Tema 2. Oxidación y reducción
Subtema 2.2. Las reacciones redox
• Experiencias alrededor de las reacciones de óxido-reducción.
• Número de oxidación y tabla periódica.
Aprendizajes esperados
Analiza algunas reacciones de óxido-reducción en la vida diaria y en la industria.
Identifica las características oxidantes de la atmósfera y reductoras de la fotosíntesis.
Establece una primera relación entre el número de oxidación de algu- nos elementos y su posición en la tabla periódica.
Antecedentes / Ideas previas
Reacciones químicas: Ciencias Naturales. Primaria. Sexto grado, lección 30. Algunos ma-
teriales y sustancias también son inventos. En esta lección se comenta la capacidad de los seres humanos para transformar algunas sustancias en otras para producir nuevos materiales. Menciona que a partir de transformaciones conocidas como re- acciones químicas, las sustancias obtenidas adquieren propiedades y aplicaciones diferentes de otros materiales. Señala como ejemplo la producción de vidrio; por medio de un esquema presenta los reactivos, los procesos y los productos.
Características reductoras de la fotosíntesis: Ciencias I, bloque II, tema 2, subtema •
• •
Características oxidantes de la respiración: Ciencias I, bloque III, tema 2, subtemas 2.2. Comparación entre respiración aerobia y anaerobia, y 2.3. Relación de los pro- cesos de respiración y fotosíntesis con el ciclo del carbono. Considera como ejemplo la elaboración tradicional de queso, pan y vino, con los avances tecnológicos que permiten su producción masiva. Relaciona los procesos de respiración y fotosínte- sis con las interacciones de oxígeno y dióxido de carbono en la atmósfera.
Oxidación: Ciencias III, bloque II, tema 1, subtema 1.2. ¿Cómo es la estructura de los materiales?, y tema 2, subtemas 2.1. Estructura y organización de la información física y química en la tabla periódica, y 2.2. ¿Cómo se unen los átomos? El tema de enlaces químicos se puede tratar por medio de modelos en los que se ilustre cómo los electrones se transfieren o comparten para formar dichos enlaces.
Reacciones óxido-reducción: Ciencias III, bloque II, tema 1, subtema 1.1. El cam- bio químico. Identifica los reactivos y productos que participan en un cambio quí- mico y diferencia sus propiedades.
Ideas previas de los alumnos
1Reacciones óxido-reducción y número de oxidación.
Los estudiantes confunden el número de oxidación con la valencia.
No toman en cuenta que ocurren simultáneamente una oxidación y una reducción.
Pocos estudiantes atribuyen la corrosión a una reacción química, no siem- pre incluyen al oxígeno y no lo asocian necesariamente con un incremento de masa.
La corrosión producida en la oxidación lenta del hierro puede percibirse co- mo si un agente activo se estuviera comiendo el metal.
Aunque la mayoría de los estudiantes captan que el oxígeno es necesario para que se produzca una combustión, pocos entienden que en este proce- so, el oxígeno se combina químicamente con la sustancia que se quema.
Actividades sugeridas
Tiempo estimado: 6 horas Orientación didáctica
Breve introducción de los contenidos y los aprendizajes esperados del subtema “Las re- acciones redox”. • • • • •
1 Rosalind Driver et al., “Cambio químico”, en Dando sentido a la ciencia en secundaria, México, Visor/SEP (Biblio- teca para la Actualización del Maestro), 2000, pp. 120-122; Rosalind Driver et al., “Más allá de las apariencias: la conservación de la materia en las transformaciones físicas y químicas”, en Ideas científicas en la infancia y la ado-
lescencia, Madrid, Morata, 1992, pp. 243-251, y Vanesa Kind, “Ideas de los estudiantes sobre procesos químicos
Establecer con los alumnos, los criterios de evaluación en cada una de las actividades a desarrollar.
Todos los productos que se elaboren individualmente, en equipo y en grupo, for- marán parte del portafolio para que estén disponibles en caso de ser necesaria su con- sulta.
Actividad de inicio
¿Qué recordamos de los electrones de valencia y de los iones?
Tiempo estimado: 60 minutos
Recordar a los alumnos la actividad 1 “¡Una cara, muchas máscaras!” y la activi- dad 3. “¿Qué representan los iones?” del bloque II, tema 1, subtema 1.2. ¿Cómo es la estructura de los materiales?
Formar equipos de cuatro o cinco integrantes. Con la información contenida en la tabla periódica, complementen la siguiente tabla.
Elemento Símbolo Grupo Número
de electrones de valencia
Tendencia: cede, gana o está completo el número
de electrones Sodio Magnesio Oxígeno Cloro Carbono neón nitrógeno Aluminio
En equipo, respondan las siguientes cuestiones.
¿Los electrones de valencia son aquellos que se encuentran en? . ¿Qué función tienen los electrones de valencia? . Cuando un átomo ha cedido o atraído electrones adquiere una carga positi-
va o negativa, ¿a qué se debe esto? .
¿Un átomo con carga eléctrica se llama? .
¿Si la carga eléctrica del átomo es positiva se llama? .
¿Y si es negativa se nombra? .
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Representa a los siguientes iones:
Nombre Electrones Ion
ion sodio cedió 1 Na+1
ion cloruro atrajo 1
ion aluminio cedió 3
ion oxígeno atrajo 2
Elegir un representante de cada equipo para que explique ante el grupo los resul- tados obtenidos en el trabajo realizado.
Para concluir la actividad, solicitar que elaboren también en equipo conclu- siones acerca de la función de los electrones de valencia y de la razón por la cual un átomo adquiere carga eléctrica.
Evaluación diagnóstica
Se trata de la evaluación de las ideas previas de los alumnos. Es necesario escu- charlas, registrarlas y relacionarlas con la temática y su posible desarrollo.
Tomar decisiones oportunas para valorar si la actuación docente está en co- rrespondencia con las demandas de los estudiantes.
Identificar los obstáculos comunes que plantea la construcción del concepto número de oxidación, que servirán como referencia para que el docente diseñe sus actividades en función de los conocimientos de los alumnos.