Fisicoquimica_Guia Didactica de Aprendizaje

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zaje

Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) Vol.

34

Fisicoquímica

I.I. Industrial Rosalinda Cruz Enríquez. PL. 08 HuajuapanL.E.L.E. Marcos Osvaldo Sánchez López PL. 13 HuautlaL.E.L.E. Hebert Omar Castillejos Guzmán PL. 31 JuquilaL.A.E.T. Armando Martínez Yescas PL. 44 San Antonio de la Cal

L.E.L.E. Martín Eduardo Mendoza Martínez.Lic. Alejandra Carrasco Mendoza

GUÍA DIDÁCTICA DE APRENDIZAJE. FISICOQUÍMICA

1ª Edición.© 2012 Fundación Cobao, Ac

® En trámite.

Av. de las Américas No. 406Col. América Sur. Sta. Lucía del Caminocp 71228, Oaxaca, México.Tel/Fax: (01 951) 513 26 [email protected]

Ilustración de portada:Salvador Dalí

Edición:Alejandra Martínez GuzmánAzael Rodríguez Teodoro Eugenio Santibáñez Gruhl Benjamín Méndez Martínez

Corrección de estilo:Jeovanny Elorza

Diseño y cuidado editorial:Haydeé Ballesteros Sánchez

Queda prohibida la reproducción por cualquier medio, impreso y/o digital, parcial o total, de la presente guía, sin previa autorización de la Fundación Cobao, Ac

Impreso y hecho en Oaxaca, Méx.

Los derechos de autor de todas las marcas, nombres comerciales, marcas registradas, logos e imágenes que apa-recen en esta Guía Didáctica de Apren-dizaje pertenecen a sus respectivos propietarios.

N. del Ed. Las citas que aparecen en la presente Guía -transcritas de fuentes impresas o de páginas digitales-, no fueron intervenidas ni modificadas, ya que son textuales.

DIRECTORIO

EQUIPO DISCIPLINAR ELABORADOR

JEFA DEL DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA

Lic. Gabino Cué MonteagudoGobernador Constitucional del Estado de Oaxaca

Act. José Germán Espinosa SantibáñezDirector General del Colegio de Bachilleres del Estado de Oaxaca (Cobao)

Lic. Elizabeth Ramos AragónDirectora Académica

cp Rogelio Cadena EspinosaDirector de Administración y Finanzas

Ing. Manuel Estrada MontañoDirector de Planeación

Ing. Raúl Vásquez DávilaGerente de la Fundación Cobao ac

Ing. Yolanda Edith Balderas Solano Plantel 04 El Tule Ing. Hugo Rodríguez Aguilar Plantel 04 El TuleMtra. Gricela Pérez Conti Plantel 07 TuxtepecIng. Ferdinando Toledo Matus Plantel 44 San Antonio de la Cal

Cd. María del Socorro Rueda Gómez.

→ÍNDICE

GUÍA DIDÁCTICA DE APRENDIZAJE > FISICOQUÍMICA

5

7

11

3138

43

7377

81

125128

133

185191

197

241247

Presentación

introducción

Bloque iReconoces a la fisicoquímica como una ciencia que contRibuye a explicaR el funcionamiento de los sistemas.anexos.fuentes documentales.

Bloque iiinteRpRetas y aplicas la estequiometRía de gases. anexos.fuentes documentales.

Bloque iiiexpResas la concentRación de las disoluciones y valoRas la impoRtancia de los cálculos en distintos ámbitos.anexos.fuentes documentales.

Bloque iVReconoces la impoRtancia de la electRoquímica y sus aplicaciones.anexos.fuentes documentales.

Bloque VcompRendes la impoRtancia y el Riesgo del uso de la eneRgía nucleaR.anexos.fuentes documentales.

3GUÍA DIDÁCTICA DE APRENDIZAJE > FISICOQUÍMICA

GUÍA DIDÁCTICA DE APRENDIZAJE > FISICOQUÍMICA

→PRESENTACIÓN

“La educación de calidades la que promueve el progreso del estudiantado

en una amplia gama de logros intelectuales,sociales, morales y emocionales,

teniendo en cuenta su nivel socioeconómico,su medio familiar y su aprendizaje previo”.

(J. Mortimore)

En el Colegio de Bachilleres del Estado de Oaxaca esta-mos convencidos que la educación de calidad represen-ta el compromiso y la responsabilidad de formar, no sólo

estudiantes aptos para seguir preparándose, sino seres hu-manos capaces de enfrentar y resolver sus problemas; hom-bres y mujeres críticos y creativos, ciudadanas y ciudadanos participativos, con una cultura sustentada en valores y com-prometidos con la sociedad en la que viven.

Por eso es que seguimos trabajando afanosamente, perfec-cionando nuestros planes, programas y métodos de ense-ñanza-aprendizaje, pues sabemos que en la medida en que logremos optimizar nuestra oferta educativa, estaremos moldeando convenientemente a las y los profesionales del si-glo xxi, garantes de la sociedad libre, sana y progresista que demanda la presente generación y las futuras.

Resultado de este arduo trabajo es la presente Guía Didáctica de Aprendizaje que hoy ponemos en tus manos, misma que pretende brindar al estudiantado oportunidades de apren-dizaje con calidad, cuyos resultados se vean reflejados no solamente en tus conocimientos, sino que también potencien tus competencias, actitudes y valores, necesarios todos ellos para desempeñarse con éxito en el contexto social, en la vida laboral y en la realización profesional.

Por otra parte, buscamos reforzar el perfil de la planta do-cente, promoviendo e incentivando su actualización de tal manera que se encuentren en condiciones de cumplir con los estándares para llevar a cabo, de manera eficaz y eficiente, el proceso enseñanza aprendizaje, concretando el enfoque de la calidad educativa que ofertamos.

