La formación de nuevos materiales






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DATOS GENERALES

ESCUELA:



ASIGNATURA:

Ciencias III

Énfasis en Química

GRADO Y GRUPO:



NOMBRE DEL PROFESOR:



I. REFERENTE PROGRAMÁTICO.

BLOQUE IV: La formación de nuevos materiales

TEMA 3:

Oxidación y reducción

IMPORTANCIA DE LAS REACCIONES DE OXIDO REDUCCIÓN

Experiencias alrededor de la oxidación.

PROPÓSITOS:

En esta secuencia los alumnos identificarán algunas propiedades de la oxidación, inferirán las sustancias que participan en el proceso de respiración y observarán la oxidación de un metal.

Desde una perspectiva de Naturaleza de las Ciencias se identificará a la oxidación como un cambio químico. Se espera que los estudiantes valoren la importancia de las reacciones de oxidación en su vida cotidiana.

APRENDIZAJES ESPERADOS:

  • Identifica la oxidación como un tipo de cambio químico; identifica también sus principales características.

  • Identifica algunos ejemplos de oxidación que se llevan a cabo en su entorno.

ANTECEDENTES/IDEAS PREVIAS/SUGERENCIAS:

  • Es conveniente iniciar estos temas con la participación de los estudiantes en actividades prácticas y con aspectos lúdicos a fin de despertar su interés y motivarlos en el estudio de los mismos.

  • Se recomienda llevar a cabo experimentos sencillos como la oxidación de metales para la observación de la reacción química.

TIEMPOS:


COMPETENCIAS:

• Describir y explicar fenómenos.

• Predecir cambios


Conceptos:

• Oxidación y reducción.

• Reacciones redox y su representación.



Actitudes

Cuidado de los materiales comunes.

• Aplicación de conocimientos para evitar corrosión.
Destrezas

Observar la oxidación de los metales.

Inferir las sustancias que participan en la respiración.

Observar algunas propiedades de la oxidación.
Habilidades:

• Identificación de procesos redox en la vida cotidiana.

• Deducción de cambios redox sencillos.



II. ESTRUCTURA DE LA SECUENCIA

Momento

Propósito

Actividades

Tipo/Productos

Material

Nivel

I

N

I

C

I

O

Cualitativo
Reconocer algunas oxidaciones cotidianas, como la formación de herrumbre sobre la superficie de objetos de hierro.

Apreciar la importancia de las reacciones de oxidación en la vida cotidiana..




Texto introductorio


Evaluación Diagnóstica







D

E

S

A

R

R

O

L

L

O

El propósito de esta actividad es que los

estudiantes analicen el proceso de oxidación

del hierro al contacto con una disolución de cloro de uso casero (hipoclorito de sodio). Se espera que concluyan que el hierro se oxida al combinarse con el oxígeno que proviene del hipoclorito.

Actividad 1.

Analizar la oxidación del hierro cuando entra en contacto con una disolución de cloro comercial.


Actividad 1.

Cuestionario.




Definir un óxido como un compuesto formado por oxígeno y otro elemento de la tabla periódica y presentar la ecuación general para la formación de óxidos metálicos.

Texto de información inicial







El propósito de esta actividad es que los estudiantes identifiquen, mediante una comprobación indirecta, la formación de dióxido de carbono en una combustión.



Actividad 2.

Identificar la formación de un óxido en una combustión.


Actividad 2.

Cuestionario.

Actividad 2.

Por equipo: Embudo pequeño, 30 cm de una manguera lo bastante gruesa para conectarse con la parte delgada del embudo, vaso transparente, 1 cucharada de cal apagada [Ca(OH)2], 30 ml de agua, encendedor o cerillos, vela pequeña, frasco grande de boca ancha.

Explicar que la combustión es una reacción de oxidación que implica la formación óxidos

no metálicos

Texto de formalización












C

I

E

R

R

E




Resuelvo el problema

“En algunas albercas se utiliza para desinfectar el agua un método llamado cloración salina. Éste consiste en agregar de 4 a 6 gramos de sal de grano (NaCl) por litro de agua

(H2O), y aplicar una pequeña corriente eléctrica para producir cloro gaseoso (Cl2), e hidróxido de sodio (NaOH), que a su vez generan ácido hipocloroso (HClO); un poderoso oxidante y desinfectante. Entre las ventajas de este método está la facilidad de manejar sal en lugar de cloro gaseoso como materia prima.

1. ¿Todos los compuestos que contienen oxígeno pueden ser clasificados como óxidos? Explica.

2. ¿Puede existir un óxido si no hay oxígeno en el ambiente? Argumenta tu respuesta.

3. ¿El oxigeno liberado del ácido hipocloroso (HClO) es un agente oxidante? Explica tu respuesta.

4. ¿Los óxidos provenientes de una combustión son óxidos de metales o de no metales?




En esta sección se evalúa que los alumnos reconozcan otras propiedades de los óxidos metálicos y no metálicos.

Para qué me sirve lo que aprendí







En esta sección se evalúa la actitud crítica y responsable que tienen los estudiantes con su entorno. Para ello se les cuestiona sobre la relación entre la emisión de gases por las combustiones y el efecto invernadero.

