PLAN MARCO CONJUNTO PARA LAS CLASES 8 a 12

COLEGIO HUMBOLDT CARACAS VENEZUELA

Colegio Humboldt Caracas

I.

INTRODUCCIÓN

I.1

PRÓLOGO

El presente esbozo de un plan marco conjunto para la materia de Química, tal como se imparte en el Colegio Humboldt de Caracas, representa los fundamentos del trabajo a ser realizado en las Clases 8 a12. Sirve al propósito final de que las alumnas y los alumnos logren culminar con éxito el bachillerato general alemán, es decir el “Abitur” y el bachillerato venezolano o la secundaria, de acuerdo a las normas establecidas en el país. Como marco de referencia de este diseño se utilizaron los siguientes lineamientos legales: [1] Exigencias unitarias y comunes para la presentación del examen de bachillerato alemán o “Abitur” en la materia de Química (Decisión de la Conferencia de los Ministros de Cultura de fecha 01.12.1989 y su seguimiento de fecha 05.02.2004) [2] Disposición para el examen de adquisición del „Certificado Alemán de Madurez General para ingresar a la Educación Superior‟, otorgado por los colegios alemanes en el exterior, que en conformidad con lo establecido en los estados federados correspondientes, culmina con la graduación de la secundaria (Examen de Madurez para la Educación Superior) (Decisión de la Conferencia de los Ministros de Cultura de fecha 27.01.1995 y su seguimiento de fecha 07.03.2002) [3] Estándares de formación en la materia de Química para graduarse en Educación Media – Diseño de la conferencia de Ministerios (a la fecha del 30.08.2004) [4] Estándares de formación en la materia de Química – Liceo Clase 10, Nivel del curso del Estado Federado de Baden - Wurttemberg, 2004 [5] Ideas directrices para la adquisición de capacidades y habilidades en la materia de Química, Liceo Clase 10, Nivel del curso del Estado Federado de Baden – Wurttemberg, 2004 [6] Programa del Ministerio de Educación de Venezuela Seguidamente se presentarán los objetivos de la materia, se darán las aclaratorias referidas a la adquisición de capacidades y habilidades generales, a los principios didácticos y a las destrezas adquiridas en relación a los contenidos. Seguidamente se concretarán los contenidos con indicaciones en cuanto a su aplicación metodológico- didáctica. Esto se plantea de manera separada y de acuerdo a los distintos niveles de Clases, es decir, las Clases 8, 9, 10 y para las fases de calificación (Clases 11 y 12). Aquí fueron especialmente integradas las propuestas en relación a las condiciones locales. I.2

OBJETIVOS DE LA MATERIA

La Química investiga y describe el mundo de la materia. Ella brinda las explicaciones acerca de los principios y las leyes recurrentes de la materia en cuanto a sus características, configuración y sus transformaciones. De esa manera ofrece las bases científicas fundamentales para la elaboración, la utilización responsable y la debida eliminación de las materias. Las clases de Química deberán dar una introducción a las formas de trabajo y a la manera de pensar de la Química, más aun deberán transmitir los conocimientos fundamentales e ineludibles requeridos para comprender los procesos químicos de la naturaleza, del medio ambiente, de la técnica y la cotidianidad. Para lograrlo es necesario establecer una relación o conexión entre el conocimiento obtenido en los distintos niveles de clases (conexión vertical) con el conocimiento adquirido en otras materias (conexión horizontal). De esa manera las clases de Química se conforman como un elemento esencial dentro del área de las Ciencias Naturales. Seite 2 von 36

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Gracias a las clases de Química se evidencia, que los conocimientos obtenidos en esta materia conforman un logro cultural significativo. Se agudiza la conciencia, pues se evidencia cómo la aplicación de los conocimientos obtenidos en la materia ha hecho una gran contribución, aumentando la calidad y el nivel de vida actuales. De esa manera se le transmitirán y entregarán a todos los sujetos - que en un futuro tomarán decisiones en la marco de la sociedad, independientemente de su profesión u oficio - las capacidades científicas necesarias, que los ayudarán a clarificar los planteamientos y las preguntas que conciernen a las Ciencias Naturales y la Técnica (de acuerdo al Punto [4]) Las siguientes expresiones son válidas sobre todo para la fase de calificación: „Se deberán transmitir los conocimientos idóneos en el campo de las Ciencias Naturales, las Matemáticas y la Técnica para que las alumnas y los alumnos comprendan los procesos de abstracción, desarrollen la capacidad de sacar conclusiones lógicas, tengan seguridad al hacer cálculos sencillos y la capacidad de expresar matemáticamente los sucesos, comprendan las particularidades de los métodos de las Ciencias Naturales, desarrollen la conceptualización en base a modelos y sepan aplicarlos a la naturaleza animada e inanimada, comprendiendo así la función de las teorías de las Ciencias Naturales.” Además es valedero decir que: „La Química hace su contribución, en la medida en que transmite un conocimiento estructurado a distintos niveles sobre el mundo de la materia y enseña las leyes que rigen la transformación de la materia. Las clases de Química no sólo contribuyen a que las alumnas y los alumnos tengan conocimientos específicos sobre ésta materia. Mediante la interrelación de descubrimientos fundamentales y las formas de trabajo de la Química, la Biología y la Física, utilizando también los métodos de las Matemáticas, las alumnas y los alumnos van obteniendo una imagen racional del mundo, fundamentada en las Ciencias Naturales” (de acuerdo al Punto [1]) I.3

ADQUIRIR CAPACIDADES GENERALES

En las clases de Química se adquiere y se fomenta el pensamiento lógico y la capacidad de transferir los conocimientos adquiridos a otras áreas del conocimiento. En el exigente camino que conduce hasta la explicación correcta del mundo de la materia, desde el punto de vista científico, se van desarrollando la paciencia, la precisión, el cuidado y la resistencia. Las alumnas y los alumnos buscan y realizan distintos caminos de investigación experimental. Con la documentación y la interpretación conjunta de los resultados obtenidos mediante la investigación, aprenden a evaluar y a discutir sin prejuicios los problemas que plantea la materia. Se dan cuenta de que la cooperación es un requisito preliminar para poder trabajar exitosamente en equipo. Al trabajar en equipo desarrollan capacidades personales y sociales. No se pueden derivar valores y normas para la vida en sociedad, basándose únicamente en los conocimientos científicos. Por ello es necesario, que los conocimientos en la materia sean aplicados de manera responsable en el marco de la sociedad y en colaboración con otras materias científicas, con otros grupos sociales, instituciones y empresas. En base a los planteamientos concretos de la Ecología y a las estrategias correspondientes para encontrar soluciones, se van elaborando respuestas para la acción individual a favor de la Ecología. Aprenden estrategias para darle forma al futuro y esto los lleva a obtener conocimientos acerca de lo que es el desarrollo sustentable. Las clases de Química, además de darle a las alumnas y los alumnos una formación básica en cuanto a la materia misma, deberán facilitarles el descubrimiento de sus inclinaciones y talentos especiales en vistas al posterior desarrollo de su escolaridad y la escogencia de una profesión u oficio (de acuerdo al Punto [4]). I.4

