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Licenciatura en Enseñanza y Aprendizaje de la Química en

Educación Secundaria

Plan de estudios 2018

Programa del curso optativo

Introducción a los métodos espectrofotométricos

Tercer semestre

Licenciatura en Enseñanza y Aprendizaje de la Química en Educación Secundaria. Plan de estudios 2018

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Primera edición: 2019 Esta edición estuvo a cargo de la Dirección General de Educación Superior para Profesionales de la Educación Av. Universidad 1200. Quinto piso, Col. Xoco, C.P. 03330, Ciudad de México D.R. Secretaría de Educación Pública, 2019 Argentina 28, Col. Centro, C. P. 06020, Ciudad de México


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Trayecto formativo: Optativo

Carácter del curso: Obligatorio Horas: 4 Créditos: 4.5


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Índice

Propósito y descripción general del curso…………………………………………………………….5

Propósito general ......................................................................................................................... 5

Descripción ....................................................................................................................................... 5

Cursos con los que se relaciona ........................................................................................... 7

Competencias del perfil de egreso a las que contribuye el curso ................. 9

Estructura del curso ................................................................................................................... 12

Orientaciones para el aprendizaje y la enseñanza ................................................. 12

Sugerencias de evaluación .................................................................................................... 19

Unidad de aprendizaje I. Introducción a la espectrofotometría .................... 21

Unidad de aprendizaje II. Espectrofotometría molecular y atómica ......... 29

Unidad de aprendizaje III. Elección de métodos espectrofotométricos..32

Perfil docente sugerido .......................................................................................................... 45

Referencias bibliográficas del curso .............................................................................. 46


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Propósito y descripción general del curso

Propósito general

En este curso se pretende acercar al futuro docente al conocimiento de métodos basados en la absorción y emisión de la radiación electromagnética, mediante el estudio teórico de modelos representativos de sistemas reales que se efectúen en laboratorios especializados, a fin de fortalecer su formación para aplicar este conocimiento a la resolución de problemas relacionados con la salud, la alimentación y la contaminación.

Descripción

Los métodos espectrofotométricos basados en mediciones de absorción o emisión de radiación del espectro electromagnético se clasifican en métodos de espectrofotometría molecular y atómica y comprenden las regiones del espectro electromagnético de ultravioleta, visible e infrarroja. Los futuros docentes comprenderán que, dependiendo de la energía de la radiación que interactúe con la materia, las transiciones que provocan en ésta son diferentes y, en consecuencia, sus aplicaciones son variadas y diferentes.

El primer científico que a través de experimentos realizados con prismas sentó las bases de la actual espectrofotometría fue Isaac Newton (1642-1727), quien estableció los principios de la dispersión y refracción de la luz y definió el “espectro” de las partes constitutivas de la luz.

A partir de estos conocimientos, en el siglo XIX empezaron a surgir los primeros experimentos realizados por científicos que trataban de determinar cuantitativamente la cantidad de luz dispersada; uno de ellos, considerado como padre de la espectrofotometría, fue Joseph von Fraunhofer (1787-1826) quien obtuvo los valores de las longitudes de onda correspondientes a las líneas de absorción del espectro solar, conocidas como líneas de Fraunhofer. En 1859, dos científicos alemanes el físico Gustav Kirchhoff (1824-1887) y el químico Robert Bunsen (1811-1899), utilizaron estas líneas de Fraunhofer para sentar las bases de la espectrofotometría como técnica analítica.

La palabra espectrofotometría se deriva del vocablo latino “spectrum”, que significa imagen, y de las palabras griegas “photos” y “methros”, que significan luz y medida, respectivamente. El primer espectrofotómetro fue producido en 1940 por la empresa Beckman; actualmente el desarrollo de la espectrofotometría continúa y su importancia y utilidad son innegables. A título de ejemplo se mencionan algunas de éstas: control de calidad de materias primas y productos acabados que garantizan las especificaciones de calidad para el consumidor; análisis clínicos que facilitan el diagnóstico de


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enfermedades; identificación y caracterización de productos naturales y nuevos materiales, entre otros.

Los estudiantes normalistas conocerán algunos tipos de espectrofotometrías de uso común y los describirán de acuerdo al tipo de interacción luz - materia (absorción o emisión) y a la zona del espectro en la que se trabaja. Este programa aborda la espectrofotometría UV-VIS, IR tanto molecular como atómica.

Este curso forma parte del trayecto optativo “Análisis instrumental de la Licenciatura en Enseñanza y Aprendizaje de la Química en Educación Secundaria” y es importante para que los estudiantes interpreten resultados de análisis necesarios en su campo disciplinario.

Cabe señalar que pese a que algunos de los equipos usados en espectrofotometría son relativamente económicos y pudieran ser accesibles a un laboratorio escolar, éste es un curso teórico cuya meta no es que el futuro docente aprenda a utilizar instrumentos sino que comprenda la utilidad de métodos que conllevan conceptos y actividades importantes que se pueden estudiar y realizar en el aula. Es importante que el estudiantado conozca los principios del fundamento y las aplicaciones de los métodos espectrofotométricos más utilizados, para que pueda elegir aquel que, de manera teórica, pareciera ser el más adecuado para resolver un problema específico.


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Cursos con los que se relaciona

El curso Métodos Espectrofotométricos se encuentra relacionado con los siguientes cursos de los trayectos formativo y optativo de esta Licenciatura para la Enseñanza y el Aprendizaje de la Química en Secundaria:

Química: una ciencia fáctica, en el que se desarrollan las competencias necesarias para identificar los materiales y reactivos propios de un laboratorio de química básica y se realizan cálculos e interpretan resultados de algunos experimentos simples.

Química experimental, en donde el estudiantado conocerá las funciones de los instrumentos y materiales básicos en un laboratorio químico y realizará, de “manera experimental”, las operaciones de determinación de la masa de sólidos, medición de volúmenes y preparación de disoluciones que son parte de las actividades que, como rutina diaria, deben realizarse en todo laboratorio en el que se realicen análisis con o sin el uso de espectrofotómetros.

