-Reacciones químicas como procesos en los que se rompen y forman enlaces. Introducción
Como viste en la actividad Y para comenzar…, las reacciones químicas corresponden al proceso en el cual sustancias iniciales, denominadas comúnmente reactivos, interactúan entre si dando paso a la formación de sustancia nuevas y distintas a las iniciales, llamadas productos.
Este proceso es de vital importancia en la química, pues todos los elementos que conocemos reaccionan entre si una y otra vez hasta alcanzar la estabilidad deseada, estabilidad que se consigue muchas veces al formar compuestos químicos que empleamos cotidianamente, como por ejemplo la sal, formada por sodio (Na) y cloro (Cl).
En esta actividad, comprenderemos uno de los aspectos más importantes de las reacciones químicas, ¡pon mucha atención!
Paso 1. La observación
El mecanismo general con el que se representan las reacciones químicas es el que se muestra a continuación. Obsérvalo atentamente y señala, ¿qué información puedes obtener de él?
A-B
+
C-D
A-D + C-B
Paso 2. Preguntas de investigación
De acuerdo a tus observaciones, ¿qué hace posible el cambio que se produce? Paso 3. Formulación de la hipótesis
¿Qué respuesta probable puedes formular para la pregunta de investigación planteada?
Paso 4. Diseño experimental
Reacción 1. Dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O)
1.En el vaso pp dispongan 150 mL de agua destilada, con la ayuda de la probeta.
2.Empleando la cinta de pH, registren el pH del agua en vaso. Para ello, introduzcan una pequeña parte de la cinta de pH en el agua y con la ayuda de su profesor(a), interpreten el color que observan.
3.Introduzcan la bombilla en el vaso pp y un integrante del grupo comience a soplar con su boca, provocando burbujeo al interior del agua. Repitan esta operación por al menos 10 minutos.
4.Vuelvan a registrar el valor del pH con la ayuda de la cinta y de su profesor(a), para interpretar el color observado.
Reacción 2. Hidróxido de sodio (NaOH) y fenolftaleína (HIn) 1.En el vaso pp dispongan 20 mL de agua destilada.
2.Sobre el agua destilada, agreguen una punta de espátula de hidróxido de sodio. •Vaso de pp de 100 mL. •100 mL de agua destilada. •Una bombilla. •Cinta de pH. •Hidróxido de sodio (NaOH). •Fenolftaleína (HIn). •Espátula. •Varilla de agitación. •Pipeta de 10 mL. •Probeta de 100 mL. Materiales Habilidades a desarrollar: - Observación. - Interpretación. - Identificación.
3.Con la ayuda de la varilla de agitación, disuelvan el hidróxido en el agua.
4.Agreguen a la mezcla 20 mL más de agua destilada y homogenicen empleando la varilla.
5.Sobre la mezcla formada, agreguen 4 gotas de fenolftaleína.
Paso 5. Registro de observaciones
En su cuaderno, registren las observaciones de ambas reacciones químicas. Pueden elaborar una bitácora para cada una de ellas.
Paso 6. Recopilación y ordenamiento de datos Sistematicen la información considerando al menos:
a.Reconocer los reactivos.
b.Describir los cambios más relevantes.
c. Caracterizar los productos obtenidos.
Paso 7. Análisis de datos
1.Con la orientación y guía de su profesor(a), completen la representación simbólica (ecuación química) de los procesos que acaban de realizar:
Reacción 1.
CO2(g)+ H2O(l) ___________
Reacción 2.
NaOH(ac)+ HIn(ac) __________+ __________
2.¿Cómo explican los cambios que observan?
3.Observen las siguientes representaciones de los compuestos que participan en las reacciones estudiadas.
Reacción 1.
Reacción 2.
Considerando que las líneas entre los elementos representan “enlaces químicos”, investiguen:
a.¿Qué es un enlace químico?
b.¿Cuál es su importancia en las reacciones?
c. ¿Qué enlaces se forman y se rompen durante la reacciones? Identifiquen y enumeren en cada caso.
d.Considerando lo aprendido en esta actividad, ¿cómo definirían reacción química? + + + + + + + + Na – O – H + H – In Q Na – In + H – O – H O II O = C = O + H – O – H + ++ + QH – O – C – O – H + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
Paso 8. Conclusión y comunicación de resultados
Para comunicar los resultados obtenidos y tus conclusiones, diseña un informe de laboratorio teniendo presente orientaciones como las siguientes:
- El lenguaje a utilizar debe ser elevado, con los recursos léxicos, morfosintácticos y semánticos disponibles.
- El texto ha de ser estructurado en forma coherente, de modo de transmitir un mensaje con un discurso formal.
- Cada una de las ideas principales debe ser estructurada en párrafos, según las indicaciones por página:
Página Descripción
1
Presentación portada
Margen izquierdo superior: Nombre de tu colegio o liceo / Insignia Identificación del subsector de aprendizaje Centro: Nombre del informe “Laboratorio:
Reacciones químicas”
Margen inferior derecho: Identificación de los integrantes del grupo. Curso
Nombre profesor(a) Fecha de entrega
2
Introducción
Presentación del objetivo, las preguntas de investigación, las hipótesis, un breve resumen de las actividades realizadas y de las posibles conclusiones que se verificarán a lo largo de la experimentación.