En suma, buscamos crecer en todos los sentidos: desarro-llando el aprendizaje de las y los estudiantes, fortaleciendo el desempeño del personal docente, observando el ejerci-cio de los directivos, optimizando los recursos financieros


y materiales en las escuelas, en fin, cuidando todos y cada uno de los factores que se necesitan abordar para apuntalar el camino de la calidad educativa que nos ha caracterizado por mucho tiempo.

La tarea no ha sido fácil, pero nuestra misión y visión educa-tiva se encuentra en la dinámica de redoblar esfuerzos para seguir desarrollando, planeando, impartiendo, evaluando y manteniendo una educación pública de calidad, con el único objetivo de que nuestras y nuestros estudiantes se prepa-ren adecuadamente y puedan enfrentar satisfactoriamente el futuro.

La calidad educativa presenta para nosotros el reto de la con-fianza, porque hoy por hoy compartimos a plenitud el pensa-miento de Pablo Latapí, cuando afirma que “Los educadores proclamamos que no ha llegado el fin de la historia; que ésta siempre está reiniciándose, que sí hay otras alterna-tivas y que nos toca crearlas. Por esto continuaremos co-rriendo tras nuestras utopías y experimentando los riesgos de nuestra precaria libertad, que son formas de decir que seguimos teniendo esperanza”.

Muchas gracias.

ACT. JOSÉ GERMÁN ESPINOSA SANTIBÁÑEZDIRECTOR GENERAL

→INTRODUCCIÓN


La presente Guía didáctica de aprendizaje de Fisicoquímica es un documento destinado al estudiantado del Colegio de Ba-chilleres que necesitan conocer los principios básicos de esta rama de la Química para orientar su elección profesiográfica hacia las Ciencias Naturales e ingeniería. La metodología que se establece y el enfoque del curso se sustentan en el origen multidisciplinario de la asignatura.

El impulso del enfoque de competencias en el curso requiere como requisitos previos conocimientos de Química, Física y Cálculo elemental, lo cual encausará a docentes y estudian-tes a valorar el gran impulso en el siglo XXI de esta ciencia originada en el siglo XIX.

Las funciones básicas de la guía didáctica se refieren a:

•Sentar las bases epistemológicas del desarrollo de la Fisicoquímica en estudiantes de educación media su-perior.

•Sugerir estrategias didácticas y de aprendizaje que promuevan la generación de tecnología.

•Recomendar indicadores de desempeño para cada blo-que del programa de estudio.

•Proveer la evaluación continua a través de la creativi-dad, innovación y aplicación de la ciencia.

La base para aplicar una didáctica centrada en el aprendizaje tiene relación estrecha con la alineación constructiva que lo-gre el docente en cada bloque y en cada secuencia, situación que redundará en el logro de las competencias genéricas y específicas de la asignatura de Fisicoquímica.

La guía didáctica ofrece la flexibilidad que el docente requie-ra en su centro escolar, de acuerdo a los contextos en donde desarrolle su práctica educativa siempre que se cumplan con las orientaciones pedagógicas que se establecen en el currí-culum nacional.

RECONOCES A LA FISICOQUÍMICA COMO UNA CIENCIA QUE CONTRIBUYE A EXPLICAR EL

FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS

RECONOCES A LA FISICOQUÍMICA COMO UNA CIENCIA QUE CONTRIBUYE A EXPLICAR EL

FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS

RECONOCES A LA FISICOQUÍMICA COMO UNA CIENCIA QUE CONTRIBUYE A EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS

DESEMPEÑOS DEL ESTUDIANTE AL CON-

CLUIR EL BLOQUE

» Comprendes el concepto de fisicoquímica, sus ramas, los campos de aplicación y su importancia en la vida cotidiana.

OBJETOS DE APRENDIZAJE

» Historia de la fisicoquímica.

» Ramas de la fisicoquímica.

» Campos de aplicación de la fisicoquímica.

» Valora de forma crítica y responsable los beneficios y riesgos que trae consigo el desarrollo de la ciencia y la aplicación de la tecnología en un contexto histórico-social para resolver problemas.

COMPETENCIAS A DESARROLLAR

» Elige las fuentes de información más relevantes para conocer la historia y las ramas de la fisicoquímica.

» Utiliza las tecnologías de la información y la comunicación para obtener, registrar y sistematizar información para responder a preguntas de carácter científico.

EVALUACIÓN

» Lista de cotejo.

» Rúbrica.

NIVELES DE CONOCIMIENTO

» Recuperación y comprensión.

» Utilización del conocimiento.

SESIONES: 1

TIEMPO DEL BLOQUE: 4 horas

→BLOQUE I


Experimentos de electricidad animal »http://www.popsci.com/files/imagecache/article_image_large/articles/snail.jpg

BLOQUE I

Desempeño del estudiante al concluir el bloque:Comprendes el concepto de fisicoquímica, sus ramas, sus campos de aplicación y su importan-cia en la vida cotidiana.

SESIÓN 1

Apertura


Lee

La teCnOLOGÍa BIÓnICa, COn Gran

pOtenCIaL MÉDICO, perO teMen eFeCtOs 1

La implantación de electrodos ha mostrado mejoras en el control de movimientos en Parkin-son, pero también ha tenido consecuencias severas.

»1 http://www.jornada.unam.mx/2012/03/06/ciencias/a02n1cie

Jeremy Laurence. The Independent »Periódico La Jornada »Martes 6 de marzo de 2012, p. 2

Hoy, nuevas tecnologías que intervienen en el cerebro construyen capacidades sobrehumanas y permiten a los usuarios operar armas o sillas de ruedas con el po-

der del pensamiento. Están ya en el mercado o en desarrollo.

Interfaz cerebralLa empresa austriaca de ingeniería g.tec lanzará intendiX-SOCI (interfaz de

control de revestimiento de pantalla) que permitirá que las personas controlen

las aplicaciones de la computadora, como los juegos, con una interfaz cerebro-

computadora.