Análisis químico, en donde se realizarán análisis basados en interacciones materia-materia y en los que se requiere realizar operaciones, tales como preparar disoluciones estándar o calibrar instrumentos sencillos, que también son fundamentales en cualquier análisis instrumental.

Introducción al análisis instrumental, en el cual se introducen conceptos básicos fundamentales comunes a todas las técnicas instrumentales de análisis (tales como exactitud, precisión, sensibilidad, selectividad, límite de detección, entre otros).

Tecnología en la enseñanza de la química, en el que el estudiante podrá profundizar en el conocimiento y aplicación de recursos tecnológicos utilizados en la comprensión de los conceptos de Química.

Este curso fue elaborado por docentes normalistas, personas especialistas en la materia y en el diseño curricular provenientes de las siguientes instituciones: María Antonia Dosal Gómez, Mercedes Guadalupe Llano Lomas y Juan Carlos Hernández Chacón de la Academia Mexicana de Ciencias; Martha Olea Andrade, Rosa Ivett Flores Ruiz, Areli Rubí Salgado Fernández, Dalia Vianney Flores Sánchez, Josefina Elizabeth Ruiz Moreno de la Escuela Normal Superior de México; Especialistas en diseño curricular: Julio César Leyva Ruiz, Gladys Añorve Añorve, Sandra Elizabeth Jaime Martínez, María del Pilar González Islas, Jessica Gorety Ortiz García y Refugio Armando Salgado Morales de la Dirección General de Educación Superior para Profesionales de la Educación.


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Competencias del perfil de egreso a las que contribuye el curso

Competencias genéricas

Soluciona problemas y toma de decisiones utilizando su pensamiento crítico y creativo.

Aprende de manera autónoma y muestra iniciativa para auto-regularse y fortalecer su desarrollo personal.

Utiliza las tecnologías de la información y la comunicación de manera crítica.

Aplica sus habilidades lingüísticas y comunicativas en diversos contextos.

Competencias profesionales

Utiliza conocimientos de la química y su didáctica para hacer transposiciones de acuerdo a las características y contextos de los estudiantes a fin de abordar los contenidos curriculares de los planes y programas de estudio vigentes.

Caracteriza a la población estudiantil con la que va a trabajar para hacer transposiciones didácticas congruentes con los contextos y los planes y programas.

Articula el conocimiento de la química y su didáctica para conformar marcos explicativos y de intervención eficaces.

Relaciona sus conocimientos de la química con los contenidos de otras disciplinas desde una visión integradora para propiciar el aprendizaje de sus estudiantes.

Diseña los procesos de enseñanza y aprendizaje de acuerdo con los enfoques vigentes de la química, considerando el contexto y las características de los estudiantes para lograr aprendizajes significativos.

Propone situaciones de aprendizaje de la química, considerando los enfoques del plan y programa vigentes; así como los diversos contextos de los estudiantes.

Relaciona los contenidos de la química con las demás disciplinas del plan de estudios vigente.

Evalúa los procesos de enseñanza y aprendizaje desde un enfoque formativo para analizar su práctica profesional.


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Valora el aprendizaje de los estudiantes de acuerdo a la especificidad de la química y los enfoques vigentes.

Diseña y utiliza diferentes instrumentos, estrategias y recursos para evaluar los aprendizajes y desempeños de los estudiantes considerando el tipo de saberes de la química.

Reflexiona sobre los procesos de enseñanza y aprendizaje, y los resultados de la evaluación, para hacer propuestas que mejoren su propia práctica.

Gestiona ambientes de aprendizaje colaborativos e inclusivos para propiciar el desarrollo integral de los estudiantes.

Emplea los estilos de aprendizaje y las características de sus estudiantes para generar un clima de participación e inclusión.

Utiliza información del contexto en el diseño y desarrollo de ambientes de aprendizaje incluyentes.

Promueve relaciones interpersonales que favorezcan convivencias interculturales.

Utiliza la innovación como parte de su práctica docente para el desarrollo de competencias de los estudiantes.

Diseña y/o emplea objetos de aprendizaje, recursos, medios didácticos y tecnológicos en la generación de aprendizajes de la química.

Actúa con valores y principios cívicos, éticos y legales inherentes a su responsabilidad social y su labor profesional con una perspectiva intercultural y humanista.

Soluciona de manera pacífica conflictos y situaciones emergentes.

Competencias disciplinares

Argumenta que las reacciones químicas son cambios que explican la influencia de la Química en el desarrollo de la sociedad, la ciencia y la tecnología.

Identifica que una reacción química absorbe o desprende energía.

Aplica la Ley de Conservación de la masa para calcular las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos utilizando ejemplos sencillos.


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Estructura del curso

Este curso forma parte del trayecto optativo “Análisis instrumental de la Licenciatura en Enseñanza y Aprendizaje de la Química en Educación Secundaria”, es de carácter teórico e incluye 4.5 créditos que son abordados en cuatro horas-semana-mes.

A fin de contribuir a la formación integral del estudiantado normalista, se ha planeado desarrollar el curso Métodos espectrofotométricos en forma secuencial, con tres unidades de aprendizaje cuyos contenidos y representación esquemática se describen a continuación:

Unidad 1. Introducción a la espectrofotometría.

En esta unidad el estudiante en formación definirá conceptos físicos básicos de la naturaleza de la luz, reconocerá que todas las sustancias pueden absorber parte de energía radiante cuando la luz las atraviesa e identificará que los efectos que producen la energía absorbida son diferentes para cada sustancia y dependen, tanto de la estructura de la materia como de la energía de la zona del espectro que incide en cada sustancia.

Clasificará los diferentes métodos espectrofotométricos y describirá el principio del funcionamiento de los instrumentos que miden la interacción entre la radiación electromagnética y la materia.

Unidad 2. Espectrofotometría molecular y atómica.

