SITUACIÓN APRENDIZAJE 3ESO-1

Laboratorio químico

Nuestra Señora de la Fuencisla 3ºESO

¡BIENVENIDOS AL NUEVO LABORATORIO DE SEGOVIA, FUTUROS CIENTÍFICO!

Estamos a punto de embarcarnos en una misión súper importante y emocionante: salvar a la población de un virus. Para lograrlo, utilizaremos nuestros conocimientos sobre formulaciones, átomos y técnicas de laboratorio. ¡Prepárense para una aventura científica llena de descubrimientos y aprendizajes! Juntos, podemos hacer una gran diferencia y salvar a la población. ¡Manos a la obra, científicos!

¿Cómo salvaremos a la población?

En esta actividad, somos científicos, que vamos a ir pasando de diapositivas, para descubrir como solucionar este problema ..

¿Cómo se va a valorar vuestro trabajo?

1. Método científico

4. Explorando las leyes básicas de la química

2. Organizador gráfico sobre los diferentes tipos de enlaces químicos.

5. Mapa del tesoro "Ecuaciones Químicas "

3. Investigadores de cambios físicos y químicos en la vida diaria

MÉTODO CIENTÍFICO

Reacciones químicas

EMPEZAMOS

FASE 1

FASE 2

FASE 3

ORGANIZADOR GRÁFICO ENLACES QUÍMICOS

PULSA AQUI

Investigadores de Cambios Físicos y Químicos en la Vida Diaria

Trabajaréis en parejas para buscar ejemplos de cambios físicos y químicos en diferentes ámbitos: hogar, naturaleza, industria, cocina, entre otros. Después, haréis un informe escrito en el cuaderno que clasifique y explique dichos cambios.

Explorando las Leyes Básicas de la Química

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA: (Lavoisier) En una reacción química, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos. La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma.

LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDAS (Proust): Un compuesto químico siempre está formado por los mismos elementos combinados en proporciones fijas y definidas en masa, sin importar su origen o la cantidad.

LEY DE LOS VOLÚMENES DE COMBINACIÓN (Gay-Lussac): En condiciones de temperatura y presión constantes, los volúmenes de los gases que reaccionan están en una relación de números enteros sencillos.

LEY DE AVOGADRO: Volúmenes iguales de gases diferentes, en las mismas condiciones de temperatura y presión, contienen el mismo número de moléculas.

MAPA DEL TESORO ECUACIONES QUÍMICAS

Contamos con 6 "estaciones", las mesas, que estarán numeradas del 1 al 6. El recorrido no es lineal, sino que sigue un patrón que los vosotros, los investigadores, deberéis descubrir con las pistas que encontréis.

PROFESOR

¿QUÉ GRUPO ENCONTRARÁ EL TESORO?

LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDASLas sustancias reaccionan en cantidades fijasEn una cápsula de porcelana se ponen 20g hierro y 15g de azufre. Se mezclan y se calientan hasta que se obtiene un sólido negro y cristalino de sulfuro de hierro. Todo el hierro ha reaccionado, sobra azufre, y se han formado 31,4 g de sulfuro de hierro: han reaccionado 11,4 g de azufre. Al repetirlo con el doble de hierro (40 g), se observa que reacciona con el doble de azufre: con 22,8 g de azufre. Los elementos químicos se combinan para formar compuestos químicos, la relación entre sus masas es constante:

Fase 2: EXPERIMENTO DEL VOLCÁNMateriales:

• Bicarbonato de sodio
• Vinagre
• Un vaso o botella pequeña.
• Plato hondo o bandeja para evitar desbordes.

Pasos:

• Colocar un vaso o botella en el centro de una bandeja.
• Añadir 2-3 cucharadas de bicarbonato de sodio al vaso.
• Verter vinagre lentamente en el vaso y observar la "erupción".
• Registrar lo que ocurre (cantidad de burbujas, altura de la espuma, tiempo que dura la reacción).

LEY DE LOS VOLÚMENES DE COMBINACIÓN Henry Cavendish, hizo saltar una chispa en una mezcla gaseosa de hidrógeno y oxígeno, y obtuvo vapor de agua. Al medir los volúmenes de las 3 sustancias comprobó que un volumen de oxígeno necesitaba un volumen doble de hidrógeno para obtener el mismo volumen de agua que de hidrógeno: 1 L oxígeno + 2 L hidrógeno → 2 L vapor de aguaLouis Joseph Gay-Lussac, realizó experimentos con otros gases y midió los volúmenes en iguales condiciones de presión y temperatura:1 volumen hidrógeno + 1 volumen cloro → 2 volúmenes cloruro de hidrógeno Cuando los gases se combinan para obtener compuestos también gaseosos, sus volúmenes guardan una proporción de números enteros sencillos, siempre que se midan en condiciones iguales de presión y temperatura.

