MAESTRIA EN DOCENCIA

Ing. BQ. Israel Contreras Calderón

ASESOR: Mtro. Gonzalo Linas Colin

GENERACIÓN 10

MODELOS DE DISEÑO Y DESARROLLO DE ESTRATEGIAS INSTRUCCIONALES

ACTIVIDAD DE LA SESIÓN 4

Fecha de entrega: 05-Mayo- 2015

Balanceo de ecuaciones químicasutilizando el método de tanteo,

Redox, y algebraico

 Objetivo del tema TEMA 1. Método de Tanteo 1.1 Metodología del método de tanteo 1.2 Resolución de ejercicios por tanteo 1.2.1 Actividad TEMA 2. Método de Redox 2.1 Metodología del método de Redox

 2.2 Resolución de ejercicios por Redox 2.2.1 Actividad TEMA 3. Método Algebraico 3.1 Metodología del método algebraico 3.2 Resolución de ejercicios por método algebraico 3.2.1 Actividad Practica de laboratorioActividad de laboratorio CONCLUSIÓN ANEXOS BIBLIOGRAFÍA

OBJETIVO GENERAL

El alumno aplicara el método de tanteo, redox o algebraico para encontrar los coeficientes numéricos adecuados que le permitan hallar la resolución del balanceo de una ecuación química, para comprobar la ley de la materia.

INTRODUCCION La presente presentación didáctica sobre el “Balanceo de ecuaciones químicas utilizando el método de tanteo, Redox, y algebraico” está dirigido a aquellas personas, estudiantes que tengan interés por comprender las maravillas de la química en un contexto teórico practico. Para la pedagogía crítica, el análisis institucional es primordial. Se reconoce a la escuela como una institución social regida por normas, mismas que intervienen en la relación pedagógica del docente, quien solo se pone en contacto con los alumnos en el marco de la institución.

La formación de la didáctica de los profesores es de vital importancia para lograr la transformación de la labor docente que realicen en las instituciones educativas, considerando siempre tener un elemento crítico que cuestione de forma permanente a la escuela misma en todos los aspectos, desde su estructura, su finalidad, y su currículo.

Para la pedagogía crítica, la estructura curricular se considera generadora de cambios sociales.

De acuerdo con Appel, (1979) citado por Bravo (2008), el currículo, en este contexto, supone una visión de la sociedad: una representación particular de la cultura; unos discursos construidos mediante mecanismos selectivos de inclusiones que legitiman determinadas formas de lenguaje, de experiencias humanas, de relaciones sociales y de formas de razonamiento.

APERTURA

Hay estudiantes que no aprenden a distinguir lo que es importante sino hasta mucho después de haber dejado la escuela. Thomas Sowell. 1. Método de TanteoEste método como su nombre lo indica es intentar encontrar los coeficientes que se ajusten a balancear una reacción utilizando números al azar pero ¿Qué es una reacción química? ¿Cuáles son sus partes? Esta y otras preguntas comenzaran a saltar a lo largo de este tema el cual se explicaran en forma breve y claraReacción química: Es una transformación de la materia, la cual no puede regresar a ser lo que fue, es decir al unir dos reactantes estos darán uno o mas productos.Se denota de la siguiente manera en forma generalizada Reactivos → ProductosPartes de una reacción química: Esta está constituida por Coeficiente (numero), elemento (Sustancia que no puede dividirse en otra mas simple), compuesto (sustancia pura constituida por átomos de diferentes elementos unidos por un enlace químico), subíndices, estados de agregación del elemento o compuesto (solido) (liquido) (gas) (acuoso), símbolos que indican presencia de calor (), electricidad (), liberación de gas (), precipitación en forma de solido (), flecha de reacción irreversible ( → ), flecha de reacción doble reacción reversible ( ↔ )Ejemplo: 2 NaCl (s) → 2 Na (s) + Cl2 (g)

En la reacción anterior los coeficientes son 2, 2, 1 (el cual no se coloca)Los reactivos o reactantes son: NaClLos productos son: Na, Cl

DESARROLLO

1.1 Metodología del método de tanteoLos pasos a seguir se enumeran a continuación1.-Revisar que los elementos que se encuentran en el lado de los reactantes también aparezcan en el lado de los productos.2.- Colocar bajo la flecha de reacción los elementos participantes, en el siguiente orden, primero a los metales, segundo a los semimetales, tercero alos no metales, hidrogeno y oxigeno.3.- Contabilizar la cantidad de elementos presentes en reactantes y anotar el número frente a su símbolo que se encuentra bajo la flecha de reacción, realizar el mismo procedimiento para los productos.4.-Se comienza por igualar la cantidad de metales en cada lado de la reacción, colocando el coeficiente (numero) frente al elemento o compuesto, seguidamente se contabilizan nuevamente los elementos en caso de que el numero colocado afecte a otros, se contabilizan los semimetales y se repite el proceso anterior hasta llegar a igualar la cantidad de todos los elementos involucrados.