En esta unidad el estudiante en formación valorará la importante información que proporcionan los métodos espectrofotométricos de las zonas ultravioleta visible e infrarroja; enumerará las ventajas y limitaciones de cada una de ellas y explicará las leyes fundamentales que contribuyen a la interpretación de la información proporcionada por los instrumentos.

Unidad 3. Elección de métodos espectrofotométricos.

En esta unidad el estudiantado planeará teóricamente la forma de solucionar posibles problemas reales tales como estudiar la estequiometría y la constante de una reacción química o determinar las concentraciones de diferentes componentes de una muestra sin necesidad de separarlos ni destruirlos.


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Orientaciones para el aprendizaje y la enseñanza

Al ser la educación un proceso cuyos fines se modifican de acuerdo al contexto económico y social, es evidente que la práctica docente está fuertemente determinada por diversos factores de los que la enseñanza de la Química, como ciencia central, no puede sustraerse. En efecto y dado que una de las metas de esta ciencia es descubrir la identidad y propiedades de la gran diversidad de sustancias que se producen diariamente, se han venido desarrollando gran variedad de técnicas y métodos espectrofotométricos de análisis para detectar, identificar y cuantificar diferentes sustancias que impactan en la forma en que vivimos y viviremos en el futuro.

Desde una perspectiva de formación que, además de propiciar y contribuir a la alfabetización y la motivación científica del estudiantado, es importante que reflexione y valore el papel que juega la instrumentación química para la detección y eventual solución ante los problemas de la vida cotidiana, tales como contaminación ambiental y análisis clínicos, entre otros.

Para comprender este complejo proceso analítico es importante que los estudiantes de la Licenciatura en Enseñanza y Aprendizaje de la Química en Educación Secundaria (LEAQ) puedan elegir, con base en su criterio y en los conocimientos adquiridos en las unidades previas, un método espectrofotométrico adecuado para plantear la posible solución de un problema real o simulado. Para lograrlo, es necesario que sea capaz de definir con claridad la naturaleza del problema analítico a resolver y tome en cuenta diversos factores tales como el tipo y la cantidad de muestra disponible, el orden de magnitud del contenido del analito, los posibles interferentes, el intervalo de cuantificación del método a utilizar, las propiedades físicas y químicas de las sustancias. También es importante que el estudiante normalista en formación considere otros criterios significativos, como exactitud y precisión requeridas, sensibilidad, límite de detección y cuantificación, blanco a utilizar, etcétera; el trabajo en grupo y la comunicación serán actividades importantes para abordar esta situación, que conlleva la necesidad del docente de conocer e innovar los procesos de enseñanza y aprendizaje y fundamentar las acciones que realice en el aula.

Para el desarrollo de las actividades de este curso se sugiere que se realicen al menos tres reuniones del colectivo docente para planificar y monitorear las acciones del semestre e incluso para acordar evidencias de aprendizaje comunes. Específicamente es importante el contacto con el docente titular del curso Tecnología en la enseñanza de la Química.


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Se recomienda incluir en la práctica docente el uso de las tecnologías y el trabajo colaborativo, ya que permiten desarrollar de manera transversal las competencias genéricas.

Ahora bien, con objeto de favorecer el desarrollo de las competencias, el formador de docentes podrá diseñar las estrategias pertinentes a los intereses, contextos y necesidades del grupo que atiende. No obstante, en este curso se presentan algunas sugerencias que tienen relación directa con los criterios de evaluación, los productos, las evidencias de aprendizaje y los contenidos disciplinares, así como con el logro del propósito y las competencias, ello a fin de que al diseñar alguna alternativa se cuiden los elementos de congruencia curricular.

Los contenidos del curso y los hechos seleccionados podrán ser analizados en grupo mediante el uso de lluvia de ideas y preguntas que permitan a la población estudiantil desarrollar un pensamiento analítico.

La elaboración de cuadros comparativos es una actividad adecuada para comprender la diferencia entre materiales, equipos y métodos, la necesidad de calibrar un método con diferentes tipos de estándares, la sensibilidad y el límite de detección, etcétera; se sugiere que se propongan situaciones que permitan evidenciar estas diferencias y se recomienda que los futuros docentes analicen y razonen casos particulares en forma individual para posteriormente discutirlos en grupo.

Cabe señalar que la selección del método espectrofotométrico más adecuado para la solución de un problema contribuye al desarrollo del razonamiento y pensamiento lógico y es una actividad que se sugiere realizar como cierre del curso y cuya planeación se recomienda estructurar considerando los saberes previos y características del grupo.

Algunas otras recomendaciones adicionales, como el promover acciones de expresión oral y escrita o utilizar mapas conceptuales para analizar una situación problema real o simulado, son también de gran utilidad. Sin embargo, es importante señalar que las recomendaciones mencionadas son de carácter general, no exhaustivas y no limitativas, a las que el responsable del curso quiera incorporar.

A continuación se presentan algunas sugerencias para el desarrollo de las unidades de aprendizaje:

Iniciar con preguntas generadoras que despierten el interés por el tema.


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Recuperar los conceptos abordados en la asignatura Estructura y Propiedades sobre el espectro electromagnético, así como las características de las ondas electromagnéticas.

Elaborar presentaciones digitales acerca de los antecedentes de la espectrofotometría, desde Isaac Newton hasta la actualidad.

Diseñar fichas técnicas de comparación o un diagrama de telaraña entre los tipos de espectrofotómetros.

Producir una infografía relacionada con los métodos espectrofotométricos.

Construir en plenaria un esquema, a partir de imágenes de las partes que conforman un espectrofotómetro, en el que se indique cómo funcionan y para qué sirven.

Realizar cálculos matemáticos relacionados con la Ley de Lambert - Bouguer - Beer.

Construir un cuadro comparativo de los métodos espectrofotométricos conocidos, considerando sus características, funciones, costos, tipo de muestra que analiza, entre otras.

