Objetivos (5 - 10 minutos)

Objetivos Principales:

1. Comprender la estructura y las características generales de los ácidos carboxílicos, incluyendo la presencia del grupo carboxilo y la naturaleza ácida de la molécula.
2. Identificar las principales propiedades físicas y químicas de los ácidos carboxílicos, como el punto de fusión, la solubilidad y la reactividad.
3. Aprender la nomenclatura de los ácidos carboxílicos, incluyendo el uso del ácido fórmico (fórmico) y acético (acético) como referencias para la nomenclatura de ácidos de cadenas más largas.

Objetivos Secundarios:

• Reconocer la importancia de los ácidos carboxílicos en la vida cotidiana, como en la industria alimentaria y farmacéutica.
• Aplicar el conocimiento sobre ácidos carboxílicos para resolver problemas y cuestiones prácticas.
• Desarrollar habilidades de razonamiento lógico y crítico a través del estudio de los ácidos carboxílicos.

Introducción (10 - 15 minutos)

1. Revisión de Contenidos Previos: El profesor debe comenzar la clase revisando brevemente los conceptos de funciones orgánicas ya estudiados, como aldehídos, cetonas y éteres. Es importante que los alumnos tengan una comprensión sólida de estos temas, ya que servirán de base para el estudio de los ácidos carboxílicos. (3 - 5 minutos)

2. Situación Problema 1: El profesor puede presentar la siguiente situación: "Imagina que estás en un laboratorio y necesitas identificar una sustancia desconocida. Observas que es líquida a temperatura ambiente, tiene un olor característico y reacciona con bicarbonato de sodio para producir efervescencia. ¿Cómo podrías concluir que esta sustancia es un ácido carboxílico?" Esta situación tiene como objetivo despertar el interés de los alumnos y mostrar la relevancia del tema a estudiar. (3 - 4 minutos)

3. Contextualización: El profesor debe explicar que los ácidos carboxílicos se encuentran ampliamente en la naturaleza, siendo responsables del sabor ácido de muchas frutas, como el limón. Además, también se utilizan en la producción de medicamentos, plásticos y colorantes, lo que hace que el estudio de estas sustancias sea aún más relevante. (2 - 3 minutos)

4. Situaciones Problema 2 y 3: El profesor puede presentar otras dos situaciones problemáticas: "¿Cómo podrías diferenciar un ácido carboxílico de un alcohol, considerando que ambos pueden ser líquidos a temperatura ambiente y tener un olor característico?" y "¿Por qué los ácidos carboxílicos son más solubles en agua que los alcanos de masa molar similar?". Estas preguntas tienen como objetivo estimular la reflexión de los alumnos y prepararlos para el Desarrollo del contenido. (2 - 3 minutos)

5. Captar la Atención de los Alumnos: Para despertar el interés de los alumnos, el profesor puede compartir curiosidades sobre los ácidos carboxílicos, como el hecho de que el más simple de ellos, el ácido fórmico, es producido por las hormigas y utilizado como defensa contra los depredadores. Además, el profesor puede explicar que la industria de perfumes utiliza muchos ácidos carboxílicos, ya que son responsables de los olores característicos de varias sustancias. (2 - 3 minutos)

Desarrollo (20 - 25 minutos)

1. Actividad Práctica: Síntesis de un Éster (10 - 12 minutos)

   • Materiales Necesarios:

     • Ácido carboxílico (preferiblemente ácido acético, que se puede encontrar en vinagre)
     • Alcohol (preferiblemente etanol, que se puede encontrar en bebidas alcohólicas)
     • Catalizador (puede ser ácido sulfúrico diluido)
     • Tubo de ensayo
     • Tapón con tubo de vidrio (para recoger el gas producido)

   • Procedimiento:

     1. Los alumnos deben colocar una pequeña cantidad de ácido carboxílico y alcohol en el tubo de ensayo.
     2. A continuación, deben añadir unas gotas del catalizador.
     3. El tubo de ensayo debe cerrarse con el tapón y el tubo de vidrio debe sumergirse en una solución de bicarbonato de sodio.
     4. Los alumnos deben observar la formación de un gas (dióxido de carbono) y la aparición de un nuevo olor (el éster).

   • Explicación Teórica:

     1. El profesor debe explicar que esta reacción se llama esterificación, y es una forma de síntesis de ésteres a partir de un ácido carboxílico y un alcohol.
     2. Debe destacar que los ácidos carboxílicos poseen un grupo carboxilo (COOH) que reacciona con el alcohol, formando un éster y liberando agua.
     3. Además, el profesor debe explicar que la presencia del catalizador acelera la reacción, y que el dióxido de carbono es un subproducto de la reacción.

2. Actividad de Modelado: Construcción de Modelos de Ácidos Carboxílicos (8 - 10 minutos)

   • Materiales Necesarios:

     • Piezas de modelado (bolas de icopor de diferentes colores para representar los átomos de carbono, oxígeno e hidrógeno, y palillos de dientes para representar las uniones entre ellos)

   • Procedimiento:

     1. Los alumnos deben recibir los materiales y la fórmula estructural de un ácido carboxílico (por ejemplo, el ácido acético, CH3COOH).
     2. Luego deben construir el modelo tridimensional del ácido carboxílico, siguiendo la fórmula.
     3. El profesor debe circular por el salón, ayudando a los alumnos y aclarando dudas.

