ACTIVIDADES A REALIZAR BLOQUE VII

Asignatura: Química I Bloque VII: Representa y opera reacciones químicas

Situación didáctica: Bolsas de aire

Los automóviles recientes contienen unas bolsas de aire para proteger al chofer y al copiloto en el momento de un accidente. Si piensas que dichas bolsas se inflan por alguna fuente de gas comprimido, esto no es así.

Conflicto cognitivo: ¿Cómo se inflan las bolsas de aire?

Duración: 15 horas.

Secuencia didáctica:

Actividad 1. Después de leer el caso de las bolsas de aire, participa en una lluvia de ideas aportando una posible respuesta. Expresa su opinión de manera respetuosa y propositiva.

En su cuaderno, de manera individual responde las siguientes preguntas.

a) Define con tus palabras que es un cambio químico.b) ¿Qué entiendes por reacción química?c) ¿A qué tipo de reacción pertenece la corrosión de un metal?d) ¿Las reacciones químicas se llevan a cabo en todas partes?

Realiza una coevaluación intercambiando sus respuestas con un compañero. 50 min.

Actividad 2. Consulta el tema de “reacciones y ecuaciones químicas” identificando en la bibliografía recomendada los conceptos de ecuación y reacción química, reactivos, productos y la simbología utilizada en las ecuaciones químicas.

Anota en el cuadro la simbología que corresponde a los siguientes términos en una ecuación química.

Nombre Símbolo Nombre Símbolo

Gas Reacción irreversible (un sentido)

Sólido Solución acuosa

Liquido Sólido que se precipita

Calor (Energía calorífica) Catalizador

Gas que se desprende en el producto

Reacción reversible (ambos sentidos)

Revisa y corrige sus respuestas al compararlas con las correctas (autoevaluación).

Considera la siguiente ecuación que representa la reacción química entre el etanol y el oxigeno, cuyos productos son el dióxido de carbono y el agua.

2C2H5OH (l) + 7 O2 (l) → 4 CO2 (g) + 6 H2O (l)

Completa la siguiente tabla:

C2H5OH O2 CO2 H2O

¿Reactivo o producto?

Número de moléculas representadas en la ecuaciónNúmero de átomos de cada

sustancia elemental representadas en la ecuación

Estado de agregación

Después de autoevaluar las respuestas, responde al siguiente cuestionamiento:

¿Qué se puede concluir?

¿Existe en el mundo microscópico una ley de conservación de los átomos?

¿Cómo se relaciona esto con la ley de la conservación de la materia enunciada por Lavoisier?

¿Qué significa balancear una ecuación?

¿Podrías decir si la siguiente ecuación química esta balanceada? Fe + O2 Fe2 O3

¿Qué falta?

¿Conoces algún o algunos métodos para balancear una ecuación química? ¿Cuál o cuáles?

¿Cómo se define la oxidación y la reducción?

Comparte sus respuestas con el resto del grupo, reconociendo sus aciertos y corrigiendo sus errores.

50 min.

Actividad 3. Realiza en equipo un tríptico sobre reacciones químicas (definición y tipos), con ayuda de la biblioteca escolar, anotando al final la bibliografía empleada.

Con la información del tríptico participa en una dinámica de grupo:

“Relación de Parejas ↔ Reacciones Químicas”.

Se solicita la participación de 4 alumnos asignando a cada uno de ellos un elemento químico. Se les coloca el símbolo o formula en la playera por enfrente. Se pasan al frente del grupo para realizar la representación de los 4 tipos de reacciones basados en las historias que se relatan a continuación. El grupo analiza la situación, elabora la reacción química y concluye sobre el tipo de reacción que se llevo a cabo.

a) Reacciones de síntesis.Se solicita la participación de un alumno y una alumna; uno de ellos será el Hidrógeno y el otro el Bromo, se les coloca enfrente una cartulina con el símbolo del elemento que representan. Esta historia se inicia cuando el Sr. Bromo conoce accidentalmente a la Srita. Hidrógeno y “el flechazo” (atracción) entre ellos es instantáneo, formándose, a partir de su unión un compuesto llamado ácido bromhídrico:

