Propuesta para el aprendizaje del
concepto de solubilidad en
soluciones acuosas en el grado
undécimo
Jhon Alexander Galeano Gallego
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencias
Medellín, Colombia
2015
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Propuesta para el aprendizaje del concepto de solubilidad en soluciones acuosas, Apuntes de Química
Tipo: Apuntes
2018/2019
1 / 145
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Propuesta para el aprendizaje del
concepto de solubilidad en
soluciones acuosas en el grado
undécimo
Jhon Alexander Galeano Gallego
Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Medellín, Colombia 2015
Dedicatoria o Lema
Para mi esposa. Gracias por el apoyo incondicional y permitir por medio de tu paciencia, que este sueño se haga realidad. Jacobo, desde que naciste y llegaste a mi vida empecé a entender muchas cosas, pero la más importante es que el amor no tiene fin. Todos los días saco fuerza de donde no hay para seguir adelante pues ustedes son mi razón de ser para seguir luchando día a día. A mi madre y Hermanas. Gracias por su acompañamiento en mi niñez y hacer que los lazos que nos une estén llenos de bendiciones y buenos recuerdos. “Es factible que nuestros corazones y mentes se dispersen, es factible que nuestra semilla de fe, amor y conocimiento renazca en los corazones de las nuevas generaciones. Es un hecho que permaneceremos unidos por siempre nuestra pasión por la
enseñanza.”Anónimo.
Agradecimientos
La Institución Educativa El pedregal, a sus directivos, docentes y estudiantes, por haberme permitido llevar a cabo este proyecto tan significativo en mi vida.
Al área de Ciencias Naturales especialmente al Magister Fabio Nelson Zapata. Todos ellos gracias por su constante apoyo incondicional y su colaboración en la consolidación de este trabajo en lo Académico, pedagógico y en cuestiones técnicas.
Profesor Daniel Alberto Barragán Ramírez asesor del trabajo de grado y todos los profesores de la Maestría en Enseñanza de las Ciencias Naturales y Exactas de la Universidad Nacional de Colombia, porque con sus enseñanzas muestran el camino hacia la excelencia, valorando nuestro quehacer como docentes y teniendo como principio esencial promover la calidad en el ejercicio docente en la educación y pensar siempre en pro de nuestros estudiantes.
X Contenido
Contenido
Agradecimientos ................................................................................................................... VII
Resumen ............................................................................................................................... IX
Contenido ............................................................................................................................... X
Lista de figuras ..................................................................................................................... XIV
Lista de tablas ...................................................................................................................... XVI
Introducción ..........................................................................................................................
1. Aspectos Preliminares ....................................................................................................
1.1 Solubilidad en soluciones acuosas. ......................................................................... 20 1.2 Problema de Investigación ..................................................................................... 21 1.2.1 Antecedentes ........................................................................................................................... 21 1.2.2 La revisión de la literatura ....................................................................................................... 24 1.2.3 Ciclo Didáctico.......................................................................................................................... 26 1.2.4 Formulación de la pregunta ..................................................................................................... 30 1.2.5 Descripción del problema ........................................................................................................ 30 1.3 Justificación ........................................................................................................... 31 1.4 Objetivos ............................................................................................................... 33 1.4.1 Objetivo General ...................................................................................................................... 33 1.4.2 Objetivos Específicos ............................................................................................................... 34
2. Marco Referencial ..........................................................................................................
2.1 Marco Teórico........................................................................................................ 35 2.1.1 Trasposición didáctica .............................................................................................................. 35
Contenido XI
Contenido XIII
M. Anexo: Solubilidad ....................................................................................................... 141
N. Evidencia Fotografica………………………………………………………………………………………………………. 144
XIV Contenido
Lista de figuras
Figura 2-1: : Ejemplo de Mapa Mental, donde se muestra el ordenamiento de conceptos de forma creativa ordenada y autoregulada. Alusiva al agua y sus propiedades. ....................................................................... 45 Figura 2-2: Niveles de representación. Tomado de: http://www.if.ufrgs.br/public/ensino/vol12/n3/v12_n3_a6.htm ................................................................... 56 Figura 2-3 Enfoque molecular del proceso de solución. (Chang, 2003) ........................................................... 63 Figura 2-4: Interaciones y distribicion de moleculas en la solvatación. Tomado de http://www.geocities.ws/batxillerat_biologia/biomol6.jpg ........................................................................... 64 Figura 2-5: Modelo molecular del proceso de solvatación. Tomado de: http://www.ehu.eus/biomoleculas/agua/jpg/solvation6.jpg ......................................................................... 65 Figura 2-6: Fuerzas electrostáticas dipolo-dipolo. Figura tomada de Jaramillo, 2001 .................................... 66 Figura 2-7: Enlaces de hidrogeno .................................................................................................................... 67 Figuras 2-8: Formación de puentes de hidrógenos entre diferentes moléculas. ............................................. 67 Figura 2-9: Puentes de hidrogeno .................................................................................................................... 68 Figura 2-10: Interacción de dispersión ............................................................................................................. 69 Figura 2-11: Polaridad de un compuesto orgánico cuando se le agrega un ion electronegativo. ................... 71 Figura 2-12: Polaridad de las moléculas (Tetracloruro de carbono). Donde su momento dipolar es 0D ........ 71 Figura 2-13: No polaridad de una molécula (Benceno). .................................................................................. 72 Figura 2-14: Ibuprofeno. Polaridad de su estructura molecular y nube electrónica ........................................ 73 Figura 2-15Efecto de la temperatura en la solubilidad en algunas sustancias. Tomado de Chang (2003) ..... 75 Figura 3-1. Ilustración de elementos conceptuales y metodológicos en la construcción de una : V Heurística Tomada de: Figura http://www.unet.edu.ve/~isanabri/vgowin/Quees.htm ............................................... 80 Figura 3-2: Uve heurística utilizada para organizar esta propuesta................................................................ 82 Figura 4-1: prueba control para utilización de Estrategias. ........................................................................... Figura 4-2: Relación teoría practica de los estudiantes ................................................................................. Figura 4-3: Estructuración y relación entre conceptos. ................................................................................. Figura 4-4: Ejecución de la Estrategia de Mapas Mentales. ..........................................................................
