Definir, una forma de modelar.

El caso de "reacción química 902 MATERIALES Y

ORIENTACIONES

Andoni Garritz, Gisela Hernández-Millán, Norma Mónica López-Villa, Elizabeth Nieto-Callejas y Flor Reyes-Cárdenas

Manual de consideraciones didácticas sobre el tema de

reacción química: "El corazón de la química. Transformación

de las sustancias

Gisela Hernández Millán, Norma Mónica López Villa, Elizabeth Nieto Calleja y Flor Reyes Cárdenas.

Diversos estudios han demostrado que no importa cuán bien estructurado esté un programa de química, el aprendizaje por parte de los estudiantes, ocurre difícilmente. Según Caamaño (2003) las dificultades en el aprendizaje de la química tienen su origen en tres factores fundamentales: las atribuibles a la disciplina misma, a los procesos de razonamiento de los estudiantes y al proceso de instrucción recibida.

Ben-zvi, Eylon y Silberstein (1987), opinan que parece haber un mal entendido entre los maestros y los investigadores de química de que ésta es una disciplina especialmente difícil para los estudiantes. Han citado también muchas razones que podrían explicar la dificultad, entre ellas: que los conceptos de química son abstractos, que la estequiometría y los cálculos son complicados, que cualquier problema de química normalmente involucra muchas variables y esto sobrecarga la memoria de los estudiantes y, por último, que el lenguaje de química es difícil para el novato.

Por otro lado, el contenido de los cursos de química ha sido estudiado por diversos autores (Spencer, 1992; Gillespie, 1997; Garritz, 1998; Caamaño, 2003, Atkins, 2005, entre otros) quienes consideran como fundamentales en un curso básico de química los siguientes conceptos: materia (tanto en el nivel macroscópico como en el nanoscópico) enlace, reacción química, tipos de reacciones; entropía y energía.

Nos dicen Mortimer y Miranda (1995) que las mayores dificultades que enfrentan los alumnos del nivel básico al estudiar las reacciones químicas, están relacionadas con la gran extensión y generalización de este concepto. Al final de cuentas, ¿qué es lo que puede haber en común entre fenómenos tan diferentes como la combustión de una vela, la oxidación de un clavo o la disolución de un comprimido antiácido?

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El concepto de reacción química tiene un primerísimo lugar en la enseñanza de esta disciplina desde el nivel básico hasta el universitario. El resto de los conceptos giran en torno a éste, ya sea que sean necesarios para comprender posteriormente la reacción química, que se deben construir paralelamente con dicho concepto o que requieren de ella para ser comprendidos.

En esta unidad didáctica consideraremos como sinónimos a los términos cambio químico y reacción química y que una reacción química es todo proceso en el cual una o varias sustancias se forman a partir de otra(s).

Por lo general, el tema reacción química se enseña partiendo de la diferenciación entre cambio físico y cambio químico, clasificación que no es conveniente incluir en el currículo de química, según Garritz (1997) y Borsese (1998), pues se pasa por alto que los fenómenos que estudiamos son de una mayor complejidad (Hernández, 2009).

En muchos libros de texto se describe a los cambios físicos como aquellos en los que no hay cambios de color ni cambian las propiedades de las sustancias, procesos que son reversibles e involucran poca energía. Y a los cambios químicos como los fenómenos en los que sucede todo lo contrario.

Bajo estas definiciones, ¿cómo se clasificaría a la fusión del hielo?

Si bien tradicionalmente se clasifica a los cambios de estado como cambios físicos, argumentando su reversibilidad (se puede pasar del hielo a agua líquida y viceversa modificando la temperatura), Garritz y Gasque (2005) hacen notar que la densidad del agua líquida es muy diferente a la del hielo y a la del vapor de agua. Al presentar diferencias en dicha propiedad, ¿se tratará de sustancias nuevas y por lo tanto de cambios químicos?

Conviene entonces establecer con los alumnos qué parámetros se tomarán en cuenta para determinar si se ha producido un cambio químico o no. Mortimer (2000, p. 152) dice que una forma de reconocer las transformaciones en los materiales es por medio de puebas macroscópicas y define pruebas como un tipo de alteración que ocurre en un material y que muchas veces nos indica que dicho material se transformó. Sin embargo, los cambios que detectamos a través de nuestros sentidos como el calentamiento, enfriamiento, efervescencia o cambios de color son sólo una primera pista de que probablemente esté ocurriendo una reacción química, ya que para saber si se han formado nuevas sustancias es necesario determinar algunas propiedades características de los productos y compararlas con las de los reactivos.