H2 + Br2 2 HBr

A B AB

b) Reacciones de descomposición.Una pareja anteriormente formadas, el agua, sufre accidentalmente una descarga eléctrica (electrólisis), produciéndose en ella una separación o descomposición en sus elementos originales (hidrógeno y oxígeno) con lo cual la Srita. Hidrógeno vuelve a quedar sola como al inicio de esta historia. Electrólisis 2 H2O 2 H2 + O2

c) Reacciones de sustitución simple o de desplazamiento.Al pasar el tiempo la pareja HBr sufre un desacuerdo debido a la intromisión de una tercera persona en sus vidas: el Sr. Cloro quien ejerce una mayor atracción, cautiva a la joven Hidrógeno, desplazando al Sr. Bromo y formando una nueva pareja (un compuesto llamado ácido clorhídrico HCl). Cl2 + 2 HBr 2 HCl + Br2

d) Reacciones de sustitución doble.La pareja ácido clorhídrico y la pareja hidróxido de sodio, asisten a un baile en el cual al ritmo de la música intercambian compañeros, formándose dos nuevas parejas. HCl + NaOH NaCl + H – OH

¿Cuáles son los nuevos compuestos formados? ______________________ + ___________________

Autoevalúa su aprendizaje logrado en la dinámica, al resolver correctamente los ejercicios de la siguiente actividad.100 min.

Actividad 4. Identifica el tipo de reacción involucrado en la siguiente historia.

Un viernes de antro a las 3 am, Carlitos se dirigía hacia su casa cuando de pronto pierde el control de su automóvil y se estrella con un poste de luz. Automáticamente como respuesta al impacto se infla la bolsa de aire salvándole la vida a él y a su novia.

En circunstancias normales, la azida es una molécula muy estable, pero si se calienta se rompe, como lo indica la siguiente reacción:

2 NaN3 → 2Na + 3 N2 ¿Qué tipo de reacción se presento?¿Qué estados de agregación presentan los elementos producidos en la reacción? ¿Está balanceada la ecuación química? ¿Por qué?

Nota: Para que una bolsa de aire se infle, se necesitan aproximadamente 130 g de azida de sodio, que producen 67 L de nitrógeno gaseoso. Una reacción química es suficiente para salvar la vida de muchas personas.

Ejercicios: Balancea por tanteo las siguientes ecuaciones, indicando el tipo de reacción al que pertenecen:

Na + Br2 NaBr _______________________

Fe2 + O2 Fe2O3 ________________________________

K + N2 K3N _______________________

C3H8 + O2 CO2 + H2O ________________________

Cl2 + KBr Br2 + KCl ________________________

C2H6 + O2 CO2 + H2O _________________________

KClO3 KCl + O2 ___________________________________

Al + O2 Al2O3 ____________________________________

H2SO4 + NaOH Na2SO4 + H20 __________________________

K + H2O H2 + KOH ___________________________

Revisa y corrige con base en las respuestas correctas (autoevaluación).150 min.

Actividad 5. Realiza de forma individual una consulta sobre métodos de balanceo de ecuaciones, elabora un glosario con los siguientes términos y describe lo solicitado, anotando al final la bibliografía, software o direcciones de Internet empleadas.

Oxidación Reducción Agente oxidante Agente reductor Catión Anión Numero de oxidación Reacción redox

a) Menciona algunos ejemplos de la importancia de las reacciones de oxido – reducción en su entorno y en su organismo.

b) Describe la importancia que tienen las reacciones de óxido – reducción en su salud y su relación con el medio ambiente.

Comparte sus respuestas y atiende con interés y respeto los comentarios de sus compañero.

Compara su información y la complementa para realizar los siguientes ejercicios:

Instrucciones: Balancea las siguientes ecuaciones químicas (en pares) utilizando el método del número de oxidación (redox), indica el número de oxidación de cada elemento químico y señala el elemento que se oxida, el que se reduce, el agente oxidante, el agente reductor, así como su respectiva semireacción.

1. Fe + O2 Fe2 O3

2. Cu O + H2 Cu + H2O

3. I 2 + H2S HI + S

4. HNO3 + H2S NO2 + H2O + S

5. Sn + HNO3 SnO2 + NO + H2O

6. HNO2 + Br + H2O HNO3 + HBr

7. MnO + ( C2O4) Mn + CO2 + O2

8. VO2 + Zn VO + Zn + O2

9. Cu + NO3 Cu + NO

10. HNO3 + H2S NO2 + H2O + S

Realiza una coevaluación intercambiando sus ejercicios con otros compañeros. 200 min.

Actividad 6. Realiza el siguiente experimento en equipo sobre “reacciones redox”.