PRINCIPIOS DIDÁCTICOS Seite 3 von 36

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En todas las fases que cubren las clases, se deberán transmitir los contenidos idóneos con la ayuda de seis lineamientos guías, que se aplicarán de acuerdo a los temas, pero ponderándolos diferenciadamente: 1. Los materiales y sus características; 2. Los materiales y sus partículas; 3. Reacciones químicas; 4. Los principios de ordenamiento; 5. Las formas de trabajo; 6. Medio ambiente y sociedad. Estas directrices deberán garantizar una construcción del saber que se pueda regir por los aspectos sistemáticos de la materia misma y por aquellos relacionados con la vida cotidiana, formando así una red vertical. Al mismo tiempo, al poner a la disposición los términos técnicos que también se requieren para otras materias científicas, se va conformando también la base de una red horizontal. Esto es válido de igual manera para las Clases 11 y 12, pero en este caso los estándares formativos se distinguen de acuerdo a las materias obligatorias fijas y las materias obligatorias electivas. En el tratamiento de todos los temas se deberán poner en primer plano los aspectos utilitarios y aquellos relacionados con la vida misma. En todas las clases de Química el experimento asume una posición central y se transmite y se reflexiona sobre el mismo de acuerdo a las variantes metodológicas. La utilización multifacética y creativa de los distintos métodos didácticos al dar las clases, deberá fomentar la acción autónoma de las alumnas y los alumnos y deberá facilitarles la posibilidad de abordar distintas vías de aprendizaje. Asimismo, los conceptos, las ideas, los modos de ver más cercanos a la realidad aumentan su motivación, así pueden observar, hacer experiencias y estar en contacto con la vida misma. Además en base a la conformación multifacética de las clases, tanto desde el punto de vista de la metodología como de los contendidos, las alumnas y los alumnos deberán sentirse aludidos y motivados individualmente por igual. También deberán familiarizarse con los grandes logros obtenidos por las científicas y los científicos en el campo de la Química. Es particularmente típico de la Química el saber pensar en dos niveles, como lo son el nivel de los fenómenos (materiales, observaciones, características) y el nivel de los modelos (partículas, interpretaciones, estructuras). Esta forma de pensar debe ser enseñada y aplicada una y otra vez. Para poder transmitir aquellos hechos que en parte son complejos, es menester estructurarlos adecuadamente y a menudo también es necesario hacer una reducción didáctica escogida esmeradamente (de acuerdo al Punto [4]) II.

CAPACIDADES, HABILIDADES Y RELACIONES DE CONTENIDO (HASTA LA CLASE 10)

II.1 LOS MATERIALES Y SUS CARACTERÍSTICAS Las alumnas y los alumnos son capaces de: Describir características y combinaciones de características importantes; Describir aquello que comprueba cuáles son los materiales o bien las partículas importantes; Dar ejemplos de soluciones alcalinas y ácidas; Describir características típicas de materias orgánicas escogidas; Seite 4 von 36

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Describir los cambios de las características de sustancias dentro de una serie homóloga escogida (de acuerdo al Punto [5])] II.2

LOS MATERIAS Y SUS PARTÍCULAS

Las alumnas y los alumnos están en capacidad de: Aplicar el modelo de partículas para explicar los estados de agregación, los procesos de difusión y solución; Representar la configuración de materiales escogidos y clasificarlos de acuerdo a los tipos de partículas; Explicar el contenido informativo de una fórmula química; Describir el modelo del núcleo y la capa de los átomos, describir el modelo explicativo de la capa electrónica diferenciada del átomo; Fundamentar cómo se forman los iones cargados positiva- y negativamente; Explicar el enlace entre los iones y derivar de ello las características típicas de las sales; Explicar la formación de moléculas en base a la unión de pares de electrones, utilizando la regla de los gases nobles o inertes; Explicar la configuración espacial de las moléculas con la ayuda de un modelo adecuado; Diferenciar la producción de pares de electrones polares y no polares; Establecer la relación que existe entre la estructura de la molécula y la característica dipolar; Nombrar las partículas típicas de las soluciones ácidas y alcalinas; Explicar las características especiales del agua; Nombrar y explicar la interacción intramolecular (de acuerdo al Punto [5])] II.3

REACCIONES QUIMICAS

Las alumnas y los alumnos pueden: Formular los esquemas de las reacciones (fórmulas explicadas con palabras) como descripciones cualitativas de metabolismos y las ecuaciones de reacción o ecuaciones químicas como descripciones cuantitativas de metabolismos o recambios de partículas; Explicar las reacciones químicas desde el punto de vista de los aspectos inherentes a las sustancias y los aspectos energéticos; Aplicar la Ley de las Masas; explicar las reacciones de oxidación- reducción como transferencia de oxígeno o como transferencia de hidrógeno o como paso de electrones; Reconocer y explicar las reacciones de los ácidos con el agua como paso de protones; Nombrar y reconocer diversos tipos de reacción orgánica Explicar el principio de configuración de las macromoléculas en base a un ejemplo (en base al Punto [5])] II.4

PRINCIPIOS DE ORDENAMIENTO, CLASIFICACIÓN O CATEGORIZACIÓN

Las alumnas y los alumnos pueden Elaborar un esquema de ordenamiento correcto para clasificar los materiales; En el caso de soluciones acuosas, saben clasificarlas dentro de la escala correspondiente Seite 5 von 36

Colegio Humboldt Caracas de acuerdo a su pH, utilizando los términos técnicos adecuados de „ácidas“, „alcalinas“y „neutrales“; Explicar la relación que existe entre la configuración del átomo y la posición de los átomos en la Tabla periódica; Ordenar los enlaces de acuerdo al tipo de enlace; Aplicar el principio de donador- receptor en base al ejemplo de las transferencias o saltos de los electrones y protones; Ordenar los enlaces de carbono con la ayuda de los grupos funcionales (de acuerdo al Punto [5])] II.5

FORMAS DE TRABAJO

Las alumnas y los alumnos puedes Manipular correctamente los instrumentos e implementos del laboratorio y aplicar las medidas de seguridad pertinentes; Planificar las medidas requeridas para protegerse en caso de fuego, explicarlas y llevarlas a cabo; Llevar a cabo, describir y evaluar experimentos sencillos, tomando en cuenta las medidas de seguridad; Establecer las características de los materiales de forma experimental; Aplicar formas de trabajo de las Ciencias Naturales al realizar los experimentos; Llevar a cabo un experimento cuantitativo sencillo; Llevar a cabo una titrimetría para establecer la concentración de un ácido; Llevar a cabo experimentos sencillos con enlaces orgánicos; Aprovechar distintas fuentes de información para obtener datos químicos; Explicar medidas o tamaños importantes; Llevar a cabo los cálculos adecuados y prestar atención en el manejo correcto de las medidas y sus unidades correspondientes; Representar las estructuras moleculares con modelos científicos; Utilizar la computadora para investigar, para representar modelos de moléculas y evaluar experimentos (de acuerdo al Punto [5])] II.6

MEDIO AMBIENTE Y SOCIEDAD

Las alumnas y los alumnos pueden: Utilizar los términos del lenguaje científico de la Química, aplicándolos a los fenómenos de la vida diaria; Explicar el significado que tienen las soluciones ácidas, alcalinas y neutrales para los seres vivos; Explicar el significado del hidrógeno como portador de energía; Explicar la reutilización o reciclaje de una sustancia en base a un ejemplo; Indicar sustancias minerales y explicar su importancia; Evaluar el papel que juegan los hidrocarburos como portadores de energía; Explicar la utilización de sustancias orgánicas escogidas, en la vida cotidiana y en la técnica; Ilustrar las bases químicas que sustentan un ciclo de carbono tanto en la naturaleza animada, como en la inanimada y explicar la importancia que tienen las materias Seite 6 von 36

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primas renovables; Evaluar, en base a una sustancia escogida, los efectos dañinos que ésta puede tener sobre el aire, el agua o la tierra y señalar las medidas para contrarrestarlos; Explicar los peligros del alcohol como sustancia viciosa; Tomando como ejemplo una sustancia que actualmente sea objeto de discusión en la sociedad, ilustrar la importancia que tienen tanto la ciencia de la Química como la industria química, en el logro de un desarrollo sustentable; Describir en base a variados ejemplos los logros de personalidades científicas e investigadores (de acuerdo al Punto [5]) III.

