Programa de Estudios, 4º Semestre, Licenciatura en Educación Secundaria / Especialidad / Química / Cambio I. Reacciones Ácido-Base




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Programa de Estudios, 4º Semestre, Licenciatura en Educación Secundaria/
Especialidad / Química / Cambio I. Reacciones Ácido-Base


Introducción

El propósito de esta asignatura es que el alumno normalista entienda las reacciones ácido-base como una de las formas en que los cambios químicos suceden en la naturaleza.

Para contestar a la pregunta que encabeza el primer bloque de la asignatura, ¿Qué papel juega el agua en el estudio de ácidos y bases?, es necesario que el normalista profundice en el conocimiento de las características químicas del agua, para que a partir de éstas, pueda comprender el tipo de reacciones que dan nombre a este curso. El tema del agua, como eje conductor del curso, permite el desarrollo de múltiples valores asociados a la importancia de la vida y, por lo tanto, al cuidado ambiental.

Asimismo el conocimiento de la relación entre el disolvente y el soluto es necesario para la comprensión de lo que es una disolución acuosa, el comportamiento de los iones y las cargas eléctricas, así como el comportamiento de los reactivos en la obtención de ácidos y bases.

En el segundo bloque de esta asignatura se plantea bajo la guía de otra pregunta clave: “¿Qué son los ácidos y las bases?”. Dicha pregunta plantea una dificultad que los alumnos de la escuela secundaria tienen durante el desarrollo del tema y, precisamente, el propósito de este bloque es que el normalista adquiera criterios y elementos para enseñar el tema de ácidos y bases, a partir de sustancias del uso común de los alumnos de la escuela secundaria. Se consultan en este bloque reportes de investigaciones educativas que se han realizado sobre este tema para lograr establecer un puente entre los conocimientos que van adquiriendo y el replanteamiento de los que ya tenían.

Por último en el tercer bloque se dan elementos para responder a la pregunta: “¿Por qué es necesario distinguir entre un ácido y una base?”. El contenido de los temas que se presentan en este bloque tiene relación con la comprensión del tema con la finalidad de hacer una aplicación e identificación de los ácidos y bases en los alimentos y bebidas que se consumen frecuentemente, así como tener presente la prevención de quemaduras químicas en el uso correcto de sustancias muy ácidas o muy básicas. Además, se analizan las fuentes de contaminación del agua por acidez y por alcalinidad, la formación de la lluvia ácida y los ácidos y bases de mayor importancia en la industria.

Bloque I. ¿Qué papel juega el agua en el estudio de ácidos y bases?

Tema 1. El agua como disolvente universal. Sales ácidas y alcalinas.

    1. Características físicas y químicas del agua. Densidad, Punto de ebullición, Punto de solidificación, Fuerzas intermoleculares, Estados de agregación, Tensión superficial, Capilaridad.

    2. ¿Que son las disoluciones? Características de las disoluciones, Medidas de composición de las soluciones, Solubilidad, Compuestos ácidos y compuestos alcalinos y sus disoluciones.

Tema 2. El potencial de hidrógeno y sus aplicaciones. Concepto de ion.

1.3 Características del pH, su definición y su matemática.

1.4 La escala de pH y diferentes formas de utilizarlas, diferentes métodos o indicadores.

1.5 La constante de equilibrio ácido-base.

Tema 3. Sustancias amortiguadoras.

1.6 Definición de solución amortiguadora.

1.7 Diferentes amortiguadores.

Tema 4. Las reacciones Químicas. Características. Tipos.

1.8 Tipos de reacciones ácido-base. Ácido fuerte-Base fuerte, Ácido fuerte-base débil, Ácido débil-base fuerte, Ácido débil-base débil.

1.9 Características de los diferentes tipos de reacciones.

Bibliografía.

American Chemical Society (1998), “Propiedades físicas del agua”, , en QuimCom. Química en la Comunidad, Delaware, E.U.A., Addison-Wesley Iberoamericana, pp. 21-23.

Chang, Raymond (1992) “ácidos y bases”, “Reacciones ácido-base” y “Disoluciones amortiguadoras”, en Química, México, McGraw-Hill, pp. 71-75, 100-104 y 692-715.

Driver, R., A. Squires, P. Rushworth y V. Wood-Robisnson (1999), “El agua”, en Dando sentido a la ciencia en secundaria. Investigaciones sobre las ideas de los niños, Madrid, Aprendizaje Visor, pp. 135-140, 125-126.

Bloque II. ¿Qué son los ácidos y las bases?

Tema 1. Dificultades de los alumnos para definir ácidos y bases.

2.1 Investigación sobre el desarrollo de los conceptos ácido y bases a través del tiempo.

Tema 2. El concepto ácido-base desde Arrhenius a Brönsted-Lowry.

