Eje temático: Naturaleza corpuscular de la materia

Soluciones

Contenidos conceptuales:

Sistemas materiales homogéneos: soluciones y sustancias. Concepto de fase y componente. Componentes de una solución. Concepto de solubilidad. Soluciones saturadas, no saturadas y sobresaturadas. Factores que in-fluyen en la solubilidad. Composición de una solución: distintas formas de expresión de composición. Clasifica-ción de soluciones. Soluciones gaseosas y sólidasEn este núcleo se sistematiza el tratamiento del tema soluciones, tratando de, a partir del modelo corpuscular, introducir a los alumnos a la noción de interacciones entre partículas en el proceso de disolución, sin introdu-cir fuerzas intermoleculares. A partir de la experimentación y los modelos teóricos y simbólicos, se espera que el alumno construya la idea de interacción entre los componentes de una solución, diferenciando los aspectos macroscópicos de los mi-croscópicos, profundizando el reconocimiento de la discontinuidad de la materia.Enfatizar sobre la gran cantidad de soluciones, y componentes en distintos estados de agregación y erradicar la idea de que el único solvente es el agua y que todas las soluciones son liquidas y acuosas. Como así también reconocer que un sistema homogéneo puede estar formado por más de un componente, y a través de la expe-rimentación asidua diferenciar componente, de fase.Sin omitir la importancia de reconocer a distintas soluciones, conocer sus componentes, la proporción en que están mezclados y la relación con distintos procesos cotidianos.Se presenta una introducción al concepto de concentración para que el alumno reconozca la importancia de la medición en ciencias, y practicar sobre las mismas en la resolución de problemas. Para que el alumno com -prenda la importancia de la relación cuantitativa entre soluto y solvente, y valore dicho conocimiento en la observación y utilización de soluciones en la vida cotidiana. Y lograr también aplicar el criterio adecuado a la hora de determinar cómo se expresa una concentración.Se propone, asimismo, una profundización del tema de soluciones, introduciendo el concepto de solubilidad y los factores determinantes que influyen en la misma.Es importante tener en cuenta que estos contenidos permiten poner en juego todos los aspectos asociados al quehacer científico, tanto experimentales como conceptuales, y abordar cuestiones como la comunicación e interpretación de resultados, tanto como el debate y la argumentación sobre las ideas que se van construyen-do.

Objetivos:

Que el alumno:

Interprete las interacciones entre partículas de soluto y solvente como responsables del proceso de disolución

Clasifique soluciones de acuerdo a su solubilidad a una determinada temperatura, y de acuerdo a su concentración

Comprenda las formas de representar la composición cualitativa y cuantitativa de una solución Reconozca distintas expresiones de composición en soluciones de uso cotidiano Introduzca el cálculo de concentraciones físicas sencillas Reconozca variedad de soluciones, en distintos estados de agregación Valore la importancia de las soluciones en la vida diaria

Estrategias didácticas

Las actividades que se presentan son específicas de estas disciplinas y se relacionan tanto con los conceptos como con las metodologías propias de fisicoquímica. Las prácticas son específicas, compartidas entre docentes y alumnos.

En la propuesta se tienen en cuenta las situaciones de:

HABLAR, LEER Y ESCRIBIR EN LAS CLASES DE FISICOQUÍMICA.

Generando espacios de trabajo colaborativo entre pares, favoreciendo los intercambios de ideas, opiniones y fundamen-tos, actividades grupales; de tal manera que se establezcan acuerdos, se expresen disensos, ideas; hipótesis o resulta -dos, vinculados a los conceptos incorporados. Se llevan adelante las siguientes acciones:

leer y consultar diversas fuentes de información trabajar sobre las descripciones, explicaciones y argumentaciones, a través de su uso en la expresión oral y escri-

ta.

Para ello el docente debe explicar antes de leer para favorecer la comprensión, precisar los formatos adecuados para los informes de laboratorio, descripciones, etc. Enseñar las diferencias entre las funciones de un texto. Explicar y delimitar la búsqueda bibliográfica; y leer textos delante de los alumnos. Como también proponer actividades de explicar, describir, argumentar, etc. Algunas actividades se proponen utilizando TIC.

TRABAJAR CON PROBLEMAS

El docente debe buscar presentar situaciones reales o hipotéticas que constituyan verdaderos desafíos, que admiten varias soluciones o alternativas de resolución, promover la adquisición de procedimientos adecuados , y el uso de estra -tegias para elaborar un plan de acción. El docente debe encaminar a diseñar intervenciones que propicien en los alum -nos el aprendizaje de conceptos y procedimientos, como así también la reflexión sobre su propio pensamiento.

