Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Comprender el concepto de entalpía: Los alumnos deben ser capaces de definir qué es la entalpía y entender cómo se relaciona con la energía de una reacción química. Deben comprender que la entalpía es una función de estado y que la variación de entalpía se puede calcular utilizando las energías de enlace.

2. Aplicar la ecuación de Hess: Los alumnos deben ser capaces de aplicar la ecuación de Hess para calcular la variación de entalpía en reacciones químicas. Deben entender que la variación de entalpía es una cantidad que depende solo de los estados inicial y final y no del camino seguido.

3. Resolver problemas de entalpía: Los alumnos deben ser capaces de resolver problemas que involucren la variación de entalpía. Deben ser capaces de interpretar la información dada en el problema y aplicar correctamente la ecuación de Hess para obtener la respuesta.

Objetivos secundarios:

• Desarrollar habilidades de pensamiento crítico: El estudio de la termoquímica y, más específicamente, de la entalpía, implica la comprensión de conceptos abstractos y la aplicación de fórmulas y ecuaciones. Esto puede ayudar a los alumnos a desarrollar habilidades de pensamiento crítico, como la capacidad de analizar y resolver problemas complejos.

• Promover el aprendizaje autónomo: La resolución de problemas de entalpía requiere la aplicación de conocimientos adquiridos y la capacidad de resolver problemas de forma independiente. Esto puede ayudar a promover el aprendizaje autónomo, una habilidad valiosa para el éxito académico y profesional.

Introducción (10 - 12 minutos)

1. Revisión de conceptos previos: El profesor debe comenzar la clase revisando los conceptos de reacciones químicas y energía. Se debe recordar a los alumnos que todas las reacciones químicas implican un intercambio de energía, ya sea en forma de calor, luz o trabajo. Además, se debe recordar a los alumnos sobre la ley de conservación de la energía, que afirma que la energía no puede ser creada ni destruida, solo transformada.

2. Situación problema: El profesor puede presentar dos situaciones problema para despertar el interés de los alumnos y contextualizar el tema. La primera puede involucrar la quema de carbón, una reacción química que libera una gran cantidad de energía en forma de calor. La segunda situación puede ser la reacción de dos compuestos diferentes para formar un tercero, donde la energía es absorbida del ambiente.

3. Contextualización: El profesor debe explicar la importancia de la termoquímica y la entalpía en aplicaciones prácticas, como en la producción de energía, en la industria farmacéutica, en la producción de alimentos, entre otros. Los alumnos deben entender que el estudio de la entalpía no es solo teórico, sino que tiene implicaciones reales y prácticas.

4. Captar la atención de los alumnos: Para captar la atención de los alumnos, el profesor puede compartir algunas curiosidades relacionadas con la entalpía. Por ejemplo, puede mencionar que la entalpía de formación del diamante es de alrededor de 1.000 kJ/mol, lo que significa que una pequeña cantidad de diamante contiene una gran cantidad de energía. Otra curiosidad puede ser el hecho de que la entalpía de disolución de la sal (NaCl) en agua es de alrededor de -4 kJ/mol, lo que significa que la disolución de la sal en agua libera energía y enfría la mezcla.

Desarrollo (20 - 25 minutos)

1. Teoría - El concepto de entalpía y la ecuación de Hess (7 - 10 minutos):

   • Definición de entalpía (3 - 4 minutos): El profesor debe comenzar explicando el concepto de entalpía. Se debe destacar que la entalpía es una función de estado, es decir, depende solo del estado inicial y final y no del camino recorrido. La entalpía es una medida de la energía total de un sistema, incluyendo tanto la energía cinética como la potencial. Se debe enfatizar que la entalpía es una propiedad extensiva, es decir, depende de la cantidad de sustancia presente.

   • La ecuación de Hess (4 - 6 minutos): Luego, el profesor debe introducir la ecuación de Hess. Se debe explicar que la ecuación de Hess es una herramienta matemática que permite calcular la variación de entalpía de una reacción química. La ecuación de Hess se basa en el principio de que la entalpía es una función de estado y, por lo tanto, la variación de entalpía de una reacción química depende solo de los estados inicial y final, no del camino seguido. Se deben proporcionar ejemplos de cómo aplicar la ecuación de Hess para calcular la variación de entalpía.

2. Práctica - Resolviendo problemas de entalpía (8 - 10 minutos):

   • Problema 1 (4 - 5 minutos): El profesor debe presentar un problema que involucre la variación de entalpía. El problema debe estar claramente definido y los alumnos deben ser capaces de identificar qué información es necesaria para resolverlo. El profesor debe guiar a los alumnos para aplicar la ecuación de Hess y calcular la variación de entalpía. El profesor debe proporcionar asistencia según sea necesario y verificar si los alumnos están resolviendo el problema correctamente.

   • Problema 2 (4 - 5 minutos): Luego, el profesor debe presentar un segundo problema que involucre la variación de entalpía. Este problema debe ser un poco más desafiante que el primero, para poner a prueba la comprensión de los alumnos del concepto. El profesor debe guiar a los alumnos para aplicar la ecuación de Hess y calcular la variación de entalpía. El profesor debe proporcionar asistencia según sea necesario y verificar si los alumnos están resolviendo el problema correctamente.

3. Discusión - Conexiones con la vida real (5 - 7 minutos):

   • Discusión sobre aplicaciones de la entalpía (2 - 3 minutos): El profesor debe discutir algunas aplicaciones de la entalpía en la vida real. Por ejemplo, la entalpía se utiliza en la industria para calcular la cantidad de energía liberada o absorbida durante una reacción química. Esto es importante para determinar las condiciones de temperatura y presión necesarias para que ocurra una reacción.