»http://www.generaccion.com/noticia/imagenes/grandes/06_03_2012_13_06_46_767966418.jpg

14

Responde •¿Consideras que la interdisciplinariedad es importante para el desarrollo de la ciencia? ¿por qué?

•¿Qué aplicación tienen la física y la química en el tratamiento de padecimientos del cerebro y el sistema nervioso?

Se ha mostrado que electrodos implantados en lo profun-do del cerebro de los pacientes estabilizan los movimientos temblorosos de la enfermedad de Parkinson, y se usan cas-cos de creatividad que aplican impulsos eléctricos a la cabeza para mejorar la memoria y la capacidad matemática.

Científicos han demostrado que una persona en Nueva York con un dispositivo implantado en el sistema nervioso puede controlar un brazo robótico en el Reino Unido, moverlo y percibir la posición de objetos con sólo pensarlo.

Pero el rápido avance de la investigación suscita preocu-paciones de que al interferir en el cerebro se pueda cambiar la personalidad de las personas y crear superhumanos bió-nicos para aplicaciones militares, o bien para controlar men-tes, con implicaciones perturbadoras para la sociedad.

La tecnología aplicada en la estimulación profunda del cerebro –implantación de electrodos–, ha mostrado resulta-dos dramáticos en mejorar el control de movimientos en la enfermedad de Parkinson. Pero algunos pacientes han desa-rrollado severos efectos laterales, incluso cambios de perso-nalidad, aumento de la urgencia sexual y conducta delictiva.

GUÍA DIDÁCTICA DE APRENDIZAJE > FISICOQUÍMICA 15

BLOQUE I

Desarrollo

La HIstOrIa De La FIsICOQUÍMICa

La Fisicoquímica es una especialidad relativamente re-ciente dentro de la Química general. De hecho, no se constituye como tal hasta finales del siglo XIX y princi-

pios del siglo XX. A partir de su carácter interdisciplinario en-tre física y química, se desarrollaron avances significativos en electroquímica, cinética y termodinámica desde el siglo XVIII, por ejemplo, los experimentos de electricidad animal en ra-nas de Galvani y la pila “a colonna” de Alessandro Volta.

La fisicoquímica es un ámbito del saber científico en el que se estudian las propiedades físicas y la estructura de la materia, así como las leyes de la interacción química y las teorías que las gobiernan. Por tanto, en ella tienen un papel fundamental la física, la química y las matemáticas.

La fisicoquímica se constituyó como una especialidad in-dependiente posiblemente hasta la publicación de dos revis-tas que incorporaron aportaciones de científicos que tenían perspectivas interdisciplinarias de la química: la alemana Zeitschrift für physicalische Chemie, fundada en 1887 y diri-gida por Wolfgang Ostwald y Jacobus Henricus Van’t Hoff, y la estadounidense Journal of Physical Chemistry dirigida por Wilder Dwight Bancroft (1867-1953) y fundada en 1896.

Lee

http://pubs.acs.org/appl/literatum/publisher/achs/journals/content/jpchax.2/1905/jpchax.1905.9.issue-2/j150065a001/production/j150065a001.fp.png_v03

Experimentos de electricidad animal en ra-nas de Galvani »Photographer: / El Bibliomata

Source: www.flickr.com

16

El siguiente texto es un extracto del artículo “The relations of physical chemistry to physics and chemistry” 2, “Las rela-ciones de la fisicoquímica con la física y la química”, escrito por Van t Hoff en 1904 para Journal of Physical Chemistry:

J. Phys. Chem., 1905, 9 (2), pp 81–89DOI: 10.1021/j150065a001Publication Date: January 1904

THE RELATION OF PHYSICAL, CHEMISTRY TO PHYSICS AND CHEMISTRY By J. H. VAN´T HOFF

Publication Date: January 1904

According to the programme, I have to consider: “General Principles and Fundamental Conceptions which connect Physical Chemistry with the Related Sciences, Reviewing in this

Way the Development of the Science in Question itself.”

Let me begin by defining physical chemistry as the science devoted to the introduction of physical knowledge into chemistry, with the aim of being useful to the latter. On this basis I

can limit my task to the relations of physical chemistry to the two sciences it unites, chemis-try and physics,

But even if limit myself to these relations, which are not the only two , I wish to restrict myself yet more, in order, in the spirit of this Congress, to call your attention to broad views: so I shall follow up only two lines, in answering two questions regarding two fundamental

problems in chemistry:

I. What has physical chemistry done for our ideas concerning matter?II. What has it done for our ideas concerning affinity?

The small table which I have the honor to put before you will enable us to answer the question by appeal to the scientific development of our science, which also I have to review:

I. Ideas concerning matter1. Lavoisier, Dalton (1808)2. Gay-Lussac, Avogadro (1811)3. Dulong, Petit, Mitscherlich (1830)4. Faraday (1832)5. Bunsen, Kirchhof (1861)6. Periodic System (1869)7. Pasteur (1853), Stereochemistry (1874)8. Raoul, Arrhenius (1866-7)9. Radioactivity (Becquerel, Curies)

II. Ideas concerning affinity1. Berthollet, Guldberg, Waage (1867)2. Berzelius, Helmholtz (1887)3. Mitscherlich, Spring (1904)4. Deville, Debray, Berthelot5. Thomsen, Berthelot (1865)6. Horstmann, Gibbs, Helmholtz


BLOQUE I

Jacobus Henricus Van’t Hoff nació en Rotterdam, Holanda, el 30 de agosto de 1852. Obtuvo el premio Nobel en 1901 por sus trabajos sobre dinámica química y presión osmótica en disoluciones.