XVI Contenido
Lista de tablas
Tabla 2-1: Estrategia de Enseñanza ................................................................................................................. 39 Tabla 2-2: Clasificación de las Estrategias ....................................................................................................... 41 Tabla 2-3: Tipo de solución de acuerdo a su estado de agregación. ............................................................... 57 Tabla 2-4: Reglas de solubilidad para compuestos iónicos. (Chang, 2003) ..................................................... 69 Tabla 3-1: Cronograma por fases y objetivos. ................................................................................................. 93 Tabla 3-2: Cronograma por Actividades. ......................................................................................................... 95
Introducción 17
Introducción
Un aspecto en la vida del hombre que es necesario resaltar, es la capacidad que éste ha tenido para obtener las cosas que quiere, aprovechando en todo momento sus habilidades físicas y de pensamiento, creando y diseñando procedimientos y técnicas que lo conducen a la consecución de un fin específico que a través del tiempo lo han llevado a la construcción de una cultura. Este proceso constante de construcción de una cultura ha llevado al hombre en su historia a la creación de todo tipo de formas para expresar su “poder” en la tierra; un ejemplo de ello es la cultura de la guerra, la cual no se establece en forma aleatoria, sino en forma organizada y sistemática en busca de una meta, y ha planeado todo tipo de estrategias para conseguirlo.
En este contexto, Moltke define “la estrategia en el arte de la guerra como un sistema de expedientes, es más que una ciencia: es el saber transportado a la vida real, el desarrollo de pensamiento directriz fundamental, de acuerdo con las variaciones siempre nuevas de los acontecimientos. Es el arte de obrar bajo las más difíciles circunstancias” (Henri, 1912, p. 3)
De igual manera que en el arte de la guerra como lo plantea Moltke para el sistema educativo de hoy, es prioritario y toda una necesidad enseñarle a los estudiantes a aprender a aprender, dado a que las ciencias está cada vez más presente en la vida cotidiana, puesto que la incalculable avalancha de información a la que los estudiantes se ven expuestos todos los días exige la toma de decisiones de manera rápida y efectiva, que promueva todo tipo de reflexión sobre los contenidos relevantes que debe poseer para enfrentar una situación problema y la capacidad de extraer la menor cantidad de información para provocar el paso de la causalidad a la reflexión y del instinto a la estrategia.
Introducción 19
docente, desde una construcción del conocimiento, buscando además tener los recursos del medio y las necesidades del estudiante y la sociedad.” (Ospina, 2008, p 7-16).
Finalmente el presente trabajo está dirigido a fomentar en los estudiantes un cambio en la forma en que ellos estructuran su conocimiento, permitiendo con ello un aprendizaje autorregulado que las lleve a un cambio de sus conocimientos cotidianos simples , hacia la comprensión y utilización de un lenguaje científico complejo; que además permita en ellos la toma de decisiones frente a las acciones que se emprendan en cualquier ámbito de la vida.
20 Aspectos Preliminares
1. Aspectos Preliminares
1.1 Solubilidad en soluciones acuosas.
Cuando se habla de solubilidad se debe establecer el concepto de solución química (disolución), además es importante revisar como se describe la composición de la materia, pues ésta está constituida de átomos y moléculas, por ello cualquier sustancia, sin importar el estado de agregación de sus moléculas, puede formar soluciones con otras teniendo en cuenta las propiedades físicas de las disoluciones y las fuerzas intermoleculares en la solubilidad.
Las soluciones químicas están relacionadas con el estado físico en el que se encuentra las sustancias involucradas y se pueden clasificar en soluciones líquidas, gaseosas y la mezcla sólida de sustancias. Así, podemos definir una disolución como una mezcla de sustancias que pueden ser homogénea o heterogénea y que puede formarse a partir de la mezcla de varias sustancias, por convención a la sustancia presente en menor proporción la llamamos soluto y a la que está presente en mayor proporción la llamamos solvente o disolvente.
Para expresar en términos cuantitativos el concepto de solución es necesario conocer cuál es el límite o cantidad máxima de un determinado soluto que se puede disolver o solubilizar en una cantidad fija de solvente. A la máxima cantidad que se puede disolver, por ejemplo en 1 mL o 100 mL de solvente, a una temperatura establecida, se le conoce como solubilidad. En otras palabras, la solubilidad indica la máxima concentración que puede tener, a una temperatura establecida, de un soluto en un solvente. Así, el intervalo de concentraciones posibles de un soluto en un solvente queda delimitado por la solubilidad.