CAPACIDADES, HABILIDADES Y REFERENCIAS DE CONTENIDO (Fase de calificación)

III.1

EQUILIBRIO QUÍMICO – FUNDAMENTOS DE LA LEY DE ACCIÓN DE MASAS O DE LA CINÉTICA QUÍMICA

Las alumnas y los alumnos pueden: Describir reacciones reversibles y cómo se establece un equilibrio químico; Llevar a cabo un experimento modelo para lograr establecer la condición de equilibrio; Explicar la función que tiene un catalizador para lograr establecer la condición de equilibrio; Aplicar el principio de LE CHATELIER para influenciar los equilibrios; Aplicar la Ley de la acción de masas para la descripción cuantitativa de reacciones de equilibrio homogéneas; Presentar los logros de HABER y BOSCH; Enumerar factores que influencien el establecimiento del equilibrio en la síntesis del amoníaco y comentar posibles soluciones técnicas al problema; Explicar la importancia que tiene la síntesis del amoníaco para la sociedad. III. 2 EQUILIBRIOS ACIDO-BASE EN SOLUCIONES ACUOSAS Las alumnas y los alumnos pueden: Aplicar la ley de equilibrio en las reacciones de ácido-base con agua; Describir las reacciones de ácido-base con la ayuda de la teoría de BRØNSTED; Transferir a las reacciones de ácido-base el principio de donador-receptor; Clasificar los ácidos y las bases con la ayuda de los valores pKS (de acidez) o bien valores pKB (de basicidad); Explicar la autoprotólisis del agua y definir el valor del pH; Calcular los valores del pH de soluciones uniprotónicas, de ácidos fuertes y de soluciones de hidróxido; Calcular los valores del pH de soluciones con poca acidez y soluciones bases, mediante un procedimiento aproximativo; Aplicar la teoría ácido-base sobre los indicadores; explicar en base a ejemplos la importancia de los sistemas de amortiguación; Planificar la titrimetría ácido-base para determinar las concentraciones y llevarlas a cabo experimentalmente. III.3

QUÍMICA ORGÁNICA

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Las alumnas y los alumnos pueden: Describir la presencia, las características y la utilización de sustancias orgánicas importantes en la naturaleza, la vida cotidiana y en la técnica; Enumerar los nombres sistemáticos y las fórmulas estructurales de éstos enlaces; Explicar la estructura molecular y hacerlo trabajando con distintos modelos; Conocer el concepto de series homólogas en las más variadas clases de sustancias y derivar de éste el comportamiento de las sustancias; Argumentar de manera fundada durante las discusiones acerca de las sustancias que ponen en peligro la salud, basándose en la materia; Llevar a cabo experimentos con sustancias orgánicas y evaluarlos; III.4

REACCIONES DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN / ELECTROQUÍMICA

Las alumnas y los alumnos pueden: Aplicar el principio de donador-receptor a reacciones con transferencias de electrones; Identificar reacciones de oxidación-reducción con la ayuda de las cifras de oxidación; Describir la configuración de una célula galvánica; nombrar y describir los procesos más importantes de la electrólisis y de las células galvánicas; Explicar la configuración y la función de la célula-media estándar de hidrógeno; Aplicar la tabla estándar de potenciales para predecir las reacciones electroquímicas; Comparar las fuentes de corriente convencionales con sus desarrollos actuales y futuros, con las fuentes electroquímicas de corriente; Describir la posibilidad de almacenar energía electroquímica; Explicar la relación entre la concentración de iones y la diferencia de potencial cuantificable en células galvánicas; Llevar a cabo y evaluar experimentos electroquímicos.

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PROGRAMA DE ESTUDIOS CLASE 8

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Tema 1: Los materiales, las sustancias y sus caracter ísticas Con esta área de estudios las alumnas y los alumnos aprenden a conocer materia nueva, además de nuevas técnicas de trabajo. Ellos diferencian las sustancias observando y analizando sus características. De allí se deriva una primera división en sustancias puras y mezclas de sustancias. Al analizar las características de las sustancias y separar las mezclas de las sustancias, las alumnas y los alumnos se familiarizan con importantes técnicas y reglas de la experimentación. Las alumnas y los alumnos aprenden desde un principio a observar con exactitud, utilizando todos sus sentidos, aprenden a describir las observaciones hechas y a interpretarlas científicamente. Mediante la interpretación de los resultados practican una forma de pensar creativa, consecuente y crítica, saben expresar con palabras propias lo que han observado y poco a poco saben llevar éstas descripciones al lenguaje técnico. Las alumnas y los alumnos reconocen el significado que tiene un modelo desde el punto de vista de las Ciencias Naturales, en el sentido de que el modelo es una representación o concepción creada por el ser humano, de algo a lo cual no tiene acceso mediante su percepción normal. En este contexto las alumnas y los alumnos aprenden que no se le pueden atribuir a las partículas individuales de las sustancias, las mismas características que tienen las sustancias en sí. TEMAS 1.1

Primera introducción a la Química, su importancia y aplicaciones

1.2

Características de algunas sustancias sólidas, líquidas y en forma de gas, determinación cuantitativa de esas características

1.3

Mezclas de sustancias y sustancias puras Determinación de conceptos: las sustancias puras, las mezclas de sustancias; heterogéneas, homogéneas; separación de mezclas de sustancias en

INDICACIONES DE CONTENIDO / ACLARATORIAS METODOLÓGICAS Qué es la QUÍMICA? La Química como ciencia natural Temas de la Química Breve esbozo histórico Areas de aplicación El concepto de materia o sustancia Peligros en el manejo de químicos y sustancias peligrosas Analizar y describir los cambios en los estados de agregación, de combustión y en la solubilidad Realizar experimentos para determinar la densidad, Kp, Fp Explicar las relaciones existentes entre el estado de agregación y la temperatura en los casos de sustancias escogidas Caracterización de las sustancias Reconocer, ordenar y clasificar en base a sus características Evaluar experimentos, hacer prácticas de observación y de elaboración de protocolos o informes Definiciones desde el punto de vista fenomenológico en base a ejemplos escogidos Análisis de mezclas de sustancias compactas o sólidas y soluciones Otros ejemplos: humo, neblina, espuma,

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base a sus diferentes características físicas

1.4

aleaciones Separación de mezclas de sustancias – su relación con la práctica; por ejemplo el petróleo, Chocolate, tableta efervescente Procedimientos: entre otros la destilación, la cromatografía, la filtración, la evaporación, la extracción, etc. Introducción a la forma de pensar en base a modelos Modelo y realidad Explicar los cambios que ocurren en el estado de agregación, de disolución, de destilación, de cristalización y de sublimación

