Autores: Silvia Cerdeira, Helena Ceretti y
Eduardo Reciulschi. Responsable disciplinar:
Silvia Blaustein. Área disciplinar:
Química. Temática: Reacciones químicas.
Nivel: Secundario, ciclo básico. Secuencia
didáctica elaborada por Educ.ar. |
Si bien en la vida cotidiana las personas están familiarizadas con los cambios químicos, la cuestión de la velocidad con que se producen es un tema de suma importancia, aunque no siempre es tenido en cuenta.
Si se puede entender cuáles son los factores que afectan la velocidad de una reacción, las reacciones se podrían hacer más lentas o más rápidas según las necesidades. En el caso de los alimentos elaborados, muchos tienen una fecha de vencimiento a partir de la cual, el fabricante ya no garantiza su producto. En este caso, es de importancia que la reacción que hace que el alimento deje de ser saludable sea «lenta». Otro ejemplo es el caso de los procesos industriales, como sucede en la fabricación de ácido sulfúrico o de amoníaco, en la que se busca que la reacción sea lo más rápida posible para obtener mayor producción en el mismo tiempo.
El estudio de la velocidad de las reacciones químicas también es relevante para evaluar aspectos ambientales relacionados con procesos químicos. Por ejemplo:
• el reemplazo de ciertos productos que tuvieron afectaron sustancias que tardaron miles de años en formarse (como el ozono);
Así como la velocidad de un automóvil puede evaluarse como la distancia
recorrida sobre el tiempo transcurrido en recorrerla, la velocidad de
una reacción química suele expresarse como la variación de la
concentración de reactivos (o productos) en un determinado lapso de
tiempo (V= Δconc/ Δt).
Que los alumnos:
Si se lee atentamente el envase del agua oxigenada comprada en una farmacia, se observará que este producto tiene fecha de vencimiento. Esto se debe a que el agua oxigenada se descompone formando agua y oxígeno:
2 H2O2 (ac) → 2 H2O (l) + O2 (g) (1)
Sin embargo, bajo ciertas condiciones, esta reacción es suficientemente lenta como para permitir la comercialización del producto.
Algunos alimentos contienen sustancias capaces de descomponer muy rápidamente al agua oxigenada, un ejemplo es la papa. El gas O2 (g) generado en dicha reacción de descomposición (1), produce una cantidad de espuma apreciable. El volumen de dicha espuma puede estimarse midiendo la altura que alcanza en el tubo.
Debido a la multiplicidad de tareas que hay que realizar simultáneamente en esta actividad (tomar tiempos, anotar, medir) lo mejor es que armen grupos para hacerla.
Materiales
• 1 papa pelada
Procedimiento
1. Pelen y trituren la papa (pueden usar un mortero o un cuenco irrompible).
2. Coloquen la papa triturada en el tubo de ensayo hasta que alcance una altura de 2 cm.
3. Agergan el agua oxigenada al tubo, hasta una altura de 5 cm.
4. Agiten el tubo hasta que comience a observarse la formación de espuma. Empiecen a tomar el tiempo con el reloj. Se considera que a tiempo igual a cero, la altura de espuma es igual a cero.
5. Midan la altura de la espuma después de un minuto, desde la parte superior del líquido hasta donde la espuma tenga contacto con el aire.
6. Midan la altura de espuma una vez transcurridos 2, 3, 4, y 5 minutos desde el comienzo del experimento. Registren el tiempo y la altura de espuma en un anotador.
a) Repitan el experimento pero llenando con papa triturada solo 1 cm del tubo y colocando agua oxigenada hasta los 4 cm.
b) Reserven los datos del experimento para la actividad siguiente.
Empleando el programa Calc de sus equipos portátiles, procesen los datos obtenidos en la actividad 1 (volumen de espuma medido en función del tiempo).
La formación de espuma en el experimento de la actividad 1 es proporcional a la concentración de agua oxigenada que se está descomponiendo, y formalmente se debería expresar la velocidad de la reacción en términos de esta descomposición. Primero, háganlo en función de lo que observaron empíricamente, la espuma generada, y luego expresen la velocidad de la reacción en términos de descomposición.
Ahora lo van a hacer pero mejorándolo un poco. Van a comenzar expresando la velocidad en términos empíricos (de lo que ven) y no en términos formales.
Materiales
Procedimiento
En el programa Calc de sus equipos portátiles, armen una tabla con los datos de temperatura del agua y tiempo de disolución. Representen ambas variables en un gráfico xy (eje x: temperatura, eje y: tiempo).
Utilicen el programa Writer, instalado en sus equipos portátiles, para contestar el cuestionario. Empleen los elementos gráficos generados en las actividades anteriores para ilustrar las respuestas.
• ¿La velocidad es la misma en todo momento de la reacción? Si no es así, ¿cuándo es mayor?