Las actividades propuestas deben estar orientadas a que lo alumnos aprendan a:

Elaborar planes de acción en la búsqueda de soluciones a problemas Plantear hipótesis que puedan ser contrastadas experimentalmente Diseñar experiencias para corroborar Utilizar registro y anotaciones Reconocer los datos relevantes Trabajar en colaboración con sus pares

Los docentes deberán:

o Plantear problemas de la vida cotidiana que involucren contenidos a enseñaro Elaborar preguntas para ampliar conocimientoso Explicar el uso del material y funcionamiento del equipo de laboratorioo Estimular la profundización de los conceptoso Orientar para la sistematización de la información

UTILIZAR Y CONSTRUIR MODELOS EN FISICOQUÍMICA

Teniendo en cuenta dos líneas:

Introducir a los alumnos a la construcción y el uso de modelos propiosIntroducir a los alumnos al uso de los modelos científicos ya construidos

Teniendo en cuenta cual es la utilidad de los modelos para comprender conceptos, procesos o transformaciones a nivel microscópico, conociendo que aspectos permiten comprender y que aspectos aún quedan sin demostrar.

Introducción

Las soluciones pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas. Estos distintos tipos de soluciones tienen propiedades que influyen en la vida de los seres vivos y en el ambiente.

El hombre las aprovecha tanto en la resolución de situaciones cotidianas como en la elaboración de nuevos materiales. El aprendizaje de las ciencias permite interpretar su comportamiento tanto macroscópica como microscópicamente

Actividad 1: Preguntas de exploración

1. Nombrar materiales de uso cotidiano, diferenciar las que están constituidas por un componente de aque-llas que poseen más de un componente ¿qué tipo de mezclas se conocen? ¿se encuentran en la naturaleza o se fabrican?

2. Consumimos soluciones todos los días, pero además de los componentes existen algunas otras diferencias ¿Cuáles son?

3. ¿que diferencia encontramos entre el agua de la canilla y un agua mineralizada? ¿Entre el jugo marca X y el jugo marca Y? ¿entre el té que preparó María y el que preparó Juana? Diferenciar componentes y propor-ción.

4. ¿Qué es el aire? ¿Cuáles son sus componentes?. Su composición ¿se mantiene constante a través del tiem-po?

5. ¿Por qué existen distintos tipos de acero?

Los alumnos responden al cuestionario y se dialoga en conjunto sobre las respuestas de todos después de cada pregunta de exploración. El docente organiza y guía el diálogo, responde a las dudas y/o incorpora infor -mación que considera relevante para mejorar la comprensión; se analizan errores.

Actividad 2: Actividad de lectura y análisis

Leer el texto “Aromas del Nilo” del libro Ciencias Naturales 7 Todos protagonistas de editorial Santillana-de acuerdo al diagnostico y la dinámica del grupo se decidirá si leen los alumnos o lee el docente- y responder:

a. ¿Cuáles de los materiales que se mencionan en el texto se utilizan en la actualidad? Investigar si se tra-ta de sustancias puras o mezclas.

b. Con ayuda de un adulto observar distintos productos cosméticos y farmacéuticos presentes en el boti-quín del baño que se observen homogéneos a simple vista: ¿están formados por una sola sustancia o una mezcla? ¿en qué estado de agregación se encuentran?

c. ¿Cuál es la diferencia o diferencias entre los conos de perfume y los perfumes actuales?d. Los conos de perfume ¿tienen un solo componente?e. Ubicar temporal y geográficamente la descripción. ¿Qué descubrimientos científicos permitieron mejo-

rar la presentación de los perfumes?f. ¿Qué aspecto tiene un perfume actual? ¿se distinguen a simple vista sus componentes? ¿Por qué?

g. ¿Qué diferencias encuentras entre los distintos perfumes que se utilizan? ¿Qué es importante conocer de los perfumes?

Elaborar en un procesador de texto, un texto descriptivo de las características de los perfumes que se utilizan en la actualidad, insertando imágenes acordes al texto (previamente el docente le explica a los alumnos las características y componentes de dicho tipo de texto, con ejemplos que les permita diferenciar explicación, descripción y definición)

Actividad 3: Trabajo práctico experimental:

¿Todo se mezcla homogéneamente?

Materiales: cinco vasos de precipitado, cinco cucharitas, agua destilada, sal, azúcar, harina, aceite y polenta.