Introducción al concepto de partícula Estado de agregación y difusión

Tema 2: Materiales, sustancias y sus reacciones En base a ejemplos sencillos, que corresponden a las experiencias cotidianas de las alumnas y los alumnos se ilustran las características de las reacciones químicas. Ellos formulan como características principales la transformación de la materia en relación a la transformación de la energía y reconocen la diferencia en relación al cambio del estado de la materia o la sustancia. Las alumnas y los alumnos llevan a cabo experimentos sencillos, describen sus observaciones y adquieren más habilidades en la elaboración de protocolos o informes. Desarrollan de manera incipiente la capacidad de trabajar y solucionar determinadas tareas en cooperación con otros alumnos. A partir de las características de las reacciones químicas, las alumnas y los alumnos analizan la relación que existe entre las condiciones de una reacción y la manera en que se desarrolla la misma, esto lo hacen en base al ejemplo de encender un fuego y combatir incendios. En éste caso aumentan sobre todo su capacidad de argumentar los motivos específicos que tienen, de medir y de evaluar ciertas maneras de actuar, asimismo derivan conclusiones en relación a un comportamiento que considera y toma en cuenta tanto el interés individual, como el interés colectivo. Gracias a ejemplos seccionados las alumnas y los alumnos amplían sus conocimientos acerca de los tipos de reacciones, la oxidación y la reducción; en base al ejemplo de la reacción de la oxidación-reducción, explican la posibilidad de revertir las reacciones químicas y la acción conjunta de las reacciones parciales. Las transformaciones de sustancias o materias tanto de la naturaleza como de la técnica, son utilizadas como ejemplos en los cuales se aplican las reacciones de oxidación y reducción. Mediante comparaciones entre los distintos procesos, las alumnas y los alumnos aprenden a definir la reacción de oxidación-reducción como un tipo de reacción que se basa en la relación de los elementos entre sí y la separación de los elementos del oxígeno, también aprenden a diferenciarla de otras formas de reacción.

TEMAS

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2.1 2.2

El significado de las reacciones químicas

Descubrimientos importantes en relación a las reacciones químicas Transformación de las sustancias / transformación de la energía Realizar o llevar a cabo reacciones químicas sencillas, describirlas y luego elaborar un protocolo o informe Formación de óxido y de sulfuro en el caso de metales escogidos específicamente Descripción de los cambios energéticos Comparación entre eductos y productos de acuerdo a sus características Explicar fórmulas con palabras en base a ejemplos sencillos

Las características de las reacciones químicas La configuración y el fraccionamiento de los materiales Síntesis y análisis Elemento y conexión Metal y no metal Reacciones exotérmicas y endotérmicas Energía de activación

2.3

2.4

Lavoisier (1743 – 1794) Scheele (1742 – 1786) Diferencias entre la combustión con oxígeno puro y con aire

Aire, oxígeno, óxido El aire como mezcla de gases, composición del aire Características del oxígeno Oxidación como reacción con el oxígeno Combustión Reacciones de oxidación-reducción Reducción como posibilidad de revertir la oxidación Reacción de oxidación-reducción también en la técnica

Reducción de un óxido de metal Prácticas de los alumnos Introducción al concepto de oxidaciónreducción El proceso de los altos hornos / procedimiento aluminotérmico Medios de oxidación / medios de reducción Reversibilidad de reacciones parciales de oxidación y reducción Manipulación de un extintor de fuego

Encender un fuego, protección contra incendios/ combatir un incendio

Tema 3: Agua e hidrógeno Las alumnas y los alumnos comprenden el papel fundamental y amplio que tiene el agua en la naturaleza. Comienzan a conocer las soluciones ácidas y alcalinas como productos de la reacción de los óxidos con el agua. Hacen el descubrimiento de que el agua líquida puede transformarse en los gases hidrógeno y oxígeno, lo cual amplía los conceptos que se han formado en su vida cotidiana. TEMAS

INDICACIONES DE CONTENIDO / ACLARATORIAS METODOLÓGICAS

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3.1

Características e importancia del agua Análisis y síntesis del agua

3.2

Soluciones ácidas, neutras y alcalinas Indicadores / escala del pH

3.3

Características e importancia del hidrógeno

Solubilidad del oxígeno en relación a la vida en el agua Ciclos del agua Prácticas de los alumnos Indicadores naturales Las frutas del Sur El valor del pH en la publicidad

El hidrógeno como portador de energía Peligros en el manejo del hidrógeno y de otros gases combustibles Descubrimientos de Döbereiner

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PLAN DE ESTUDIOS CLASE 9

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Tema 1: Principios básicos de la Química y la construcción del átomo / Tabla Periódica de los Elementos TPE Las alumnas y los alumnos aprenden a conocer los átomos y las moléculas como tipos de partículas de la materia. Las alumnas y los alumnos amplían su concepto acerca de los modelos, gracias a las definiciones de los elementos, los símbolos y las fórmulas, los cuales son los signos químicos de los materiales. Las alumnas y los alumnos saben aprovechar los conocimientos derivados de la „Ley de la Conservación de las Masas‟, asimismo reconocen que la agrupación de las partículas es otra característica de las reacciones químicas, y así, gracias a su trabajo experimental, obtienen sus primeras experiencias en relación a una observación cuantitativa. Durante las clases las alumnas y los alumnos se familiarizan con el proceso que significa encontrar un camino para conocer las leyes, ya que en un principio se formulan suposiciones y luego éstas se corroboran y se prueban gracias a los experimentos. Al hacerlo, también siguen desarrollando su capacidad de trabajar diferenciadamente en grupos, con otros alumnos, y a sistematizar los resultados.

TEMAS 1.1 Modelos de átomos Modelo de esfera, Modelo de núcleo – capa o envoltura Modelo de conchas Hipótesis del átomo de Dalton

1.2 Configuración del átomo y su posición en la Tabla Periódica TPE en el caso de los grupos principales de elementos

1.3 Símbolos como signos de la Química

Sustancias moleculares Enlaces moleculares

INDICACIONES DE CONTENIDO / ACLARATORIAS METODOLÓGICAS Comparación - de acuerdo al nivel de conocimientos alcanzados – entre las diferentes concepciones ilustradas en los modelos de la configuración del átomo Ampliación del concepto de partícula: Núcleo (protón, neutrón, cifra de masa, cifra de carga del núcleo), capa (electrones, niveles de energía, electrones externos) Introducción al concepto de elemento Reconocimiento del logro histórico de MENDELEJEW y MEYER Aplicación de los conocimientos acerca de la configuración del átomo en el caso de los elementos que se indican, pertenecientes a los grupos principales Reproducción de la relación entre la configuración del átomo y la posición del elemento en la TPE Repaso o revisión global de los desarrollos históricos Interpretar el significado cualitativo y cuantitativo de los signos químicos (símbolos) en base al ejemplo de los metales Ejemplos: Hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, agua, dióxido de carbono Aplicar conceptos en base a modelos Analizar las características y describir

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Características de la materia 1.4 Fórmulas como signos o símbolos químicos

Valor de los átomos

Cantidad de materia, mol, masa molar

1.5 Ley de las proporciones constantes

1.6 Enlaces del átomo como enlaces de pares de electrones

1.7 Ecuaciones químicas Características de las reacciones químicas

Ley de la conservación de las masas Ecuaciones de reacción

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los resultados Describir el significado cualitativo y cuantitativo de las fórmulas Elaborar fórmulas acerca de la composición de los átomos, de las relaciones de volumen de los compuestos y las relaciones entre los átomos Ejercicio en base a ejemplos escogidos Introducción del concepto bajo un aspecto específico: El valor máximo de oxígeno corresponde al número de electrones externos del elemento Elaborar fórmulas fáciles para los enlaces de óxidos y de sulfuros de elementos escogidos Reconocer la proporcionalidad entre la cantidad de materia y el número de partículas, al igual que entre la cantidad de materia y la masa (AVOGADRO) Explicar las relaciones existentes entre las partículas individuales, el número de partículas y los símbolos químicos Interpretar las relaciones entre las leyes que rigen en la naturaleza, tomando en cuenta la fórmula elaborada Explicar las relaciones existentes entre los enlaces en el caso de materiales escogidos y en el caso de las moléculas, por ejemplo de: cloro, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, carbono, dióxido de carbono Practicar el pensar en modelos Fórmula en la manera de escribir de LEWIS Definición Elaborar ecuaciones con palabras La descripción como un signo de las reacciones químicas Describir las reacciones químicas como la transformación de materia y de energía asociada con un reagrupamiento de las partículas Ilustrar la manera en que se logró obtener un conocimiento realizando un experimento Elaborar ecuaciones para ilustrar reacciones sencillas (oxidaciones, reacciones de metales con azufre) Ejercicios para distinguir los símbolos,

