estar en correspondencia con los propósitos u
objetivos establecidos al inicio de la actividad, teniendo en cuenta las siguientes
interrogantes:
¿Qué es lo que se busca?
¿Cuáles son las condiciones o variables a considerar?
¿Con qué aspectos teóricos se relaciona?
¿Qué otra información necesito?
El diseño experimental es una propuesta que mediante un esquema de acciones nos
permite seleccionar adecuadamente el procedimiento, las sustancias, y los materiales
necesarios para el logro de los objetivos planteados.
Propuesta II: Puedes elegir algún otro método que consideres más adecuado.
Preguntas científicas
A continuación se muestran algunas de las preguntas que se pudieran considerar:
¿Los compuestos aromáticos pueden ser sintetizados en el laboratorio?
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¿Cuáles son los métodos de obtención de compuestos arómáticos?
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_______________________________________________________________________
¿Qué reactivos químicos puedes utilizar para sintetizar compuestos aromáticos?
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¿Los compuestos aromáticos sintéticos son dañinos para la salud?
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_______________________________________________________________________
Producto 4: Preguntas científicas
a) Elaboración de hipótesis
A partir de las preguntas y las respuestas a las mismas, redacta tu hipótesis.
Producto 5: Hipótesis
b) Describe el procedimiento que se utilizará en el proceso. Ver anexo 7
Procedimiento Sustancias Materiales
Producto 6: Descripción del proceso
c) Explica cómo se desarrollaría el trabajo de investigación
Producto 7: Pasos del experimento de investigación
IV. Aplicación de la información.
a) Instrumentación del experimento
Una vez concluido el diseño experimental se procede a su instrumentación, teniendo en
cuenta la aplicación de normas de seguridad en el manejo de las sustancias, instrumentos
y equipo en la realización de las actividades. El estudiante en este momento está en
posibilidad de implementar el diseño previsto y reajustar lo que considere pertinente.
d) Obtención y registro de los datos
Al realizar toda actividad experimental el estudiante debe registrar sus observaciones,
mismas que le permitirán organizar los datos obtenidos para su respectivo análisis y
contrastación con las hipótesis establecidas.
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Producto 8: Registro de datos
De acuerdo con la actividad experimental realizada establece la importancia de conocer
los métodos de obtención de compuestos aromáticos y el impacto de los mismos en la
industria alimenticia.
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Producto 9: Contextualización
V. Conciencia del proceso de aprendizaje (Metacognición).
a) Reflexiona de manera individual y explica qué aprendiste en el proceso:
¿Qué debí aprender?
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¿Cómo aprendí en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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¿Qué no aprendí o necesito revisar en el proceso de desarrollo de la actividad experimental?
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Producto 10: Proceso metacognitivo
Actividad integradora: Elabora un reporte final donde se explique todo el proceso
realizado y las evidencias con que se cuenta, como fotografías del experimento, del
equipo, etc.
Producto 11: Reporte final
Bibliografía
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Cano J. R. et al (2002) Manual de Actividades Experimentales para química IV. UNAM.
México.
Garrido P. A. et al (2007) Fundamentos de Bioquímica Metabólica. Edit. Alfaomega.
México.
Garritz, A; Chamizo, J.A. (2001) Tú y la Química. Prentice Hall. México.
McMurry J. (2008). Química Orgánica. Edamsa Impresiones, S. A de C.V., México.
Teijón R. J. (2005). Fundamentos de Bioquímica Estructural. Edit. Alfaomega. México.
Zarza M. E. (2007) Introducción a La Bioquímica. Edit. Trillas. México.
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http://www.avs.org.mx/sitio/?p=408
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http://www.vistaalmar.es/content/view/1111/ Miércoles, 26 de mayo de 2010 y modificado
el viernes, 28 de mayo de 2010.
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http://www.cvs.saude.sp.gov.br/pdf/toxfaq141.pdf
http://www.mailxmail.com/curso-introduccion-quimica-organica/compuestos-aromaticos
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http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/002683.htm
http://www.lunatus.com/Highlights/images/Pabellones/Furius-Baco/Furius-Baco3.jpg
Anexo 1: Plantillas para la construcción de moléculas tridimensionales en
química del carbono para la actividad experimental No. 2.