3 y 4
Marco teórico
Presentación de los conceptos investigados que se aplican en el laboratorio y su relación. En este caso, el enlace químico y la reacción química y
ecuaciones que explican las reacciones químicas estudiadas.
5 y 6 Diseño experimentalExplicitación de las actividades experimentales realizadas.
7 y 8 Resultados y organización de datosPresentación de los resultados y tablas que los organizan.
9 Análisis de los resultadosRespuesta a las preguntas formuladas en el Paso 7.
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Conclusiones
Presentación de las conclusiones obtenidas haciendo referencia a: - La respuesta de las preguntas de investigación y la validez de las
hipótesis planteadas.
- El aprendizaje obtenido gracias a la actividad experimental.
- Evaluación de la actividad en cuanto a errores presentados, distribución de roles, asignación de tiempos u otros aspectos por considerar.
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Bibliografía
Indicación de las fuentes bibliográficas utilizadas en el desarrollo de la experiencia y elaboración del informe. Por ejemplo, si es un libro, sigue el siguiente orden: Autor (por orden alfabético: apellidos, nombre), título de la obra, editorial, país, año.
Paso 9: Evaluar el trabajo realizado
Es fundamental, para actividades posteriores, evaluar el trabajo realizado, así como el nivel de logro alcanzado respecto a los objetivos propuestos. Comparte con tu grupo las siguientes preguntas y luego transfórmalas en indicadores que puedan ser evaluados usando la simbología +, +– y –. 1.¿Se preocupó cada integrante de leer las habilidades por desarrollar
durante la actividad?
2.¿Fue cada uno de los integrantes responsable durante el trabajo desarrollado? 3.La actividad propuesta, ¿nos permitió desarrollar la habilidad de investigación? 4.¿Tuvimos todos una actitud de respeto en la práctica experimental?
5.¿Pudimos observar las reacciones químicas propuestas y, gracias a ellas, valorar los enlaces químicos?
6.La actividad propuesta ¿nos permitió desarrollar la habilidad de predecir? 7.La actividad, ¿nos permitió tener una clara idea de lo que son los
enlaces químicos?
8.La actividad propuesta, ¿nos permitió desarrollar la habilidad de observar y relacionar?
Tomar conciencia del conocimiento y la comprensión sobre las ideas científicas a través de la indagación implica realizar una serie de
actividades para estudiar el mundo natural y proponer explicaciones de acuerdo con la evidencia que proviene del trabajo científico. Revisaremos cuántas de estas acciones estás realizando en tu práctica diaria.
Si has respondido en alguno de los indicadores “nunca” o “a veces”, es preciso que desarrolles o fortalezcas ese indicador con ayuda de tus compañeros y
Indicadores Nunca A veces Siempre
1. Llevo a cabo observaciones sobre los fenómenos en estudio.
2. Manifiesto curiosidad en mi trabajo cotidiano. 3. Defino preguntas a partir de los conocimientos previos. 4. Reúno evidencias utilizando la información de la Web. 5. Utilizo las investigaciones previas.
6. Planteo posibles explicaciones o hipótesis preliminares. 7. Planifico y llevo a cabo investigaciones sencillas. 8. Recopilo evidencia a partir de la observación. 9. Explico los fenómenos basándome en las evidencias. 10. Añado datos a las explicaciones.
11. Considero otras opiniones científicas. 12. Considero nuevas evidencias.
13. Compruebo las explicaciones existentes del tema. 14. Comunico los resultados de manera científica. 15. Doy a conocer una explicación basada en las evidencias.
En la Tabla periódica actual existen 118 elementos clasificados, pero si cuentas las sustancias químicas que existen en el mercado, tales como la sal, el azúcar, la mayonesa, los jabones, los perfumes, o en la propia naturaleza, como el agua, la azurita, etc., te darás cuenta de que la cantidad de
sustancias es muy superior a 118. ¿Cómo se explica esto? Simple. Los elementos reaccionan y se combinan unos con otros, formando nuevas sustancias a las que llamamos compuestos.
Diversos estudios han demostrado que los elementos en su mayoría son inestables en su estado fundamental, lo que está avalado por la distribución de su nube electrónica. De allí la importancia del planteamiento de Kössel y Lewis, que estudiarás más adelante, que indica que los átomos tienden en una combinación química a alcanzar en su último nivel de energía la configuración electrónica de un gas noble. Para ello pierden, ganan o incluso comparten electrones con otros átomos, alcanzando estabilidad, señal de la necesidad de formar un enlace químico. Éste se define como la fuerza que mantiene unidos a los átomos en un compuesto, y se clasifica de la siguiente manera: Enlace iónico Enlace covalente Enlace metálico