2.2 Primeras definiciones. Concepto de ácido-base desde Arrhenius.

2.3 Concepto Brönsted-Lowry de las reacciones ácido-base. Mecanismo de transferencia de protones.

2.4 Concepto ácido-base de Lewis.

Tema 3. Modelación de fenómenos: Interpretación de la reacción mediante la teoría cinético-molecular.

Tema 4. Importancia didáctica de la valoración ácido-base y la neutralización. Cálculos estequiométricos.

2.5 Repaso de estequiometría: titulaciones ácido-base. Determinación estequiométrica de concentración de diferentes disoluciones.

2.6 Diferentes indicadores en las titulaciones.

Bibliografía Básica

Bardanca, M., M. Nieto y M. C. Rodríguez (1993), “Evolución de los conceptos ácido-base a lo largo de la enseñanza media”, en Enseñanza de las ciencias, vol. 11, núm. 2, Barcelona, ICE de la Universitat Autònoma de Barcelona/Vice-rectorat d’Investigació de la Universitat de Valencia, pp. 125-129.

American Chemical Society (1998), “Contaminación ácida” y “Los ácidos las bases y la química celular”, en QuimCom. Química en la Comunidad, Delaware, E.U.A., Addison-Wesley Iberoamericana, pp. 51-52, 426-433.

Driver, Rosalind, Edith Guesne y Andrée Tiberghien (1989), “El proceso de disolución”, en Ideas científicas en la infancia y en la adolescencia, Madrid, MEC/Morata, pp. 235-240.

Garritz, Andoni y J. A. Chamizo (1994), “ácidos y bases”, en Química, Wilmington, Delaware, E.U.A., Addison-Wesley Iberoamericana, pp. 684-752.

Bloque III. ¿Por qué es necesario distinguir entre un ácido y una base? 

Tema 1. Los ácidos y las bases en la salud. Alimentos y bebidas. Prevención de quemaduras Químicas.

3.1 Determinación de pH en diferentes alimentos. Determinación de la concentración de ión hidrónio.

3.2 Ácidos y bases domesticas. Presentación de las diferentes sustancias utilizadas en casa que generan estos conceptos.

3.3 Medidas de prevención en la escuela o en casa al utilizar diferentes sustancias para evitar quemaduras por ácidos o bases.

Tema 2. Fuentes de contaminación del agua por acidez y por alcalinidad. La lluvia ácida.

3.4 Determinación de los diferentes contaminantes generados por la industria y los automóviles, que imparten carácter ácido al medio ambiente.

3.5 Medición de los contaminantes en el medio ambiente. IMECAS.

3.6 Consecuencia de los contaminantes al mezclarse con el agua. Lluvia ácida.

Tema 3. Los ácidos y bases de mayor importancia en la industria (HCl, H2SO4, HNO3, H3PO4; NAOH, NH4OH). Obtención del papel.

3.7 Características y propiedades de cada una de las diferentes sustancias.

3.8 Consecuencias de la utilización de cada sustancias en la salud y en el medio ambiente.

Bibliografía básica

American Chemical Society (1998), “Contaminación ácida”, en QuimCom. Química en la Comunidad, Delaware, E.U.A., Addison-Wesley Iberoamericana, pp. 51-52,

Catalá, Rosa Ma. y José Antonio Chamizo (1993), “Enseñar seguridad es enseñar química”, en Educación Química, vol. 4, núm. 3 y en SEP (1995), La enseñanza de la química en la escuela secundaria. Lecturas, México, pp. 249-254 y 266-269.

Domel, Rue (1993), “You can teach about acid rain”, en Science and Children, octubre, E.U.A., pp. 25-28.

Salcedo Torres, L.E. y J.J. García García (1997), “Los suelos en la enseñanza de la teoría ácido-base de Lewis. Una estrategia didáctica de aprendizaje por investigación”, en Enseñanza de las ciencias, vol. 15, núm. 1, Barcelona, ICE de la Universitat Autònoma de Barcelona/Vice-rectorat d’Investigació de la Universitat de Valencia, pp. 59-71.

Santoyo Ruiz, Ma. Esther, Sylvie Turpin Marion y Mabel Vaca Mier (1994), “Química y medio ambiente”, en Fernández Flores, Rafael (editor), La química en la sociedad, México, UNAM/ Facultad de Química, pp. 33-40.

Solsona Pairó, Nuria y Mercè Izquierdo (1999), “El aprendizaje del cambio químico en el alumnado de secundaria”, en Investigación en la escuela, núm. 38, España, pp. 65-75.

Driver, R., A. Squires, P. Rushworth y V. Wood-Robisnson (1999), “ácidos y bases”, en Dando sentido a la ciencia en secundaria. Investigaciones sobre las ideas de los niños, Madrid, Aprendizaje Visor, pp. 125-126.

Bibliografía complementaria

Caballer, Ma. Jesús y Ana Añorbe (1997), “Resolución de problemas y actividades de laboratorio”, en La enseñanza y el aprendizaje de las ciencias de la naturaleza en la educación secundaria, España, Editorial ICE-Horsori, pp. 107-131.

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