Contextualización
La Química es una disciplina que permea muchas áreas de nuestra vida cotidiana, siendo una de ellas el famoso concepto de 'Equilibrio Químico'. En una reacción química, tanto los reactivos como los productos tienen la tendencia de existir en un estado constante, es decir, en equilibrio. Sin embargo, este equilibrio no significa necesariamente que las cantidades de reactivos y productos sean iguales, sino que sus concentraciones no cambian con el tiempo. Comprender el equilibrio químico es esencial para percibir cómo ocurren las reacciones en nuestro día a día y para manipular reacciones químicas en laboratorios e industrias.
La constante de equilibrio (K) es una expresión matemática que describe la relación entre las concentraciones de los reactivos y los productos en una reacción en equilibrio. Este es un importante concepto teórico que permite prever el resultado de cualquier reacción química. El cálculo de K, su interpretación y su uso para controlar los resultados de las reacciones serán los principales temas de este proyecto.
La reacción química en equilibrio está en todas partes, desde nuestra respiración hasta la formación de nubes en la atmósfera. Por ejemplo, el proceso de fotosíntesis, vital para la vida en la Tierra, es una reacción en equilibrio. Además, muchos procesos industriales, como la producción de fertilizantes, dependen del control del equilibrio químico. Por eso, entender el equilibrio químico y cómo manipularlo es esencial para la sociedad y para varias disciplinas, incluyendo medicina, biología, ingeniería y, por supuesto, química.
Actividad Práctica
Título de la Actividad: Manipulando el Equilibrio: el Caso de las Latas Abolladas
Objetivo del Proyecto
El objetivo de este proyecto es proporcionar una experiencia práctica para entender el concepto de equilibrio químico, cómo calcular la constante de equilibrio y cómo los factores externos pueden influir en el equilibrio.
Descripción Detallada del Proyecto
Los alumnos serán divididos en grupos de 3 a 5 personas. Cada grupo recibirá una lata vacía de refresco, un globo, un termómetro, agua y hielo. Se realizará un experimento para explorar la reacción de equilibrio que ocurre dentro de la lata de refresco al variar la temperatura. Los alumnos registrarán sus observaciones y cálculos y harán una presentación en PowerPoint para compartir sus descubrimientos con la clase.
Materiales Necesarios
Para cada grupo de alumnos, se necesitarán los siguientes materiales:
- Una lata de refresco vacía con tapa (puede ser una lata de aluminio común de refresco).
- Un globo capaz de encajar en la abertura de la lata.
- Un termómetro.
- Agua.
- Hielo.
- Un cuaderno para registrar observaciones y cálculos.
Paso a paso detallado para la realización de la actividad
-
Entendimiento teórico: Antes de iniciar el experimento, los alumnos deben realizar una investigación para entender completamente el concepto de equilibrio químico y cómo la temperatura afecta el equilibrio. Esta investigación debe ser documentada y referenciada correctamente.
-
Montaje del experimento: Llene la lata de refresco con aproximadamente 20 ml de agua. Coloque el globo en la abertura de la lata. Verifique la temperatura ambiente con el termómetro y registre.
-
Observación inicial: Observe el globo y registre cualquier alteración en su forma o tamaño. Esta será su observación inicial.
-
Variación de la temperatura: Coloque la lata de refresco en un baño de hielo para enfriarla. Continúe observando y registrando cualquier alteración en la forma o tamaño del globo. Mida la temperatura nuevamente y registre.
-
Análisis de los resultados: Los alumnos deben entonces analizar sus observaciones y usarlas para formular una hipótesis sobre el efecto de la temperatura en el equilibrio químico dentro de la lata. Deben usar su investigación para apoyo teórico y calcular la constante de equilibrio para las diferentes temperaturas.
-
Preparación de la presentación: Cada grupo debe preparar una presentación en PowerPoint explicando el experimento, sus observaciones y conclusiones. La presentación debe incluir una explicación detallada de los cálculos utilizados para determinar la constante de equilibrio y cómo el cambio en la temperatura afectó el equilibrio químico.
-
Escritura del informe: Paralelo a la presentación, los alumnos deben redactar el informe final siguiendo la estructura especificada en la introducción de este proyecto (Introducción, Desarrollo, Conclusión y Bibliografía). El informe debe incluir todos los detalles de este experimento, incluyendo la preparación, las observaciones, los análisis y las conclusiones.
Los alumnos tendrán un mes para realizar el trabajo, desde la investigación inicial hasta la redacción del informe. Este tiempo debe ser dividido de manera eficiente entre todas las etapas de la actividad.
Entregas del proyecto
- Un informe final en formato de documento Word, que contenga las cuatro secciones principales (Introducción, Desarrollo, Conclusiones y Bibliografía). El informe debe detallar la teoría del equilibrio químico, la descripción del experimento, la metodología utilizada, la presentación y análisis de los resultados obtenidos y las conclusiones realizadas en base a los resultados.
- Una presentación en PowerPoint compartiendo los descubrimientos del grupo con el resto de la clase. Esta presentación se realizará en la última semana del plazo del proyecto.