Anexo 2: Puedes utilizar la siguiente actividad práctica para desarrollar tu
investigación con respecto a la actividad experimental No. 4.
Instrucciones para determinar el tipo de instauración de los enlaces
químicos presentes en las grasas de tipo vegetal.
Para realizar la siguiente práctica es necesario que investigues cuales son las
marcas de aceite comestible que más se consumen (en la comunidad escolar,
colonia, etc). Elige por lo menos 5 marcas comerciales para realizar las pruebas
correspondientes de las marcas planteadas o bien aquellas que decidan
investigar.
Desarrollo de la práctica
Materiales.
Tubos de ensayo, los necesarios para cada tipo de aceite
Etiquetas para los tubos
1 vaso de precipitado de 250 mL
Soporte universal con aro
Mechero de Bunsen
Malla de asbesto
Reactivos.
Solución de yodo
Aceite de diferentes marcas
Procedimiento.
1. Marca los tubos de ensayo para cada aceite
2. Coloca 1 mL de aceite de las marcas antes mencionadas o bien las que
hayan seleccionado en un tubo de ensayo para cada tipo de aceite.
3. Con el uso de un mortero, tritura una pequeña porción de tocino, si es
necesario utiliza un poco de agua destilada, para formar una pasta que
tenga fluidez.
4. Coloca una pequeña porción en un tubo de ensayo previamente rotulado
R
C
H
C
H
R
R
C
H
C
H
R
+ I2
+ I2
R C
H
I
C
H
I
R
R C
H
I
C
H
I
R
5. Agrega 2 gotas de la solución de yodo a cada tubo de ensayo
6. Agita vigorosamente para que se mezclen bien
7. Observa el color de la solución
8. Prepara un baño María.
9. Quita el fuego del baño María y coloca los tubos aproximadamente de 1
minuto a 1 minuto y medio.
10. Observa cuál aceite recupera primero su color original.
11. Este aceite es más insaturado que el otro.
12. Ahora lee la información nutrimental o la etiqueta de los frascos de aceite y
determina si los resultados de tu prueba están de acuerdo con el contenido de
grasas insaturadas que se indica en la etiqueta de cada aceite.
Reacción:
Insaturado Saturado (incoloro)
Aplicaciones
Las grasas insaturadas son las que
ayudan a bajar el colesterol en la sangre,
siempre que se utilizan en lugar de las
grasas saturadas. Sin embargo, las grasas
insaturadas tienen muchas calorías, de tal
manera que es necesario limitar su
consumo.
En cambio, las grasas saturadas, también
conocidas como “grasa mala”, cuando se consume en exceso tiene la capacidad
de aumentar los niveles de colesterol sanguíneo.
La mayoría de los aceites vegetales, aunque no todos, son insaturados. (Las
excepciones abarcan los aceites de coco, de palma, etc.)
Conclusiones:
Con ésta prueba podemos concluir que los aceites comerciales, algunos no
muestran realmente la cantidad de grasas insaturadas. De esta manera
visualizamos qué aceite es de mejor calidad, debido al contenido de grasas
insaturadas.
Por medio de la reacción de halogenación, el yodo se fija a las insaturaciones
presentes en el aceite, dando como resultado una reacción incolora, sin embargo
cuando no hay presencia de insaturaciones el yodo queda presente en la
muestra quedando del color que presenta este reactivo.
Anexo 3: Utiliza la siguiente actividad práctica para desarrollar tu
investigación sobre la actividad experimental No. 5.
Los carotenoides y los colores de la naturaleza.
La siguiente actividad tiene como propósito proporcionar una actividad práctica
que permita al estudiante partir de un método de extracción de los carotenoides y
realizar las modificaciones que consideren pertinentes en el desarrollo del mismo.
Ponencia presentada por: Jesús Isabel Ortiz Robles*, Gloria Maribel Zavala
Bejarano*, María Griselda Zavala Bejarano*, María Elena Osuna Sánchez** y
Javier Cruz Guardado**1.
Propósito conceptual:
Investigar en diversas fuentes, bibliográficas o en red, acerca de la
composición de los carotenoides, su importancia para la salud y los
principales productos que los contienen.