Investigar los tipos de espectrofotómetros que existen en el mercado y su utilidad.

Revisar fichas técnicas sobre los espectrofotómetros más utilizados en el mercado.

Crear mapas conceptuales sobre los contenidos temáticos: Ley de Lambert, Bouguer y Beer.

Elaborar fichas de trabajo relacionadas con conceptos de: absorbancia, transmitancia, absortividad molar y específica.

Analizar videos explicativos relacionados con la espectrofotometría.

Integrar proyectos relacionados con el uso de los espectrofotómetros para análisis de alimentos, médicos y de productos contaminantes, entre otros.

Visitar museos, industrias o laboratorios para conocer un espectrofotómetro.

Utilizar simuladores virtuales de espectrofotómetros como reforzamiento del contenido.


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Promover que los alumnos resuelvan problemas sobre cuál sería el mejor método para el análisis de determinadas muestras.

Al ser un curso teórico, es relevante que los estudiantes normalistas estén en un proceso activo en la construcción de su conocimiento, por lo que se recomienda el trabajo de indagación entre pares, de tal manera que se propicie en ellos:

Desarrollar simulaciones de los fenómenos involucrados en los

diferentes métodos espectrofotométricos, así como su exposición en el

grupo.

Buscar e identificar casos y situaciones reales y/o simuladas publicadas

en revistas científicas acerca de la aplicación de esta metodología y

discutirla en plenaria.

Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el

intercambio argumentado de ideas, la reflexión y la colaboración entre

los estudiantes.

Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los

conceptos, tales como asistir a laboratorios de control de calidad.

Propiciar en el estudiantado el desarrollo de actividades intelectuales de

inducción-deducción y análisis-síntesis, las cuales los pueden encaminar

hacia la investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de

problemas.

Los productos de este curso pueden ser susceptibles de incorporarse al portafolio de evidencias si el docente y el estudiantado así lo consideran necesario, para lo cual se sugiere incluir una reflexión sobre sus aprendizajes.


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Sugerencias de evaluación

En congruencia con el enfoque del plan de estudios, se propone que la evaluación sea un proceso permanente que permita valorar gradualmente la manera en que cada estudiante moviliza sus conocimientos, pone en juego sus destrezas y desarrollar nuevas actitudes, utilizando los referentes teóricos y las experiencias que el curso propone.

La evaluación sugiere considerar los aprendizajes a lograr y a demostrar en cada una de las unidades del curso, así como su integración final. De este modo se propicia la elaboración de evidencias parciales para las unidades de aprendizaje.

Si se considera que una opción de titulación es el portafolio de evidencias¸ se sugiere que desde el inicio del curso se definan las evidencias de las actividades a realizar en cada unidad de aprendizaje y se indique que la solución de problemas planteados por el profesorado serán también ponderadas para calificación parcial y final del curso; se recomienda que, conforme a las características del grupo, se realicen dos entregas parciales y una final.

Con relación a la acreditación de este curso, se retoman las Normas de control Escolar aprobadas para los planes 2018, que en su punto 5.3, inciso e menciona “La acreditación de cada unidad de aprendizaje será condición para que el estudiante tenga derecho a la evaluación global” y en su inciso f; se especifica que “la evaluación global del curso ponderará las calificaciones de las unidades de aprendizaje que lo conforman, y su valoración no podrá ser mayor del 50%. La evidencia final tendrá asignado el 50% restante a fin de completar el 100%.” (SEP, 2019, pág. 16).

Cabe señalar que el portafolio de evidencias incluye productos que recuperan el esfuerzo, progreso y logros académicos del estudiantado y constituye un medio que permite al profesor retroalimentar el proceso de enseñanza y aprendizaje. La elaboración de cada evidencia y su ponderación, se determinará por el profesorado titular del curso de acuerdo a las necesidades, intereses y contextos de la población normalista que atiende.

Se propone construir un manual de usos y aplicaciones con la finalidad de reunir evidencias de aprendizaje del estudiante normalista a lo largo del semestre. Se sugiere dividirlo en tres entregas; la primera con introducción, panorama histórico de la espectrofotometría, instrumentos de medición y su clasificación, entre otros; en la segunda se integrarán las diversas leyes que fundamentan la espectrofotometría y las variaciones de las técnicas de absorción y emisión; para la tercera entrega el manual se debe complementar


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con los usos, aplicaciones, ventajas y desventajas de los métodos espectrofotométricos y su importancia en el campo del análisis químico.

Para cumplir con las Normas de Control Escolar, el 50% restante de la evaluación, se sugiere la resolución de situaciones simuladas planteadas por el profesor.


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Unidad de aprendizaje I. Introducción a la espectrofotometría

Competencias a las que contribuye la unidad de aprendizaje















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Aplica la Ley de la Conservación de la masa para calcular las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos utilizando ejemplos sencillos.


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Propósito de la unidad de aprendizaje

Indagar sobre el análisis del dominio de aplicación y las grandes ventajas de las diferentes técnicas espectrofotométricas (empleo general, costo, simplicidad, rapidez, sensibilidad, selectividad, entre otras), mediante la revisión de conceptos físicos básicos relacionados con la naturaleza de la luz y con la estructura de la materia, a fin de elegir aquel que, de manera teórica, permita resolver un problema cotidiano.

Contenidos

Breve historia del desarrollo de la espectrofotometría.

Clasificación habitual del espectro electromagnético.

Fundamentos básicos de los diferentes métodos espectrofotométricos.

Dualidad onda-corpúsculo de la luz.

Longitud de onda y frecuencia de las ondas electromagnéticas relacionadas con la velocidad de la luz.

Clasificación de los métodos espectrofotométricos.

Componentes básicos de un espectrofotómetro.

Actividades de aprendizaje

Para iniciar el estudio de los métodos espectrofotométricos y ayudar a su comprensión y a que la información posterior sea significativa, se sugiere recuperar saberes previos de la radiación electromagnética y sus propiedades y revisar la evolución histórica de la información relacionada con instrumentos de medición.