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las fórmulas y las ecuaciones 1.8 Cálculo de la masa y el volumen, cálculos sencillos de mediciones

Elaborar una secuencia de pasos para el cálculo sencillo de la masa, utilizando los conocimientos de la proporcionalidad Adquirir habilidades para solucionar cálculos sencillos de mediciones Explicar cómo se relacionan la cantidad de materia con su volumen, utilizando ejemplos de reacciones escogidas como por ejemplo: la síntesis y el análisis del agua y del hidróxido de cloro Transferir la secuencia de pasos requerida para calcular la masa, a las tareas para calcular el volumen Hacer ejercicios de cálculos sencillos de volumen en base a ejemplos

Condiciones del volumen en el caso de reacciones de gases

Ley de Avogadro Definición de volumen molar

Tema 2: Metales alcalinos / metales alcalinotérreos / halógenos / halogenuros o haluros Las alumnas y los alumnos están en capacidad de aplicar a determinados elementos (metales halógenos y alcalinos, metales alcalinotérreos) los conocimientos que han adquirido acerca de la configuración del átomo, las características de los elementos y su posición en la Tabla Periódica TPE. Al hacerlo, las alumnas y los alumnos reconocen que los elementos químicos pueden ser ordenados en grupos de elementos, de acuerdo a la similitud de sus características. Ellos interpretan la periodicidad de algunas características gracias a la configuración del átomo, sobre todo en cuanto a las relaciones entre el número de electrones externos y el comportamiento reactivo. El análisis experimental de los haluros y la interpretación de los resultados obtenidos en los experimentos realizados, conducen en el área submicroscópica, al modelo de los iones y a la descripción de determinados haluros como enlaces entre iones. Las fuerzas que conducen a la formación de cristales de iones, son descritas por las alumnas y los alumnos como enlaces iónicos o heteropolares. Las alumnas y los alumnos continúan el camino ya iniciado en las clases precedentes, el cual deben recorrer para obtener los conocimientos (experimento- ley- conocimiento). Están en capacidad de aprovechar la posibilidad de trabajar diferenciadamente en el tratamiento de distintos grupos de elementos.

TEMAS

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2.1

Grupos de elementos de metales alcalinos, metales alcalinotérreos y halógenos

2.2 Relación entre el comportamiento reactivo y el orden de los electrones

2.3 Halogenuros o haluros Combinaciones entre metales alcalinos y halógenos Ejemplos de haluros

Reacción a la formación de haluros de los elementos / combinaciones de iones Características de los haluros

Configuración de la haluros

Características de cada uno de los grupos de elementos Comparar los grupos de elementos y describir las similitudes y las diferencias dentro de cada uno de los grupos de elementos El significado de los halógenos como veneno o como componente de algunos medicamentos FCKW Expansión de los conocimientos acerca de la capa de átomos: electrones de valencia, regla del octeto, ordenamiento de los electrones Analizar el comportamiento reactivo de elementos individuales Hacer comparaciones entre los distintos comportamientos reactivos, fundamentadas en cómo se relacionan con el ordenamiento de los electrones Reconocer la similitud escalonada en el comportamiento reactivo Mostrar en base a ejemplos combinaciones de cloro y bromo con metales La importancia de las materias primas como componentes de fertilizantes minerales, como componentes de aguas curativas, como productos de mercadeo durante la Edad Media (incluir sucesos locales) Describir y fundamentar el proceso reactivo en la formación de haluros a partir de los elementos Hacer pruebas relacionadas con la solubilidad de los haluros, así como la capacidad conductora de ciertas soluciones y fundiciones Explicar los fenómenos con partículas cargadas eléctricamente en libre movimiento Definición Describir la formación de iones (aniones, cationes)

Iones / Red iónica, electrovalente o heteropolar / cristal de iones

Formular las ecuaciones de los enlaces iónicos Describir la formación de redes iónicas y cristales de iones Seite 18 von 36

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Fórmula de relación de los enlaces iónicos Ilustrar las ecuaciones de la formación y la disolución de cristales de iones y presentarlas como reacciones reversibles

Tema 3: Tipos de enlaces químicos Mediante la sistematización de los conocimientos obtenidos en el Nivel de Clase 8 y en el segundo tema del nivel de Clase 9, en relación a los enlaces químicos, las alumnas y los alumnos amplían su comprensión del modelo, como conceptualización que ilustra la configuración de la materia. Logran alcanzar un nivel más elevado en la ilustración de las relaciones de enlace, gracias al aprovechamiento de los postulados de la electronegatividad, al hacer un estimado de la polaridad de los enlaces y establecer el carácter dipolar de las moléculas. Experimentan la introducción en las valencias de los electrones y la fórmula del trazo de la valencia, como una preparación para comprender el idioma de los signos químicos en el ámbito de la química orgánica. Los enlaces de los metales se reconocen como una nueva forma de enlace. Las alumnas y los alumnos están en capacidad de ilustrar, en el caso de todos los ejemplos presentados durante clases, la relación que existe entre la estructura y las características de todos los tipos de enlaces. TEMAS 3.1 Enlace de iones como tipo de enlace químico 3.2 Enlace de átomos como tipo de enlace químico Características de los tipos de enlace Electronegatividad

Polaridad de enlace / Moléculas dipolares

3.3 Enlaces de metales como tipos de enlace químicos

INDICACIONES DE CONTENIDO / ACLARATORIAS METODOLÓGICAS Definición Ejemplos Explicar las diferencias y caracterizar los diferentes tipos de enlace Definirlos y utilizarlos para estimar las relaciones de los enlaces Comparación de los tipos de enlace Describir la distribución de pares de electrones estableciendo si son o nó enlaces en la molécula Aplicar la manera de escribir de LEWIS hacia el área de la manera de escribir las valencias (fórmula del trazo de la valencia) Describir los enlaces de metal Examinar las características en base a ejemplos seleccionados

Características de los metales: capacidad conductiva tanto eléctrica, como de calor, maleabilidad, pueden ser derretidos o fundidos, tienen brillo

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Rejilla de metal / cristal de metal

Describir la configuración de la rejilla de metal y del cristal de metal Ampliar la relación entre la estructura y las características, es decir, tratar las características en relación a su utilización

Tema 4: Ácidos – Bases - Sales Al ilustrar las soluciones ácidas y las alcalinas y al examinar sus características, las alumnas y los alumnos encuentran el acceso al grupo correspondiente de sustancias. Saben manipular con seguridad las sustancias ácidas y las bases, sabiendo que son sustancias peligrosas. Las alumnas y los alumnos definen los ácidos y las bases en el nivel material y de acuerdo a ARRHENIUS. Gracias a los indicadores, las alumnas y los alumnos aprenden a conocer por primera vez los reactivos demostrativos. La reacción de los ácidos y las bases es descrita por las alumnas y los alumnos como neutralización y ellos reconocen, que las soluciones salinas son el producto de estas reacciones. También se les explican otras reacciones de formación de sales en base a ejemplos. Apoyándose en esos conocimientos y repitiendo los experimentos, las alumnas y los alumnos conocen los enlaces, características y utilización de las sales y también aprenden a conocer las reacciones de demostración para los casos de iones importantes. Las alumnas y los alumnos pueden demostrar el significado que tiene la neutralización en el tratamiento de las aguas servidas y cómo influye en la reacción de los suelos, gracias a ejemplos escogidos. De acuerdo a las posibilidades que les ofrezca el colegio, las alumnas y los alumnos aprovechan las formas de aprendizaje social e interdisciplinario, y son cada vez más autónomos.