Después de 120 años de su constitución formal, la fisico-química se ha instalado en los departamentos o facultades de química y de física de universidades e institutos de inves-tigación, por lo que su definición dependió de la disciplina de origen desde donde se concebía su campo de estudio:

•Disciplina que versa con el estudio de procesos quími-cos bajo la óptica de las leyes de la física.

•Aplicación de las leyes de la física al estudio de los fe-nómenos químicos

»http://www.nobelprize.org/nobel_pri-zes/chemistry/laureates/1901/hoff.jpg

Localiza en la siguiente sopa de letras palabras que hagan referencia a términos o científicos relacionados con la fisicoquímica.

O V U E V D I S C A T O D O D R E H I D R A T O S H G N A

S S V J O U R N A L O F P H Y S I C A L C H E M I S T R Y

B B T Z L C I M E C M M R O H T G O L O V E U T N T E I T

C C E W T X O X O E F E E F E A S O L A T D R E A M R R R

C C L Y A J X I G L E C C F L E C A T A L Y S O P S M O I

U U D S M L L G G D M A P V H A S T R O N O M I A G I S O

D D O A X C D B I A V N A M R E S O N M A G N E T I S M O

I I R E P F U H A O T N M A N V O L T A N C A M P B C I H

T E R M O D I N A M I C A Q U I M I C A O H M S F B A L M

O O O N N E R T E A L L E S Y S P S J A D H U V W E I S Y

Actividad 1

18

De las palabras encontradas en la sopa de letras, se-lecciona las que complementen las siguientes aporta-ciones e ideas:

Traduce la primera página del artículo de Van t Hoff, “The relations of physical chemistry to physics and chemistry”, y en equipos de trabajo colaborativo anali-za las ideas principales que este científico holandés le confería a la fisicoquímica como nuevo campo científico del saber humano en el siglo XIX.

APORTACIONES E IDEAS QUE COMPETEN AL CAMPO DE ESTUDIO DE LA FISICOQUÍMICA CIENTÍFICO/TÉRMINO

1.- Fundó y dirigió, junto con J. H. Van’t Hoff, la revista Zeitschrift für physikalischen Chemie (desde 1887). Sus es-tudios sobre los principios que rigen los equilibrios quími-cos y la catálisis le valieron la obtención del Premio Nobel de Química en 1909.

2. Sus estudios se enmarcaron a la naturaleza eléctrica del impulso nervioso.

3. Rama de la fisicoquímica en cuyo ámbito de estudio se cuantifican e interpretan los cambios térmicos asociados a las transformaciones de las sustancias.

4. Revista estadounidense de fisicoquímica que se fundó en 1896.

Actividad 2

BLOQUE I


Escribe después de tu análisis una propuesta de defini-ción de fisicoquímica.

20

1.- Investiga las aportaciones al campo del conocimien-to de la fisicoquímica de los siguientes científicos:

2.- Anota las ramas, campos de estudio, temas y apli-caciones que investigan los científicos dedicados a la fisicoquímica.

Trabajo independiente

•Antoine Lavoisier•Louis Joseph Gay-Lussac•Pierre Louis Dulong•Robert Wilhelm Bunsen•Gustav Robert Kirchhoff•François Marie Raoult•Svante August Arrhenius•Hermann Von Helmholtz•Josiah Willard Gibbs•Jacobus Henricus Van ‘t Hoff•Wilhelm Ostwald•Wilder Dwight Bancroft•Rudolf Clausius•Nicolas Léonard Sadi Carnot

PARA SABER MÁS

http://www.izt.uam.mx/cosmose-cm/FISICOQUIMICA.html

http://redalyc.uaemex.mx/pdf/475/47545307.pdf

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/

Maron Samuel H., Prutton Carl F.. Fisicoquímica. Limusa. México:

2003

raMas De La FIsICOQUÍMICa

Desde 1896 The Journal of Physical Chemistry ha sido el vocero de la ACS (Sociedad Americana de Química) y de la comunidad internacional que se dedica al estudio de

temas de la fisicoquímica. Esta publicación ha servido para informar sobre “el estado del arte” (Término que se refiere al nivel máximo de desarrollo e investigación alcanzado por la comunidad científica internacional en un momento determi-nado sobre cualquier rama, tema, aplicación o tecnología) de la fisicoquímica desde hace más de un siglo. La fisicoquímica moderna incluye diversas áreas o ramas de estudio, que evo-lucionan y dan origen a nuevos temas de estudio y campos de aplicación. Entre las ramas básicas de la fisicoquímica se pueden mencionar:

•Termodinámica química o termoquímica•Cinética química•Dinámica química•Electroquímica• Fenómenos superficiales y catálisis (Química de superficies)

Lee


BLOQUE I

•Química nuclear•Fotoquímica•Espectroscopia•Química del estado sólido •Química cuántica•Mecánica estadística•Magnetoquímica

Cada rama de la fisicoquímica deriva en temas de estudio específicos y campos de aplicación para la industria del pe-tróleo, automotriz, farmacéutica, electrónica, medicina, del espacio, la nanotecnología, la robótica y el cuidado del medio ambiente, entre los más importantes.

»http://www.kalipedia.com/kalipediamedia/ingenieria/media/200708/22/tecnologia/20070822klpingtcn_260.Ies.SCO.jpg »http://www.kme.com/assets/uploads/oldkme/image/products_and_markets/Markets/med1.jpg »http://mexico.cnn.com/media/2012/01/15/nave-espacio-espacial-satelite-nasa-x-37b.jpg »http://www.gastronomiaycia.com/2008/02/14/nanotecnologia-en-la-alimentacion/

22

Recupera la investigación que efectuaste en el trabajo independiente y construye la línea del tiem-po de algunos de los científicos más importantes del siglo XIX que impulsaron el campo de estudio de la fisicoquímica, relaciona adecuadamente sus aportaciones. Recorta figuras y ordena con base a su año de nacimiento, el cuál debes investigar. (Ver Anexo 1).