Propósito: Demostrar una reacción redox por medio de desplazamiento de la plata por el cobre (reacción de simple sustitución)

Material: Sustancias:

1 tubo de ensayo de 10 ml 1 pipeta graduada de 10 ml

2 ml de solución de nitrato de plata 0.05 Molar 1 alambre de cobre delgado de 10 cm en forma de espiral1.

Redacta una hipótesis en la que propone los resultados esperados.

Procedimiento:

a) En un tubo de ensayo de 10 ml, vierte 2 ml de una solución de nitrato de plata 0.05 Molar b) Introduce el alambre de cobre en el tubo de ensayo. (La reacción es lenta por lo que se tienen que esperar

los resultados).c) Escribe tus observaciones y elabora dibujos que expresen cada uno de los pasos que realizaste y los

resultados obtenidos.Nota. Los productos de la reacción que se lleva a cabo son nitrato de cobre (II) y plata pura.

Resultados: a) Escribe la ecuación química y la balancea por el método redox.b) Indica cuál es el elemento que se redujo y qué elemento se oxidó.c) Indica cuál es el agente reductor y cuál es el agente oxidante.

Elabora y entrega un reporte que incluya: objetivo, introducción, material y equipo, hipótesis, procedimiento, esquemas o ilustraciones (Fotos, dibujos, diagrama de flujo, etc.), observaciones, resultados y conclusión.

Autoevaluación:

Aspectos a evaluar Sí No Observaciones1. Me integré con facilidad en el equipo de trabajo del

laboratorio y colaboré en la realización de la práctica.2. Apliqué las reglas de seguridad del laboratorio.3. Utilicé con cuidado el material del laboratorio.4. Expliqué lo ocurrido en cada uno de los pasos del

método científico.5. Redacté una hipótesis que pude comprobar.6. Mis resultados y conclusiones son claros y explican lo

ocurrido y/o comprobado en el laboratorio.7. Mostré interés para aprender por mí mismo.8. Comprobé la forma en que el método científico puede

ayudar a explicar un fenómeno natural.

50 min.

Actividad 7. En equipos, de la siguiente lista de reacciones químicas de la vida cotidiana, indica para cada una si su impacto es negativo o positivo explicando el por qué. Se apoya consultando en la bibliografía disponible y/o Internet.

a.- C3H8 + O2 = CO2 + H20 QUEMA DE GAS PROPANO DE COCINA

b.- C4H12+O2 = CO2 + H20 QUEMA DE GAS BUTANO EN EL ENCENDEDOR

c.- Fe+ 02 = FeO OXIDACION METALICA (VARILLA DE UN CERCO)

d.- HCl+ Mg(OH)2 = MgCl2 + H20 NEUTRALIZACION EN EL ESTOMAGO

e.- C12011 + 02 = CO2 + H20 QUEMA DEL CARAMELO

f.- CO2+ H20 = H2CO3 LLUVIA ACIDA CARBONICA

g.- NO2+ H20 = HNO3 LLUVIA ACIDA NITROSA

h.- SO2+ H20 = H2SO3 LLUVIA ACIDA SULFUROSA

i.- 02 + C = CO2 PRODUCCION DE BIOXIDO DE CARBONO

j.- GASOLINA + 02 = C + CO + H20 QUEMA DE GASOLINA

k.- 02+ ½ O2 = O3 OZONO

l.- P +O2 = P203 QUEMA DE CERILLAS

m.- Na+ ½ Cl2 = NaCl PRODUCCIÓN DE SAL COMÚN

n.- CO2+H20 +SOL = C6H12O6 + O2 +ATP FOTOSÍNTESIS

Comparte sus resultados de la consulta en plenaria, mostrando respeto e interés por las demás participaciones.50 min.

Actividad 8. Realiza la actividad experimental donde identifica algunos tipos de reacciones químicas con sustancias de uso común.

Planteamiento del problema: ¿Qué tipo de reacciones químicas realizan algunas sustancias de uso cotidiano y cómo se identifican?Redacta una hipótesis en la que propone los resultados esperados.