Se espera que los estudiantes propongan medidas para disminuir estas emisiones.


Ahora opino que...









¿Todos los óxidos son iguales?

Sesión 1

¿Todos los seres tienen padre y madre?

Antes de leer el texto contesta: ¿Existen diferentes tipos de óxidos?

Lean el texto.

La oxidación es un fenómeno que ocurre normalmente en la Naturaleza e, incluso, afecta al ser humano de diversas maneras. Los objetos de hierro se oxidan formando nuevas sustancias a las que llamamos óxidos; en el caso del hierro, el producto es un compuesto café rojizo conocido como óxido de hierro III o herrumbre (Fe2O ).


Algunos óxidos, como el óxido de hierro, provocan severos problemas económicos, pues las piezas dañadas tienen que sustituirse.
La formación de herrumbre, denominada también corrosión, debilita progresivamente las estructuras construidas con este metal. Se calcula que cerca de 20 % de la producción anual de hierro se utiliza exclusivamente para remplazar piezas de hierro en casas, edificios, automóviles o barcos que han experimentado corrosión, por lo que las pérdidas económicas ocasionadas por este proceso son importantes.

Sin embargo, no todos los óxidos provocan problemas al ser humano; de hecho, algunos de estos compuestos son de gran utilidad. Los chips, por ejemplo, que se emplean para almacenar una gran cantidad de información, están elaborados con un óxido: el óxido de silicio.


Los chips que se usan en gran cantidad de aparatos electrónicos se fabrican con óxido de silicio.
Los óxidos tienen diferentes propiedades que dependen de los elementos que los constituyen. Con todo esto, cabe hacernos una pregunta: ¿Cómo se clasifican los óxidos?

PROPOSITO

En esta secuencia identificarás las propiedades de otro cambio químico: la oxidación. Así, reconocerás algunas oxidaciones que ocurren cotidianamente a tu alrededor.
PROBLEMA

En algunas albercas se utiliza para desinfectar el agua un método llamado cloración salina. Éste consiste en agregar de 4 a 6 gramos de sal de grano (NaCl) por litro de agua (H2O), y aplicar una pequeña corriente eléctrica para producir cloro gaseoso (Cl2), e hidróxido de sodio (NaOH), que a su vez generan ácido hipocloroso (HClO); un poderoso oxidante y desinfectante. Entre las ventajas de este método está la facilidad de manejar sal en lugar de cloro gaseoso como materia prima.

Tu tarea consiste en explicar:

1. ¿Cuáles de las sustancias que participan en este proceso son óxidos?

2. Si se sumergiera un metal en el agua de una alberca tratada con cloración salina, ¿se oxidaría? Argumenta tu respuesta.

3. ¿Por qué se clasifica al ácido hipocloroso como una sustancia oxidante?
En tu cuaderno:

Contesta en tu cuaderno:

1. ¿El deterioro que sufren los objetos de hierro al colocarlos en cloro comercial es producto de una oxidación? Argumenta tu respuesta.

2. ¿Qué es un óxido?

3. ¿Solamente los metales se oxidan? Explica tu respuesta.

4. ¿El agua es un óxido?


El cloro comercial es una disolución de hipoclorito de sodio (NaClO).
5. ¿Para la formación de un óxido es indispensable el oxígeno?
Actividad UNO

Analicen la oxidación del hierro cuando entra en contacto con una disolución de cloro comercial.

1. Analicen las ecuaciones:

a) El hipoclorito de sodio en agua se disocia de la siguiente manera:
2H2O + NaClO  Na+ + ClO- + H3O+ + OH-

Agua Hipoclorito de sodio Ión Sodio Ión hipoclorito Ión hidronio Ión hidróxido
b) El ión Na+ y el ión OH- permanecen sin cambio en la disolución, mientras el ión

hipoclorito reacciona con los iones H3O+ del agua como sigue:
ClO- + H3O+  HClO + H2O

Ión hipoclorito Ión hidronio Ácido hipocloroso Agua
c) El ácido hipocloroso se descompone en:

HClO  HCl + O

Ácido hipocloroso Ácido clorhídrico Oxígeno
2. Respondan en su cuaderno:

a) ¿De qué compuesto proviene el oxígeno que participa en la formación de óxido de hierro III?

b) Completen y balanceen la reacción de oxidación del hierro en disolución de hipoclorito de sodio:

+Fe Fe2O3
c) ¿Por qué la pintura evita la formación de óxido de hierro III? Argumenten su respuesta empleando las sustancias mencionadas.
Comenten lo siguiente: ¿Por qué un objeto de hierro se oxida más rápido en una disolución de hipoclorito de sodio que en agua pura o en contacto con el aire?




Reflexión sobre lo aprendido

Identificaste la importancia del oxígeno para la formación de óxidos. ¿De qué te sirve esto para resolver el problema?




Esqueje: Trozo de tallo cortado de la planta adulta que, colocado en tierra con humedad puede desarrollar raíz y hojas.
SESIÓN 2

Antes de la lectura contesten: ¿Puede haber óxidos que no tengan oxígeno?
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