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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas

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EL EQUILIBRIO QUÍMICO

Alberto Massa Mª Carmen Cantó

I.E.S. JORDI DE SANT JORDI Valencia

Introducción: El equilibrio químico es el estado al que evoluciona de FORMA ESPONTÁNEA un sistema químico, en el que tiene lugar una reacción química REVERSIBLE. Cuando se alcanza esta situación, desde el punto de vista macroscópico, se observa que las CONCENTRACIONES de las sustancias, tanto reactivos como productos de la reacción, permanecen CONSTANTES a lo largo del tiempo. Desde el punto de vista microscópico los procesos siguen teniendo lugar indefinidamente: continuamente los reactivos se transforman en productos y estos a su vez reaccionan para producir los reactivos de partida, pero al hacerlo a igual velocidad, las concentraciones de ambos no varían. Así pues se trata de una SITUACIÓN DINÁMICA. El equilibrio químico es un fenómeno cuya naturaleza dinámica permite su MODIFICACIÓN con sólo variar algunos factores de los que depende, como temperatura, presión, volumen o concentraciones de las sustancias que intervienen en la reacción, lo cual resulta de vital importancia para aumentar el rendimiento de los procesos industriales, por ejemplo. Las modificaciones en el estado de equilibrio provocan desplazamientos que se pueden predecir en este nivel cualitativamente a partir del principio del químico francés Henri-Louis Le Châtelier (1850-1936), según el cual, al perturbar un sistema en equilibrio éste evoluciona espontáneamente hacia un nuevo estado de equilibrio oponiéndose a la perturbación producida.

Objetivos:

• Reforzar el concepto de equilibrio químico como fenómeno dinámico. • Experimentar el efecto del principio de Le Chatelier sobre el equilibrio. • Aprovechar las implicaciones de dicho principio para la redisolución práctica de

precipitados.


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Relación del tema propuesto con el currículo del Curso: Está relacionado con el concepto de equilibrio químico de la asignatura QUÍMICA de 2º de Bachillerato.

Dividiremos la práctica en tres partes que realizaremos en dos sesiones:

PARTE A En esta primera parte se llevará a cabo una experiencia de transferencia de agua entre dos probetas que se puede considerar análoga en muchos aspectos al proceso de consecución del equilibrio en un sistema químico. Los volúmenes de agua que se leen en las probetas se pueden considerar como las concentraciones de reactivos y productos de un sistema que evoluciona hacia el equilibrio. La frecuencia de las transferencias se asimila a intervalos regulares de tiempo. El cociente entre las variaciones de volumen y frecuencia representa la velocidad neta de reacción (o cociente entre variación de concentración y tiempo). Los volúmenes transferidos con las pipetas representan las velocidades directa e inversa de la reacción. Material y recursos necesarios:

• Una probeta de 250 mL y otra de 100 mL. • Una pipeta graduada de 10 mL y otra de 20 mL. • Agua ligeramente coloreada con algún colorante vegetal, que no resulte tóxico, para

visualizar mejor el volumen de líquido. • Papel milimetrado para representar las gráficas o bien se pueden representar en una

página Excel. Precauciones:

• Para leer correctamente los volúmenes de las probetas, los ojos deben situarse en la misma horizontal que el nivel del agua y considerar la parte baja del menisco como indicador.

• Se ha de procurar que no haya pérdidas de agua en los trasvases. • Cada alumno/a debe sujetar su probeta por su base mientras se transfiere el agua con

la pipeta para evitar su caída y posible ruptura.


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Procedimiento y toma de datos:

1) Simulación de la obtención de un equilibrio químico: En este apartado se realizará un proceso de transferencia de agua entre dos probetas, y con cuyos datos se confeccionarán gráficas semejantes a las que surgen de representar la variación de concentración de reactivos y productos respecto del tiempo, de velocidad neta de reacción y de velocidades directa e inversa (volúmenes transferidos con las pipetas) en un proceso de equilibrio químico y posterior perturbación del mismo: La probeta A, que representa los “reactivos”, es la de 250 mL, comienza con unos 230 mL aproximadamente de agua que representa la concentración inicial de reactivo y usa la pipeta pequeña de 10 mL para transferir agua. La probeta B, que representa los “productos”, es la de 100 mL, comienza con 0 mL de agua representando la concentración inicial de los productos y usa la pipeta grande de 20 mL para transferir.