Procedimiento: llenar los vasos con agua hasta la mitad. Agregar a cada uno una de las sustancias (una pizca), mezclar y observar. Dejar en reposo durante 10 minutos y volver a observar. Realizar un informe elaborando una conclusión individual, justificando las observaciones teniendo en cuenta la pregunta planteada para el trabajo experimental. Según las características del grupo y el desempeño durante la realización del informe solicitar que fundamenten lo que observaron.

Actividad 4:

Primera parte: Mezclas con “anteojos de ver partículas”

Modelizar las observaciones de la actividad 3 utilizando botones de distinto color y de distinto tamaño para representar las distintas sustancias.

Se les presentará a los alumnos los modelos de representación de:

Características observables (vaso con un líquido por ejemplo) Modelo científico para comprender las características de una solución (representación microscópica de

las partículas de ambos componentes y la integración y disposición de las mismas) Modelo escolar para comprender las características de una solución (con los materiales utilizados en el

trabajo experimental, botones o clips de distintos colores y tamaños)

A través de la presentación de los botones por separado solicitar a los alumnos organizados en grupo que re-presenten lo observado para cada uno de los sistemas materiales: agua con polenta, el agua con el azúcar y el agua con el aceite.

Se corroboran los modelos presentados, se analizan intercambiando opiniones entre grupo que características se repiten en los modelos presentados, que características son únicas de un modelo y que modelo consideran que se acerca más a la observación.

¿Si probamos con otro tipo de modelo? ¿Cuál es el error en las siguientes representaciones? (Considerando que son soluciones liquidas, que los recipientes están llenos y que las únicas sustancias que están presentes están representadas por partículas esféricas)

Actividad 4:

Segunda parte: Definir que es una solución ¿Cuáles son sus componentes?¿Cuál de las mezclas preparadas constituyen soluciones? ¿Existe algún otro modo de nombrar a las mezclas homogéneas de mas de un compo-nente?

Actividad 5:

Se les presentará a los alumnos una mezcla homogénea de azúcar y agua y se les pedirá que utilicen el mode-lo escolar para representarla, luego se les pregunta a los alumnos que ocurrirá si continuamos agregando azú-car, registrar y justificar sus predicciones. Seguir agregando, mezclar y observar, ¿las observaciones coinciden con sus predicciones?. Que los alumnos utilicen el modelo escolar para comprender lo observado y que dibu-jen las dos mezclas teniendo en cuenta la teoría corpuscular.

Las soluciones se clasifican como no saturadas, saturadas y sobresaturadas. ¿A que tipo de clasificación se co-rresponden las soluciones observadas en esta actividad.

¿Y si calentamos la segunda mezcla? ¿Qué ocurrirá? Predecir y comprobar experimentalmente.

Responder: ¿porque no todos los modelos presentados son iguales?

Las partículas de los sistemas materiales presentados ¿se mueven?. ¿Cómo influye le temperatura en el com-portamiento observado en el sistema material? ¿Todas las mezclas homogéneas tendrán el mismo comporta-miento frente al cambio de temperatura. El docente analiza las predicciones de los alumnos.

Sugerir a los alumnos que agreguen una gota de colorante a la mezcla de agua y sal, en reposo, y observar que ocurre durante algunos minutos. Análisis y conclusiones

Actividad 6: Trabajo practico experimental para introducir el concepto de concentración

Preparar 2 litros de jugo de naranja disolviendo la masa de jugo sólido concentrado, indicada en el sobre del mismo respetando la proporción de jugo respecto a la cantidad de agua indicada en el envase. Resolver: Si el volumen total de jugo lo dividimos en 10 vasos ¿Qué volumen de jugo preparado podemos servir en cada

vaso? ¿Qué cantidad de jugo sólido concentrado utilizamos para preparar los 2 litros? ¿Qué cantidad de jugo sólido hay disuelto en cada vaso?. Si luego se suman más alumnos al grupo ¿Qué debemos hacer para dar a todos la misma cantidad de jugo con la misma concentración?.

El sabor del jugo ¿es diferente entre el que está preparado en la jarra del que está preparado en los vasos?

Si en lugar de 2 sobres se dispone de 1 sobre ¿el sabor se modifica?