A continuación se sugieren algunas actividades para desarrollar esta unidad, que el docente podrá adaptar, cambiar o sustituir, de acuerdo al estudiantado que atiende y el contexto.

Recuperar los saberes de los conocimientos básicos de Física y los adquiridos en la asignatura Estructura y propiedades.

Construir una línea del tiempo de la historia de la espectrofotometría desde su inicio hasta la actualidad.


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Resolver problemas matemáticos sencillos referentes a longitud de onda y frecuencia que permitan relacionar al espectro electromagnético con magnitudes de energía.

Construir organizadores gráficos que integren los conceptos de la naturaleza dual de la luz (onda-partícula).

Elaborar cuadros comparativos que permitan diferenciar los métodos espectrofotométricos.

Utilizar imágenes de las partes que conforman un espectrofotómetro para armarlo en plenaria, a fin de que el alumno comprenda su funcionamiento y uso.

Plantear problemas de índole teórico al alumno sobre el tipo de análisis a una determinada muestra para su resolución.

Utilizar videos tutoriales para conocer cómo funciona un espectrofotómetro.

Realizar actividades experimentales sencillas para comprender el comportamiento de la luz y cómo interactúa ésta en distintas muestras.

Realizar exposiciones, representaciones y simulaciones en equipo y frente al grupo de los diferentes fenómenos y propiedades de la luz.

Realizar una investigación documental de los diferentes métodos instrumentales basados en las diferentes radiaciones electromagnéticas.

Consultar manuales sobre el funcionamiento de un espectrofotómetro.

Como actividad integradora y para recuperar los aprendizajes y productos realizados en esta unidad, se sugiere al docente el inicio de la elaboración de un manual de usos y aplicaciones que considere los contenidos de la primera unidad; pudiéndose evaluar con su respectiva rúbrica basada en los criterios de evaluación que se presentan a continuación:

Evidencias Criterios de desempeño

Primer avance del manual de usos y aplicaciones.

Conocimientos

Detalla la evolución histórica de la espectrofotometría.

Conoce los fundamentos de la


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Que debe contener:

Introducción, panorama histórico de la espectrofotometría y su clasificación.

espectrofotometría y sus principales usos.

Describe las partes que componen al espectro electromagnético.

Reconoce la longitud de onda de cada intervalo del espectro electromagnético.

Habilidades

Realiza experimentos sencillos con materiales y reactivos disponibles

Reconoce la longitud de onda y su relación con frecuencia y energía.

Reconoce los componentes básicos de un espectrofotómetro.

Soluciona problemas de índole teórico sobre el tipo de análisis del dominio de aplicación y las grandes ventajas de las diferentes técnicas espectrofotométricas.

Utiliza las TIC, TAC y TEP como herramientas en su proceso de aprendizaje.

Actitudes

Establece relaciones armónicas con sus compañeros.

Reflexiona sobre la importancia del uso de espectrofotómetros en


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distintos proyectos que benefician a la sociedad.

Valores

Muestra autonomía para la búsqueda de información.

Colabora activamente con sus compañeros.

Ayuda y orienta a sus compañeros en las actividades de la asignatura durante el proceso de aprendizaje.


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Bibliografía básica

A continuación, se presenta un conjunto de textos, de los cuales el profesorado podrá elegir aquellos que sean de mayor utilidad, o bien, a los cuales tenga acceso, pudiendo sustituirlos por textos más actuales.

Hernández, L. y González, C. (2002). Introducción al análisis instrumental. Barcelona, España: Editorial Ariel.

Rubinson, K. A., Rubinson, J. F. (2001) Análisis Instrumental. Madrid, España: Pearson Educación, S.A.

Skoog, D.A. (2018). Principios de Análisis Instrumental. Séptima edición. México: Ed. CENGAGE.

Bibliografía complementaria

Dosal, G.M.A. y Villanueva, M. Antología de Química Analítica Experimental. Introducción a la Metrología química. Curvas de calibración en los métodos analíticos. Marzo de 2008. Recuperado de: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Curvas de calibración23498.pdf

Rouessac, F. y Rouessac, A. (2010). Métodos y técnicas instrumentales modernas. Teoría y ejercicios resueltos. México: McGraw-Hill.

Skoog, D.A. (2004). Química analítica. Séptima edición. México: McGraw-Hill.

Willard, H. H., Merrit, L. Jr., Dean, J. A. y Settle, F. A. (1991). Métodos Instrumentales de Análisis. Quinta edición. México, D.F.: Grupo Editorial Iberoamérica.

Recursos de apoyo

Guillermo Abramson. (2011). Espectroscopio casero a CD. Disponible en: https://youtu.be/5lQVedue5OQ

Diego Fernández Barrera. (2008). El Espectroscopio. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=Icfs-O7eVNI

Classesamida. (2016). ESPECTROSCOPIO CASERO a CD (Como hacer, explicación y demostración). Disponible en: www.youtube.com/watch?v=GSsV8ppjGro

http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Curvas%20de%20calibración23498.pdf

http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Curvas%20de%20calibración23498.pdf

https://youtu.be/5lQVedue5OQ

https://www.youtube.com/watch?v=Icfs-O7eVNI

http://www.youtube.com/watch?v=GSsV8ppjGro


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Alicia Ruiz López. (s/f). Espectroscopio casero. Descomposición de la luz. Disponible en: http://curvetube.com/Espectroscopio_Casero/XFtZG-kCbT4.video

PHET Interactive Simulations. [Sitio Web]. 2019 University of Colorado Boulder. https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/chemistry/general

Simulador de espectrofotómetro UV. Chemical Education Research Group, Department of Chemistry Iowa State University. https://www.liceoagb.es/quimiorg/spec203.html

Ángel Herráez. Espectrofotómetro UV-VIS virtual [Página Web] http://biomodel.uah.es/lab/abs/espectro.htm