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TEMAS

INDICACIONES DE CONTENIDO / ACLARATORIAS METODOLÓGICAS

4.1 Representación y análisis de soluciones alcalinas y ácidas Comportamiento de ácidos y bases en soluciones acuosas

Definición de ácido y base de acuerdo a ARRHENIUS

Indicadores del valor de pH

4.2 Neutralización

Aplicar y hacer ejercicios para desarrollar la capacidad de trabajar experimentalmente y de elaborar los protocolos o informes correspondientes Describir los procesos a nivel de la materia y a nivel de las partículas Elaborar esquemas de reacción y ecuaciones de iones Formular ecuaciones generales de acuerdo a la definición a nivel de la materia Explicar si los indicadores son adecuados (Lackmus, fenolftaleína, Unitest) para la identificación de ácidos y bases, demostrar la presencia de iones H+- y OH-Prácticas de las alumnas y los alumnos en relación a la neutralización Titrimetría de neutralización Describir los cambios que ocurren en la reacción del ácido clorhídrico con una solución de hidróxido sódico, en cuanto a la materia, la energía, y a nivel de las partículas Elaborar el esquema de reacción, la forma de escribir los iones Reconocer la importancia de la neutralización al ser utilizada para la eliminación de soluciones ácidas y alcalinas

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4.3 Reacciones de formación de sales Sales como el producto de las reacciones de neutralización Otras reacciones de formación de sales

Configuración y características de las sales

Demostración de la existencia de iones y demostración del dióxido de carbono en la sales

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Describir cómo se producen las sales durante la reacción de neutralización y de la formación de rejillas y cristales de iones Explicar cómo se forma la sal al reaccionar los ácidos con el metal y con el óxido de metal Caracterizar a los haluros como sales Determinar la forma de enlace de las sales y derivar de allí características importantes Describir y llevar a cabo las reacciones demostrativas del dióxido de carbono y los iones de cloro, bromo, carbonato y sulfato Elaborar esquemas de reacciones

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PLAN DE ESTUDIOS CLASE 10

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Tema 1: Carbono y los enlaces inorgánicos del carbono

TEMAS

INDICACIONES DE CONTENIDO / ACLARATORIAS METODOLÓGICAS Describir las características del grafito/ diamante / batán Enlace cuádruple del carbono Deducir las posibilidades de uso del grafito / diamante y batán Explicar la configuración estructural de las modificaciones La importancia del diamante en Venezuela Óxidos de carbono: monóxido de carbono / dióxido de carbono Describir las características Derivar sus posibilidades de uso Ácidos carbónicos – Significado y uso Describir el ciclo natural del carbono Describir el ciclo técnico del carbono y su significado Piedra caliza / carbonatos / carbonatos de hidrógeno como enlaces de iones Relación con el medio ambiente

1.1 Modificaciones del carbono

1.2 Enlaces inorgánicos del carbono

Tema 2: Petróleo / Gases e hidrocarburos sencillos En base a muy pocos ejemplos demostrativos que han sido seleccionados para éste fin, las alumnas y los alumnos de nivel de la Clase 10 pueden reconocer la relación que existe entre la estructura de la molécula y las características de las sustancias y materias; asimismo reconocen la importancia de los hidrocarburos, ya que éstos proveen la materia prima y la energía requeridas, también reconocen los problemas que se presentan con los hidrocarburos halogenados en cuanto a la protección del medio ambiente. El docente escoge los ejemplos de tal manera que sean suficientes como para tratar el tema de la observación de las estructuras y del comportamiento reactivo de las sustancias orgánicas y éstos sean acertados para la fase de calificación.

TEMAS 2.1 Petróleo y gas como combustibles fósiles y materias primas Composición y utilización

INDICACIONES DE CONTENIDO / ACLARATORIAS METODOLÓGICAS Aspectos históricos Reproducir la información acerca de la situación general de la materia prima y la energía Valorar el aprovechamiento de los combustibles fósiles

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Destilación del petróleo y productos derivados de la destilación

Consecuencias del aprovechamiento de los combustibles fósiles para la ecología

2.2 Alcanos como hidrocarburos saturados Concepto: Química orgánica Enlaces en los alcanos, estructura molecular, isometría Nomenclatura Características y comportamiento reactivo

Sustitución

Series homólogas

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Describir los procesos de destilación del petróleo y nombrar los productos derivados de la destilación (benzina, gasolina, petróleo, aceites combustibles, fuel oil, aceites lubricantes) Explicar las relaciones que existen entre las posibilidades de separación e intervalos de ebullición Enumerar las consecuencias: efecto invernadero, emisión de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno Describir las medidas aplicadas para aminorar el impacto: d e s u l f u r a c i ó n , utilización de catalizadores para los vehículos Posición destacada e importancia que tiene el petróleo para Venezuela Delimitación histórica y moderna Caracterización de la composición elemental de los enlaces orgánicos Nombrar los elementos más importantes Explicar la configuración espacial de las moléculas Utilizar modelos para reconocer la estructura molecular Hacer ejercicios con ejemplos sencillos Examinar y describir las características (estado de agregación, combustibilidad, punto de ebullición y de fundición) dependiendo del tamaño de la molécula Trabajar con esquemas generales Reproducir las informaciones mostradas mediante tablas Utilizar ejemplos específicamente seleccionados Fundamentar las medias de seguridad que se requieren el manejo de los alcanos (por ejemplo: botellas de gas comprimido, tanques) Explicar la sustitución en base al ejemplo de la reacción de los halógenos Formular las ecuaciones de reacción Discutir acerca de las emisiones de los hidrocarburos que son venenosas para el medio ambiente Comparar distintas sustancias Elaborar las características de una serie

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homóloga Definición 2.3 Hidrocarburos acetilénicos como hidrocarburos no saturados Cracking del petróleo Enlace del etano y etino, al igual que su estructura molecular (enlaces múltiples) Nomenclatura Características y comportamiento reactivo La adición como forma de reacción Formación de macromoléculas mediante la polimerización

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Descripción del proceso, elaborar ecuaciones de reacción Explicar la configuración Definición: enlaces no saturados Ampliación del concepto de modelo en el caso de los alcanos Complementarlo mediante ejemplos silustrativos Explicar la adición en base al ejemplo de las reacciones con bromo Experimentos para demostrar los múltiples enlaces con agua de bromo Reconocer la importancia de los hidrocarburos no saturados como sustancias primarias para la elaboración de macromoléculas en base a los ejemplos del PVC y PE Desarrollar las ecuaciones de reacción (con fórmulas de sumas) Indicaciones en referencia a la fabricación de PS