1- Marcar la probeta de 250 mL como A y la de 100 mL como B. 2- Poner aproximadamente 230 mL de agua coloreada (con el fin de realizar mejor las

lecturas de volumen) en la probeta A y anotar exactamente el volumen que contiene.

3- Los dos miembros del grupo de trabajo deberán transferir agua simultáneamente de una probeta a la otra para lo cual deben introducir las pipetas en sus respectivas probetas hasta el fondo y dejar que se llenen por el principio de vasos comunicantes, luego tapar el orificio superior con el dedo índice y vaciar, retirándolo, en la probeta del otro compañero/a durante unos diez segundos. Esta operación se debe realizar con cuidado de no perder agua en la transferencia porque interferirá en los resultados finales.

4- Después de cada operación anterior se debe leer cuidadosamente y anotar en una tabla como la siguiente, los volúmenes que se transfieren con cada pipeta y el volumen resultante de cada probeta.

• Como cuestiones previas, deben aventurar si una vez alcanzado el equilibrio: a) creen que necesariamente habrá pasado toda el agua de una probeta a la otra o podrá quedar agua en ambas probetas b) creen que al final habrá necesariamente el mismo volumen de agua en ambas probetas:................................................................................................ .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................


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Tabla 1

Frecuencia Volumen (ml) que

va adquiriendo la

Probeta A (grande)

Volumen (ml) que

va adquiriendo la

Probeta B (pequeña)

Volumen transferido con la pipeta pequeña A → B

Volumen transferido con la pipeta grande B → A

inicialmente

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14


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El punto de la transferencia en que se llega al equilibrio entre ambas probetas, es aquél en que si se continua la transferencia algunas medidas más, se observará que el volumen de ambas probetas permanece invariable. Esta situación se asimila a la consecución del estado de equilibrio químico.

2) Simulación de la perturbación del equilibrio:

1-Una vez obtenido el estado análogo al equilibrio de la experiencia anterior, se agregará 25 mL de agua a la probeta A, representando una perturbación del estado de equilibrio (como la producida al variar la concentración de reactivo en equilibrio) 2- A continuación se repite la experiencia anterior hasta volver a un nuevo estado de equilibrio y recogiendo los datos siguientes en una nueva tabla 2:

Frecuencia Volumen (ml)

Probeta A

Volumen (ml)

Probeta B

o

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Cuestiones parte A: • Una vez realizada tu práctica, compara tus respuestas a las cuestiones previas con los

resultados obtenidos y extrae conclusiones, siempre asimilando los volúmenes de las probetas A y B a las concentraciones de un sistema químico.

• Indica con qué magnitud se cuantifica el estado de equilibrio químico. • Representa gráficamente, en papel milimetrado, la tabla1 anterior, poniendo en

ordenadas los volúmenes sucesivos de las dos probetas y en abscisas la frecuencia de los transvases de agua. y haciéndolas coincidir una a continuación de la otra. ¿En qué se parece tu gráfica a las de concentración-tiempo que se muestran en el libro de química de 2º del tema de Equilibrio? (compara tipo de línea y signo de pendientes)

• Explica el significado que, en relación con el equilibrio dinámico, se puede atribuir a: a) La primera porción curva de las dos líneas


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b) La segunda porción recta de las dos líneas. • Indica cuál es la evidencia de que se ha alcanzado el equilibrio observando:

a) los volúmenes de agua transferidos. b) los datos representados en la gráfica.

• Indica qué representa el cambio de volumen que tiene lugar cuando se adiciona a la probeta A, una vez alcanzado el equilibrio, 25 mL de agua y contesta: a) ¿Son los mismos los volúmenes finales de cada estado de equilibrio? b) ¿Cómo se interpreta el hecho de que los volúmenes en el segundo equilibrio no sean los mismos que en la primera experiencia.