Propósitos procedimentales:
Extraer los pigmentos carotenoides, a partir de diversos productos
vegetales con el disolvente adecuado.
Efectuar pruebas de solubilidad a los carotenoides extraídos, utilizando
acetona y éter.
Propósito actitudinal:
Comprender la importancia para la salud del consumo de frutas y
vegetales ricos en carotenoides.
* Unidad Académica Preparatoria Emiliano Zapata. Universidad Autónoma de Sinaloa.
**Dirección General de Escuelas Preparatorias. Universidad Autónoma de Sinaloa.
EXPLORACIÓN DIAGNÓSTICA
1. En la naturaleza se observan una diversidad de colores en frutas y
vegetales ¿a qué se debe?
2. Los médicos recomiendan el consumo de frutas y vegetales en la dieta
diaria ¿por qué?
3. Se considera que el consumo de jugo de zanahoria es favorable para la
vista ¿por qué?
4. Diversos estudios reportan que el tomate tiene propiedades
anticancerígenas ¿cuál sustancia es la responsable de esa función?
5. Sinaloa es un importante productor de mango y tomate en el país ¿por qué
se recomienda el consumo de estas frutas?
Materiales y sustancias
Materiales
1 gradilla para tubos de ensaye
3 embudos de filtración
3 vasos de precipitado de 50 mL
3 tubos de ensaye de 20 mL
3 tubos de ensaye de 8 mL
3 agitadores de vidrio
Pipetas graduadas de 10 mL
Papel filtro plegado
Disolventes
Acetona
Éter de petróleo
MUESTRAS
Pulpa de mango
Jugo de zanahoria
Pulpa de tomate
Preparación de la muestra
Las muestras de mango y tomate, se preparan de manera similar, se muele en
licuadora un trozo de pulpa en estado de madurez comestible, cada muestra por
separado. Para la zanahoria, la muestra se utiliza en forma de jugo.
Procedimiento
1. En tres vasos de precipitado de 50 mL, se colocan 2 mL de las muestras
preparadas de mango, tomate y zanahoria, respectivamente.
2. Se añaden a cada muestra de 3 a 5 mL de acetona y se agita
vigorosamente, usando un agitador de vidrio.
3. Se procede a filtrar cada una de las muestras, utilizando el embudo de
filtración y papel filtro plegado. El filtrado se recibe en tubos de ensaye de 20
mL.
4. Se transfieren de 1 a 2 mL de cada filtrado a tubos de ensaye de 8 mL. Se
agregan 2 mL de éter de petróleo a cada uno de los tubos. Se agita, se deja en
reposo y se observan los cambios.
Cuestionario
1. ¿Por qué se utiliza las muestras molidas o en jugo?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
2. ¿Cuál es la función de la acetona?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
3. ¿Qué contienen los filtrados obtenidos en el paso 3?
_______________________________________________________________
______________________________________________________________
4. ¿Qué se observó en las muestras al agregar el éter de petróleo?
__________________________________________________________________
_______________________________________________________________
5. ¿Qué función tiene el éter de petróleo añadido en el paso 4?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
6. ¿Cuál consideras mejor solvente para los carotenoides?
_______________________________________________________________
______________________________________________________________
Anexo 4: Puedes utilizar la siguiente actividad práctica para desarrollar tu
investigación sobre la actividad experimental No. 6.
La siguiente actividad tiene como propósito proporcionar una actividad práctica
que permita al estudiante partir de un método de producción de acetileno y
realizar las modificaciones que consideren pertinentes en el desarrollo del mismo.
Producción de acetileno a escala de laboratorio
Ponencia presentada por: Ana Alicia Esquivel Leyva, Eleazar López López,
Guadalupe Gómez Quiñónez.
Propósito:
El alumno obtiene acetileno a escala de laboratorio y comprueba algunas de sus
propiedades físicas y químicas al establecer una comparación entre la reactividad
de los alquinos y alquenos, así como algunas aplicaciones del acetileno en la vida
diaria.
Introducción:
Los hidrocarburos que contienen un triple enlace carbono-carbono se denominan
alquinos. Estos al igual que los alquenos presentan reacciones de adición.
La solubilidad, el punto de ebullición, el punto de fusión y la densidad de los
alquinos son similares a la de los alcanos y alquenos con el mismo esqueleto de
carbonos. Lo anterior se debe a la baja polaridad de estos compuestos.