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA Antoine Lavoisier calcinó estaño en un recipiente cerrado y observó la reacción de formación de un sólido blanco de óxido de estaño. Lavoisier comprobó que la masa total permanecía invariable. Esta experiencia y otras similares sirvieron a Lavoisier para enunciar su ley. En toda reacción química la masa de los reactivos que reaccionan es igual a la masa de los productos formados. Cu (4g) + S (2,02g) --> CuS (6,02g)

Fase 1: "¿Por qué algunas sustancias producen burbujas y gas cuando se mezclan?" Cómo investigadores, elaboraréis una hipótesis, respondiendo preguntas como: ¿Qué creéis que sucederá al mezclar bicarbonato y vinagre? ¿Qué tipo de reacción esperáis ver? (burbujeo, gas, etc.) ¿Cómo afectará la cantidad de vinagre o bicarbonato a la reacción?

LEY DE AVOGADROEn volúmenes iguales de distintos gases, a igual presión y temperatura, hay el mismo nº de partículas. 1 volumen cloro + 1 volumen hidrógeno --> 2 volúmenes cloruro de hidrógeno 1 molécula cloro + 1 molécula hidrógeno --> 2 moléculas hidrógenoAsí, en 1L oxígeno hay las mismas moléculas que en 1L dióxido de carbono o 1L de vapor de agua. De esta afirmación se obtiene el concepto de mol. MOL: es la cantidad de sustancia que contiene tantas partículas (átomos, moléculas, iones) como el nº de átomos que hay en 12 g de carbono-12. Número de Avogadro, NA: unidad para contar el nº de moléculas, átomos o iones en una muestra de sustancia --> en una docena de huevos hay 12 huevos; en 1 mol de átomos hay 6,022 · 10^23 átomos. En 1 mol hay siempre 6,022 · 10^23 partículas.

Fase 3: Tras realizar el experimento, como científico compararéis los resultados obtenidos con vuestra hipótesis iniciales.

• ¿La reacción fue lo que esperabáis?
• ¿Cómo afectó la cantidad de vinagre o bicarbonato al tamaño de la "erupción"?
• ¿Por qué se formaron tantas burbujas?

Actividad 1: Ley de Conservación de la Masa

Experimento virtual en el cuaderno: Imagina una reacción química simple, como la combustión de magnesio: 2Mg+O2→2MgO2 1. Anota las masas de los reactivos (magnesio y oxígeno) y los productos (óxido de magnesio) en la ecuación Masa molar de MgMg: 24 g/mol Masa molar de O2O2​: 32 g/mol Masa molar de MgOMgO: 40 g/mol 2. Calculo de la masa total:

• Si tenemos 48 g de magnesio y 32 g de oxígeno, calcula la masa total de los productos.
• Suma la masa total de los reactivos y comprueba si coincide con la masa total de los productos

Escribe en tu cuaderno una breve reflexión sobre cómo la masa se conserva en este tipo de reacción.

Actividad 3: Ley de los Volúmenes de combinación y Ley de Avogadro

Simulación de combinación de gases:Siguiendo con vuestra pareja científica, simularéis una reacción entre gases que sigue la Ley de los Volúmenes de Combinación. Para ello, utilizaremos la siguiente reacción química simplificada: H2+Cl2→2HCl Dibuja en tu cuaderno tres recipientes: - Un recipiente con 1 volumen de H2​ (hidrógeno).- Un recipiente con 1 volumen de Cl2​ (cloro).- Un recipiente con 2 volúmenes de HCl (cloruro de hidrógeno) ¿En qué proporción combinan los volúmenes de H2 y Cl2​? Según la Ley de Avogadro, ¿qué puedes concluir sobre el número de moléculas en cada volumen?

Reacciones químicas

Es un cambio químico donde uno o más reactivos se transforman en uno o varios productos. Los átomos de los reactivos se reorganizan para formar los profuctos:

A + B --> C + D (Reactvos) (Productos)

• Se produce calor
• Se forma un sólido (precipitado)
• Se desprende gas (burbujas)
• Se produce quimioluminiscencia
• Se genera calor, luz y sonido (explosión).

Actividad 2: Ley de las Proporciones Definidas

Ejercicio práctico: Estudiaremos el agua H2O

• La masa molar del hidrógeno es 1 g/mol y la del oxígeno es 16 g/mol. Calcula la relación de masa entre hidrógeno y oxígeno en una molécula de agua.
• Si tienes 10 gramos de hidrógeno, ¿cuántos gramos de oxígeno necesitarías para formar agua?
• Si en otro experimento se encuentra una relación de masas diferente, ¿qué podrías concluir?

¿ Cómo en un compuesto, las proporciones en masa de sus elementos siempre son las mismas, sin importar la cantidad del compuesto ?

Objetivo: Aplicar las metodologías de la investigación científica para recrear una "exlosión de un volcán" mediante la formulación de hipótesis, comprobando experimentalmente y sacando conclusiones a partir de las observaciones. Uso de recursos tecnológicos y herramientas científicas.

Descripción de la actividad: El aula se convierte en un laboratorio forense donde vosotros los investigadores científicos debeis resolver un misterio químico: ¿Qué causa que el "volcán" casero de bicarbonato y vinagre erupcione? Usando el método científico experimentaréis con diferentes cantidades de reactivos, observando los efectos, y sacaréis conclusiones sobre la reacción química que ocurre.