• Representa gráficamente, en el papel milimetrado de la tabla1 los datos de la tabla 2 haciéndolas coincidir una a continuación de la otra y comenta como se cumple el principio de Le Châtelier

• Nombra otras alteraciones que puedan afectar a un sistema químico. • Calcula las variaciones de volumen de cada probeta en cada intervalo de frecuencia, que

simulan las velocidades netas de variación de las concentraciones de reactivos y productos VA’- V A/ f’-f y VB’- V B/ f’-f y elabora una tabla 3 como la siguiente: Intervalo de frecuencia

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

10-11

11-12

12-13

13-14

Velocidad de vaciado de la probeta A

Velocidad de llenado de la probeta B

Observando los valores obtenidos y sus correspondientes signos, identifica qué velocidad representan en relación con el equilibrio químico.

• Representa gráficamente en papel milimetrado los valores de la tabla 1 referentes a los volúmenes transferidos entre las probetas. Identificando el volumen transferido de A→ B con la velocidad de la reacción directa y el de B → A con la de la reacción inversa, ambas positivas, comenta si tu gráfica está de acuerdo con la deducción cinética de la constante de equilibrio, aunque, en realidad, la deducción de la constante de equilibrio se hace a partir de conceptos termodinámicos.


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• En las gráficas de la figura siguiente, que representan la evolución de un sistema químico hacia el equilibrio a lo largo del tiempo, contesta, justificándolo:

A B C

a) ¿En cuál de estos sistemas químicos crees que se tarda más en alcanzar el equilibrio? b) ¿Cuál de las tres reacciones tiene una constante de equilibrio más elevada? c) ¿Cuál de los tres equilibrios está más desplazado hacia la formación de reactivos y cuál hacia la formación de productos?

PARTE B (SEGUNDA SESIÓN) En este apartado se experimentará la posibilidad de desplazar el equilibrio químico comprobando el principio de Le Chatelier, aprovechando que el equilibrio muestra uno u otro color según se encuentre más o menos desplazado hacia la formación de productos o de reactivos. Los iones cromato (amarillo) y dicromato (naranja), que son de distinto color, establecen en disolución acuosa, un equilibrio que es función del pH del medio, según la ecuación:

2CrO4-2 (aq) + 2H+ (aq) <==> Cr2O7

-2 (aq) + H2O (l) amarilla naranja

En esta parte también se experimentará la redisolución de un precipitado de cromato de bario, utilizando el balanceo del equilibrio cromato/dicromato que es función del pH del medio, aprovechando el hecho de que el dicromato de bario es una sal soluble en agua, mientras que el cromato de bario, BaCrO4, no lo es.

Normas de seguridad:

• Considerando la toxicidad de los compuestos de cromo y su facilidad de penetración a través de la piel, se hace imprescindible la utilización de guantes de látex para la manipulación de reactivos y gafas de laboratorio por las posibles salpicaduras.

• El deshacerse de los residuos implicará diluir las disoluciones de ácido y base antes de desecharlos por los fregaderos, recoger las disoluciones de cromato y dicromato elaboradas para posteriores utilizaciones o precipitar el cromo en forma de hidróxido de cromo (III) de dichas disoluciones si se considera oportuno, si bien se habrá realizado poca cantidad de las mismas precisamente con el fin de no tener que contaminar posteriormente los acuíferos.


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Material necesario:

• Tubos de ensayo y gradilla. • Espátulas y cuentagotas. • Reactivos: dicromato de potasio(K2Cr2O7), cromato de potasio (K2CrO4) ,

disoluciones ya preparadas de hidróxido de sodio (NaOH) de concentración 1 M, ácido clorhídrico (HCl) de concentración 8 M , disolución ya preparada de cloruro de bario (BaCl2) al 5% y agua destilada.

• Guantes de látex y gafas. • Balanza electrónica. • Papel de filtro

Procedimiento: Balanceo del equilibrio

1- Pesar en la balanza en un pequeño papel de filtro, con cuidado de no tocarlos, unos 0,05 g de dicromato de potasio tomados con espátula. En un tubo de ensayo, disolverlos agitando en 5 mL de agua destilada y dividir la disolución resultante en dos tubos etiquetados como A y A’. El dicromato de potasio, al disolverse en el agua, se disocia formando los iones dicromato Cr2O7

2-, que proporcionan un color NARANJA a la disolución.