Rigoberto Solís. (2011). Espectrofotómetro. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=htlDmXPJgkw

Rodolfo M. Orozco. ESPECTROFOTOMETROS UV/VIS. [Página Web] 2019 SlidePlayer.es Inc. https://slideplayer.es/slide/22824/

Ana Belén Ojeda Domínguez. Tema 5: Técnicas espectroscópicas: Espectrofotometría [Página Web] 2019 SlidePlayer.es Inc. https://slideplayer.es/slide/8951316/

Nicole Polanco. (2014). Espectrografía. Disponible en: https://prezi.com/vzkrgnmml34p/espectrografia/

Adelaida Benítez. (2015). EL ESPECTROFOTÓMETRO. Disponible en: https://prezi.com/wtdx1yqwkevc/el-espectrofotometro/

Yuranis Esquivia Ramos. (2014). Dualidad Onda-Partícula. Disponible en: https://prezi.com/oeff5su9djp4/dualidad-onda-particula/

http://curvetube.com/Espectroscopio_Casero/XFtZG-kCbT4.video


https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/chemistry/general

https://www.liceoagb.es/quimiorg/spec203.html

http://biomodel.uah.es/lab/abs/espectro.htm

https://www.youtube.com/watch?v=htlDmXPJgkw

https://slideplayer.es/slide/22824/


https://prezi.com/vzkrgnmml34p/espectrografia/

https://prezi.com/wtdx1yqwkevc/el-espectrofotometro/

https://prezi.com/oeff5su9djp4/dualidad-onda-particula/


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Unidad de aprendizaje II. Espectrofotometría molecular y atómica
















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El propósito de esta unidad es que el estudiante en formación valore la información que proporcionan los métodos de espectrofotometría molecular, fundamentalmente la que concierne a la parte del espectro electromagnético,


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que comprende desde la región del ultravioleta hasta el inicio del infrarrojo, para que mediante la aplicación de los conceptos fundamentales involucrados, proponga soluciones teóricas a los problemas reales que se resuelven cotidianamente en laboratorios de análisis.

Contenidos

Espectrofotometría de ultravioleta y visible.

Ley de Lambert, Bouguer, Beer. Conceptos involucrados.

Relación entre absorbancia, transmitancia, absortividad molar y específica.

Desviaciones a la ley de Beer.

La ley de la aditividad de las absorbancias.

Ventajas y limitaciones de la espectrofotometría de ultravioleta y visible.

Dominio de aplicación de la espectrofotometría de infrarrojo.

Conceptos básicos de absorción y emisión atómica.


A continuación se sugieren algunas actividades que el docente podrá adaptar, cambiar o sustituir, de acuerdo al estudiantado que atiende y el contexto. Es importante recalcar que dichas actividades están diseñadas para abordar esta asignatura de manera teórica, por lo que también se recomienda la modelación de algunos procesos:

Elaborar cuadros comparativos acerca de los principios y las diferencias entre la espectrofotometría de ultravioleta y visible; así como el tipo de muestras que se pueden analizar.

Construir organizadores gráficos que permitan comprender los conceptos involucrados en la Ley de Lambert- Bouguer- Beer.

Elaborar un glosario ilustrado con los conceptos clave de: absorbancia, transmitancia, absortividad molar y específica.

Resolver problemas matemáticos demostrativos sobre la absorbancia y la concentración


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Construir maquetas o modelos que permitan comprender la espectrofotometría UV-Visible.

Investigar las ventajas y limitaciones de la espectrofotometría de UV-Visible.

Analizar diferentes casos como el uso de espectrofotómetros en geología, medicina, industria, entre otros.

Aplicar los conceptos fundamentales involucrados para proponer soluciones teóricas a los problemas reales que se resuelven cotidianamente en laboratorios de análisis.

Utilizar simuladores virtuales de un espectrofotómetro UV - VIS, en los que el alumno lleve a cabo el análisis de distintas muestras.


Segundo avance del manual de usos y aplicaciones.

Que debe contener los rubros de la primera entrega revisados y corregidos; además:

Leyes fundamentales de la espectrofotometría molecular, métodos directos e indirectos, selección de blancos, entre otros.

Conocimientos

Comprende la Ley de Lambert - Beer - Bouguer y su importancia.

Distingue entre espectroscopía de absorción y de emisión con base en las transiciones electrónicas.

Conoce los fundamentos básicos de absorción y emisión atómica.

Habilidades

Elige la longitud de onda de medida de una sustancia de acuerdo su estructura molecular.

Resuelve problemas matemáticos sobre absorbancia, transmitancia, absortividad molar y especifica.

Desarrolla simulaciones de los fenómenos involucrados en la espectrofotometría.

Aplica los conceptos fundamentales


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involucrados para proponer soluciones teóricas a problemas reales.

Actitudes

Demuestra actitud científica en la indagación y explicación del mundo natural en una variedad de contextos.


Muestra disposición para diseñar actividades experimentales con materiales simples.

Valores


Colabora activamente con sus compañeros.


Reconoce y valora el trabajo de sus compañeros.


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Rubinson, K. A., Rubinson, J. F. (2001). Análisis Instrumental. Madrid, España: Pearson Educación, S.A.