Nota: Cuando comienzas a utilizar este método te recomiendo el uso de lápices de colores en cada conteo esto con la finalidad de que ubiques en que etapa te encuentras

Ejemplo: A partir de la siguiente reacción encuentra los coeficientes que la balancean por medio del método de tanteo H2 + O2 → H2O

1.- Se tiene al H y O como reactivos y también están en productos.2.- Bajo la flecha se colocan los elementos participantes H2 + O2 → H2O

- H – - O –3.- Contabilizar la cantidad de elementos presentes en reactantes y anotar el número frente a su símbolo que se encuentra bajo la flecha de reacción, realizar el mismo procedimiento para los productos. H2 + O2 → H2O

2 - H – 2 2 - O – 14.-Se comienza por igualar la cantidad Hidrogeno (los cuales ya se encuentran balanceados con dos unidades), el oxigeno en reactivos hay dos y de producto hay uno por lo tanto se procede a colocar un numero 2 frente a la molécula del agua.

Ahora necesitas ajustar al hidrogeno el cual tiene 2 moléculas de reactivo contra 4 en producto, se soluciona colocando ahora un 4 frente al hidrogeno que está en reactivo. 2 H2 + O2 → 2 H2O

4- 2 - H – 2 - 4 2 - O – 1 - 2 Y de esta forma la reacción quedo ajustada o balanceada

Actividad de cierre:

Utilizando el método de tanteo encuentra los coeficientes que balancean las siguientes ecuaciones:

a) Fe + O2 → Fe2O3

b) KHCO3 → K2CO3 + CO2 + H2O

APERTURAMétodo de RedoxEste procedimiento requiere que el alumno esté familiarizado con la valencia o carga que tiene cada elemento participante.Valencia o número de oxidación: Valor numérico que indica la capacidad que tiene un elemento de combinarse con otro, puede ser positivo o negativo, algunos elementos presentan varios números lo que les permite reaccionar con diversas sustancias.2.1 Metodología del método de RedoxLos pasos a seguir se enumeran a continuación1.- Un elemento en estado puro tendrá de valencia cero, recordando que existen moléculas diatomicas H2, O2, etc, 2.- Colocar sobre cada elemento su valencia, recordando que la sumatoria debe dar siempre cero3.- A los elementos que cambian de valencia, se les colocara en forma separada formando dos semireacciones, nota: utiliza una recta numérica para visualizar que elemento se oxida y cual se reduce _______I__I__I__I__I__________ → oxida -2 -1 0 1 2 ← reduceSi el elemento cambia de valencia en dirección izquierda - derecha se dice que se oxida Si el elemento cambia de valencia en dirección derecha - izquierda se dice que se reduce5.- Se iguala el número de electrones ganados y perdidos, multiplicando en forma cruzada los coeficientes de cada átomo por el número de electrones que se transfieren.6.- Se sustituyen estos coeficientes obtenidos al igualar las dos semireacciones en la ecuación original.7.- Se balancea por medio de tanteo procurando ya no mover dichos coeficientes, si es necesario se pueden ajustar.

DESARROLLO

Ejemplo: Balancea por el método de Redox la siguiente ecuaciónAl + Br2 → AlBr3

1.- Un elemento en estado puro tendrá de valencia cero, recordando que existen moléculas diatomicas H2, O2, etc, 2.- Colocar sobre cada elemento su valencia, recordando que la sumatoria debe dar siempre ceroAl0 + Br2

0 → Al(+3)Br3 (-1)

3.- A los elementos que cambian de valencia, se les colocara en forma separada formando dos semireacciones, Al0 → Al(+3) El Al cambio de 0 a +3 (oxidación) se desplazo 3 lugaresBr2

0 → Br3 (-1) El Br cambio de 0 a +1 (reducción) se desplazo 1 lugar

5.- Se iguala el número de electrones ganados y perdidos, multiplicando en forma cruzada los coeficientes de cada átomo por el número de electrones que se transfieren.1 Al0 → Al(+3) 3 Br2

0 → 2 Br3 (-1)

6.- Se sustituyen estos coeficientes obtenidos al igualar las dos semireacciones en la ecuación original. 1 Al + 3 Br2 → 2 AlBr3

7.- Se balancea por medio de tanteo procurando ya no mover dichos coeficientes, si es necesario se pueden ajustar.1 Al + 3 Br2 → 2 AlBr3

1- Al - 2 6- Br – 6Se observa que el aluminio esta desbalanceado por lo cual el uno se cambia a un coeficiente numérico dos. 2 Al + 3 Br2 → 2 AlBr3

2- 1- Al - 2 6- Br – 6Por lo tanto la ecuación balanceada tiene los coeficientes 2, 3, 2

Actividad de cierre:

Utilizando el método de Redox encuentra los coeficientes que balancean las siguientes ecuaciones:

a) Al + S → Al2S3

 

 

 

 

 