Una de estas disoluciones servirá para tener un patrón del color naranja cuando la otra se vuelva amarilla por tratamiento con base.

A: Cr2O72- A’: Cr2O7

2-

2- Pesar en la balanza unos 0,15 g de cromato de potasio, con el mismo procedimiento anterior En otro tubo de ensayo, disolverlos con 5 mL de agua destilada igualmente. También lo dividiremos en dos tubos B y B’ guardando uno para la experiencia posterior. Al disolverse aparecen los iones cromato CrO4

-2, que colorean la disolución de AMARILLO.


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B: CrO4-2 B’: CrO4

-2

• En este punto de la experiencia emite hipótesis acerca del sentido en que se desplazará

el equilibrio si se aumenta o disminuye la concentración de iones H+, es decir, qué coloración prevalecerá si: a) al tubo B se le añadiera ácido clorhídrico…………………………………………….. b) al tubo de ensayo A se le añadiera hidróxido de sodio…………………......................

3-Añadir al tubo A unas gotas de la disolución de NaOH y al tubo B unas gotas de disolución de HCl, observar qué ocurre y confirmar o no las hipótesis anteriores…….......… ………………………………………………………………………………………………..


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PARTE C: Redisolución de precipitados

Para la siguiente experiencia de redisolución de un precipitado de BaCl2 primero se comprueba la solubilidad o no del dicromato de bario y del cromato de bario en agua:

1-En un tubo de ensayo que contiene una solución de cromato de potasio (una de las anteriores) se añade una sola gota de una disolución de BaCl2 al 5% observándose como se forma un precipitado de cromato de bario cuya Kps tiene un valor de 2,4·10-10

CrO42- (aq) + Ba2+ (aq) <==> BaCrO4↓(s)

2-Asimismo, a un tubo de ensayo que contiene solución de dicromato de potasio (la del tubo A’ que ha servido de patrón de color) se le añade unas gotas de disolución de BaCl2 al 5% sin que se forme precipitado alguno.

Teniendo en cuenta el equilibrio cromato/dicromato visto anteriormente:

2 CrO4-2 (aq) + 2 H+ (aq) <==> Cr2O7

-2 (aq) + H2O (l)

Se puede decir que acidificando el medio en que se encuentra el precipitado de cromato de bario anterior se conseguirá redisolverlo, por formación de ión dicromato, según el principio de Le Chatelier:

3-En el tubo de ensayo C que contiene el precipitado de BaCrO4, añadir en gotas la disolución de HCl agitando varias veces hasta su redisolución total considerando que tiene lugar el siguiente equilibrio:

2BaCrO4(s) ↓+ 2H+(aq) <==> 2Ba2+(aq) + Cr2O72-(aq) + H2O(l)

4-A modo de ejemplo, realizamos una demostración de redisolución de precipitados de la naturaleza, en concreto de conchas de mar o tellinas.

Se trituran unas tellinas en un mortero y se traspasan a un tubo de ensayo. Se adicionan unas gotas de acido clorhídrico concentrado. Se observa la redisolución y el burbujeo y el alumno debe explicarlo en base a los equilibrios siguientes:

CaCO3-2 (s) <==> Ca+2 (aq) + CO3

-2 (aq)

CO3-2 (aq) +2 H+<==> CO2 (aq)+ H2O (l)


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Cuestiones parte B: • Realiza los cálculos necesarios para determinar, tanto la masa de NaOH que se ha de

pesar como el volumen de HCl comercial que se ha de pipetear para obtener las dos disoluciones 1M y 8M respectivamente que se han usado para balancear el equilibrio.

• Describe brevemente cómo se procede en el laboratorio tanto para realizar la disolución de HCl como para la de NaOH.

• Escribe la expresión de la constante de equilibrio de transformación del dicromato en cromato

• Explicar el desplazamiento del equilibrio al añadir HCl(aq) en términos del principio de Le Chatelier.

