Contextualización
La fracción molar es un concepto fundamental en química que representa la proporción de un componente en una mezcla de sustancias. Es un método útil para cuantificar la proporción de una sustancia en una mezcla, y es especialmente importante en reacciones químicas y en la producción de compuestos químicos. Adicionalmente, la fracción molar se utiliza con frecuencia en cálculos que involucran la ley de los gases ideales y la ley de Raoult.
Dentro del universo de los cálculos químicos, la fracción molar se presenta como un concepto esencial para diversas situaciones, ya que permite entender la composición cuantitativa de una mezcla de elementos o compuestos. Esta comprensión es fundamental no solo para el laboratorio de química, sino también para procesos industriales, actividades farmacéuticas e incluso para la comprensión de fenómenos ambientales, como la composición del aire que respiramos.
Introducción
La fracción molar de un componente en una mezcla es la razón del número de moles del componente respecto al número total de moles en la mezcla. Dicho de otra manera, la fracción molar es el porcentaje de la mezcla que está compuesto por el componente en cuestión. La suma de las fracciones molares de todos los componentes en una mezcla debe ser igual a 1.
Para calcular la fracción molar, primero es necesario convertir las masas de cada componente en moles, lo que se puede hacer utilizando la masa molar. Posteriormente, es necesario dividir el número de moles de cada componente entre el número total de moles en la mezcla. Este cálculo se puede aplicar tanto a elementos como a compuestos químicos.
Sin embargo, entender y calcular la fracción molar no se limita solo a la disciplina de Química. Este concepto también es esencial en áreas de estudio como Física y Biología. En Física, la fracción molar es relevante en el estudio de los gases y en la comprensión del comportamiento de las partículas. En Biología, la fracción molar es importante en diversos procesos bioquímicos, como la fotosíntesis.
Actividad Práctica
Título de la actividad: Descubriendo la Fracción Molar en la Práctica
Objetivo del proyecto:
El objetivo de este proyecto es explorar en la práctica el concepto de fracción molar a través de la realización de un experimento en laboratorio, el análisis de los datos recolectados y la posterior elaboración de un informe técnico.
Descripción detallada del proyecto:
Divididos en grupos de 3 a 5 alumnos, realizarán una actividad experimental que implica la preparación de diferentes soluciones para el cálculo de su fracción molar. Este experimento tiene como objetivo reforzar la comprensión del concepto de fracción molar y sus aplicaciones prácticas. Además, esta actividad promoverá la interdisciplinariedad, ya que será necesario aplicar conocimientos de Matemáticas en la ejecución de los cálculos.
La actividad se dividirá en tres fases: preparación de las soluciones, realización de medidas y cálculos, y elaboración de un informe técnico. Se destaca que para la discusión de los resultados, se deberá realizar una investigación bibliográfica.
En cuanto al tiempo, se estima que cada alumno necesitará dedicar más de doce horas para la ejecución completa del proyecto, distribuidas entre el estudio del tema, la realización del experimento y la elaboración del informe.
Materiales necesarios:
Los siguientes materiales serán necesarios para la realización del experimento:
- 3 matraces aforados de 100mL
- Balanza analítica
- Solución de cloruro de sodio (NaCl)
- Agua destilada
- Pipetas
- Becker
- Eppendorf
- Micropipetas
Paso a paso detallado para la realización de la actividad:
- Preparar 3 soluciones diferentes con concentraciones conocidas de NaCl en matraces aforados de 100mL. Las concentraciones deben ser decididas en grupo teniendo en cuenta el rango de precisión de la balanza.
- Registrar la masa utilizada de NaCl y el volumen total de cada solución.
- Calcular la fracción molar de cada solución y crear una tabla con los valores obtenidos.
- Utilizando los datos recolectados y los conceptos aprendidos, los grupos deben elaborar un informe estructurado en los siguientes temas: Introducción, Desarrollo, Conclusiones y Bibliografía.
Obs: Recuerden seguir todas las normas de seguridad durante la realización del experimento.
Entregas del proyecto:
Al final del proyecto, los grupos deben entregar lo siguiente:
- Informe escrito: Este documento debe estar estructurado en cuatro secciones: introducción, desarrollo, conclusiones y bibliografía. En la introducción, además de contextualizar el tema, relevancia y aplicación en el mundo real, el objetivo del proyecto debe ser claramente explicado. El desarrollo debe explicar la teoría detrás de la fracción molar, detallar la actividad experimental realizada, la metodología utilizada, presentar y discutir los resultados obtenidos. En la conclusión, retomar los puntos principales, explicitar los aprendizajes obtenidos y las conclusiones extraídas sobre el proyecto. En la bibliografía, indicar las fuentes en las que se basaron para trabajar en el proyecto, como libros, páginas web, videos.
- Presentación oral: Cada grupo presentará al resto de la clase los resultados de su experimento y las conclusiones a las que llegaron, abriendo un espacio para la discusión y el intercambio de ideas.