Otros aspectos a considerar en el estudio de las reacciones químicas, es que en todo cambio químico la masa se conserva y que es posible representarlos mediante ecuaciones químicas.

Ronald Gillespie (1997, p. 863) explica lo que sucede en un cambio químico a nivel de partículas: “las reacciones ocurren porque las moléculas se están moviendo y cuando se golpean con violencia

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suficiente unas contra otras los enlaces se rompen y los átomos se intercambian para formar nuevas moléculas. O una molécula que está vibrando con violencia suficiente puede romperse en moléculas más pequeñas”.

Consideramos que para comprender mejor lo que pasa en una reacción química, deben incluirse gradualmente las explicaciones a nivel macroscópico, simbólico y nanoscópico; que no basta con que los alumnos realicen experimentos cuyo análisis no va más allá de la escritura y balanceo de ecuaciones químicas, de la realización de cálculos estequiométricos o de la clasificación de reacciones.

Nuestra experiencia al trabajar con alumnos y docentes nos permite afirmar que muy pocos explican lo que sucede en una reacción química usando como herramienta el modelo cinético molecular, por ejemplo. Además, los profesores reconocen que no hacen explícito a sus alumnos el nivel explicativo que usan (macroscópico o simbólico) ni cuándo pasan de uno a otro, lo que probablemente contribuya, entre otras cosas, a que los estudiantes transfieran las propiedades de las sustancias a las propiedades de las partículas.

En consecuencia, a través de este manual, proponemos una secuencia de actividades en la que se parte del análisis de cambios químicos conocidos por los alumnos, se continua con experimentos en los que se analizan ciertas propiedades de productos y reactivos y se trabaja en la modelización de los cambios químicos empleando el modelo cinético molecular.

En nuestros días se fabrican infinidad de productos a partir de reacciones químicas: medicamentos, conservadores de alimentos, nuevos materiales, etcétera, todo lo cual contribuye a hacer nuestra vida más confortable.

Las actividades están secuenciadas de tal manera que se cumpla con el logro de los aprendizajes esperados. Por lo tanto, la primera actividad tiene como propósito reflexionar sobre la dificultad de distinguir entre cambio físico y cambio químico. Con la segunda se pretende mostrar que cuando ocurre una reacción química se obtienen sustancias diferentes a las iniciales. En la tercer actividad se hace énfasis en la conservación de la masa durante un cambio químico. Tanto en la segunda como en la tercera actividad además se busca que los estudiantes reconozcan que hay tres niveles de representación, y por lo tanto de explicación, para los fenómenos químicos.

El objetivo de la actividad número cuatro es clasificar a las reacciones según el criterio analítico. Finalmente, en la actividad cinco se hace énfasis en la representación simbólica de las reacciones y en un método para balancearlas (ión-electrón) y que se cumpla así con la ley de la conservación de la materia.

Si bien esta propuesta es para trabajar en el aula, incluye varias actividades experimentales que consideramos un aspecto sumamente importante en el aprendizaje de la química.

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A continuación presentamos las cinco actividades que conforman “El corazón de la química. Transformación de las sustancias”. Las primeras hojas corresponden a los materiales de apoyo para el docente y en los anexos se encuentran las hojas de trabajo para el alumno correspondientes a cada actividad. En dichos materiales se han incluido actividades y preguntas a través de las cuales se pretende evaluar los aprendizajes alcanzados.

Actividad 1. Cambio físico o cambio químico?

Objetivo:

• Reconocer que no es fácil tipificar un fenómeno como cambio físico o como cambio químico. Un aspecto abordado en esta actividad es la dificultad de distinguir un cambio físico de un cambio químico, únicamente con evidencias macroscópicas.

Solicite a los alumnos que respondan al cuestionario para esta actividad (ver anexo 1).

A continuación, analice con ellos cómo completaron la siguiente tabla, cuyas respuestas son:

Fenómeno¿Hay un cambio en la forma?