Cuestiones parte C: • En la reacción entre el cromato de potasio y el cloruro de bario ¿por qué se ve

favorecida la formación de productos? • Escribe la expresión de la constante del producto de solubilidad del precipitado que se

produce en esta reacción • ¿Precipitaría igualmente cromato de bario si en vez de BaCl2 se añadiese Ba(NO3)2 a la

disolución de cromato de sodio? • Conocida la Kps (25ºC) de BaCrO4: 1,17 10-13 hallar las concentraciones iónicas de una

disolución saturada de BaCrO4 . • Explica la redisolución del precipitado al añadir HCl(aq) en términos del principio de

Le Chatelier. • ¿Qué precipitados se observan fácilmente en nuestra casa y en los electrodomésticos? • Proponed algún medio de redisolverlos.

Análisis de la experiencia.

Tuvimos que esperar para poner en práctica la experiencia con los alumnos/as a tener explicado el tema de equilibrio químico. Sin embargo todavía no se había estudiado la parte de ácido-base ni solubilidad, pero explicamos lo imprescindible para funcionar, con la esperanza de que llegado el momento, lo recuerden. Hubiera resultado muy completo e ilustrativo profundizar más en la analogía del equilibrio por lo que respecta a la primera parte de la práctica y también poder realizar en el laboratorio, una vez hechos los cálculos correspondientes, las disoluciones de HCl, NaOH y BaCl2 en la segunda parte. Sin embargo optamos por proporcionarlas ya preparadas debido al poco tiempo disponible en éste nivel en el que es forzoso terminar los programas dado que se presentan al examen de Prueba de Acceso a Universidad. No obstante, les pedimos los cálculos realizados por ellos a modo de cuestión, puesto que nos parece interesante que sepan como preparar disoluciones.


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Por la misma razón, no les pedimos la redacción de informe alguno, sino simplemente la resolución de las cuestiones propuestas y la elaboración de las gráficas. Llevada a cabo la experiencia y recogidos los resultados de las prácticas realizados por los alumnos/as puntos a resaltar: Parte A: 1- El hecho de utilizar una analogía de transferencia líquida, nos ha permitido reproducir una evolución hacia el equilibrio fácilmente medible (volúmenes) sin necesidad de sensores ni aparatos. 2- La utilización de una analogía experimental para visualizar el concepto de equilibrio ha permitido, entre otras cosas, reproducir las gráficas de velocidad que contienen todos los libros de texto del tema de equilibrio y cuyo origen no suele quedar suficientemente explicado. Estas gráficas las hicieron como tarea de casa. 3-Por otra parte, el no usar ninguna clase de reactivo presenta la ventaja de no entrañar riesgo alguno desde el punto de vista de la seguridad en el laboratorio al evitar la peligrosidad de inhalación o contacto con ellos. 4- Se puede constatar que la analogía es óptima por el buen paralelismo que muestra con un equilibrio químico real donde hasta cuatro magnitudes tienen análoga, como son: -concentración instantánea de reactivos y productos ↔ volúmenes de agua en las probetas -velocidades de reacción directa e inversa ↔ volúmenes de agua transvasados con las pipetas -velocidad neta de la reacción ↔ variación de los volúmenes de las probetas con la frecuencia -constante de equilibrio ↔ cociente entre volumen de probeta B y volumen de probeta A pero además y frente a otras analogías (Léase el siguiente documento que contiene un estudio sobre varias analogías propuestas para la comprensión del fenómeno de equilibrio: http://garritz.com/andoni_garritz_ruiz/documentos/Raviolo-Garritz_EQ-2007.pdf) destaca por la sencillez de su puesta en práctica, la simplicidad del material a utilizar y la ausencia de peligrosidad. 5- Hemos constatado que es importante que asimilen el paralelismo anterior para la buena comprensión del fenómeno, por lo que lo tuvimos que escribir en la pizarra para que en todo momento supiesen qué se suponía que estaban midiendo cuando tomaban los datos y resolvían las cuestiones. 6-En la primera sesión de la práctica llevaron a cabo la transferencia líquida incluida la perturbación, también dio tiempo a esbozar alguna cuestión del final y con unas cuantas indicaciones nuestras más, los alumnos/as las terminaron de contestar como tarea de casa, junto con las gráficas que tuvieron que representar. 7- Introducir la perturbación sirvió para reflexionar sobre el sentido de evolución del equilibrio. 8- Debieron calcular la “constante de equilibrio” como cociente de volúmenes finales de cada probeta (las supuestas concentraciones en el equilibrio) y se asombraron al comprobar que su valor era el mismo con los volúmenes de la primera experiencia de trasvase y después de la perturbación. Con ello además constatamos que hay una cuarta magnitud que