Esta actividad se evaluará con una lista de cotejo (Anexo 2).

LÍnea DeL tIeMpO De CIentÍFICOs DeL sIGLO XIX, InICIa-DOres De La FIsICOQUÍMICaActividad 3

BLOQUE I


Relaciona las definiciones de las ramas más importan-tes de la fisicoquímica

Actividad 4

a). Mecánica cuántica

( ) Es el estudio de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia.

b). Fotoquímica ( ) Se refiere al estudio de las reacciones que se verifican en presencia de luz, que puede ser radiación de la región visible y UV, o radiación de alta energía, como rayos x o rayos g, así como a los fenómenos de fluorescen-cia y fosforescencia.

c). Espectroscopia ( ) Trata de los cambios energéticos asociados a las transformaciones físi-cas y químicas. En su campo de aplicación se determinan las cantidades de energía cedida o captada en distintos procesos y se desarrollan mo-delos matemáticos para predecirlos sin recurrir a la experimentación.

d). Electroquímica ( ) Rama de la fisicoquímica donde se aplica la teoría de probabilidades y el procesamiento numérico de datos para estudiar el comportamiento de sistemas termodinámicos. En su campo de estudio se intenta explicar las propiedades macroscópicas de la materia (y la radiación) a partir de sus características microscópicas. Los investigadores en este ámbito cientí-fico intentan conciliar las explicaciones de la mecánica cuántica a nivel microscópico con la termodinámica a nivel macroscópico.

e). Dinámica química ( ) Su campo de estudio se refiere a las causas de las interacciones entre las partículas que intervienen en una reacción química, transporte y difusión de sustancias en un sistema termodinámico.

f). Mecánica estadística ( ) Su campo de estudio se refiere a la relación entre la transferencia de electrones y los cambios químicos.

g). Termoquímica ( ) Rama de la fisicoquímica en donde la investigación se refiere al compor-tamiento fundamental de la materia a nivel molecular, atómico y subató-mico relacionado con sus propiedades ópticas, eléctricas, magnéticas, mecánicas y de óxido-reducción.

h). Química de superficies ( ) Rama de la fisicoquímica cuyo campo de estudio se refiere a la velocidad, orden y grado de las reacciones, factores que los alteran y teorías que sustentan modelos matemáticos.

i). Cinética química( ) Estudio químico-físico de las interfases derivadas de los tres estados de

la materia: sólido, líquido y gaseoso. Sin embargo, existen muchas situa-ciones en las que es la interfase la que determina el comportamiento y propiedades del sistema que se estudia. Corrosión, lubricación, catálisis heterogénea, detergencia, sistemas coloidales, procesos electroquímicos, membranas biológicas, etc., son algunas de las situaciones en las que la interfase resulta ser la protagonista de la historia.

24

Trabajo independiente“The Journal of Chemical Physics” y “The Journal of Physical Chemistry” son dos revistas importantes a nivel mundial don-de se publican las últimas investigaciones y descubrimientos en las áreas de estudio de la fisicoquímica.

Realiza una investigación por internet de estas dos pu-blicaciones para obtener los siguientes datos en rela-ción a las revistas mencionadas:

»http://jcp.aip.org/about/about_the_journal

»http://pubs.acs.org/journal/jpcafh

FUNDACIÓN O FECHA DE LA PRI-MERA PUBLICACIÓN

HISTORIA ÁREA Y TEMAS DE FISICOQUÍMICA QUE ABORDA

FUNDACIÓN O FECHA DE LA PRI-MERA PUBLICACIÓN

HISTORIA ÁREA Y TEMAS DE FISICOQUÍMICA QUE ABORDA


BLOQUE I

LeeCaMpOs De apLICaCIÓn De La FIsICOQUÍMICa

“The Journal of Physical Chemistry” de la American Chemistry So-ciety, número de abril de 2012. »http://pubs.acs.org/subscribe/covers/jpcafh/jpcafh_v116i015.jpg?0.8995870667648161

Otra publicación importante a nivel mundial es The Jour-nal of Chemical Physics, una revista científica que infor-ma sobre investigaciones en diversas áreas de la fisico-

química de prestigiadas universidades y centros científicos, pertenece al Instituto Americano de Física y su primer editor fue Harold Clayton Urey, estudioso de los isótopos y famoso por el experimento de Miller-Urey que apuntaló la teoría de la sopa primigenia para la generación de compuestos orgánicos a partir de descargas eléctricas sobre un mar terrestre sin vida.

Número de abril de 2012 de la revista “The Journal of Chemical Physics”http://jcp.aip.org/free_media/issue_files/JCPSA6/136_12.pdf

El avance de la fisicoquímica como ciencia interdiscipli-naria ha sido vertiginoso en los últimos 20 años, lo que ha propiciado, por ejemplo, que la revista The Journal

Physical Chemistry se haya dividido en tres apartados desde 1996, cada uno de ellos informa a la comunidad científica in-ternacional los últimos temas que se investigan y los campos de aplicación de la fisicoquímica contemporánea.

26

PARA SABER MÁS

The Journal of Physical Chemistry Ahttp://pubs.acs.org/page/jpcafh/about.html

(Dynamics, Kinetics, Environmental Chemistry, Spectroscopy, Structure, Theory) publishes studies on dynamics, clusters, and excited states; kinetics, and spectroscopy; atmospheric, environmental, and green chemistry; and molecular structure, quantum chemistry, and general theory.

The Journal of Physical Chemistry Bhttp://pubs.acs.org/page/jpcbfk/about.html

(Soft Condensed Matter and Biophysical Chemistry) publishes studies on macromolecules, and soft mat-ter, surfactants, and membranes, statistical mecha-nics, thermodynamics, and medium effects, and bio-physical chemistry.