   • Explicación Teórica:

     1. El profesor debe explicar que los modelos tridimensionales son una representación visual de las moléculas, y que ayudan a entender la estructura de las sustancias y a prever sus propiedades y comportamiento.
     2. Debe resaltar la importancia del grupo carboxilo en la estructura de los ácidos carboxílicos, y cómo esto influye en sus propiedades y reactividad.

3. Actividad de Discusión: Aplicaciones de los Ácidos Carboxílicos (2 - 3 minutos)

   • Procedimiento:

     1. El profesor debe presentar algunas situaciones cotidianas en las que los ácidos carboxílicos están presentes, como en la producción de alimentos (ácido cítrico en frutas, ácido acético en vinagre), medicamentos (ácido acetilsalicílico en la aspirina) y cosméticos (ácido láctico en cremas antienvejecimiento).
     2. Se debe animar a los alumnos a compartir sus propias observaciones y experiencias, y a discutir la importancia de los ácidos carboxílicos en la vida cotidiana.

   • Explicación Teórica:

     1. El profesor debe reforzar la idea de que la Química está presente en nuestro día a día, y que el estudio de las sustancias y sus propiedades nos ayuda a entender mejor el mundo que nos rodea.
     2. Debe destacar que la comprensión de las propiedades y reactividad de los ácidos carboxílicos tiene aplicaciones prácticas, como en la industria alimentaria, farmacéutica y de cosméticos.

Retorno (10 - 15 minutos)

1. Discusión en Grupo (5 - 7 minutos)

   • El profesor debe reunir a los alumnos en grupos de máximo 5 personas.
   • Cada grupo debe compartir las soluciones o conclusiones a las que llegaron durante las actividades prácticas y de modelado, discutiendo las observaciones realizadas y las conexiones establecidas entre la teoría y la práctica.
   • El profesor debe fomentar la discusión entre los grupos, permitiéndoles hacer preguntas entre ellos y construir el conocimiento colectivamente.
   • Durante la discusión, el profesor debe hacer las conexiones adecuadas con la teoría, reforzando los conceptos aprendidos y corrigiendo cualquier error que pueda surgir.

2. Verificación del Aprendizaje (3 - 5 minutos)

   • El profesor debe pedir a los alumnos que compartan lo que aprendieron en clase, destacando los conceptos principales, procesos y habilidades que se desarrollaron.
   • El profesor debe hacer preguntas para verificar la comprensión de los alumnos, como "¿Qué es un ácido carboxílico?" o "¿Cómo puedes diferenciar un ácido carboxílico de un alcohol?".
   • El profesor debe proporcionar retroalimentación inmediata, corrigiendo cualquier error y reforzando los conceptos correctos, con el fin de consolidar el aprendizaje.

3. Reflexión Individual (2 - 3 minutos)

   • El profesor debe proponer a los alumnos que reflexionen individualmente sobre lo aprendido en clase, respondiendo a preguntas como:
     1. "¿Cuál fue el concepto más importante que aprendiste hoy?"
     2. "¿Qué preguntas aún no han sido respondidas?"
   • Se debe alentar a los alumnos a tomar notas de sus reflexiones, ya que esto puede ser útil para la revisión del contenido y la preparación para la próxima clase.

4. Retroalimentación y Cierre (1 - 2 minutos)

   • El profesor debe agradecer la participación de los alumnos y reforzar la importancia del estudio de los ácidos carboxílicos.
   • También debe proporcionar una retroalimentación general sobre la clase, destacando los puntos fuertes y las áreas que necesitan mejorar.
   • Por último, el profesor debe hacer una breve introducción al tema de la próxima clase, para despertar la curiosidad y el interés de los alumnos.

Conclusión (5 - 7 minutos)

1. Resumen del Contenido (2 - 3 minutos):

   • El profesor debe recapitular los puntos principales abordados durante la clase, incluyendo la definición de ácido carboxílico, sus propiedades y reactividad, la nomenclatura y la síntesis de ésteres.
   • Debe enfatizar la importancia del grupo carboxilo en la estructura de los ácidos carboxílicos, y cómo esto influye en sus propiedades y reactividad.
   • Además, el profesor debe recordar las aplicaciones de los ácidos carboxílicos en la vida cotidiana, como en la industria alimentaria, farmacéutica y de cosméticos.

2. Conexión Teoría-Práctica-Aplicaciones (1 - 2 minutos):

   • El profesor debe destacar cómo las actividades prácticas y de modelado permitieron a los alumnos aplicar y visualizar los conceptos teóricos estudiados.
   • Debe resaltar que el estudio de los ácidos carboxílicos no se limita al entorno del aula, sino que tiene aplicaciones prácticas y relevantes en diversos campos de la ciencia y la industria.

3. Materiales Extras (1 - 2 minutos):

   • El profesor debe sugerir materiales de estudio adicionales para los alumnos que deseen profundizar sus conocimientos sobre ácidos carboxílicos. Esto puede incluir libros de texto, sitios web, videos educativos y experimentos simples que se pueden realizar en casa.
   • También debe animar a los alumnos a revisar sus apuntes y a plantear cualquier duda en la próxima clase.

4. Importancia del Tema (1 minuto):

   • Por último, el profesor debe reforzar la importancia del estudio de los ácidos carboxílicos, no solo para la Química, sino también para la comprensión de diversos fenómenos naturales y procesos industriales.
   • Debe enfatizar que al entender las propiedades y reactividad de los ácidos carboxílicos, los alumnos estarán mejor preparados para entender y resolver problemas del mundo real, ya sea en la industria, en la investigación científica o en su vida cotidiana.