¿Hay un cambio de color?

¿Se requiere energía calorífica?

¿Hay cambio de estado?

¿Algo desaparece de tu vista?

Se trata de un cambio físico o químico? ¿Por qué?

Quemar madera o papel

Sí Sí Sí Sí Sí Cambio químico

Disolver sal de mesa en agua

Sí Sí No Sí Sí Cambio físico

Fundir hielo Sí Sí Sí Sí Sí Cambio físico

Calentar hierro al rojo vivo

No Sí Sí No No Cambio físico

Mezclar alcohol con agua

No No No No No Cambio físico

Tabla 1. Tabla modificada de la que proponen Ahtee & Varjola (1998) en Robinson (1999).

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Al analizar la tabla anterior con los estudiantes, se hace evidente la dificultad en distinguir cambio químico de cambio físico ya que ambos tienen propiedades observables en común. Sólo el primer fenómeno, quemar madera o papel es un cambio químico y los otros son físicos. Aunque hay que hacer notar que los cambios físicos tienen también características diferentes, lo cual aumenta la dificultad para diferenciarlos, como se puede apreciar en los ejemplos de la tabla.

Por otro lado, al realizar esta discusión con los alumnos, también pueden detectarse cuáles son sus explicaciones (relacionadas con sus concepciones alternativas o ideas previas) para fenómenos como cambios de estado, cambios físicos o cambios químicos, lo cual nos permite tomarlas en cuenta al trabajar con esta propuesta.

De acuerdo con Gómez Crespo (1992), en los cambios físicos (cambios de estado y disoluciones) se conservan las sustancias que intervienen, se mantiene su identidad y no cambia su estructura microscópica, ya sean moléculas o iones. En un cambio físico las sustancias pueden recuperarse conservando tanto su estructura como su cantidad.

Sin embargo, se podría pensar que la estructura cristalina de una sal disuelta, cuando se recristaliza, no es la misma que tenía ates de disolverla.

Este mismo autor señala que en los cambios químicos (las reacciones), la identidad de las sustancias que participan se modifica, se produce una reordenación de los átomos que la forman, cambiando por tanto su estructura microscópica...en estos procesos no desaparecen átomos ni se forman otros nuevos, es decir se conserva el número total de átomos de cada elemento presentes al principio y al final. Los cambios químicos no son reversibles por medios físicos.

Es importante que los estudiantes puedan concluir que para saber si ha ocurrido una reacción química o no son útiles los cambios observables, pero que no son determinantes de que ha ocurrido un reacción química y que si se consideran como “los únicos validos”, se puede llegar a conclusiones erróneas, por ejemplo que la disolución de sal en agua es un cambio químico.

Debido a la dificultad que implica hacer la distinción entre fenómenos físicos o químicos es necesario utilizar otro criterio para definir cuándo ocurre una reacción química. Esto es, es necesario construir el concepto de que cuando ocurre una reacción química se forman nuevas sustancias, con propiedades diferentes a las de aquellas que les dieron origen.

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Actividad 2. Cómo saber que ocurre una reacción química?

Objetivos:

• Propiciar la construcción del concepto de reacción química, explicándolo inicialmente a nivel macroscópico y relacionándolo con el nivel nanoscópico y simbólico.

• Hacer evidente la formación de nuevas sustancias, verificando el hecho mediante reacciones adicionales específicas.

Se propone trabajar esta actividad mediante la metodología predice, observa y explica (POE), que es una estrategia de enseñanza que permite conocer qué tanto comprenden los alumnos sobre un tema, al ponerlos ante tres tareas específicas:

Primero el alumno debe predecir los resultados de algún experimento que se le presenta o que él realiza, y debe justificar su predicción; después observar lo que sucede y registrar sus observaciones detalladamente, y finalmente explicar el fenómeno observado y reconciliar cualquier conflicto entre su predicción y sus observaciones.

Para ello, diga a los alumnos que usted realizará un experimento utilizando para ello el siguiente dispositivo:

Fig. 1. Tubo transparente de 50 cm de largo y 2.5 cm de diámetro, con tapones que tienen aplicadores con algodón previamente humedecidos con amoniaco concentrado (izquierda) y con

ácido clorhídrico concentrado (derecha).