   • Discusión sobre el papel de la entalpía en la naturaleza (2 - 3 minutos): El profesor también debe discutir el papel de la entalpía en la naturaleza. Por ejemplo, la entalpía es una de las fuerzas motrices detrás de los cambios de fase (como la fusión y la vaporización) y de las reacciones químicas que ocurren en nuestro cuerpo y en el ambiente.

4. Revisión y Conclusión (3 - 5 minutos):

   • Revisión de los puntos principales (1 - 2 minutos): El profesor debe concluir la clase revisando los puntos principales discutidos, incluyendo la definición de entalpía, la ecuación de Hess y cómo resolver problemas de entalpía.

   • Conexión entre la clase y las aplicaciones prácticas (1 - 2 minutos): El profesor debe reiterar la relevancia de la entalpía y la termoquímica, destacando cómo estos conceptos se aplican en la industria y en la naturaleza.

   • Fomento del estudio autónomo (1 - 2 minutos): Por último, el profesor debe alentar a los alumnos a revisar el material en casa y a practicar la resolución de problemas de entalpía por su cuenta. También deben ser animados a investigar más sobre el tema y a tratar de entender cómo se aplica la entalpía en otras áreas de la química y la ciencia.

Retorno (8 - 10 minutos)

1. Revisión del contenido (3 - 4 minutos): El profesor debe iniciar la etapa de Retorno revisando los principales conceptos abordados durante la clase. Esto se puede hacer mediante preguntas directas a los alumnos o mediante una breve recapitulación realizada por el profesor. Se debe alentar a los alumnos a participar activamente, respondiendo a las preguntas y haciendo preguntas adicionales, si es necesario. El profesor debe asegurarse de que los alumnos hayan comprendido los conceptos de entalpía, ecuación de Hess y cómo resolver problemas de entalpía.

2. Conexión con la práctica (2 - 3 minutos): Luego, el profesor debe hacer la conexión entre la teoría presentada y la práctica. Esto se puede hacer a través de ejemplos de cómo se aplica la entalpía en la vida real, como en la industria para calcular la cantidad de energía liberada o absorbida durante una reacción química. El profesor también puede mencionar cómo la entalpía está involucrada en procesos naturales, como los cambios de fase y las reacciones químicas que ocurren en nuestro cuerpo y en el ambiente.

3. Reflexión individual (2 - 3 minutos): El profesor debe proponer que los alumnos reflexionen individualmente sobre lo que aprendieron durante la clase. El profesor puede hacer preguntas como:

   • ¿Cuál fue el concepto más importante que aprendiste hoy?
   • ¿Qué preguntas aún no han sido respondidas?
   • ¿Cómo puedes aplicar lo que aprendiste hoy en situaciones cotidianas? Los alumnos deben tener un minuto para pensar en estas preguntas y luego se les invita a compartir sus respuestas. El profesor debe estar abierto a todas las respuestas, alentando a los alumnos a expresar sus opiniones e ideas libremente.

4. Feedback y aclaración de dudas (1 - 2 minutos): Por último, el profesor debe solicitar feedback de los alumnos sobre la clase y aclarar cualquier duda que aún puedan tener. El feedback de los alumnos es una herramienta valiosa para que el profesor evalúe la eficacia de la clase y realice ajustes, si es necesario. Además, aclarar las dudas de los alumnos es esencial para garantizar que tengan una comprensión clara de los conceptos presentados.

Conclusión (5 - 7 minutos)

1. Resumen de la clase (2 - 3 minutos): El profesor debe comenzar la Conclusión de la clase resumiendo los puntos principales abordados durante la clase. Esto incluye la definición de entalpía y la ecuación de Hess, así como la aplicación de estos conceptos para resolver problemas de entalpía. El profesor puede reiterar la importancia de entender que la entalpía es una función de estado y que la variación de entalpía depende solo de los estados inicial y final, no del camino seguido.

2. Conexión entre Teoría, Práctica y Aplicaciones (1 - 2 minutos): El profesor debe reforzar cómo la clase conectó la teoría, la práctica y las aplicaciones. Esto se puede hacer refiriéndose a los ejemplos prácticos y a las aplicaciones de la entalpía discutidos durante la clase. El profesor debe enfatizar que la entalpía no es solo un concepto teórico, sino que tiene implicaciones prácticas reales, especialmente en la industria y en la naturaleza.

3. Materiales Complementarios (1 - 2 minutos): El profesor debe sugerir materiales de estudio adicionales para los alumnos. Esto puede incluir libros de texto, sitios web de química, videos educativos, entre otros. Por ejemplo, el profesor puede sugerir que los alumnos vean un video que explique la entalpía de forma más detallada o que lean un artículo que discuta las aplicaciones de la entalpía en diferentes industrias. Se debe alentar a los alumnos a explorar estos materiales a su propio ritmo y profundizar su comprensión del tema.

4. Importancia del Tema para el Día a Día (1 minuto): Por último, el profesor debe explicar brevemente la importancia del tema para el día a día. Se debe mencionar, por ejemplo, cómo la entalpía está involucrada en procesos que ocurren en nuestro cuerpo, como la digestión de alimentos, o en procesos industriales, como la producción de energía. Esto puede ayudar a motivar a los alumnos a seguir aprendiendo sobre el tema y a aplicar lo que aprendieron en sus vidas diarias.