FÍsica y química



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SUGERENCIAS METODOLÓGICAS


Esta unidad inicia su desarrollo con el estudio sencillo y práctico de las leyes ponderales sobre las que asienta su base la química actual.

Se comienza con el desarrollo de la ley de conservación de la masa poniendo especial énfasis en la importancia que tuvo la balanza, como instrumento de medida, para poder demostrar esta ley. A continuación se van desarrollando las leyes de Proust y Dalton, intercalando ejercicios de aplicación y actividades para ir asimilando los nuevos conocimientos. Es muy importante hacer ver al alumno que estas leyes fueron obtenidas de manera empírica y en algunos casos fueron más intuidas que obtenidas empíricamente, debido a que los aparatos de medida no eran todo lo precisos que hubieran requerido dichos experimentos, tal es el caso de la ley de las proporciones múltiples que Dalton dedujo más de forma intuitiva que por demostración experimental.

Se llega así a destacar la aportación que Dalton hizo con su teoría, pues si bien algunos de sus postulados, hoy día, se reconocen como erróneos, en aquella época tuvieron una importancia trascendental en la explicación de las leyes anteriores y en el concepto de átomo.

Es, por tanto, muy importante que el alumno descubra cómo la teoría de Dalton podía interpretar la leyes ponderales.

Posteriormente se realiza el estudio de la ley de los volúmenes de combinación donde es importante que el alumno relacione las masas con los volúmenes de forma natural. En este momento se ha creído oportuno introducir el concepto de molécula a través de la hipótesis de Avogadro, para relacionar el concepto de volúmenes con el de moléculas, ya que a continuación se va a definir el concepto de mol a partir del número de Avogadro, lo que nos va a permitir relacionar volúmenes con moléculas y con masas. Es importante destacar que la hipótesis de Avogadro, a partir de la cual nace el concepto de molécula, interpreta los resultados experimentales realizados entre gases, oponiéndose frontalmente a la teoría de Dalton.

Es ahora el momento de tratar las leyes de los gases, es decir, la ley de Boyle-Mariotte, la ley de Charles y Gay-Lussac, para acabar deduciendo, de forma simple, la ecuación de Clapeyron o ecuación de estado de los gases. Se finalizará el estudio de los gases con la ley de Avogadro sobre el volumen molar y la ley de las “presiones parciales”, debida también a Dalton.

A continuación hemos tratado la expresión de los compuestos a través de las fórmulas químicas, diferenciando entre fórmulas empíricas y moleculares, concepto que los alumnos deben entender muy bien para poder estudiar la química orgánica.

Finalmente estudiamos el concepto de disolución y sus formas de expresión. Es muy importante que los alumnos entiendan perfectamente estas formas de expresión, sobre todo el concepto de molaridad. El concepto de molaridad es también fundamental para entender las propiedades coligativas con las que se cierra la unidad y sus aplicaciones en la vida cotidiana.



DISTRIBUCIÓN TEMPORAL

Para el desarrollo de esta unidad son necesarias 12 sesiones, distribuidas de la siguiente forma:



  • Desarrollo teórico: 8 sesiones

  • Actividades y ejercicios numéricos: 2 sesiones

  • Actividades experimentales: 2 sesiones


CRITERIOS DE EVALUACIÓN


Los alumnos habrán conseguido los objetivos previstos para esta unidad si saben:

  • Aplicar correctamente a ejercicios prácticos las tres leyes básicas ponderales.

  • Utilizar correctamente la ley de los volúmenes de combinación.

  • Aplicar la hipótesis de Avogadro a las sustancias gaseosas.

  • Entender y aplicar sin confusiones el concepto de “mol”.

  • Aplicar las leyes de los gases: Boyle-Mariotte, Gay-Lussac.

  • Utilizar la ecuación de estado de los gases ideales para establecer relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura.

  • Aplicar la ecuación de los gases ideales para calcular masas moleculares y determinar fórmulas moleculares.

  • Realizar los cálculos necesarios para la preparación de disoluciones de una concentración dada y expresarla en cualquiera de las formas establecidas.

  • Explicar la variación de las propiedades coligativas entre una disolución y el disolvente puro.


ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE EVALUABLES


Los estándares de aprendizaje son la concreción práctica de los criterios de evaluación, es decir, son el referente fundamental que el profesor debe tener para saber si el alumno ha aprendido realmente los conceptos que se establecen para la unidad a través de los contenidos y además sabe aplicarlos, es decir sabe ponerlos en acción en su uso en la vida cotidiana en un momento determinado que requiera de los conceptos aprendidos en esta unidad. Para ello, el profesor tendrá que utilizar parte de las sesiones que se han establecido en esta unidad en el laboratorio, ya que el alumno debe saber preparar las disoluciones sencillas que se le pidan y el profesor deberá evaluarlo como conclusión de todo el proceso. Es decir el alumno tiene que saber (concepto) y “saber hacer” (aplicación en la vida cotidiana = estándar de aprendizaje), por ello la evaluación debe hacerse, por una parte, en el aula, para apreciar el contenido de los conceptos adquiridos, y por otra, en el laboratorio, para saber si ha adquirido el estándar de aprendizaje que ayudará a conseguir la competencia científica, objeto de esta materia.

En esta unidad se concretan en que el alumno los habrá adquirido si:



  • Determina las magnitudes que definen el estado de un gas aplicando la ecuación de estado de los gases ideales.

  • Explica razonadamente la utilidad y las limitaciones de la hipótesis del gas ideal.

  • Determina presiones totales y parciales de los gases de una mezcla relacionando la presión total de un sistema con la fracción molar y la ecuación de estado de los gases ideales.

  • Relaciona la fórmula empírica y molecular de un compuesto con su composición centesimal aplicando la ecuación de estado de los gases ideales.

  • Expresa la concentración de una disolución en g/l, mol/l % en peso y % en volumen. Describe el procedimiento de preparación en el laboratorio, de disoluciones de una concentración determinada y realiza los cálculos necesarios, tanto para el caso de solutos en estado sólido como a partir de otra de concentración conocida.

  • Interpreta la variación de las temperaturas de fusión y ebullición de un líquido al que se le añade un soluto relacionándolo con algún proceso de interés en nuestro entorno.

  • Utiliza el concepto de presión osmótica para describir el paso de iones a través de una membrana semipermeable.

Unidad 4. Estequiometría y química industrial
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