Actividad 7:

Actividad con simuladores:

A partir del simulador realizar las observaciones al variar el soluto, la temperatura, y/o la cantidad de soluto o solvente; analizar y responder cuestionario

(ADJUNTO ARCHIVO CON SIMULADOR A UTILIZAR)

Actividad 8:

Actividades de fijación

1. Un sistema material esta formado por agua líquida, sal, virutas de hierro, arena y acei-te. Responder:

a. ¿Es homogéneo o heterogéneo?b. ¿cuántas fases tiene?c. ¿cuántos componentes tiene?d. ¿cómo separarías las fases y en que orden?

2. Indicar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa. El agua es una sustancia pura simpleb. El agua es una sustancia compuestac. El agua destilada es una mezclad. El agua mineral es una sustancia purae. El agua mineral es una mezclaf. El componente que se encuentra en mayor proporción en una solución es el solutog. Todas las soluciones son mezclas homogéneash. Las mezclas heterogéneas tienen siempre dos fases y dos componentesi. Las mezclas homogéneas tienen siempre dos fases y dos componentesj. La destilación se basa en procesos físicos y separa sólidos disueltos del solventek. La decantación se utiliza para separar los componentes de una soluciónl. La filtración se utiliza para separar partículas sólidas de distinto tamaño m. La destilación fraccionada se utiliza para separar los componentes de una solución alcohóli-

ca3. Resolver y responder

a. Si se mezclan 2 grs de sal con 200 ml de agua ¿se obtiene la misma concentración que si se agregan 4 grs de sal y 400 ml de agua?

b. Si el azúcar se disuelven 20 grs en agua hasta 100 grs ¿Cuál es la concentración %m/m. ¿cuánto se debe disolver para preparar 200 g de solución?

c. El alcohol medicinal que utilizamos posee una concentración 96% V/V, por lo tanto cada 100 ml de solución posee 96 ml de alcohol. ¿Qué cantidad de alcohol hay en el envase que nor-malmente compramos de 500 ml?

d. Si la sal comun (cloruro de sodio) se disuelven 30 grs en 100 ml de agua ¿cuánto se disolve-rá en 1000 ml (1 litro) de agua?

4 . Responder si o no

PROPIEDAD SOLUCION DISPERSIÓN FINA DISPERSIÓN GROSERA

¿es homogénea?

¿es estable?

¿se puede filtrar?

Evaluación

Se deben tener en cuenta las cuestiones a evaluar:

Cuales son los saberes previos que los alumnos poseen

Que están aprendiendo los alumnos

De que manera las propuestas didácticas posibilitaron u obstaculizaron los aprendizajes.

La evaluación teniendo en cuenta no solamente los conceptos, sino también la lógica interna de los modelos o representaciones, sus opiniones elaboradas, que construyen y utilizan para explicar lo que conocen de los fenómenos naturales para orientar el proceso de enseñanza-aprendizaje y para construir futuros modelos es-colares. Y a través de la utilización de instrumentos que vayan mas allá de clasificar en conceptos correctos o erróneos sino de reconocer a partir de la fundamentación de los modelos o representaciones utilizados cuales son los contenidos que constituyen un aporte positivo a la comprensión de un fenómenos, cuales son inco-rrectos y cuales no se relacionan con el fenómeno en estudio.

Criterios de evaluación.

Los criterios en relación a hablar, leer y escribir:

Emplean los términos adecuados Utilizan correctamente las habilidades lingüisticas Leen, consultan y contrastan diferentes fuentes de información Producen textos acordes a las diferentes actividades propuestas Utilizan los formatos adecuados para la presentación de textos Aplican prolijidad, organización, presentación de imágenes, etc al escribir, describir, argumentar o ex-

plicar

Las prácticas experimentales deben plantearse de tal manera que permiten evaluar:

Comprenden y siguen correctamente las instrucciones Manejan adecuadamente el material necesario Demuestran capacidad o habilidad para observar u medir Interpretan los datos y elaboran conclusiones Realizan una presentación completa de la información

Los criterios en relación a la utilización del modelo para explicar el fenómeno de disolución podrían ser:

Conocen las bases conceptuales del modelo Diferencian entre propiedades observables y la interpretación que brinda el modelo Utilizan el modelo cinético molecular para explicar las propiedades macroscópicas Predicen el comportamiento de los materiales en el proceso de mezclar a partir de la hipótesis corpus-

cular Argumentan, justifican y/o utilizan términos precisos para explicar modelos o representaciones em-

pleados

Instrumentos de evaluación

Cuestionarios Actividades de investigación Desempeño en actividades experimentales Diseño de experiencias Evaluación entre pares de las distintas producciones individuales o grupales La co-evaluación utilizando listas de cotejo La argumentación de sus propias producciones como una valoración de lo realizado