PROPORCIONALIDAD DIRECTA REACCIONES QUÍMICAS
LAS REACCIONES QUÍMICAS COMO CONTEXTUALIZACIÓN DE LA PROPORCIONALIDAD DIRECTA, DE LAS REGLAS DE TRES:
SOBRE TODO ESTA ACTIVIDAD ES MUCHA COMPETENCIA MATEMÁTICA Y EN CIENCIA, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA.
Pretendemos aquí, animar a nuestros compañeros del departamento de Matemáticas a utilizar esto de las reacciones químicas, para que trabajen con sus alumnos, en sus horas de matemáticas, la proporcionalidad directa, la regla de tres directa.
Estamos acostumbrados a que los alumnos trabajan en matemáticas reglas de tres, contextualizadas con: pintores, albañiles, cajas, barras de pan… Les proponemos que usen este contenido de Física y Química, las reacciones químicas, para trabajar las reglas de tres. Basta ya de ejercicios de albañiles y barras de pan en ejercicios de proporcionalidad… ¡ARRIBA LAS REACCIONES QUÍMICAS!
Entendemos que esto puede redundar en beneficio para todos: sobre todo para los alumnos, que consolidan dos contenidos a la vez. Esta es una de las líneas de trabajo de este proyecto de Ciencias Achimagec.
Independientemente del uso de la regla de tres para el tratamiento de las proporcionalidad directa, el ajuste de la reacción y el balance de masas resultante son estrategias muy interesantes desde el punto de vista del desarrollo del razonamiento matemático. De hecho, nos atrevemos a decir, que la superación de las estrategias propuestas en este artículo, a través de estos aprendizajes, deben indicarnos la adquisición de la competencia matemática.
Intentaremos incluir en los enunciados los contenidos propios de química, para que alumnos y docentes de matemáticas, no tengan ningún problema en realizar esta contextualización más operativa desde el punto de vista del rendimiento académico futuro. Incluiremos, con permiso de los docentes de mates, algunas perlas de química para sacar algo de beneficio en nuestra área.
Hemos incluido vídeos que resolverán algunos de los ejercicios propuestos para su consulta, refuerzo o ampliación.
En Física y Química, los docentes preferimos los factores de conversión a las reglas de tres, pero por un momento vamos a dejar de lado nuestras preferencias en aras de una adquisición conjunta de aprendizajes.
ASPECTOS FORMALES DE LA ACTIVIDAD:
ACTIVIDAD DIRIGIDA A ALUMNOS DE MATEMÁTICAS DE 1º DE LA E.S.O., POR LA RELACIÓN QUE GUARDA CON EL MÁS RELEVANTE DE LOS SABERES BÁSICOS DE MATEMÁTICAS VINCULADOS QUE TRATA:
I.- SENTIDO NUMÉRICO
I.5.- RAZONAMIENTO PROPORCIONAL
I.5.2.- PROPORCIONALIDAD DIRECTA E INVERSA
AUNQUE RELACIONADO CON OTROS SABERES BÁSICOS DEL MISMO NIVEL:
Conteo, cantidad, magnitud, estimación y relaciones, patrones, igualdad y desigualdad,
IGUALMENTE APROPIADO PARA MATEMÁTICAS DE 2º E.S.O.:
Se incluye como Saber Básico el razonamiento proporcional.
ACTIVIDAD INTRODUCTORIA A LOS CÁLCULOS EN REACCIONES QUÍMICAS PARA FÍSICA Y QUÍMICA DE SECUNDARIA EN LO QUE SE REFIERE AL SABER BÁSICO: III. EL CAMBIO., DE LOS SABERES BÁSICOS DE FÍSICA Y QUÍMICA, CONCRETAMENTE Y POR CURSOS:
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS, COMPETENCIAS CLAVE Y DESCRIPTORES OPERATIVOS:
Por lo tanto se trabajan con esta actividad las COMPETENCIAS ESPECÍFICAS DE MATEMÁTICAS: C1, C2, C4, C6, C7, C8, C9.
Y las COMPETENCIAS ESPECÍFICAS DE FÍSICA Y QUÍMICA: C1, C3, C6
Con los correspondientes DESCRIPTORES OPERATIVOS DE LAS COMPETENCIAS CLAVE ASOCIADOS A LAS COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
ACTIVIDAD EN CORRESPONDENCIA CON EL DISEÑO UNIVERSAL PARA EL APRENDIZAJE (D.U.A.).
Comenzamos:
EJERCICIO 1 F2EE2197:
Para la reacción de formación del amoniaco a partir de nitrógeno e hidrógeno gaseosos que se muestra:
N2 + H2 → NH3 ; y con los datos de masas atómicas en u.m.a., ( Ma(N)=14, Ma(H)=1)
a.- Realizar el ajuste de la reacción.
b.- Realizar el balance de masas de la reacción.
c.- Hallar la cantidad de nitrógeno que se necesita para formar 15 gramos de amoniaco.
d.- Hallar la cantidad de hidrógeno que se necesita para formar 15 g de amoniaco.
e.- Confirmar con lo obtenido en los dos apartados anteriores que se cumple la Ley de Lavoisier*.
