ACTIVIDADES BLOQUE VIII

Asignatura: Química IBloque VIII: Entiende los procesos asociados con el calor y la velocidad de las reacciones químicas

Situación didáctica:

El refrigerador de tu casa tiene las paredes calientes, sin embargo el interior es frio. Se sabe que los refrigeradores viejos gastan más electricidad que los nuevos.

Conflicto cognitivo:

¿Por qué necesitas un refrigerador? ¿De qué depende su consumo de energía?

¿Lo anterior tiene que ver con el calentamiento global?

Duración: 8 horas.

Secuencia didáctica :

Actividad 1. Después de leer la situación del refrigerador, en plenaria participa expresando sus ideas y mostrando respeto a los puntos de vista de sus compañeros.Individualmente consulta en la bibliografía y enlista los siguientes conceptos:

Reacción exotérmica y endotérmica, entalpia, entalpia de formación y entalpia de reacción.

En equipo de cuatro integrantes completa la siguiente tabla, da sus puntos de vista y llega a una conclusión. ¿Cuáles de los siguientes cambios son endotérmicos y cuáles son exotérmicos y por qué?

Cambios: Tipo de cambio (transferencia de calor)

¿Por qué?

a)Fusión del hielob)Volatilización (sublimación) del hielo seco a temperatura ambientec) Combustión de la gasolinad) Cocción de un huevo

Selecciona a un observador del equipo que evalúe la participación de sus integrantes mediante una lista de cotejo.

Aspectos a evaluar Sí No Observaciones

1. Se integra con facilidad al equipo de trabajo.

2. Participa activamente.

3. Respeta los puntos de vista.

4. Completa la tabla.

5. Acepta los comentarios como oportunidades de mejora.

6. Llega a acuerdos.

Después de socializar sus respuestas, comenta en plenaria las siguientes situaciones:

a) Cuando sufres una lesión o golpe, ¿por qué te aplicas hielo o compresas frías, para disminuir la inflamación y el dolor?

b) ¿Qué tipo de cambios ocurren en el refrigerador cuando está trabajando?

Se autoevalúa comparando sus respuestas con las correctas.50 min.

Actividad 2. Con base en las tablas de entalpias estándar de formación, realiza ejercicios para la determinación de entalpias de reacción utilizando la formula: ∆HR = ∑Hp - ∑Hr

a) Determina el calor generado (∆HR) en la reacción de combustión del etano a 25°C y 1 atm. 2C2H6(g) + 7 O2(g) ------------------► 4CO2(g) + 6H2O (g)

b) Determina las entalpias de reacción para los siguientes casos:

H2SO4(ac) + 2NaOH(ac) ------------------► Na2SO(ac) + H2O(l)

2FeO(s) + C(s) ------------------► 2Fe(s) + CO2 (g)

Mn(s) + 2HNO3(ac) ---------------► Mn(NO3)2(ac) + H2 (g)

2CO2(g) --------------------► 2CO(g) + O2(g)

2C2H2(g) + 5O2(g) ----------------------► 4CO2(g) + 2H2O(g)

150 min.

Actividad 3. ¿De qué depende que un cambio o reacción sea rápido o lento?

Información: La observación atenta de las reacciones químicas que vemos a nuestro alrededor nos hace apreciar que algunas de ellas se desarrollan de manera muy rápida. Por ejemplo cuando quitamos la cascara a una manzana y la dejamos expuesta al medio ambiente, trascurridos unos cuantos minutos, la manzana por entero quedará de color café por la oxidación. Por otro lado la oxidación de un clavo es más lenta en dependencia de las condiciones de humedad en las que se encuentre, pero normalmente para que un clavo se oxide deben transcurrir algunos días o semanas. Existen otros casos en los que las reacciones se desarrollan en forma tan lenta, que deben pasar cientos o miles de años para observarlas, por ejemplo la desintegración radioactiva del carbono-14.

Contesta en equipo el siguiente cuestionario con base en lo que establece la “teoría de las colisiones” (Garduño, 2009, pág. 276, ó la lectura que se recomiende).

¿Qué ocurre en el transcurso de una reacción química? ¿Qué condiciones deben existir para que se efectúe una reacción química? ¿Qué sucede a nivel de partículas cuando se inicia una reacción química? ¿Qué se requiere para que una reacción química tenga lugar? ¿Qué establece la teoría de las colisiones?

Compara sus respuestas con el resto del grupo (autoevaluación) y entrega el cuestionario resuelto en forma individual.

50 Min.

Actividad 4. Consulta la forma en que los siguientes factores pueden modificar la velocidad de una reacción (extra-clase):http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_reacci%C3%B3n

Naturaleza de los reactivos tamaño de partícula temperatura presión concentración catalizadores

Entrega un reporte escrito de la consulta realizada y utiliza la información obtenida para realizar una práctica.

Actividad 5. Realiza el siguiente experimento en equipo sobre “Velocidad de reacción”.

Propósito: Demostrar la forma en que algunos factores modifican la velocidad de reacción.