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Tema 3: Química orgánica - Parte 1: Alcoholes / Alcanoles / Compuestos de carboxilo / Acidos carboxílicos u orgánicos Las alumnas y los alumnos profundizan sus conocimientos en cuanto a la relación que hay entre la estructura de la molécula y el comportamiento reactivo, en base a los derivados de oxígeno de los hidrocarburos. Al hacerlo, siguen desarrollando su capacidad de transferir los conocimientos de la materia que ya conocen. El saber acerca de los efectos que tienen grupos funcionales importantes sobre reacciones específicas de grupos de sustancias son los requisitos preliminares para comprender muchas características de materiales naturales y sintéticos. De acuerdo a la escogencia de los ejemplos tratados, las alumnas y los alumnos reconocen la importancia que tienen tales materiales y sustancias en la vida cotidiana. TEMAS 3.1

Alcoholes

Etanol

Elaboración

Características, uso y efecto fisiológico

Estructura molecular

Serie homóloga- nomenclatura

3.2

Enlaces o compuestos de carboxilo Aldehídos Estructura molecular: El grupo de los aldehídos como grupo funcional

INDICACIONES DE CONTENIDO / ACLARATORIAS METODOLÓGICAS Introducción al concepto de alcoholes Definición: grupo de hidroxilo como grupo funcional Mostrar las posibilidades de elaboración o fabricación Descripción de la elaboración mediante la fermentación alcohólica Ecuación de suma Examinar y describir las características (estado de agregación, combustibilidad, solubilidad, miscibilidad) Explicar lo referente al peligro de adicción Configurar la fórmula del trazo de la valencia de la manera simplificada y la manera ampliada Explicar la formación de los nombres Series homólogas de los alcanoles Examinar y describir las características (estado de agregación, combustibilidad, solubilidad, miscibilidad) Comparación con alcanos Introducción al concepto de aldehídos

La importancia del metanol acción antibacteriana, veneno celular, veneno del medio ambiente Cetonas Grupo de carbonilos como grupo funcional Seite 27 von 36

Definición de un grupo funcional Indicación de una serie homóloga Describir las relaciones de enlaces Metanol (formaldehído) como veneno del medio ambiente Introducción al concepto de las cetonas Información acerca de su estructura, comparación con los alcanales Mostrar su importancia biológica

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Importancia y utilización Ejemplo: Acetona 3.3

Ácidos carboxílicos u orgánicos, Representantes importantes tales como el ácido de metano y el etano

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Introducción del concepto: Ácido carboxílico u orgánico El grupo de los carboxílicos como grupo funcional Examinar y describir las características (estado de agregación, solubilidad) Reacciones con otras sustancias (metales / lejías) Configurar la fórmula del trazo de la valencia de la manera simplificada y la manera ampliada Explicación de la formación del nombre Significado de los ácidos carbónicos en el hogar Interpretar la fórmula del trazo de la valencia

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PLAN DE ESTUDIOS CLASE 11 / 12

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Tema 1: Equilibrio químico – Fundamentos de la Ley de acción de las masas (LAM) En las Clases 11 y 12 las alumnas y los alumnos examinan las diferentes reacciones de equilibrio. La gama de temas se extiende desde la interpretación cinética hasta la termodinámica. Los temas de éste nivel siempre se observan bajo el aspecto del equilibrio químico. Esto es más válido aun porque aquí en principio no se introducen contenidos nuevos, más bien se contemplan los temas ya conocidos, pero bajo los puntos de vista de la química del equilibrio y la termodinámica. Esta manera de proceder hace posible que las alumnas y los alumnos puedan desarrollar sobre todo su capacidad metodológica, d e t a l m a n e r a q u e los varios temas que tratan sobre el equilibrio químico pueden ser relacionados y analizados desde una perspectiva más amplia. Ellos aprovechan sus conocimientos matemáticos y obtienen datos seguros en cuanto a las características del equilibrio químico y la dependencia de las reacciones de equilibrio, derivándolas de la ley de acción de las masas. Las alumnas y los alumnos se informan acerca de las operaciones referidas a las reacciones químicas y a las síntesis técnicas. En la medida en que exista esa posibilidad, las alumnas y los alumnos pueden utilizar la computadora para la simulación y el aprovechamiento en condiciones distintas.

TEMAS 1.1 Velocidad de reacción y su dependencia de la concentración y la temperatura

1.2 Reversibilidad de las reacciones 1.3 El estado de equilibrio químico

1.4 Ley de efecto de masa (LEM)

INDICACIONES DE CONTENIDO / ACLARATORIAS METODOLÓGICAS Experimentos en relación a la velocidad de reacción Catálisis Elaborar ecuaciones de velocidad Interpretar las constantes de la velocidad Indicar las reacciones de primer orden y las de orden más elevado Repetición de los conocimientos acerca de reacciones reversibles Descripción del estado Regulación y características del equilibrio químico Experimentos de regulación como modelos Explicación del concepto constante de equilibrio (Ce) Solubilidad y equilibrios de solubilidad como posibles ejemplos Deducción cinética de la ley de efecto de masa a partir de las ecuaciones de velocidad Cálculo de constantes (Kc, Kp) de operaciones de sustancias Cálculo de operaciones de reacciones

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1.5 Principio de Le Chatelier

1.6 El procedimiento técnico como aplicación

con constantes dadas, con una diferencia de estequiometría igual a cero Indicar la relación entre Kc y Kp Cómo se influencia la situación del equilibrio químico de acuerdo a LE CHATELIER Procedimientos posibles Procedimiento Haber – Bosch o procedimiento de doble contacto

Tema 2: Ácidos – Bases – Equilibrios ácido-base en sustancias acuosas Las alumnas y los alumnos amplían sus conocimientos en cuanto a las reacciones ácido-base. Examinan soluciones ácidas y alcalinas como sistemas de equilibrio y discuten el significado de la constante ácido- base y del valor del pH. Al hacer los cálculos del valor del pH amplían su capacidad de reconocer y comprender las relaciones de estequiometría. Las alumnas y los alumnos practican y llevan a cabo un análisis de medición y revisan sus resultados, en lo posible utilizando la computadora. Al evaluar las reacciones de neutralización los alumnos pueden deducir cuáles sustancias son aptas para eliminar los venenos que contaminan el medio ambiente. TEMAS 2.1 Autoprotólisis del agua Aplicación de la ley de masas Otras autoprotólisis

2.2 Teoría de BRÖNSTED Ampliación de la teoría ácido-base

Pares correspondientes ácido-base

2.3 El valor del pH Determinación del valor del pH Cálculo del valor del pH

INDICACIONES DE CONTENIDO / ACLARATORIAS METODOLÓGICAS Conceptualización matemática del equilibrio del agua El producto de los iones del agua Discusión del desplazamiento del equilibrio del agua debido a la acción o influencia de diversas sustancias Definición de ácidos y bases de acuerdo a BRÖNSTED Reacciones de algunas sustancias con el agua, evaluación de las reacciones mediante la teoría de BRÖNSTED Observación de pares ácido-base El efecto de los anfóteros Experimentos de reacciones ácido-base de distintas sustancias Soluciones de ácidos y bases fuertes Definición del valor del pH (matemáticamente) Experimentos para determinar los valores del pH de soluciones acuosas Cálculo de los valores del pH de ácidos y bases fuertes

Determinación aproximada de los Seite 31 von 36

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valores del pH de ácidos y bases débiles Deducción de la ley de masas Interpretación de las constantes ácidobase Observación cuantitativa de la acidez y la basicidad

2.4 Valor KS- y KB , valor pKS- y pKB Constantes ácido-base

2.5 Titrimetría de neutralización

Llevar a cabo las titrimetrías de ácidobase con indicación del color Discusión acerca de la escogencia del indicador adecuado Llevar a cabo la titrimetría de ácidobase con la escala del pH Cálculo de las concentraciones de soluciones de prueba Dibujar e interpretar las curvas de titrimetría