 

b) B2O3 + Mg → MgO + B

APERTURAMétodo AlgebraicoEste procedimiento se basa en los principios de un asignatura exacta como lo es la matemática, y se requiere tener los conocimientos básicos del algebra para poder hacer uso de él, es de suma utilidad ya que se refuerza el conocimiento algebraico.Se cuenta una historia, no sé si es verdad, que un joven estudiante no lograba entender como balancear una ecuación química ya que tenía grandes problemas para asimilar toda la información que conlleva el balanceo de ecuaciones, su profesor hombre rígido que argumentaba que si no lograba encontrar los coeficientes que balancearan una reacción química jamás aprobaría la asignatura y por ende tal vez nunca concluiría sus estudios.Este joven comprendió que una reacción química, es en sí una ecuación y como el si asimilaba, todo lo que tuviera que ver con ecuaciones matemáticas y el algebra, ideo el siguiente método.3.1 Metodología del método algebraico 1.- Coloca sobre cada elemento o compuesto que esta precedido por un signo una literal en mayúscula2.-Coloca en un costado los elementos 3.- Frente a cada elemento coloca la cantidad de ellos presentes pero ahora utilizando la literal que previamente colocaste sobre él, la flecha de reacción se transformara ahora en el símbolo de =, con este paso has formado ecuaciones matemáticas4.- A la literal que más se repite del lado izquierdo de la igualdad le asignaras el valor de uno y comenzaras a resolver cada una de las ecuaciones obtenidas.Los valores obtenidos deberán ser números enteros si salen fracciones estas se multiplican por un numero tal que las convierta en enteros5.- Los valores obtenidos son los coeficientes buscados y se colocaran frente al elemento o compuesto.6.- Finalmente comprobar la cantidad de cada elemento en la reacciónEl joven estudiante corrió con su profesor de química a comentarle y explicarle su método al profesor el cual se sorprendió y le dio al joven la máxima nota

DESARROLLO

Ejemplo: Utilizando el método algebraico encuentra los coeficientes que balancean la siguiente ecuación:H2 + O2 → H2O1.- Coloca sobre cada elemento o compuesto que esta precedido por un signo una literal en mayúsculaA + B = CH2 + O2 → H2O2.-Coloca en un costado los elementos A + B = CH2 + O2 → H2OH:O:3.- Frente a cada elemento coloca la cantidad de ellos presentes pero ahora utilizando la literal que previamente colocaste sobre él, la flecha de reacción se transformara ahora en el símbolo de =, con este paso has formado ecuaciones matemáticasA + B = CH2 + O2 → H2OH: 2A = 2CO: 2B = C4.- A la literal que más se repite del lado izquierdo de la igualdad le asignaras el valor de uno y comenzaras a resolver cada una de las ecuaciones obtenidas.A + B = CH2 + O2 → H2OH: 2A = 2C En este ejercicio al repetirse igual número de vecesO: 2B = C la literal A y B es indistinto asignarles valor

A= 1B = ¿? C = ¿?Se inicia la sustitución en cada una de las ecuaciones, en la primer ecuación tenemos que sustituir a la literal A por el numero uno de esta forma encontraremos el valor de la literal CH: 2A = 2C ► 2(1) = 2C ► 2 = 2C ► se despega a CRecordando que si un numero esta multiplicando en el lado de una ecuación este pasara al otro lado dividiendo operaciones contrarias2 /2 = C por lo tanto el valor de la literal C = 1Este valor se sustituye en la segunda ecuación quedando de la siguiente maneraO: 2B = C ► 2B = (1) ► 2B = 1 ► se despega a BB = ½Los valores de las literales quedan de la siguiente maneraA = 1 B =1/2 C = 1Al tener una literal una fracción, se procede a convertirla en un numero entero, esto se logra multiplicándola por el divisor que tiene, que en este ejercicio es un 2, todas las literales se deben multiplicar por dicho numero dando como resultado lo siguiente:A = (1) x (2) B = (1/2) x (2) C = (1) x (2) los nuevos valores son:A = 2 B =1 C = 2 5.- Los valores obtenidos son los coeficientes buscados y se colocaran frente al elemento o compuesto. 2 H2 + 1 O2 → 2 H2O

6.- Finalmente comprobar la cantidad de cada elemento en la reacción2 H2 + 1 O2 → 2 H2O

4 – H - 4 2 – O - 2Y de esta forma tenemos finalmente la ecuación balanceada

Actividad de cierre:

Utilizando el método algebraico encuentra los coeficientes que balancean las siguientes ecuaciones:

a) C + Fe2O3 → Fe + CO b) NH3 + CuO → N2 + Cu + H2O

CONCLUSIÓN

Al comprender lo antes expuesto el alumno tendrá los conocimientos y la habilidad para resolver una ecuación química mediante uno de los métodos estudiados, el cual será dejado a su libertad.

BIBLIOGRAFÍA

Rodríguez Espino Mariela (2000) Didáctica Crítica Disponible en http://eudev2.uta.cl/rid=1HB09DN7D-SR0Z3Q-12K/didacticaCritica.pdf

Rodríguez Rojo, M. (1997) Hacia una didáctica critica. México: Editorial La Muralla. Disponible en: http://books.google.com.mx/books?hl=es&lr=&id=- K_H3lbUOHAC&oi=fnd&pg=PA1&dq=did%C3%A1ctica+cr%C3%ADtica& ots=ZfjdbMG-VG&sig=clwzPXl6G1wBGmrt_iZtyGb6CDQ