Material: Sustancias:

5 vasos de precipitados 5 Alka Seltzer

Redacta una hipótesis en la que propone los resultados esperados.

Procedimiento:

a) Tamaño de partícula. Toma dos Alka Seltzer, uno lo pulverizas totalmente y el otro lo dejas entero. En un vaso de precipitados (#1) con agua hasta la mitad depositas el Alka Seltzer pulverizado y tomas el tiempo que tarda en disolverse totalmente, con un cronometro que mida segundos. Haz lo mismo con el otro Alka Seltzer en otro vaso (#2) con agua hasta la mitad y compara los tiempos de disolución. ¿Cuál se disuelve más rápido? Haz tu conclusión de cómo afecta el tamaño de partícula a la velocidad de reacción.

Numero de vaso: Tiempo: (segundos)Vaso #1Vaso #2

b) Efecto de la temperatura. Toma tres Alka Seltzer y prepara tres vasos de precipitados con agua hasta la mitad. En el primer vaso deposita agua muy fría, en el segundo vaso agua al tiempo, y en el tercero agua caliente. Deposita en el primer vaso el Alka Seltzer y toma el tiempo que tarda en disolverse. Haz lo mismo en el segundo y tercer vaso respectivamente. Con base en los resultados obtenidos haz tu conclusión de cómo afecta la temperatura a la velocidad de reacción.

Condición del agua: Tiempo (segundos):Vaso con agua muy fríaVaso con agua al tiempoVaso con agua caliente

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 Observaciones

7. Me integré con facilidad en el equipo de trabajo del laboratorio y colaboré en la realización de la práctica.

8. Apliqué las reglas de seguridad del laboratorio.9. Utilicé con cuidado el material del laboratorio.10. Expliqué lo ocurrido en cada uno de los pasos del

método científico.11. Redacté una hipótesis que pude comprobar.12. Mis resultados y conclusiones son claros y explican

lo ocurrido y/o comprobado en el laboratorio.13. Mostré interés para aprender por mí mismo.14. Comprobé la forma en que el método científico

puede ayudar a explicar un fenómeno natural.

50 min.Actividad 6. Realiza una consulta bibliográfica sobre desarrollo sustentable y las acciones necesarias para promoverlo y elabora un reporte documental.http://es.wikipedia.org/wiki/Desarrollo_sostenible http://es.wikipedia.org/wiki/Desarrollo_sostenible#Condiciones_para_el_desarrollo_sostenible

Participa en una discusión en equipos sobre las acciones necesarias para promover el desarrollo sostenido (sustentable), además de aportar ideas que contribuyan a lograrlo.

50 min.

Actividad 7. Da lectura de manera individual a la siguiente información:

CALENTAMIENTO GLOBAL Y CAMBIO CLIMÁTICO

Imágenes Satelitales

IntroducciónEs evidente que el clima global está siendo alterado significativamente. La climatología es mucho más compleja y cada día hay más fenómenos meteorológicos extremos, más catástrofes de todo tipo: huracanes, tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, tormentas intensas, inundaciones, etc.Este cambio climático y la presencia de fenómenos naturales extremos es el resultado del aumento de concentraciones de gases invernadero tales como el dióxido de carbono, metano, óxidos nitrosos y clorofluorocarbonos en la atmósfera terrestre, que causan lo que hoy se conoce como el Calentamiento Global.Estos gases están atrapando una porción creciente de radiación infrarroja terrestre, que hacen aumentar la temperatura planetaria. De esta forma, los patrones de precipitación global también están siendo alterados.El tema del Calentamiento Global y el Cambio Climático es hoy en día uno de los principales tópicos en foros de discusión, centros de investigación y encuentros mundiales. Es sin duda el principal problema ambiental que hoy enfrenta la humanidad.Los científicos han estudiado el fenómeno desde hace tiempo, y nos han alertado; los gobiernos por su parte, empiezan a interesarse en la media que ven como se altera la economía y como las catástrofes causan cada vez más víctimas humanas.Esta situación puede continuar en los próximos años a una velocidad mayor si no tomamos conciencia y comenzamos a tomar medidas necesarias para frenar este fenómeno global.

Calentamiento Global y Cambio ClimáticoEl cambio climático es el aumento paulatino de la temperatura media del planeta, producto de una mayor concentración de gases de efecto invernadero por la quema de combustibles fósiles. Este fenómeno ha incrementado la temperatura del planeta y provocado los años más calurosos en la historia de la humanidad en la última década.El Cambio Climático Global, se atribuye directa o indirectamente a las actividades humanas, que alteran la composición global atmosférica, agregada a la variabilidad climática natural observada en periodos comparables de tiempo.El principal cambio se ha dado en la atmósfera, con una evidente variación en el balance de gases que la conforman, especialmente en gases invernadero claves como el Bióxido de Carbono (CO2), Metano (CH4) y óxido nitroso (N2O).Estos gases naturales permanecen en la atmósfera y son vitales, ya que permiten que la tierra permanezca con una temperatura adecuada, sin ellos la temperatura mundial sería 30°C más baja.Actividades como la quema de carbón, petróleo y gas natural hacen que la concentración de CO2 aumente en la atmósfera; la tala de bosques y quema de madera reducen la absorción de CO2 realizado por los árboles y plantas. La crianza de bovinos y la plantación de arroz generan metano, óxidos nitrosos y otros gases invernadero. Si el crecimiento de la emisión de gases invernadero se mantiene en el ritmo actual, los niveles en la atmósfera llegarán a duplicarse, causando severos cambios en el esquema climático del planeta.El aumento de temperatura del planeta está teniendo efectos expansivos, los patrones de lluvia y viento continuarán cambiando siendo cada vez más extremosos; el nivel del mar podría subir y amenazar islas y áreas costeras bajas; aun un pequeño aumento de temperatura puede causar un aumento dramático de muertes debido a eventos de temperaturas extremas; el esparcimiento de enfermedades tales como la malaria, dengue y cólera; sequías, falta de agua y escasez de alimentos.