*Ley de Lavoisier: «la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos»… …como no podría ser de otra manera… a menos que estemos en Hogwarts…
VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/fKtosNUItWE
EJERCICIO 2 F2EE2198:
Para la reacción de formación del agua a partir de hidrógeno y oxígeno gaseosos que se muestra: H2 + O2 → H2O ; y con los datos de masas atómicas en u.m.a., ( Ma(O)=16, Ma(H)=1)
a.- Realizar el ajuste de la reacción.
b.- Realizar el balance de masas de la reacción.
c.- Hallar la cantidad de oxígeno que se necesita para formar 25 gramos de agua.
d.- Hallar la cantidad de hidrógeno que se necesita para formar 25 g de agua.
e.- Confirmar con lo obtenido en los dos apartados anteriores que se cumple la Ley de Lavoisier.
VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/7N0tGOcjUrk
EJERCICIO 3 F2EE2199:
Para la reacción de COMBUSTIÓN del metano, que se realiza en presencia de oxígeno y produce anhídrido carbónico y agua, que se muestra: CH4 + O2 → CO2 + H2O ; y con los datos de masas atómicas en u.m.a., ( Ma(O)=16, Ma(H)=1, Ma (C)=12)
a.- Realizar el ajuste de la reacción.
b.- Realizar el balance de masas de la reacción.
c.- Hallar la cantidad de oxígeno que se necesita para que se quemen 10 gramos de metano.
d.- Hallar la cantidad de agua que se forma cuando se queman 10 gramos de metano.
e.- Hallar la cantidad de CO2 que se forma cuando se queman 10 gramos de metano.
VÍDEO QUE RESUELVE EL EJERCICIO: https://youtu.be/3v3X6LWPKZc
EJERCICIO 4:
Para la reacción de COMBUSTIÓN del etano, que se realiza en presencia de oxígeno y produce anhídrido carbónico y agua, que se muestra: C2H6 + O2 → CO2 + H2O ; y con los datos de masas atómicas en u.m.a., ( Ma(O)=16, Ma(H)=1, Ma (C)=12)
a.- Realizar el ajuste de la reacción.
b.- Realizar el balance de masas de la reacción.
c.- Hallar la cantidad de oxígeno que se necesita para que se quemen 20 gramos de etano. (SOL.: 74,67 g)
d.- Hallar la cantidad de agua que se forma cuando se queman 20 gramos de etano. (SOL.: 36 g)
e.- Hallar la cantidad de CO2 que se forma cuando se queman 20 gramos de metano. (SOL.: 58,67 g)
f.- Confirmar la Ley de Lavoisier con los resultados obtenidos en los apartados anteriores.
EJERCICIO 5:
Para la reacción de COMBUSTIÓN del propano, que se realiza en presencia de oxígeno y produce anhídrido carbónico y agua, que se muestra: C3H8 + O2 → CO2 + H2O ; y con los datos de masas atómicas en u.m.a., ( Ma(O)=16, Ma(H)=1, Ma (C)=12)
a.- Realizar el ajuste de la reacción.
b.- Realizar el balance de masas de la reacción.
c.- Hallar la cantidad de oxígeno que se necesita para que se quemen 20 gramos de propano.
d.- Hallar la cantidad de agua que se forma cuando se queman 20 gramos de propano.
e.- Hallar la cantidad de CO2 que se forma cuando se queman 20 gramos de propano.
f.- Confirmar la Ley de Lavoisier con los resultados obtenidos en los apartados anteriores.
EJERCICIO 6:
Para la reacción de formación del ácido clorhídrico que se muestra, a partir de gas hidrógeno y cloro: H2 + Cl2 → HCl ; y con los datos de masas atómicas en u.m.a., ( Ma(Cl)=35,5 ; Ma (H)=1)
a.- Realizar el ajuste de la reacción.
b.- Realizar el balance de masas de la reacción.
c.- Hallar la cantidad de cloro que se necesita para que reaccionen 15 g de hidrógeno.
d.- Hallar la cantidad de hidrógeno que se necesita para que reaccionen 15 g de cloro.
e.- Hallar la cantidad de HCl que se obtiene cuando reaccionan 15 gramos de hidrógeno.
f.- Hallar la cantidad de HCl que se obtiene cuando reaccionan 15 gramos de cloro.
g.- Confirmar la Ley de Lavoisier con los resultados obtenidos en los apartados anteriores.
EL MISMO CONTENIDO, PERO REALIZADO A TRAVÉS DE FACTORES DE CONVERSIÓN, PUEDE CONSULTARSE EN: CAMBIOS EN LA MATERIA. INICIO DE REACCIONES QUÍMICAS
CONTENIDO RELACIONADO CON PROPORCIONALIDAD, DIRECTA E INVERSA, SE PUEDE CONSULTAR EN: PROPORCIONALIDAD A TRAVÉS DE LAS LEYES DE LOS GASES