Mencióneles que colocará amoniaco concentrado (izquierda) y ácido clorhídrico concentrado (derecha) en los aplicadores con algodón y enseguida tapará ambos extremos del tubo (Hernández, 2010). En este momento solicite que respondan a la pregunta 1 del cuestionario para esta actividad (ver anexo 2), lo cual corresponde a la etapa de predicción del POE.

Realizar el experimento y pedir a los alumnos que observen con atención dentro del tubo. Después de unos cuantos minutos de haber cerrado el tubo, se observa que empieza a depositarse un polvo blanco cerca del extremo donde se aplicó el HCl. Se trata del cloruro de amonio (NH4Cl) que es el único producto en esta reacción.

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Ahora solicite a los alumnos que registren sus observaciones como respuesta a las preguntas 2 y 3 del cuestionario (etapa de observación del POE).

Finalmente, pida que revisen si lo que escribieron como predicciones coincide o no con lo que observaron que sucedió, y que a partir de esto ofrezcan alguna explicación para el fenómeno observado, respondiendo a las preguntas 4 y 5 del cuestionario (etapa de explicación del POE).

En sesión plenaria, revise las respuestas de los alumnos. Le sugerimos hacer énfasis en la formación de una nueva sustancia y en los siguientes aspectos:

• La sustancia que se forma en el tubo

• La reacción que ocurre

• Los gases se difunden

• Por qué se formó en anillo a esa distancia de los extremos del tubo

• Las diferentes propiedades de reactivos y productos (estado de agregación, color, solubilidad en agua) como evidencia de que se ha formado una nueva sustancia

• Cómo demostrar que se formó una nueva sustancia

Una vez expuestos los puntos de vista de los estudiantes, es importante que el profesor mencione que hay reacciones de identificación específicas para algunos iones. En este caso se mostrará una reacción de identificación de iones cloruro, utilizando ácido clorhídrico diluido y añadiéndole unas gotas de nitrato de plata. Se observará la precipitación del cloruro de plata blanco. A continuación pídales que tome una muestra del sólido blanco (NH4Cl) y lo disuélvale en un poco de agua destilada. Posteriormente que agregue un par de gotas de una disolución de nitrato de plata.

Los iones cloruro al reaccionar con el nitrato de plata, forman cloruro de plata (AgCl), un precipitado de color blanco que se oscurece con la luz debido a la fotosensibilidad típica de los compuestos de plata.

NH4Cl (s) + H2O (l) NH4+ (ac) + Cl (ac)

Cl- (ac) + AgNO3 (ac) AgCl (s)

Cuando se encuentran los gases ocurre una reacción de síntesis entre ellos formando un sólido blanco, llamado cloruro de amonio, de acuerdo con la siguiente ecuación:

NH3 (g) + HCl (g) NH4Cl (s)

Al poner al amoniaco y al cloruro de hidrogeno en un sistema cerrado, como el tubo de la figura 1, ocurre que se difunden los gases y se propicia que se encuentren. A nivel nanoscópico, el cambio observado se explica utilizando el modelo cinético molecular, que postula que las partículas están en constante movimiento y que el choque efectivo entre ellas hace posible tanto la ruptura de enlaces

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como el establecimiento de nuevas uniones, lo que da lugar a la formación de nuevas sustancias.

Las moléculas de amoniaco se difunden más rápido que las de cloruro de hidrógeno. Por ello, el NH4Cl no se deposita a la mitad del tubo, sino más cerca del punto de partida del cloruro de hidrógeno.

Como evidencia de que en esa disolución hay iones cloruro, se forma cloruro de plata (AgCl), un precipitado de color blanco que se oscurece con la luz debido a la fotosensibilidad típica de los compuestos de plata.

Como cierre de esta actividad, solicite al grupo que respondan un segundo cuestionario (ver anexo 3) y revisen grupalmente las respuestas para concluir respecto a cómo comprobaron que entre el amoniaco y el cloruro de hidrógeno ocurrió una reacción química y cómo se ha representado dicho fenómeno en tres niveles explicativos.

Actividad 3. Se conserva algo durante el cambio?

Objetivos:

• Mostrar que la masa se conserva durante una reacción química.

• Representar los cambios químicos mediante ecuaciones balanceadas y usando el modelo cinético molecular.