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presenta paralelismo entre el transvase de líquido y el equilibrio químico: su constante. Nos parece que es una cuestión más a incluir en futuras experiencias. 9- Pensamos que cabe profundizar más en la analogía. El hándicap al que nos enfrentamos en este nivel de 2º de bachillerato es la falta de tiempo por la inminencia de la prueba de Selectivo. Partes B y C: 10- Esta parte es una aplicación práctica del principio de Le Chatelier que tanto nombramos y usamos para predecir el sentido de la evolución del equilibrio sobre el papel, que se aprecia fácilmente gracias a los dos colores de los iones dicromato y cromato. Les gustó mucho y entendieron fácilmente lo que ocurría. A nivel de profesorado aportamos las limitaciones sobre la falibilidad del principio de Le Chatelier: http://www.unlu.edu.ar/~qgeneral/lechatlier.PDF 11- Por otro lado, el haber redisuelto un precipitado por adición de ácido es un apartado del tema de solubilidad que se estudia con poca profundidad y esperamos que haberlo tratado experimentalmente nos ahorre tiempo cuando llegue el momento de explicarlo. 12- Esta parte nos sirvió para hacer hincapié en el tema de la seguridad en el laboratorio al poner énfasis en las precauciones a tomar en la manipulación de reactivos, lo que favorecimos proporcionándoles gafas y guantes. 13- También nos permitió crearles conciencia de lo negativo de hacer uso de sustancias tóxicas indiscriminadamente. En el laboratorio a los alumnos/as nunca les parece suficiente la cantidad de reactivos que usamos y siempre dicen”¡echa más!”….esta práctica también sirvió para explicarles que, dada la peligrosidad del Cr 6+, las cantidades de disolución que hicimos eran las mínimas posibles para no contaminar y que las guardaríamos para usos posteriores o hasta su recogida por personal especializado. Por este motivo nuestra práctica no resulta especialmente vistosa. Todo lo dicho en este apartado lo ilustramos con una noticia del periódico que nos salió al paso, relativa a un vertido ilegal de cromo en Requena, que adjuntamos como Anexo 1. 14- Como final de la experiencia y para dotarla de un poco de espectacularidad, hicimos una demostración de cómo el ácido clorhídrico concentrado disuelve el carbonato de calcio de una concha marina con gran desprendimiento de dióxido de carbono. Esta experiencia también les llamó la atención. 15-Para relacionar los conceptos analizados con un caso práctico aportamos para su lectura el material de Salters proporcionado por Don Rafael Llopis sobre los océanos, explicando el equilibrio dinámico de formación de las conchas marinas y cómo los moluscos de las profundidades marinas carecen de concha debido a que las altas presiones impiden la precipitación de carbonato de calcio. Artículo que aquí adjuntamos: Anexo 2. 16- La parte de las cuestiones C relativa a la redisolución de precipitados no se la pudimos pedir puesto que aún no se había explicado el tema solubilidad, por lo que recomendamos realizar la práctica más adelante o bien dividirla en dos partes y realizar la primera durante la explicación del tema de equilibrio y la segunda después de explicar el tema de solubilidad. 17.- Después de haber realizado la parte A no ha tenido problemas en predecir correctamente lo que ocurriría al añadir acido o base a las disoluciones de cromato o dicromato por el principio de Le Chatelier. Se observan bien los resultados.