Una diferencia significativa entre los alquinos y los alquenos es su reactividad con
respecto a la adición; el triple enlace carbono-carbono de un alqueno es menos
reactivo con los agentes nucleofílicos que el enlace doble de un alqueno con igual
número de átomos de carbono.
El etino o acetileno, primer término de la serie de los alquinos es un gas incoloro
de olor agradable(al estado puro), es combustible y arde en el aire con flama
luminosa, produciendo altas temperaturas, por lo que se usa extensamente en
procesos de soldadura.
El método de obtención más usual en el laboratorio y en la industria es mediante
la acción del agua sobre carburo de calcio(CaC2).
Actividades previas
Que el alumno investigue:
Métodos de obtención del etino o acetileno en el laboratorio
Propiedades físicas y químicas del etino o acetileno
Usos del etino o acetileno
Qué daño causa a la salud y al medio ambiente los productos de PVC
(polímero del etino)
Materiales y equipo
Soporte universal
Un aro
Un matraz Kitazato de 250 mL
Un tapón de hule monohoradado
Una bureta
Cuatro tubos de ensaye de 18X150
Cuatro tapones de hule para tubos de ensaye
Una gradilla
Una cuba hidroneumática
Unas pinzas variables
Tres tubos de ensaye de 16 X 100
Sustancias
Alcohol etílico absoluto
Solución de bromo 1% en CCl4
Solución de yodo al 0.25% en CCl4
Solución concentrada de hidróxido de bario
Acetiluro de calcio
Procedimiento
1. En un matraz kitazato de 250 mL
agregue 10 g de acetiluro de calcio
impregnándolo con unas cuantas
gotas de alcohol etílico y monta el
equipo que muestra la fotografía.
El acetileno se obtendrá al agregar agua
sobre el acetiluro de calcio impurificado con porciones de fosfina (PH3) y ácido
sulfhídrico (H2S) los cuales le imprimen un fuerte olor desagradable.
2. Coloque cuatro tubos de ensaye de 18X150, llenos con agua e invertidos
dentro de la cuba hidroneumática dispuestos para recoger el acetileno.
3. Observando que la llave de la bureta se encuentre en posición de cerrado
agregue a ésta 25 mL de agua destilada.
4. Abra suavemente la llave de la bureta para medir un lento goteo de agua
sobre el acetiluro de calcio que permita mantener un flujo moderado de gas.
Importante: si es necesario, cierre la llave de la bureta a intervalos de tiempo
para regular la velocidad de formación del gas.
5. Deje escapar las primeras porciones del gas durante 30 seg.
(aproximadamente) ya que contendrá una mezcla de acetileno y aire.
Enseguida procede a recoger el gas obtenido, llenando los tubos
previamente dispuestos inmediatamente y colocándolos sobre la gradilla.
Aplicaciones
Entre los hidrocarburos con triple enlace en la molécula, el que más se aplica en la
vida diaria es el acetileno, este fue muy utilizado en las lámparas de mineros y
cazadores.
El acetileno tiene muchos usos importantes en la industria. Debido a su alto calor
de combustión este se quema en los sopletes de oxiacetileno, que produce una
flama extremadamente caliente (3000 0C aproximadamente ). Por ello, los
sopletes de oxiacetileno se usan para soldar y cortar metales.
En grandes cantidades, el acetileno se usa en la producción del cloroeteno o
cloruro de polivinilo (PVC). El cloruro de polivinilo se emplea para el aislamiento de
conductores eléctricos, la confección de impermeables, hule, cuero artificial, tubos
para drenaje pluvial, entre otros. Partiendo del acetileno, se obtiene también otros
polímeros que se utilizan para la producción de materiales plásticos, caucho y
fibras sintéticas. El acetileno se utiliza también en la producción del ácido acético
sintético.
Conclusiones
A partir de las observaciones realizadas para un análisis de las aplicaciones del
acetileno y de la importancia de obtener sustancias a escala de laboratorio para
optimizar los reactivos químicos que generalmente son costosos.
Cuestionario
Escribe la ecuación química con la cual se obtiene el acetileno.
Escribe la ecuación química de la reacción de combustión del acetileno.