En esta actividad se propone realizar una reacción química frente al grupo y, posteriormente, representar a los cambios observados con una ecuación balanceada y con dibujos de partículas basándose en el modelo cinético molecular, además de comprobar que la masa se conserva durante una reacción química.

Primeramente, el profesor solicita al grupo que, de manera individual, respondan a las preguntas del cuestionario para esta actividad (ver anexo 4). Enseguida les pide que observen con atención el experimento que realizará y muestra un vaso de precipitados que contiene 20 mL de disolución de cloruro de hierro (III) (FeCl3) 0.1M y otro que contiene disolución de hidróxido de sodio (NaOH) 1M. La primera disolución es de color amarillo y la segunda es incolora. Se pide a los alumnos que describan el aspecto de cada uno de estos reactivos y a continuación se vierten 6 mL de la disolución de NaOH a la de FeCl3 agitando un poco la mezcla. De inmediato sucede un cambio evidente pues se forma un sólido de color café y de consistencia gelatinosa (Fe(OH)3), quedando incolora la fase acuosa.

Una vez que los alumnos han registrado las características del sólido recién formado, preguntar: ¿Consideran que ha ocurrido una reacción química? ¿Por qué?

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Se esperaría que después de haber trabajado en las actividades anteriores, dijeran que los cambios de color observados y la formación del sólido son evidencias que nos indican que se han formado nuevas sustancias.

Enseguida escribir en el pizarrón la siguiente ecuación, explicando que se trata de la representación simbólica del fenómeno químico que acaban de presenciar:

FeCl3 (ac) + NaOH (ac) Fe(OH)3 (s) + NaCl (ac) Ecuación no balanceada

Y preguntar al grupo: ¿Cuáles son los coeficientes que deben agregarse para que esté balanceada? ¿Cómo podemos encontrarlos?

Basta escribir un número 3 antes de la fórmula del hidróxido de sodio y también antes de la del cloruro de sodio para balancear esta ecuación. Recordar al grupo lo que indican los subíndices y los coeficientes en estas ecuaciones y que al balancearlas no deben modificarse los subíndices. Conviene revisar en este momento lo que respondieron a la pregunta 1 del cuestionario para esta actividad.

A continuación dibujar en el pizarrón un esquema como el siguiente:

Explicar a los alumnos que se trata de la representación a nivel nanoscópico de la reacción anterior. En los dos primeros vasos de la figura 2 se representa a cada uno de los reactivos, se dibuja una línea horizontal dentro de cada uno, indicando el medio acuoso (por simplicidad, no se dibujan las moléculas de agua), los círculos más pequeños representan a los cationes y los más grandes a los aniones.

Pedir a los alumnos que, de acuerdo con ese código de figuras, dibujen una representación para los productos de la reacción. La respuesta es:

Figura 2. Representación nanoscópica de la reacción entre el FeCl3 (A) y el NaOH (B).

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Cabe hacer notar que como se están haciendo reaccionar cantidades estequiométricas de esas disoluciones, el número de partículas de cada sal está de acuerdo con los coeficientes de la ecuación balanceada. También por simplicidad se está representando al Fe(OH)3 como unidades de cuatro partículas, a pesar de no ser una sustancia molecular; éstas no se dibujan disociadas por tratarse de un sólido que es prácticamente insoluble en agua. Otra opción para estos esquemas es representar con una figura diferente a cada uno de los átomos que forman a las diferentes sustancias.

Es importante reflexionar sobre lo que ha cambiado a nivel de partículas, especialmente respecto a los nuevos enlaces que se forman. Conviene retomar sus respuestas a la pregunta 2 del cuestionario para esta actividad, así como la definición de reacción química que se haya acordado con los alumnos o bien proponer alguna en este momento, para que revisen si aplica para este ejemplo.

Como parte final de esta actividad, se analizará con el grupo qué pasa con la masa del sistema durante una reacción química. Revisar grupalmente las respuestas a la pregunta 3 del cuestionario para esta actividad (ver anexo 4). Revisar rápidamente las respuestas para saber qué opina la mayoría y si están en lo correcto.

Algunos estudiantes responden que si se forma un sólido en una reacción la masa del sistema debe aumentar, ya que su premisa es que los sólidos siempre son más pesados que los líquidos.