The Journal of Physical Chemistry Chttp://pubs.acs.org/page/jpccck/about.html

(Nanomaterials, Interfaces, and Hard Matter) publis-hes original experimental and basic research targe-ted to scientists in physical chemistry of nanoparti-cles, and nanostructures, surfaces, interfaces, and catalysis, electron transport, optical and electronic devices, and hard matter; and energy conversion and storage.

The Journal of Chemical Physicshttp://jcp.aip.org/about/about_the_journal

The Journal of Chemical Physics publishes concise and definitive reports of significant research in methods and applications of chemical physics. Innovative re-search in traditional areas of chemical physics such as spectroscopy, kinetics, statistical mechanics, and quantum mechanics continue to be areas of interest to readers of JCP. In addition, newer areas such as polymers, materials, surfaces/interfaces, informa-tion theory, and systems of biological relevance are of increasing importance. Routine applications of chemical physics techniques may not be appropriate for JCP. Content is published online daily, collected into four monthly online and printed issues (48 issues per year); the journal is published by the American Institute of Physics.


BLOQUE I

LeeLa FIsICOQUÍMICa en MÉXICO

El 23 de septiembre de 1916 se funda la Escuela Nacional de Química Industrial, antecesora de la Facultad de Quí-mica de la UNAM, e inicia el desarrollo de esta ciencia

en México. En la década de los 60 del siglo XX se funda el CINVESTAV del IPN y en los años 70 la Universidad Autónoma Metropolitana, con lo que se comienzan a diversificar los te-mas y grupos de investigación de la fisicoquímica en México. A noventa años del inicio de la investigación formal de la quí-mica en México todavía es reducido el número de graduados de maestría y doctorado en esta área científica. En 1985 ha-bía 200 doctores en Química, en el año 2000 posiblemente 600 y para el año 2012 es probable que un poco más de 900 para una población de más de 113, 000,000 de habitantes. Extraer de esta cifra los dedicados a la fisicoquímica es irrisorio.

Sistema Nacional de Investigadores »http://www.inegi.org.mx/prod_serv/contenidos/espanol/bvinegi/productos/integracion/pais/mexhoy/2008/mexicohoy_2009_p1.pdf

28

Sistema Nacional de Investigadores SNI. »http://www.inegi.org.mx/prod_serv/contenidos/espanol/bvinegi/productos/integracion/pais/mexhoy/2008/mexico-

hoy_2009_p1.pdf

Entre las instituciones más importantes que se dedican a la formación de cien-tíficos en el campo de la fisicoquímica y que realizan investigación se pueden citar:

FaCULtaD De QUÍMICa De La UnaM

Departamento de Fisicoquímica del Instituto de Química de la UNAM. »http://www.iquimica.unam.mx/index.php/departamentos/fisicoquimica »http://www.quimica.unam.mx/directorio_investigadores.php?depto=5&tipo=

Departamento de Química del CINVESTAV IPN »http://www.quimica.cinvestav.mx/L%C3%ADneasdeinvestigaci%C3%B3n.aspx

Centro de Nanocienciencias y Tecnología de la UNAM »http://www.cnyn.unam.mx/index.php

Departamento de Química de la UAM, Iztapalapa »http://quimica.izt.uam.mx/index.php?id=Lineas_FQT

Facultad de Ingeniería Química de la BUAP »http://red.viep.buap.mx/viep/posgrados2011/programa-informacion.php?id_prog=00079

Departamento de Ingeniería Química del Instituto Tecnológico de Celaya. »http://www.iqcelaya.itc.mx/


BLOQUE I

teMas De InVestIGaCIÓn De La FIsICOQUÍMICa en MÉXICO

Los siguientes son temas de la fisicoquímica y están entre los más importantes que se cultivan en las instituciones

de educación superior e investigación de México:

•Fisicoquímica de polímeros y macromoléculas•Fisicoquímica farmacéutica•Fisicoquímica y ciencia de materiales•Química biomimética•Petroquímica y ciencias afines•Fisicoquímica de semiconductores•Fisicoquímica de procesos extractivos•Fisicoquímica de superficies

CierreRecupera los trabajos independientes y por equipos, elaboren una revista de fisicoquímica con las caracte-rísticas siguientes:

La actividad de cierre se evaluará con una rúbrica (Ver Anexo 3).

1.- Nombre2.- Portada3.- Sumario4.- Editorial5.- Secciones:

a). Historia de la fisicoquímicab). Publicaciones internacionales de fisicoquímicac). La fisicoquímica en Méxicod). Descubrimientos e investigaciones nacionales e inter-

nacionales en el campo de la fisicoquímicae). (El equipo puede incluir algunos otros tópicos de su in-

terés)6.- Contraportada

Modalidades de presentación:

a). Manual: Utilizar recortes, dibujos, escritura a mano alzada.

b). Digital: Diseño con programas como: Corel Draw, Scribus, Word-PDF u otros.

PARA SABER MÁS

http://tesis.udea.edu.co/dspace/bitstream/10495/1447/1/Guia%20

de%20Dise%C3%B1o%20Edito-rial%20Revistas%20Academi-

cas-Hernandez%20Pilar-Traba-jo%20de%20Grado.pdf

http://scribus.softonic.com/http://termarit.blogspot.

mx/2010/09/crea-tu-propia-revista-digital.html

ANEXOS

31

32

ANEXO 1LÍNEA DEL TIEMPO SOBRE LOS PRIMEROS CIENTÍFICOS VINCULADOS CON EL ESTUDIO DE LA FISICOQUÍMICA

Recorta y pega las figuras de los siguientes científicos con base a su fecha de nacimiento (Colocar en los cuadros su nacionalidad, su año de nacimiento y de fallecimiento):

Rudolf Julius Emmanuel Clausius 1

Nicolas Léonard Sadi Carnot 7Pierre Louis Dulong5

Svante August Arrhenius4François Marie Raoult2

Louis Joseph Gary-Lussac8Hermann von Helmholtz6

Josiah Willard Gibbs3

( _ )