Obtención y registro de la información:

Para el desarrollo de esta actividad investiga y lee extra-clase las características físicas y químicas de las sustancias a utilizar:

Material: Sustancias:

3 tubos de ensayo Gradilla 3 goteros Papel tornasol rojo

NaCl (sal de mesa) H2SO4 concentrado CH3COOH (acido acético o vinagre) NaOH NaHCO3

Fertilizante ordinario

Procedimiento experimental 1 Coloca una pequeña cantidad de NaCl en un tubo de ensayo que se encuentre bien seco y limpio. Añádele al tubo dos gotas de H2SO4 concentrado. Observa el color y el olor que genera la reacción. Completa la siguiente reacción: NaCl + H2SO4 →

Procedimiento experimental 2 Coloca una pequeña cantidad de NaHCO3 en un tubo de ensayo que se encuentre bien seco y limpio. Añádele al tubo dos gotas de H2SO4 concentrado. Repite los dos pasos anteriores, pero en lugar de H2SO4, añade CH3COOH. Registra tus observaciones y completa la siguiente reacción: NaHCO3 + H2SO4 →

Procedimiento experimental 3 Coloca un poco de fertilizante ordinario en un tubo de ensayo limpio y seco. Añade 2 ml de NaOH 1M y coloca un papel tornasol rojo cerca de la boca del tubo, pero sin tocar las

paredes de éste o la sustancia reaccionante. Ahora repite la misma operación pero coloca un papel tornasol previamente mojado por agua de la llave. Registra tus observaciones y conclusiones.

Análisis ¿Qué tipos de reacciones identificaste en los experimentos? ¿El fertilizante contiene sales de amonio? Explica ¿Qué estas identificando en la reacción del NaHCO3?

Elabora y entrega un reporte que incluya: objetivo, introducción, material y equipo, hipótesis, procedimiento, esquemas o ilustraciones (Fotos, dibujos, diagrama de flujo, etc.), observaciones, resultados y conclusión.

Autoevaluación:

Aspectos a evaluar Sí No Observaciones9. Me integré con facilidad en el equipo de trabajo del

laboratorio y colaboré en la realización de la práctica.

10. Apliqué las reglas de seguridad del laboratorio.11. Utilicé con cuidado el material del laboratorio.12. Expliqué lo ocurrido en cada uno de los pasos del

método científico.13. Redacté una hipótesis que pude comprobar.14. Mis resultados y conclusiones son claros y explican

lo ocurrido y/o comprobado en el laboratorio.15. Mostré interés para aprender por mí mismo.16. Comprobé la forma en que el método científico

puede ayudar a explicar un fenómeno natural.

50 min.

Material a utilizar: Libro de Texto, internet, ejercicios propuestos, pizarrón, plumones, tabla periódica, tubos de ensayo, NaCl (sal de mesa), Gradilla, H2SO4 concentrado, goteros, CH3COOH (acido acético o vinagre), papel tornasol rojo, NaOH, NaHCO3, Fertilizante ordinario.

Soporte universal, mechero, pinza para tubo de ensayo, tubo de ensayo grueso, espátula, agitador de vidrio, balanza carbonato de cobre II, carbón, (ambos en polvo).

Mecanismos para evaluar:

Cuadro.- Contiene la simbología que corresponde a los términos utilizados en una ecuación química.

Tabla.- Interpreta la simbología utilizada en una ecuación química.

Tríptico.- Contiene la definición y tipos de reacciones químicas. Participa activamente en el equipo de trabajo.

Ejercicios.- Balancea por tanteo las ecuaciones, e indica el tipo de reacción al que pertenecen.

Glosario.- Define los términos utilizados en las reacciones redox:

Ejercicios.- Balancea las ecuaciones químicas utilizando el método del número de oxidación (redox), indica el número de oxidación de cada elemento químico y señala el elemento que se oxida, el que se reduce, el agente oxidante, el agente reductor y su respectiva semireacción.

Reporte de práctica de laboratorio sobre reacciones redox.- Incluye: objetivo, introducción, material y equipo, hipótesis, procedimiento, esquemas o ilustraciones (fotos, dibujos, diagrama de flujo, etc.), observaciones, resultados y conclusión.

Plenaria.- Comenta sobre el impacto positivo o negativo de las reacciones químicas que se realizan en la vida cotidiana, explicando el por qué, basado en la consulta realizada.

Reporte de práctica de laboratorio sobre reacciones químicas con sustancias de uso común.- Incluye: objetivo, introducción, material y equipo, hipótesis, procedimiento, esquemas o ilustraciones (fotos, dibujos, diagrama de flujo, etc.), observaciones, resultados y conclusión.

Examen escrito.- Balanceo de Ecuaciones Químicas