A continuación plantearles lo siguiente: Para la reacción que realizamos en el salón, si comparamos la masa de los reactivos, antes de hacerlos reaccionar, con la masa de los productos resultantes, ¿serán diferentes? ¿serán iguales?

Se esperaría que si comprenden lo que postula la ley de la conservación de la materia, dijeran que ambas masas deben ser iguales. En todo caso, solicitar a los alumnos que den respuestas argumentadas y fomentar que si hay opiniones contrarias, éstas también estén debidamente fundamentadas.

Realizar nuevamente dicha reacción (cloruro de hierro (III) más hidróxido de sodio) pero ahora sobre una balanza, para registrar la masa del sistema inicial y la masa del sistema final. Se comprobará que al realizar la reacción de formación de hidróxido de hierro (III), la masa se conserva.

Pero, ¿por qué se ha conservado la masa del sistema?, escuchar lo que opinan al respecto los alumnos. Puntualizar que en los cambios químicos la masa se conserva porque la masa de los átomos participantes no cambia, éstos solamente se reorganizan para formar nuevos enlaces y, en consecuencia, nuevas sustancias.

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Para dar tratamiento a los residuos de esta actividad experimental, el Fe(OH)3 se puede disolver con un poco de ácido muriático (o HCl diluido) para recuperarlo como disolución de FeCl3 y poder reutilizarlo, o bien se diluye y desecha por el drenaje con bastante agua.

Actividad 4. Cuando no es evidente lo que se forma

Objetivos:

• Reconocer diferentes tipos de reacciones químicas (ácido base, óxido reducción, precipitación y formación de complejos).

• Identificar los productos formados a través de reacciones específicas.

Se sugiere que los alumnos realicen esta actividad en el aula, trabajando en equipos y con la guía del profesor.

Pedir a cada equipo que realice el experimento Nº 1 de acuerdo con las indicaciones que se encuentran en la hoja del alumno (ver anexo 5). Los alumnos contestarán cuáles combinaciones de reactivos dieron lugar a una reacción química, especificando las evidencias que fundamentan su respuesta.

En la figura 3 se muestra cómo se aplicarán los reactivos en la caja Petri.

Reacción 1. La reacción que ocurre entre el hiploclorito de sodio y el ácido sulfúrico (centro de la caja) genera cloro gaseoso (Cl), que es la sustancia que al difundirse reacciona con todas las demás.

La ecuación iónica para la reacción 1, es:

ClO- + Cl- + 2H+ Cl2 + H2O

Los cambios notorios se dan en las reacciones 4 (decoloración del jugo), 5 (decoloración de la flor) y 6 (aparece coloración café). En las reacciones 2 y 3 no hay cambios perceptibles, por lo que será

Figura 3. Aplicación de los reactivos en la caja Petri.

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necesario realizar otras reacciones para identificar los productos que se forman, éste es el propósito del experimento Nº 2, en el que se agrega tiocianato de potasio al producto de la reacción 2 y cloruro de bario al resultado de la reacción 3.

A continuación se explican los cambios ocurridos en cada una de las seis reacciones.

Reacción 2: Oxidación del hierro (II) a hierro (III)

Esta es una reacción de tipo redox, ya que el hierro cambia su número de oxidación de II (verde claro) a III (amarillo). La siguiente ecuación representa dicho cambio:

2Fe2+(ac) + Cl2 (g) 2Fe3+ (ac) + 2Cl- (ac)

Debido a que no se aprecia el cambio de coloración para el hierro, es necesario identificar al Fe3+

mediante una reacción específica, en este caso, con la adición de tiocianato de amonio o de potasio se forma un compuesto de coordinación de color rojo (tiocianato de hierro (III)):

Fe3+ + SCN- FeSCN2+

Esta es una reacción de formación de complejos.

Reacción 3: Transformación de sulfito a sulfato

El sulfito de sodio se oxida a sulfato al contacto con el cloro:

SO32- + Cl2 + H2O SO42- + 2HCl

En esta reacción redox no hay cambios apreciables, por ello, la presencia del sulfato se confirma con la adición de cloruro de bario, produciendo un precipitado blanco:

Ba2+ SO42- BaSO4

Este es un ejemplo de reacción de precipitación.