( _ )

( _ )( _ )

( _ )( _ )

( _ )

( _ )

» 1http://photos.aip.org/history/Thumbnails/clausius_rudolf_a3.jpg » 2http://media-1.web.britannica.com/eb-media/77/132477-004-F84F57B1.jpg

» 3http://galia.fc.uaslp.mx/~medellin/AntologiadeFisica/images/gibbs.jpg » 4http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1903/arrhenius.jpg

» 5http://www.sciencephoto.com/image/96237/530wm/C0032008-Pierre_Dulong,_French_chemist-SPL.jpg » 6http://www.facmed.unam.mx/historia/FOTOS/Helmholtz1.gif

»7http://www.instituts-carnot.eu/userfiles/image/Sadi_Carnot%281%29.jpg »8http://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/qo/l0/Gay-Lussac.GIF


BLOQUE I

Wilder Dwight Bancroft1210

Robert Wilhelm Bunsen13

Antoine-Laurent de Lovoisie11

Jocobus Henricus Van’t Hoff14

Gustav Robert Kirchhoff9

Wilhelm Ostwald12

( _ )

( _ )

( _ )

( _ )

( _ )

( _ )

»7http://www.instituts-carnot.eu/userfiles/image/Sadi_Carnot%281%29.jpg »8http://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/qo/l0/Gay-Lussac.GIF »9http://photos.aip.org/history/Thumbnails/kirchhoff_gustav_a1.jpg »11http://www.nap.edu/html/biomems/wbancroft.pdf »11http://www.sciencephoto.com/image/89266/530wm/C0025006-Antoine_Lavoisier,_French_chemist-SPL.jpg »11http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1909/ostwald.jpg »13http://media-1.web.britannica.com/eb-media/62/130362-004-3618CD2B.jpg »14http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1901/hoff.jpg

34

Recorta los siguientes textos y pega los cuadros con in-formación en la línea del tiempo que has elaborado sobre los científicos pioneros en el estudio de la fisicoquímica.

Uno de los primeros científicos en conferir conocimiento físico a la química; empleó el conocimiento del peso físico y lo ligó al descubrimiento de la Ley de la Conservación de la Materia.

Se le reconoce su aportación del comportamiento fisicoquímico de los gases, estudió la expansión de los gases en relación con la temperatura, a presiones constantes.

Su aportación científica se sustentó en estudios sobre dilatación y medida de las temperaturas, trans-ferencia del calor y calor específico de los gases.

Desarrolló métodos de análisis de gases. Fue pionero en los estudios de la fotoquímica y la espectros-copia. Desarrolló un quemador de laboratorio que lleva su apellido.

Inventó el espectroscopio y demostró la relación entre la emisión y la absorción de la luz por los cuer-pos incandescentes, propuso el nombre de radiación del cuerpo negro y efectuó investigaciones sobre la conducción del calor.

Estudió las predicciones matemáticas del descenso del punto de ebullición y el aumento del punto de ebullición en disoluciones.

Destaca su contribución al campo de la fisicoquímica en el estudio de la disociación electrolítica. De-sarrolló la teoría de la existencia del ion.

En su disertación sobre la conservación de la energía postuló que el calor era una forma de energía que consistía en un pequeño, y aleatorio movimiento en las partículas de materia. Sugirió que el calor y el trabajo deberían ser considerados como energía, y que era el total de la misma lo que se conser-vaba, en lugar de conservarse como calor o trabajo separadamente. Explicó que no sólo la materia, sino también la electricidad existen en cantidades discretas (las cargas de los iones que se producen al disolver sales son múltiplos de la carga del electrón).

Destaca su aportación a los cimientos de la termodinámica teórica. Definió una función de estado de un sistema termodinámico, la energía libre, que permite prever la espontaneidad de un determinado proceso fisicoquímico.

Uno de los fundadores de la Fisicoquímica e investigador de la dinámica química y de la presión osmó-tica en disoluciones.

Una de sus aportaciones principales a la fisicoquímica se refiere a los principios fundamentales que gobiernan los equilibrios químicos y la velocidad de reacción y el equilibrio químico.


BLOQUE I

Fundador de The Journal of Physical Chemistry, destacó en el trabajo docente en el área de dinámica química y en sus estudios de química coloidal.

Desarrolló ideas sobre la energía perdida y acuñó el término entropía.Estableció una relación matemática para explicar la transición de fase entre dos estados de la materia.

“Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia”, donde expuso las ideas que darían forma al segundo principio de la termodinámica.

LÍNEA DEL TIEMPO

36

LÍNEA DEL TIEMPO DE CIENTÍFICOS DEL SIGLO XIX, INICIADORES DE LA FISICOQUÍMICA

LISTA DE COTEJO

ANEXO 2

No. Criterios Registro de cumplimiento ObservacionesSuficiente Insuficiente No realizado

1 El orden cronológi-co de los científicos está en función de su fecha de naci-miento.

2 Relacionas acerta-damente los textos que informan sobre sus aportaciones científicas.


BLOQUE I

ANEXO 3RÚBRICA DE ELABORACIÓN DE REVISTA

RÚBRICA Cierre

Criterios Excelente Bueno Regular Insuficiente

Contenido

La información y sec-ciones tienen informa-ción precisa y de fuen-tes confiables.Se aprecia paráfrasis de textos y compren-sión de lectura.Se informa de nuevos descubrimientos en el campo de la fisicoquí-mica.

La información y secciones tienen información pre-cisa y de fuentes confiables.Se aprecia pará-frasis de textos y comprensión de lectura.

La información y secciones tienen información ade-cuada relaciona-da con la fisico-química.

La información no es precisa y se con-funden los campos de acción de la quí-mica y la física.

