Instructor: Ing. Jhonis Enrique Bermudez de Armas Competencia: Procesar al Información

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Requerimientos 1 – Problema de Investigación (Estudio de Caso 2)

EJEMPLOS DE INVESTIGACIÓN

Comentario: En esta actividad usted deberá leer la información anterior con el fin de determinar y formular con claridad el problema planteado en el texto.

El desarrollo de la agricultura intensiva requiere del empleo masivo de fertilizantes cuya

producción se basa en compuestos nitrogenados, debido a que las plantas necesitan del

nitrógeno para su desarrollo ya que no son capaces de fijarlo directamente del aire que lo

contiene en gran cantidad.

La principal fuente de nitrato de sodio se encontraba en Chile, pero su explotación intensiva

no sólo ponía en peligro el abastecimiento de este compuesto nitrogenado, sino que

además, calculaban que se acabaría en pocos años. Si tal situación se presentara, sería

funesta tanto para el desarrollo de la agricultura como para la producción de explosivos

donde también se utilizaba. El problema que se presentaba entonces consistía en sintetiza

algún otro compuesto nitrogenado a partir de elementos abundantes en la naturaleza, de

los cuales el más visible era el amoniaco. Fue F. Haber, en 1904, quien comenzó a investigar

sobre este problema que consistía en: Obtener amoniaco (NH3) a partir de hidrógeno y

nitrógeno gaseoso.

Encontrar la solución, además de la aplicación inmediata que ya era una necesidad urgente,

tenía un interés básico en el estudio del equilibrio y la cinética de reacciones. Así que

principió por la búsqueda bibliográfica. La revisión bibliográfica le mostró que la reacción

directa entre el nitrógeno y el hidrógeno, era inducida por varias formas de descarga

eléctrica, con un consumo enorme de energía eléctrica. También se usaba combinar el

nitrógeno con otros elementos, para que al hidrolizar el compuesto, se formara amoniaco.

Se sabía que, en la naturaleza, los rayos de las tormentas combinan el nitrógeno y el oxígeno

(óxido nitroso NO2), compuesto que es arrastrado a la tierra , por el agua de lluvia,

proporcionando así los compuestos nitrogenados necesarios para las plantas. A la acción

fijadora del nitrógeno por medio de las descargas eléctricas, se suma la acción de las

bacterias del suelo, ya sean libres en la tierra o en los nódulos de las raíces de algunas plantas

capaces de fijar el nitrógeno atmosférico. Industrialmente se obtenía como subproducto de

la producción de carbón (alrededor del 1% era nitrógeno fijo): pero la demanda, estimada

en millones de toneladas por año, hacía impracticable procesar el carbón sólo para obtener

su nitrógeno.

Los agricultores utilizaban la cianamida cálcica, obtenida haciendo reaccionar el nitrógeno

con carburo de calcio, la cual a su vez se obtenía a partir de cal y carbón en un arco eléctrico.

La cianamida cálcica libre amoniaco al combinarse con el agua de riego.

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Otra posibilidad explotada comercialmente era la formación de óxido nítrico a partir del

nitrógeno y oxígeno del aire, combinado mediante descarga eléctrica. El óxido nítrico se

obtenía de una reacción espontánea entre el nitrógeno y el hidrógeno, pero las pruebas

hechas para provocarla aplicando presión, calor o acción catalítica de esponja de platino, no

habían producido el efecto buscado. Haber llegó a la conclusión de que la fuente de

nitrógeno debía ser la atmósfera, ya que abunda en el aire, y que su uso como fertilizante

requería que el compuesto formado fuera amoniaco o ácido nítrico; sin embargo, todos los

procesos conocidos eran caros energéticamente, lo que encarecía el producto final. Haber

pensaba que combinar nitrógeno e hidrógeno debía ser una reacción exotérmica; es decir,

que genera calor, calor que a su vez podría utilizarse para mantener la temperatura

adecuada de la reacción. El problema del costo de producción sería un problema típico de

tecnología, el cual podría atacarse por dos caminos: bien optimizando los parámetro

involucrados en la reacción, o buscar reacciones nuevas. Intentó ambos caminos, pero

empezó por reinvestigar la combinación directa de nitrógeno e hidrógeno, de manera que

su problema se reducía a investigar las condiciones de equilibrio de la reacción:

N2+3H2<=>2NH3

Punto 1

1. ¿Cuál es el problema? 2. Proponga una hipótesis 3. ¿Cuáles son las variables que utilizó Haber en el experimento? 4. ¿A qué conclusiones se llegó? 5. ¿Qué beneficios tiene el desarrollo de este experimento a la sociedad?

Bibliografía

BAKER, J. W. & ALLEN, G.E. (1986). Biología e Investigación Científica. Editorial Fondo

Educativo Interamericano. S.A. Bogotá.

GIL, D., et al. Unidad Introductoria. Cómo Comenzar un Curso Elemental de Ciencias. (Y cómo

comenzar un proceso de Formación Continua). Curso de Formación de Profesores de

Ciencias. Imprime. Din Impresores Madrid.

LOWERY, LAWRENCE, F. (1982). Manual de Ciencias Naturales. Ideas para la Enseñanza

Elemental y Media. Editorial. Compañía Editorial Continental. S.A. México.

MARTÍNEZ, T. ALONSO, S. CARRASCOSA, A. (et al) (1993). La Búsqueda de la Unidad. (La

estructura de todas las cosas) Ciencias de la Naturaleza, 13-14. Editorial Aguaclara España.

TAPIA, A.E. MIENERT, H.E. FERRER, S.E. NOLA, Y.B. (1992). El Método Científico y su

Proyección Educacional. Centro de Perfeccionamiento Experimentación e Investigación

Pedagógicas. CPEIP. Santiago de Chile.

RIVEROS, H. ROSAS, L. (1987). El método Aplicado a las Ciencias Experimentales. Editorial

Trillas. México.

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RIVEROS, H. ROSAS, L. (1984). Iniciación al método científico Experimental. Editorial Trillas.

Primera Edición.

SÁENZ, P. EUCLIDES. (1993). Introducción a la Biología y al Método Científico. Apuntes sobre

la Naturaleza de la Biología. Su campo de estudio y su método de investigación. Proyecto

Multinacional de Educación Media y Superior., PROMESUP. OEA.

SÁNCHEZ, B. & VALCÁRCEL, P. (1993). Diseño de Unidades Didácticas en el área de Ciencias

Experimentales. Enseñanza de las Ciencias. 11(1)

USABIAGA, C. et al. (1982). Científicos en el Aula. Instituto de Estudios Pedagógicos

Somosaguas Editorial. Narcea. Madrid.

USABIAGA, C. et al. (1984). Aproximación Didáctica al Método Científico. Instituto de

Estudios Pedagógicos Somosaguas. Editorial. Narcea. Madrid.

USABIAGA, C. et al. (1982). La Historia de la Ciencia en el Aula. Instituto de Estudios

Pedagógicos Somosaguas. Editorial. Narcea. Madrid.

Requerimientos del Instructor

Punto 1

Debe elaborar en Microsoft Word con los estándares establecidos en la Norma Técnica

para Trabajos escritos

Ejecución:

Debe subirse a plataforma o enviar al correo electrónico del docente