Rouessac, F. y Rouessac, A. (2010). Métodos y técnicas instrumentales modernas. Teoría y ejercicios resueltos. México: McGraw-Hill


Recursos de apoyo

Análisis Instrumental. (2015). Espectrometría de absorción atómica y de fluorescencia atómica. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=VoZumNBsF3Q

PHET Interactive Simulations. [Sitio Web]. 2019. University of Colorado Boulder. https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/chemistry/general



Rigoberto Solís. (2011). Espectrofotómetro. Disponible en https://www.youtube.com/watch?v=htlDmXPJgkw

Rodolfo M. Orozco. ESPECTROFOTOMETROS UV/VIS. [Página Web] 2019. SlidePlayer.es Inc. https://slideplayer.es/slide/22824/

https://www.youtube.com/watch?v=VoZumNBsF3Q







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Ana Belén Ojeda Domínguez. Tema 5: Técnicas espectroscópicas: Espectrofotometría [Página Web] 2019. SlidePlayer.es Inc. https://slideplayer.es/slide/8951316/

Universitat Politécnica de Valéncia-UPV. (2013). Aplicación de la ley de Lambert-Beer en espectroscopía UV-visible UPV. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=xJZIOOkvTOo

Profesor todo sencillo. (2016). Ley Lambert Beer. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=ZrE-R_OoQVI

Sal Khan. Introducción a la espectrofotometría. [Página web] 2019. Khan Academy. https://es.khanacademy.org/science/chemistry/chem-kinetics/spectrophotometry-tutorial/v/spectrophotometry-introduction

(n/d). Análisis instrumental. (Página Web) dequímica.com https://dequimica.com/teoria/analisis-instrumental

Cristina García Martín. (2017). Espectrofotometría de absorción UV-Vis. Disponible en: https://prezi.com/cfb4zep7-bkz/espectrofotometria-de-absorcion-uv-vis/

Katherine Frohard. (2018). Espectrometría de absorción en el infrarrojo. Disponible en: https://prezi.com/0dgtwk8ebxkq/espectrometria-de-absorcion-en-el-infrarrojo/

Naivedy Morales. (2016). Espectrofotometría de absorción atómica. Disponible en: https://prezi.com/gmswc-fjlme8/espectrofotometria-de-absorcion-atomica/

(n/d). (2016). Espectroscopía de Absorción y Emisión Atómica. Disponible en: https://prezi.com/d0f5tpnr_5hk/espectroscopia-de-absorcion-y-emision-atomica/

Unidad de aprendizaje III. Elección de métodos espectrofotométricos






https://www.youtube.com/watch?v=xJZIOOkvTOo

https://www.youtube.com/watch?v=ZrE-R_OoQVI

https://es.khanacademy.org/science/chemistry/chem-kinetics/spectrophotometry-tutorial/v/spectrophotometry-introduction



https://dequimica.com/teoria/analisis-instrumental

https://prezi.com/cfb4zep7-bkz/espectrofotometria-de-absorcion-uv-vis/

https://prezi.com/cfb4zep7-bkz/espectrofotometria-de-absorcion-uv-vis/

https://prezi.com/0dgtwk8ebxkq/espectrometria-de-absorcion-en-el-infrarrojo/

https://prezi.com/0dgtwk8ebxkq/espectrometria-de-absorcion-en-el-infrarrojo/

https://prezi.com/gmswc-fjlme8/espectrofotometria-de-absorcion-atomica/

https://prezi.com/gmswc-fjlme8/espectrofotometria-de-absorcion-atomica/

https://prezi.com/d0f5tpnr_5hk/espectroscopia-de-absorcion-y-emision-atomica/

https://prezi.com/d0f5tpnr_5hk/espectroscopia-de-absorcion-y-emision-atomica/


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El propósito de esta unidad es que el estudiante normalista comprenda la importancia de las técnicas no destructivas que, mediante el uso de disolventes apropiados y utilizando diversos factores propios del método y de la química en disolución (cambio de pH, óxido reducción, formación de complejos, elección adecuada de condiciones de medida, entre otros) le permitan abordar problemas reales variados, a fin de que sea capaz de comprender y proponer una solución teórica.

Contenidos

Valoraciones fotométricas.

Estudio de la relación estequiométrica de una reacción química.

Determinación de los valores de constante de un indicador.


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Determinación de mezclas de sustancias.

Métodos diferenciales.


A continuación se sugieren algunas actividades que el docente podrá adaptar, cambiar o sustituir, de acuerdo al estudiantado que atiende y el contexto.

Elaborar un cuadro comparativo con ejemplos que muestren las similitudes y diferencias de las valoraciones fotométricas directas e indirectas.

Resolver ejercicios estequiométricos con aplicaciones de espectrofotometría.

Investigar el proceso para determinar los valores de constante de un indicador, que permita analizar y comprender este proceso.

Diseñar organizadores gráficos para elegir los procesos de determinación de mezclas de sustancias sin separación ni destrucción.

Elaborar fichas descriptivas de los métodos diferenciales para la aplicación en la resolución de problemas.

Indagar las propiedades de distintos disolventes que se utilizan en espectrofotometría.

Resolver problemas matemáticos de resultados obtenidos por métodos diferenciales.

Indagar las aplicaciones en el ámbito farmacéutico y medioambiental de esta técnica analítica: glucosa en sangre, hierro en cereales, manganeso en suelos, ácido acetil-salicílico en comprimidos farmacéuticos, entre otros.

Plantear problemas que permitan al estudiantado elaborar una propuesta de métodos de análisis espectrofotométricos para resolución de problemas reales o simulados.

Como evidencia de aprendizaje para esta unidad se sugiere la terminación del manual de usos y aplicaciones.

Para cumplir con las Normas de Control Escolar, el 50% restante de la evaluación, se sugiere la resolución de situaciones simuladas planteadas por el profesor.


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Versión integrada del manual de usos y aplicaciones, que debe contener además:

Propuesta de métodos de análisis espectrofotométricos para resolución de problemas reales o simulados.

Conocimientos

Conoce la relación entre absorbancia y concentración.

Reconoce la utilidad de los métodos diferenciales.

Reconoce la relación de la estequiometría y la reacción química en la espectrofotometría.

Comprende la diferencia entre sensibilidad y límite de detección.

Define la selectividad y especificidad.

Relaciona las aplicaciones de las valoraciones fotométricas en el ámbito farmacéutico y el medio ambiente.

Compara las características principales de las valoraciones fotométricas.

Habilidades

Integra de manera pertinente los nuevos conceptos en el manual de usos y aplicaciones.

Determina la relación entre la medida espectrofotométrica y la concentración.

Elige el blanco adecuado para una muestra determinada.