Escribe la ecuación química de la reacción de halogenación del acetileno
con yodo.
Escribe la ecuación química de la reacción de oxidación del acetileno con el
permanganato de potasio.
¿Cuál es el uso principal del acetileno en la vida diaria?
¿Por cuales otros métodos se puede obtener acetileno?
¿Cuál es el tipo de reacción más característica de los alquinos?
Alternativa novedosa para preparar acetileno a escala de laboratorio
Material
1. Refractario o vaso de precipitado de
1000mL
2. Cuatro tubos de ensaye de 18 X 150
3. una gradilla
4. cuatro tapones de hule
5. tres tubos de ensaye de 16 X 100
Sustancias
1. Agua destilada
2. Carburo de calcio en piedra
3. Solución de bromo 1% en CCl4
4. Solución de yodo al 0.25% en CCl4
5. Solución concentrada de hidróxido de bario
Procedimiento
En un refractario se agrega agua casi hasta el raz y se introducen los cuatro tubos
de ensaye de 18 X 150, llenos de agua e invertidos. Luego agregue el carburo de
calcio en piedra e inmediatamente coloque los tubos de ensaye uno a uno encima
del burbujeo de la piedra de carburo de calcio hasta que el gas (acetileno)
desaloje toda el agua. Posteriormente sacar el tubo en forma vertical y poner el
tapón; continuar llenando los otros tubos de igual forma y colocar en la gradilla.
Como se observa en la fotografía.
Anexo 5: Utiliza la siguiente actividad práctica para desarrollar tu investigación en
la actividad experimental No. 9.
Producción de un aroma sintético
Propósito: Relaciona a las propiedades de los compuestos del carbono con su grupo
funcional.
Introducción
Los ésteres reaccionan con ácidos produciendo alcoholes, ácidos y calor. Reaccionan
violentamente con agentes oxidantes fuertes.
El salicilato de metilo puede ser preparado por esterificación de ácido salicílico y metanol.
El acetato de butilo puede ser preparado por esterificación de ácido etanoico y alcohol
butilico.
Materiales
Vaso de precipitado de 250 mL
1 vaso de precipitado de 100 mL
2 tubos de ensayo grandes
1 agitador
2 pipetas
Vidrio de reloj
Sustancias
Alcohol metílico
Acido salicílico
Acido sulfúrico
Alcohol n-butílico
Acido acético glacial
Procedimiento
1. Prepara un baño de agua caliente para la reacción, deja que el agua se
caliente, pero que no hierva
2. Coloca 3 mL de alcohol metílico y 1 g de ácido salicílico en un tubo de
ensaye grande.
CH3 CH2 CH2 CH2 OH
CH3 CH2 CH2 CH2 OH
+
CH3 C
O
OH
CH3 C
O
OH
CH3
C
O
O CH2 CH2 CH2 CH3
CH3
C
O
O CH2 CH2 CH2 CH3
+ H2O
+ H2O
C
O
OH
OH
C
O
OH
OH
+
CH3 OH
CH3 OH
+ H2O
+ H2O
OH
C
O
O CH3
OH
C
O
O CH3
3. Mezcla los reactivos con un agitador de vidrio
4. Agrega a la mezcla de reacción aproximadamente 0.5 mL de ácido sulfúrico
concentrado y agítala.
5. Coloca el tubo de ensayo, con su contenido, en el baño de agua caliente y
déjalo durante 5 minutos
6. Vierte el contenido del tubo de ensayo en unos 50 mL de agua fría
destilada, en un vaso de precipitado de 100 mL.
7. Tapa el vaso de precipitado con un vidrio de reloj y déjalo en reposo
durante 1 ó 2 minutos.
8. Repite el procedimiento anterior, pero utilizando 3 mL de alcohol n-butílico y
3 mL de ácido acético glacial.
9. Observa las características (olor y estado de agregación) de los productos
obtenidos en cada caso.
Reacciones:
1. Esterificación de ácido salicílico y metanol.
2. Esterificación de Ácido etanoico y alcohol butilico
Aplicaciones
El salicilato de metilo se utiliza en la fabricación de cremas, linimentos (Preparado
farmacéutico hecho a base de aceite y extractos vegetales, de uso externo y que se aplica
con fricciones), como agente rubefaciente.