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Parte C 19.- Los alumnos/as suelen cometer contaminación al utilizar los cuentagotas y las espátulas para tomar los reactivos y presentan tendencia a dejar los frascos de reactivos abiertos. 20.- Al añadir el cloruro de bario al tubo dicromato observan alguna turbidez. La redisolución de las tellinas es llamativa para algunos alumnos por utilizar ácidos fuertes que asocian al laboratorio de química. Análisis de los resultados Respecto a las respuestas de las cuestiones propuestas a los alumnos/as, podemos sentirnos satisfechos de que nos las entregaron en el plazo solicitado aún estando tan ocupados. Les interesó el tema y fue, en parte, porque estaban a punto de examinarse de él. Las gráficas basadas en las medidas de los volúmenes salieron razonablemente bien, pudiéndose comparar perfectamente con las de los libros de texto. Aquí se muestra una tabla de datos de los volúmenes de las probetas, antes y después de la perturbación y la gráfica confeccionada a partir de la misma, por uno de los grupos:


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Tabla1: Antes de la perturbación


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Tabla 2: después de la perturbación

A continuación se muestran las gráficas correspondientes una a continuación de la otra realizada por un grupo:

pudiéndose observar su similitud con las del libro de texto de 2º de bachillerato de la editorial ANAYA por ejemplo mostrada a continuación:


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Otro de los grupos prefirió presentar sus respuestas por ordenador y aquí mostramos su gráfica de las velocidades directa e inversa que dibujaron con los datos de las dos columnas de la derecha de la tabla 1 referidos a los volúmenes transferidos con las pipetas:

Nótese cómo en este caso no han ajustado las líneas a curvas exponenciales y cómo no han desechado un punto experimental que claramente está mal tomado, lo cual nos sirvió para explicar cómo, en el trabajo de laboratorio, deben interpretarse los datos experimentales dentro de una de las etapas del método científico. Esta gráfica quiere parecerse a la mostrada más abajo, sacada de la siguiente página de internet: galeon.hispavista.com/melaniocoronado/EQUILIBRIO.pdf que hace referencia al hecho de que las velocidades directa e inversa de una reacción acaban siendo iguales. En el caso que hemos mostrado de uno de los grupos las velocidades directa e inversa acaban siendo prácticamente iguales: 7,3 y 7,1:


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Y aunque parece que no tiene nada que ver con la de nuestros alumnos se debe considerar que tendría mayor parecido si hubiesen ajustado las curvas convenientemente. Hemos constatado que: 1-A los alumnos/as les cuesta medir bien los volúmenes y no detectan si han cometido algún error por falta de comprobar los valores anotados. 2-Les cuesta entender las instrucciones escritas y esperan a que se les explique pormenorizadamente como han de proceder. 3- No tienen soltura al pesar (tarar etc.) ni una idea clara de lo que significan los miligramos o los mililitros. 4- Al utilizar los cuentagotas, espátulas, etc. no son lo suficientemente cuidadosos/as lo cual se traduce en que al añadir el cloruro de bario al tubo que contiene el dicromato se observó una turbidez. Lo aprovechamos para enfatizar en el hecho de que no se debe contaminar por descuido los reactivos a utilizar. 5-Como ya hemos señalado, no advierten que al representar datos experimentales se debe dibujar una línea curva suave y que no precisa pasar por todos los puntos dado que son experimentales. 6-Sin embargo y como ya se había estudiado el principio de Le Chatelier, las predicciones de las dos partes de la práctica han sido contestadas correctamente por casi todos los alumnos/as. Conclusiones de la práctica:

1.- Somos conscientes de que ha resultado una práctica un poco larga y que será mejor dividirla en dos como ya se ha señalado anteriormente. 2.- Es posible que el número de cuestiones propuestas sea elevado. Sin embargo todas nos parecen interesantes y creemos que no se debe eliminar ninguna. Creemos que ha resultado ser muy completa.


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3.- Nos parece especialmente útil experimentar la redisolución del precipitado con adición de ácido, porque es un método que se estudia en el tema de “Solubilidad” y nos ahorrará tiempo en su comprensión. 4.- En realidad cursaban pocos alumnos/as la química de 2º y además hemos sido dos profesores para atenderlos, lo cual ha permitido un entendimiento más profundo de lo que se estaba experimentando por la posibilidad de explicarlo grupo por grupo. No sabemos si será extrapolable a grupos más numerosos. 5.- Los chicos y chicas de química han disfrutado de la práctica, se han mostrado colaboradores y la han desarrollado con seriedad y rapidez, presentando los resultados y cuestiones en el plazo solicitado.

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