Reacciones 4 y 5: Acción blanqueadora del cloro en colorantes vegetales

El cloro decolora los colorantes naturales de los jugos de frutas. Las antocianinas (o antocianos) son un grupo de pigmentos hidrosolubles responsables de la coloración roja, azul o violeta de muchas flores, frutas, hortalizas, etc. como fresas, cerezas, ciruelas, col morada, cebollas rojas, berenjenas y uvas.

El núcleo principal de las antocianinas son las antocianidinas, constituidas por tres anillos con dobles

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enlaces conjugados, las cuales son las responsables del color de las antocianinas. El cloro se adiciona en las dobles ligaduras dando lugar a sustancias incolora. Este también es un ejemplo de reacciones redox.

Reacción 6: Oxidación de yoduro a yodo

El yoduro se oxida a yodo de color café, de acuerdo con la siguiente ecuación:

I-(ac) + Cl2 (g) I2 (s) + Cl- (ac) Tipo de reacción: redox

Experimento N° 3

Para mostrar un ejemplo de reacción ácido-base se pide a cada equipo que realice el siguiente experimento, en el que se hacen reaccionar amoniaco y un extracto de col morada (ver anexo 5).

Para ello, proporcionar a los alumnos el extracto acuoso de col morada, que se prepara hirviendo trozos de col morada con agua durante 1⁄2 hora. También puede utilizarse indicador universal en lugar de este extracto vegetal.

Aplicar las disoluciones en una caja Petri, como se muestra en la figura 4.

Segundos después de que se tapa la caja, se observa cómo van cambiando de color las gotas del indicador ácido-base según se va difundiendo el gas amoniaco.

La col morada debe su coloración característica a los compuestos llamados antocianinas.

El núcleo principal de las antocianinas son las antocianidinas, constituidas por tres anillos con dobles enlaces conjugados, las cuales son las responsables del color de las antocianinas. Concretamente, las

Figura 4. Aplicación de los reactivos en la caja Petri.

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antocianinas son antocianidinas en las que se ha sustituido uno o más grupos –OH por grupos –O-Glucosa (en lo sucesivo –OGl). Son suceptibles a las variaciones de pH. En general, adquieren un color rojo en medio ácido y cambian de color a azul oscuro cuando el pH se hace básico, pasando por el color violeta.

Los experimentos de esta actividad 4 permiten distinguir y caracterizar los principales tipos de reacciones químicas, de acuerdo a la clasificación analítica de las mismas.

Conforme se van realizando estos experimentos, conviene revisar las respuestas de los alumnos a lo solicitado en el cuestionario que se muestra en el anexo 5.

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Referencias

Atkins, P. W. (2005). “Skeletal chemistry”, Education in Chemistry, vol. 42, núm. 1, pp. 20 y 25.

Ben-Zvi, R., Eylon, B.S. y Silberstein, J. (1987). Students’ visualization of a chemical reaction, Education in Chemistry, 24(4), pp. 117-120.

Borsese, A. y Esteban, S. (1998). “Los cambios de la materia, ¿deben presentarse diferenciados como químicos y físicos?”, Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales,vol. 17, julio, pp. 85-92.

Caamaño, A. (2003), La enseñanza y el aprendizaje de la química, en Enseñar ciencias n° 176, Graó, Madrid, 212-221.

Garritz, A. (1998). Una propuesta de estándares nacionales para la educación científica en el bachillerato. La corriente educativa Ciencia-Tecnología-Sociedad, Ciencia (Academia Mexicana de Ciencias), 49(1),pp. 27-34.

Garritz R., A. et al, (2005), Química Universitaria, Pearson Educación, México, capítulo 1. Gillespie, R. J. (1997). The Great ideas of chemistry, Journal of Chemical Education, 74(7), pp. 862-864.

Hernández, G. y López, N.M. (2009). Obstáculos para la construcción del concepto reacción química. Una propuesta para superarlos. METL 2, papeles del Seminario de Investigación Educativa, Facultad de Química, UNAM. ISBN 978-607-02-1411-0

Mortimer, E. F. y Miranda, L. C. (1995). Transformações: concepções dos estudantes sobre reações químicas, Química Nova na Escola, 2, pp. 23-26.

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