Aportaciones del equipo de

trabajo

Se incluyen secciones sugeridas por el equi-po de trabajo.Se muestra trabajo de información importan-te y contemporánea, traducción y compren-sión de textos en in-glés.

Se incluyen sec-ciones sugeridas por el equipo de trabajo.Se muestra tra-bajo de informa-ción importante.

Se incluyen sec-ciones sugeridas por el equipo de trabajo.

No se incluyen sec-ciones sugeridas por el equipo.

Diseño gráfico

El diseño es innovador, creativo y muestra con claridad textos, íconos, imágenes y resúme-nes.

El diseño mues-tra con claridad la información y las imágenes.

El diseño es ade-cuado en cuanto a textos informa-tivos, pero insufi-ciente en imáge-nes.

El diseño no permi-te tener orden en la información de los textos. Las imáge-nes no correspon-den a las secciones y no hay guías grá-ficas de lectura.

→FUENTES DOCUMENTALES

BIBLIOGRÁFICAS

CHANG Raymond. Fisicoquímica. Editorial Mc Graw-Hill. Mé-xico. 2011.CHANG Raymond. Química. Editorial Mc Graw-Hill. México. 2010MARON Samuel H., PRUTTON Carl F. Fisicoquímica. Editorial Limusa. México. 2003.WALTER John Moore. Fisicoquímica básica. Editorial Prentice Hall. México. 1986.

DIGITOGRÁFICAS

http://www.generaccion.com/noticia/imagenes/gran-des/06_03_2012_13_06_46_767966418.jpghttp://www.jornada.unam.mx/2012/03/06/ciencias/a02n1ciehttp://pubs.acs.org/appl/literatum/publisher/achs/journals/content/jpchax.2/1905/jpchax.1905.9.issue-2/j150065a001/production/j150065a001.fp.png_v03http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laurea-tes/1901/hoff.jpg http://www.izt.uam.mx/cosmosecm/FISICOQUIMICA.htmlhttp://redalyc.uaemex.mx/pdf/475/47545307.pdfhttp://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/ http://jcp.aip.org/about/about_the_journalhttp://pubs.acs.org/journal/jpcafhhttp://pubs.acs.org/subscribe/covers/jpcafh/jpcafh_v116i015.jpg?0.8995870667648161http://scitation.aip.org/journals/doc/JCPSA6-home/archi-ves/jcpmast1936.pdfhttp://jcp.aip.org/free_media/issue_files/JCPSA6/136_12.pdfhttp://pubs.acs.org/page/jpcafh/about.htmlhttp://pubs.acs.org/page/jpcbfk/about.htmlhttp://pubs.acs.org/page/jpccck/about.htmlhttp://jcp.aip.org/about/about_the_journalhttp://www.inegi.org.mx/prod_serv/contenidos/espanol/bvinegi/productos/integracion/pais/mexhoy/2008/mexico-hoy_2009_p1.pdfhttp://www.iquimica.unam.mx/index.php/departamentos/fi-sicoquimicahttp://www.quimica.unam.mx/directorio_investigadores.php?depto=5&tipo=h t t p : / / w w w . q u i m i c a . c i n v e s t a v . m x /L%C3%ADneasdeinvestigaci%C3%B3n.aspxhttp://www.cnyn.unam.mx/index.phphttp://quimica.izt.uam.mx/index.php?id=Lineas_FQThttp://red.viep.buap.mx/viep/posgrados2011/programa-in-formacion.php?id_prog=00079


http://www.iqcelaya.itc.mx/http://tesis.udea.edu.co/dspace/bitstream/10495/1447/1/Guia%20de%20Dise%C3%B1o%20Editorial%20Revistas%20Academicas-Hernandez%20Pilar-Trabajo%20de%20Grado.pdfhttp://scribus.softonic.com/http://termarit.blogspot.mx/2010/09/crea-tu-propia-revista-digital.htmlhttp://photos.aip.org/history/Thumbnails/clausius_rudolf_a3.jpghttp://media-1.web.britannica.com/eb-media/77/132477-004-F84F57B1.jpghttp://galia.fc.uaslp.mx/~medellin/AntologiadeFisica/ima-ges/gibbs.jpghttp://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laurea-tes/1903/arrhenius.jpghttp://www.sciencephoto.com/image/96237/530wm/C0032008-Pierre_Dulong,_French_chemist-SPL.jpghttp://www.facmed.unam.mx/historia/FOTOS/Helmholtz1.gifhttp://www.instituts-carnot.eu/userfiles/image/Sadi_Car-not%281%29.jpghttp://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/qo/l0/Gay-Lussac.GIFhttp://photos.aip.org/history/Thumbnails/kirchhoff_gustav_a1.jpghttp://www.nap.edu/html/biomems/wbancroft.pdfhttp://www.sciencephoto.com/image/89266/530wm/C0025006-Antoine_Lavoisier,_French_chemist-SPL.jpghttp://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laurea-tes/1909/ostwald.jpghttp://media-1.web.britannica.com/eb-media/62/130362-004-3618CD2B.jpghttp://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laurea-tes/1901/hoff.jpghttp://www.instituts-carnot.eu/userfiles/image/Sadi_Car-not%281%29.jpghttp://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/qo/l0/Gay-Lussac.GIFhttp://photos.aip.org/history/Thumbnails/kirchhoff_gustav_a1.jpghttp://www.nap.edu/html/biomems/wbancroft.pdfhttp://www.sciencephoto.com/image/89266/530wm/C0025006-Antoine_Lavoisier,_French_chemist-SPL.jpghttp://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laurea-tes/1909/ostwald.jpghttp://media-1.web.britannica.com/eb-media/62/130362-004-3618CD2B.jpghttp://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laurea-tes/1901/hoff.jpg

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Fisicoquimica_Guia Didactica de Aprendizaje