Tema 3: Química orgánica – Parte 2: TEMAS

INDICACIONES DE CONTENIDO / ACLARATORIAS METODOLÓGICAS Examinar y describir las características de los alcoholes (estado de agregación, combustibilidad, solubilidad, miscibilidad) División en alcoholes primarios / secundarios / terciarios Serie de oxidación de los alcoholes Describir la reacción del etanol con indicadores y metales no nobles Caracterizar la forma de reacción correspondiente Desarrollar ecuaciones de reacción

3.1 Alcoholes / Alcanoles Ampliación de la materia vista en la Clase 10

3.2

Enlaces carboxílicos u orgánicos Aldehídos Ampliación de la materia vista en la Clase 10 Estructura de la molécula: Grupo de aldehídos como grupo funcional

Importancia del metanol o formaldehído, acción antibacterial, veneno celular, veneno del medio ambiente Cetonas Seite 32 von 36

Prueba del grupo funcional Prueba FEHLING, P r u e b a TOLLENS, d e m o s t r a c i ó n c o n e l r e a c t i v o d e SCHIFF Aldehídos como productos de oxidación de alcoholes

Discusión del efecto cancerígeno y de su efecto como disolvente, de su acción desinfectante, así como materia básica

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Grupo carboxílico como grupo funcional Importancia y utilidad

3.3

para la síntesis, metanol (formaldehído) como veneno del medio ambiente Valoración del aprovechamiento Cetonas c o m o p r o d u c t o s d e l a o xidación de alcoholes secundarios Información acerca de la estructura, comparación con los alcanales (aldehídos alifáticos saturados) Demostrar su importancia biológica

Ácidos carboxílicos Ampliación de la materia vista en la Clase 10 Otros ejemplos de Ácidos carboxílicos Ácidos carboxílicos con varios grupos funcionales en la molécula Ejemplo: Ácido oxálico Ejemplo: Ácido láctico

Ejemplo: Aminoácidos

Formación de los péptidos

3.4 Esteres / grasas / sustancias tensioactivas Formación de los ésteres: Reacción de ácidos inorgánicos y orgánicos con alcoholes

Sustitución como tipo de reacción Importancia de los ésteres

Grasas como ésteres de ácidos monocarboxílicos y glicerol

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Titrimetría de ácidos como procedimiento analítico de medición, elaborar protocolos o informes Concepto: Ácidos dicarboxílicos Características Ácido láctico con grupos de hidroxilo como otros grupos funcionales en la molécula Características Grupos de aminoácidos como grupo funcional en la molécula Especificar la importancia de los aminoácidos para la existencia de los seres vivos Interpretar la fórmula de trazo de la valencia y derivar las posibles reacciones Reconocer la posibilidad de formación de la macromolécula-péptido-estructura Importancia / referida a la Biología Experimentos para formar ésteres Examinar los cambios de las características de las sustancias Indicaciones sobre el intercambio o metabolismo insuficiente de materias Describir el proceso de reacción (mecanismo de reacción) Formular e interpretar ecuaciones de reacción Nombrar ésteres importantes (grasas, ceras)

Utilización en productos cosméticos, como esencias de olor y como disolventes; hacer indicaciones en cuanto a los venenos que afectan a

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los nervios Explicar la configuración de las grasas en base a un ejemplo, i n d i c a r s u i m p o r t a n c i a en los sistemas biológicos Fabricación de jabón (referencia histórica) Productos de limpieza modernos – División / Utilización / Problemática del medio ambiente

Jabones Sustancias tensioactivas

Tema 4: Reacciones de oxidación-reducción / Electroquímica Las alumnas y los alumnos aplican los conocimientos adquiridos previamente en cuanto a la configuración del átomo y las reacciones de oxidación-reducción y los amplían mediante observaciones específicamente cuantitativas. Investigan los procesos de oxidación-reducción química como procesos electroquímicos con la formación de un potencial correspondiente. A partir de las observaciones energéticas, las alumnas y los alumnos deducen las posibilidades de obtener efectivamente energía y discuten sus alternativas. Al hacerlo, el tema central es la relevancia que tienen para el medio ambiente los elementos electroquímicos que se pueden volver a cargar y las variantes de cómo cargarlos, las alumnas y los alumnos en éste caso discuten los procesos y sus efectos sobre los elementos electroquímicos bajo condiciones estándar. En base a la electrólisis de las reacciones de oxidación-reducción las alumnas y los alumnos además conocen por ejemplo el principio de donador-receptor y lo aplican a las reacciones de oxidación-reducción que transcurren voluntariamente. Al tratar el tema referido a algunas fuentes de tensión, ven cómo los procesos electroquímicos pueden ser aprovechados para obtener y almacenar energía. TEMAS 4.1 Oxidación y reducción como paso de electrones

4.2 Cifras de oxidación

4.3 Serie de tensión electroquímica / elemento galvánico

INDICACIONES DE CONTENIDO / ACLARATORIAS METODOLÓGICAS Ampliación del concepto de oxidaciónreducción Principio del Donador – Receptor Medios de oxidación y medios de reducción Reacciones Redox de elementos de grupos principales y grupos secundarios Manejo seguro al determinar las cifras de oxidación (también de enlaces orgánicos) Reconocer las causas que conducen a la formación de un potencial de oxidación-reducción al disolver un electrodo en una solución electrolítica, incluir los conocimientos acerca de las etapas de oxidación de los elementos del grupo secundario y las series de tensión electroquímica

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De metales nobles y metales no nobles

Electrodos estándar de hidrógeno Electrolitos

Ánodo / Cátodo

4.4

Electrólisis

La importancia comercial de las electrólisis

4.5

Ejemplos de reacciones electroquímicas

Corrosión electroquímica

División en metales nobles y no nobles, hacer los experimentos correspondientes, evaluación en base a ecuaciones resumidas de iones, cálculos Explicar las condiciones para el potencial estándar Explicar la función de una sustancia electrolítica Explicar la corriente de electricidad de un electrolito y la función del ánodo y el cátodo Configuración de un elemento galvánico (elemento DANIELL) Definición de los conceptos Ánodo como lugar de oxidación y Cátodo c o m o l u g a r d e l a reducción, prestar atención a la dirección de la corriente Calcular los potenciales bajo condiciones estándar Electrólisis del agua Experimento en relación a la electrólisis de soluciones salinas, Diferenciarlas de acuerdo a las series de tensión electroquímica, Tensión de disociación de electrolitos Indicación en cuanto a los efectos del exceso de tensión Calcular la cantidad de disociación y cantidad de corriente; experimentos Importancia comercial de las electrólisis, expl i caci ón de l a refinación del cobre, l a e x t r a c c i ó n d e l a luminio y de la electrólisis cloro-alcalina Experimentos modelo de la electrólisis cloro-alcalina y la refinación del cobre Indicaciones en relación a la galvanización Explicación de la corrosión por oxígeno y ácidos, explicación de las condiciones para que haya corrosión Configuración de un elemento local en base al hierro Protección contra la corrosión mediante reacciones electroquímicas con ánodos sacrificables

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Realizar los experimentos correspondientes, discutir otras posibilidades de protección contra la corrosión Discutir acerca de la importancia comercial de los protectores contra la corrosión Explicar la configuración y la manera de actuar de un elemento Zinc/Carbón (batería alcalina de manganeso) Discusión de la posibilidad de recargar un elemento electroquímico Experimento demostrativo de cómo funciona un acumulador de plomo, evaluación Discusión de los problemas de reciclaje

Zinc – Carbón – Batería

Acumulador de plomo

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