El calentamiento de la Tierra, además de descongelar las capas polares, puede causar un cambio en el sistema de circulación del aire, cambiando patrones de lluvia. De esta manera, sitios agrícolas podrían transformarse en desiertos.Asociados a estos potenciales cambios, las alteraciones en los ecosistemas globales son cada vez más evidentes. Trabajos científicos están detectando variaciones significativas en los rangos de especies arbóreas, y pérdidas de millones de hectáreas de bosques.En México, según los científicos y expertos, de no controlar el calentamiento global, el panorama en 25 años será devastador porque los desiertos habrán ganado terreno en el norte y el sur será víctima de grandes inundaciones. Se

destaca también el hecho de que estos cambios no tienen retroceso y que van en aumento, y en cuyas consecuencias se debe incluir la desertificación y pérdida de suelo agrícola y por ende la escasez de alimentos.A su vez, las implicaciones del cambio climático global y las respuestas de los ecosistemas, pueden traducirse en desequilibrios económicos, en impactos directos sobre seres humanos como en el caso de la expansión de enfermedades infecciosas, además de inundaciones de terrenos costeros y ciudades, tormentas más intensas, la extinción de incontables especies de plantas y animales, fracasos en cultivos en áreas vulnerables, aumento de sequías, etc.

http://www.ecored.com.mx/portalesp/pagina/z_63_Calentamiento_Global_Cambio_Clima.php

http://oei.es/decada/accion08.htmVideos recomendados: PARTE 1: http://www.youtube.com/watch?v=gE0jT_s3EJ4&feature=related PARTE 2: http://www.youtube.com/watch?v=SOXE49ZMtrE&feature=fvw PARTE 3: http://www.youtube.com/watch?v=5j6TycU2ZkA&feature=related PARTE 4: http://www.youtube.com/watch?v=Vurthy32A68&feature=related PARTE 5: http://www.youtube.com/watch?v=7_EHUAH9I2I&feature=related PARTE 6: http://www.youtube.com/watch?v=F3LWVd3VG7k&feature=related

Se reúne en equipo y discute la información analizada con sus compañeros. Posteriormente participa en plenaria dando respuesta a las siguientes preguntas:

a) ¿Cuál es la relación que existe entre la emisión de bióxido de carbono, metano y otros gases con el calentamiento global?b) ¿Cuáles son los principales generadores de emisiones de bióxido de carbono a la atmósfera?c) ¿Qué se puede hacer para evitar dicho problema? d) ¿En este momento realizo acciones que dañan al medio ambiente? ¿Soy consumista?e) ¿Qué relación tiene el consumismo desenfrenado con el daño al medio ambiente?

Entrega un escrito con la reflexión y conclusiones realizadas por el equipo. Incluye propuestas de solución.50 min.

Material a utilizar: Pizarrón, plumones, tabla de entalpías de formación, cronómetro.

Textos de lectura: Quimica Basado en competencias “ Ehecatl L. Paleo Gonzalez. “ Edit Progreso Editorial.

Química I, con enfoque en competencias” Martinez, M. Eduardo. Edit. Cengage Learning, 2009. “Teoría de las colisiones” Garduño, 2009Http:// www.fundacionsustentable.org

Mecanismos para evaluar:

Tabla.- Identifica y distingue entre reacciones endotérmicas y exotérmicas. Ejercicios.- Determina entalpias de reacción, utilizando los valores de entalpía de formación de reactivos y

productos. Cuestionario.- Comprende y explica la “teoría de las colisiones”. Reporte de consulta.- Describe la forma en que algunos factores modifican la velocidad de reacción. Reporte de práctica de laboratorio sobre velocidad de reacción.- Incluye: objetivo, introducción, material y

equipo, hipótesis, procedimiento, esquemas o ilustraciones (fotos, dibujos, diagrama de flujo, etc.), observaciones, resultados y conclusión.

Reporte documental.- Define desarrollo sustentable y las acciones necesarias para promoverlo. Plenaria.- Se expresa con propiedad, participa activamente con argumentos pertinentes y respeta otros puntos

de vista. Escrito.- Incluye una reflexión y conclusiones sobre el consumismo y su impacto ambiental. Propone

alternativas de solución.