El acetato de butilo, se usa como lacas y otras resinas sintéticas incluyendo hules
clorados; etilcelulosa, polimetacrilato de metilo, poliestireno y acetato de polivinilo,
perfumería, en muebles de madera y componentes automovilísticos, extractos de
saborizantes, cosméticos, adhesivos y cueros.
Conclusiones
Cuando se juntan un ácido orgánico y un alcohol en las condiciones apropiadas,
reaccionan y forman un Ester. Por lo general, los esteres son compuestos volátiles que
tienen olores característicos.
En esta práctica obtuvimos el salicilato de metilo y el acetato de butilo, mismos que
presentan un olor característico.
Los ácidos carboxílicos reaccionan con los alcoholes para producir esteres.
Anexo 6: Utiliza la siguiente actividad práctica para desarrollar tu investigación en
la actividad experimental 10.
Obtención del etanal
Ponencia presentada por: Maricruz Pérez Lizárraga, Héctor R. Rosas Miranda,
Quetzalli A. Hdez. Zárate
Competencia a desarrollar
Obtiene en el laboratorio el etanal como una alternativa para producir olor a frutas de
manera sintética y valora el uso de las mismas en la industria alimenticia.
Introducción
El logro de aprendizajes de contenidos de la asignatura de química del carbono se ve
favorecido al propiciar en los alumnos diversas actividades con un enfoque que favorezca
las competencias en las cuales el alumno desarrolle habilidades y actitudes, valores y
conocimientos básicos propios de una cultura científica, que les permitan interpretar los
fenómenos cotidianos.
Bajo esta visión de enseñanza y aprendizaje, presentamos una propuesta de trabajo
experimental que pretende que los alumnos evalúen el origen e importancia de los
aldehídos en la vida diaria, en la industria y su impacto desde el punto de vista ecológico
Los aldehídos son compuestos orgánicos caracterizados por poseer el grupo funcional -
CHO. Se denominan como los alcoholes correspondientes, cambiando la terminacion -ol
por -al
Etanal o Acetaldehído, líquido incoloro y volátil, de fórmula CH3CHO, con un penetrante
olor a frutas
Actividades previas
¿A partir de que sustancia se obtiene el etanal?
¿Qué daños causan a la salud y al medio ambiente los aldehídos?
Escriba la formula desarrollada, semi-desarrollada, condensada del etanal
Escribir los usos industriales del etanal
Problema
¿Cómo identificarías la presencia del aldehído?
Hipótesis
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
Materiales y equipo
1 cápsula de porcelana
2 pipetas de 5 mL
1 varilla de vidrio
1 espátula
Sustancias
Alcohol etílico
Ácido sulfúrico
Dicromato de potasio
Agua
Procedimiento
1. En una cápsula de porcelana colocar una pequeña cantidad de dicromato de potasio,
que es un polvo de color anaranjado intenso, con la punta de la espátula. Agregar 1 mL
de agua y disolver.
CH3 CH
O
CH3 CH
O
CH3CH
2OH+2K
2Cr
2O
7+8H
2SO
4 + 2Cr
2(SO
4)2 + 2K
2SO
4 + 2H
2O
CH3CH
2OH+2K
2Cr
2O
7+8H
2SO
4 + 2Cr
2(SO
4)2 + 2K
2SO
4 + 2H
2O
CH3 CH
O
CH3 CH
O
+ 2Ag(NH3)OH CH
3COOH + 2NH
3+2Ag + H
2O
+ 2Ag(NH3)OH CH
3COOH + 2NH
3+2Ag + H
2O
CH3 CH
O
CH3 CH
O
CH3CH
2OH+2K
2Cr
2O
7+8H
2SO
4 + 2Cr
2(SO
4)2 + 2K
2SO
4 + 2H
2O
CH3CH
2OH+2K
2Cr
2O
7+8H
2SO
4 + 2Cr
2(SO
4)2 + 2K
2SO
4 + 2H
2O
2. Cuidadosamente agregamos 6 gotas de ácido sulfúrico concentrado y lo mezclamos
con la varilla.
3. Finalmente agregamos 10 gotas de etanol, obteniendo una coloración verde oscuro un
fuerte olor a manzana, esto se debe a que la reacción estaba muy concentrada.
