Biología y química de la mano: Parte I: Práctica de laboratorio para las reacciones químicas

Introducción

Las investigaciones en el campo de la didáctica, siempre han señalado la importancia de aprendizajes significativos en las secuencias de las clases. De igual manera, muestran que las estrategias deben ser pertinentes con el entorno donde se desarrollan y que contengan una finalidad guía por el contenido que comparte el docente con sus estudiantes. Asimismo, resaltan que debe ser un ambiente cómodo o agradable, es decir grato para desenvolver la actividad que se desea aplicar.

En el caso de las prácticas de laboratorio, es indispensable mantener un ambiente idóneo donde el estudiante puede desenvolverse gratamente. Además, con este tipo de estrategias son numerosas las actividades que se pueden realizar. Una de ellas, es la de reacciones químicas, como la que van a leer a continuación:

Breve explicación teórica

Un cambio o reacción es el proceso en el cual unas sustancias iniciales llamadas reactivos o reactantes se transforman en otro u otras con diferente composición química llamadas productos. En el proceso de transformación se rompen los enlaces en los reactivos, los átomos de los elementos presentes se reorganizan y, establecen nuevos enlaces para formar los productos. Muchos de las reacciones químicas pueden clasificarse en uno de los cuatro tipos de reacciones siguientes:

Síntesis o combinación

Dos o más sustancias simples o compuestos se unen para formar un único producto. Normalmente son reacciones que liberan calor, siendo para estos casos consideradas como exotérmicas. Estas reacciones dentro de los contenidos biológicos, la podemos ubicar en las lluvias ácidas. Por ejemplo, cuando las combustiones de determinados materiales liberan al ambiente gases, estos con el vapor de agua realizan reacciones de combinación o síntesis y producen los ácidos.

Aquí podemos ver como se presentan genéricamente y parte de su importancia:

Análisis o descomposición

Una sustancia compuesta se desdobla en dos o más productos. Es decir que mientras la primera, se encarga de unir, en esta una molécula puede dividirse en varias. Cuando en este tipo de reacciones actúa un elemento externo, este es denominado catalizador. Por su parte, si hablamos de que la reacción ocurre por medio de los fotones de la luz, estamos hablando de fotólisis. También se dice que cuando participa la electricidad, es denominado electrólisis. Para el área de la biología, podemos encontrar la fotolisis del agua, para formar iones de hidrogeno y liberación de oxígeno.

Acá es posible apreciar su representa genéricamente:

Desplazamiento o sustitución

Una sustancia simple o elemento reemplaza a otro átomo en un compuesto. Dentro de los grupos de reacciones de desplazamiento, se clasifican en tres tipos; de hidrogeno, halógeno y de un metal. Algunos ejemplos e importancia, son cuando van a formar gas hidrogeno, para retirar los metales en el campo metalúrgicos, entre otros.

Se representa genéricamente:

Doble desplazamiento o intercambio

Dos sustancias compuestas intercambian componentes. Es decir, son reacciones en la cual los compuestos moleculares, intercambian la posición de ciertos elementos, formando compuesto o sustancias nuevas como producto.

Se representa:

Momento de la práctica

Pasos a seguir

Combinación o síntesis

• En una balanza pesa por separada 1,75g de limaduras de hierro y 1g de azufre en polvo
• Llévalas a un tubo de ensayo y mezcla.
• Recuerda anotar las características de la mezcla.
• Sujeta el tubo de ensayos con una pinza y llévalo a la llama de un mechero hasta que el fondo del tubo este al rojo vivo
• Retira el tubo de ensayo de la llama, deja enfriar y observa.

Descomposición o análisis

• En un tubo de ensayo coloco una pequeña cantidad de clorato de potasio y dióxido de manganeso.
• Calienta el tubo de ensayos hasta que se observa algún cambio.
• Introduce en el tubo una astilla de madera con un punto de ignición.

Anexo: Reconocimiento de oxígeno

En un tubo de ensayo limpio y seco mezcla una pequeña cantidad de clorato de potasio (KCl3) y dióxido de manganeso (MnO2) que actuara como catalizador. Luego sujeta el tubo de ensayo con una pinza, inclinándola ligeramente. Al observar el desprendimiento de un gas, introduce una astilla de madera como un punto de ignición en el tubo de ensayo. Evita que la astilla de madera haga contacto con el fondo del tubo de ensayo. De esta manera, es posible reconocer el oxígeno, cuando la punta de la madera se ve una vez más el punto de ignición, como podemos ver en la imagen:

Desplazamiento o sustitución

• Vierte en un tubo de ensayo 10ml de ácido clorhídrico diluido.
• Introduce una cinta de magnesio.
• Coloca inmediatamente un tubo de ensayo invertido (“boca a boca”).
• Enciende un fósforo y acércalo a la boca del tubo de ensayo invertido.

Doble desplazamiento o intercambio

• Vierte en un tubo de ensayo 5ml de solución acuosa de carbonato de sodio (Na2CO3).
• Agrega gota a gota 1ml (20 gotas) de solución acuosa de sulfato cúprico (CuSO4).

Nota final

En esta primera parte, están presente la conceptualización concisa de algunas reacciones y los pasos a seguir durante la práctica de laboratorio. Para la segunda entrega, será presentada evidencias de las reacciones químicas, factores, relación con la vida cotidiana y otros tipos, de igual manera el punto de vista desde la biología.

Por último, vale decir que este tipo de actividades tienen determinados beneficios, algunos son:

• Esta secuencia de enseñanza ayuda a reforzar el lenguaje científico y las ecuaciones químicas, que estudian durante el año escolar.
• Estimula un aprendizaje mediante actividades procedimentales con contenidos teóricos.
• Ayuda identificar los reactivos y sus resultados como producto en las distintas reacciones químicas.

Referencia bibliográfica y fuentes de las imágenes

1. Portal educativo. Unidad de Reacciones Quimicas. UNAM. Mexico. Consultado: 2018
2. KHANACADEMY. Tipos de Reacciones Quimicas. Consultado: 2018
3. Cada una de las imágenes son propias. Editadas en power point y paint.