Resuelve problemas reales o simulados, a partir de una propuesta de métodos de análisis


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espectrofotométricos.

Reflexiona sobre la importancia de la aplicación de los métodos diferenciales.

Utiliza las TIC, TAC, TEP como herramientas en su proceso de aprendizaje.

Actitudes

Demuestra una actitud científica en la indagación y explicación del mundo natural en una variedad de contextos.

Soluciona de manera pacífica conflictos y situaciones emergentes

Tiene disposición para trabajar en equipo.

Se comunica de manera respetuosa con sus compañeros.

Valores


Respeta las aportaciones de todos los integrantes del grupo.

Trabaja en forma colaborativa con sus compañeros.


Reconoce y valora el trabajo de sus compañeros.


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Christian, Gary D. Analytical Chemistry. (2003). Sexta edición revisada. USA: John Wiley and Sons.





Dosal, G.M.A. y Villanueva, M. Antología de Química Analítica Experimental. Introducción a la Metrología química. Curvas de calibración en los métodos analíticos. Marzo de 2008. Recuperado de: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/CURVASDECALIBRACION_23498.pdf




Recursos de apoyo

Geraldo Picado. Espectroscopía de absorción molecular UV-visible. Disponible en: https://slideplayer.es/slide/110646/

María Paz Sevilla Sierra. (2017). Capítulo 21. Valoraciones fotométricas. ISBN 978-84-617-9258-0. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=sTyD09qbAg8

http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/CURVASDECALIBRACION_23498.pdf



https://slideplayer.es/user/111695/


https://www.youtube.com/watch?v=sTyD09qbAg8


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PHET Interactive Simulations. [Sitio Web]. (2019). University of Colorado Boulder. https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/chemistry/general



Stem UCT. (2017). Relaciones estequiométricas en una reacción química. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=VJQ_skeIUt0

María Emilia López. (2018). Mezclas y sustancias puras destilación, centrifugación y espectrofotometría. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=DTRqROalbpA

Universitat Politécnica de Valéncia-UPV. (2016). Principios del Análisis Termogravimétrico | | UPV. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=c_itkQh4JI8

Universitat Politécnica de Valéncia-UPV. (2011). Técnicas de Análisis Térmico para Caracterización de Polímeros | 58/93 | UPV. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=bQxZSvlsxgU

Universitat Politécnica de Valéncia-UPV. (2011). Identificación de Plásticos mediante Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) | 61/93 | UPV. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=ujsgLUD-X3Y

Mariana Tamariz. (2016). Fotometría. Disponible en: https://prezi.com/fchkjtsg_kl5/fotometria/




https://www.youtube.com/watch?v=VJQ_skeIUt0

https://www.youtube.com/watch?v=DTRqROalbpA

https://www.youtube.com/watch?v=c_itkQh4JI8

https://www.youtube.com/watch?v=bQxZSvlsxgU

https://www.youtube.com/watch?v=ujsgLUD-X3Y

https://prezi.com/fchkjtsg_kl5/fotometria/


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Perfil docente sugerido

Perfil académico

Licenciatura en Educación Media con Especialidad en Física y Química.

Licenciatura con Especialidad en Química, Química Farmacéutico Biológica, Química en Alimentos, Ingeniería química, Ingeniería Química Metalúrgica o carrera afín.

Nivel Académico

Obligatorio

Nivel de licenciatura, preferentemente maestría o doctorado en el área de conocimiento de la Química o áreas afines.

Deseable

Experiencia de investigación en el área.

Otras afines.

Experiencia docente

Planificar y evaluar por competencias.

Utilizar las TIC en los procesos de enseñanza y de aprendizaje.

Retroalimentar oportunamente el aprendizaje de los estudiantes.

Trabajar en equipo.

Experiencia profesional

Contar con experiencia en el desarrollo de proyectos.


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Referencias bibliográficas del curso






Christian, Gary D. Analytical Chemistry. (2003). Sexta edición revisada. USA: John Wiley and Sons.

Dosal, G.M.A. y Villanueva, M. Antología de Química Analítica Experimental. Introducción a la Metrología química. Curvas de calibración en los métodos analíticos. Marzo de 2008. Recuperado de: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/CURVASDECALIBRACION_23498.pdf


SEP. (2019). Normas específicas de control escolar relativas a la selección, inscripción, reinscripción, acreditación, regulación, certificación y titulación de las Licenciaturas para la Formación de Docentes de Educación Básica, en la modalidad escolarizada (Planes 2018). Disponibles en: https://www.dgespe.sep.gob.mx/public/normatividad/normas_control_escolar_2018/normas_de_control_escolar_plan_2018.pdf



Recursos de apoyo

Guillermo Abramson. (2011). Espectroscopio casero a CD. Disponible en: https://youtu.be/5lQVedue5OQ



https://www.dgespe.sep.gob.mx/public/normatividad/normas_control_escolar_2018/normas_de_control_escolar_plan_2018.pdf

https://www.dgespe.sep.gob.mx/public/normatividad/normas_control_escolar_2018/normas_de_control_escolar_plan_2018.pdf

https://youtu.be/5lQVedue5OQ


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Diego Fernández Barrera. (2008). El Espectroscopio. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=Icfs-O7eVNI

Classesamida. (2016). ESPECTROSCOPIO CASERO a CD (Como hacer, explicación y demostración). Disponible en: www.youtube.com/watch?v=GSsV8ppjGro

Alicia Ruiz López. (s/f). Espectroscopio casero. Descomposición de la luz. Disponible en: http://curvetube.com/Espectroscopio_Casero/XFtZG-kCbT4.video

PHET Interactive Simulations. [Sitio Web]. (2019). University of Colorado Boulder. https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/chemistry/general



Rigoberto Solís. (2011). Espectrofotómetro. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=htlDmXPJgkw

https://www.youtube.com/watch?v=Icfs-O7eVNI

http://www.youtube.com/watch?v=GSsV8ppjGro







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