4. Para la identificación del aldehído obtenido; a la cápsula de porcelana se le agrega 2
mL del reactivo de Tollens. Observarás la formación de un precipitado.
5. Deja reposar por algunos minutos y observarás que en la parte superior de la
suspensión se han formado diminutos agregados plateados.
Nota: no dilur para que se observe el cambio a color verde
Reacción:
Reactive de Tollens:
Aplicación
Los aldehídos están presentes en numerosos productos naturales y grandes variedades
de ellos son de la propia vida cotidiana. La glucosa por ejemplo existe en una forma
abierta que presenta un grupo aldehído.
El acetaldehído formado como intermedio en la metabolización se cree responsable en
gran medida de los síntomas de la resaca tras la ingesta de bebidas alcohólicas, ayuda a
la fijación del color en el vino
Los usos principales de los aldehídos son:
La fabricación de resinas, plásticos, solventes, pinturas, perfumes esencias, el
formaldehído es un conservante que se encuentra en algunas composiciones de
productos cosméticos.
QUE VOY A HACER
Una investigación bibliográfica
Diseño de experimento
Observaciones anotaciones y aportaciones personales
Anexo 7: Utiliza la siguiente actividad práctica para desarrollar tu investigación en
la actividad experimental No. 11.
Propósito
Obtener mediante un proceso de destilación ácido etanóico y posteriormente identificarlo
a través de una prueba química.
Introducción
Los ácidos de masa molar baja (hasta diez átomos de carbono) son líquidos incoloros, de
olor muy desagradable. El olor del vinagre se debe al ácido acético; el de la mantequilla
rancia al ácido butírico. El ácido caproico se encuentra en el pelo y secreciones del
ganado caprino. Los ácidos C5 a C10 poseen olores a “cabra”. El resto sólidos cerosos e
inodoros a temperatura ambiente. Sus puntos de fusión y ebullición crecen al aumentar la
masa molar.
Los ácidos inferiores son solubles en agua; su solubilidad decrece a partir del ácido
butírico con el aumento del carácter hidrocarbonado de la molécula. Todos los ácidos son
solubles en solventes orgánicos
Materiales y equipo necesarios para diseñar un experimento de obtención de ácidos
carboxílicos.
Materiales
- Equipo de destilación
- 3 soportes universales
- Matraz de destilación
- Tubo refrigerante
- Vaso de precipitado
- 2 mangueras de hule
- 2 tapones monohoradados
- Mechero de Bunsen
- 2 tubos de ensaye pequeños
- 2 tapones pequeños
- Baño maría
Reactivos
- Ácido sulfúrico concentrado
- Acetato de sodio
- Solución acuosa de yodato de potasio al 4%
- Solución acuosa de yoduro de potasio al 2%
- Ácido acético
- Solución acuosa de almidón al 0.1% (preparar al momento)
El procedimiento es el siguiente:
Obtención de ácido etanoico
1. Arme el equipo de destilación (investiga con el encargado de laboratorio y con su
profesor)
2. Deposite 7.0 g de acetato de sodio y vierta 5 ml de ácido sulfúrico concentrado en
un matraz de destilación. (el manejo de sustancias corrosivas como los ácidos
debe de ser supervisadas por el encargado de laboratorio o su profesor.)
3. Con un mechero caliente la mezcla hasta ebullición y reciba el destilado en un
vaso de precipitado.
Reacción de obtención
CH3-COONa + H2SO4 ----calor--- CH3-COOH + Na2SO4 + H2O
A) Identificación de ácidos carboxílicos
(Método del yodato-yoduro)
1. Añade en un tubo de ansaye pequeño, 2 gotas del destilado (ácido etanóico) y en
otro 2 gotas de una solución control de ácido acético.
2. Añade 2 gotas de solución acuosa de KI al 2% y 2 gotas de KIO3 al 4% en cada
uno de los tubos.
3. Tape los tubos e introdúzcalos en un baño maría a 100°C durante un minuto.
4. Enfríe los tubos y añada 2 gotas de solución fresca de almidón al 1%.
5. Observe que en el tubo control y en las muestras que sean ácidos orgánicos la
reacción producirá un cambio de color.