ESTÁNDAR
Entorno físico:
- Explico condiciones de cambio y conservación en diversos sistemas teniendo en cuenta transferencia y transporte de energía y su interacción con la materia.
Ciencia, tecnología y sociedad:
- Identifico aplicaciones de algunos conocimientos sobre la herencia y la reproducción al mejoramiento de la calidad de vida de las poblaciones.
- Identifico aplicaciones comerciales e industriales del transporte de energía y de las interacciones de la materia.
COMPONENTE
- Entorno físico.
- Ciencia, tecnología y sociedad.
INDICADOR DE DESEMPEÑO
De Conocimiento:
- Comparo masa, peso, cantidad de sustancia y densidad de diferentes materiales.
De Desempeño:
- Establezco relaciones entre los componentes de una solución y represento cuantitativamente el grado de concentración utilizando algunas expresiones matemáticas.
METODOLOGÍA/ SECUENCIA DIDÁCTICA
- Unidad didáctica
- Estequiometría
- Propósito
- Proponer razones por las cuáles una reacción describe un fenómeno y justificar las relaciones cuantitativas existentes usando procesos matemáticos, teniendo en cuenta la ley de conservación de la materia.
- Desarrollo cognitivo instruccional
La estequiometría (del griego στοιχειον, stoikheion, 'elemento' y μετρον, métrón, 'medida') es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre los reactivos y productos en el transcurso de una reacción química.
Estas relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica, aunque históricamente no se enunciaron sin hacer referencia a la composición de la materia, según distintas leyes y principios.
El primero que enunció los principios de la estequiometría fue Jeremías Benjamín Richter (1762-1807), en 1792, quien describió la estequiometría de la siguiente manera:
«La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados (en una reacción química)».
También estudia la proporción de los distintos elementos en un compuesto químico y la composición de mezclas químicas.
Principio de la Estequiometría
Una reacción química se produce cuando hay una modificación en la identidad química de las sustancias intervinientes; esto significa que no es posible identificar a las mismas sustancias antes y después de producirse la reacción química, los reactivos se consumen para dar lugar a los productos.
Leyes ponderales de la materia
Ley de la conservación de la masa (o de Lavoisier).
La masa de un sistema permanece invariable cualquiera que sea la transformación que ocurra dentro de él; esto es, en términos químicos, la masa de los cuerpos reaccionantes es igual a la masa de los productos de la reacción.
Ley de las proporciones definidas (o de Proust).
Cuando dos o más elementos se combinan para formar un determinado compuesto lo hacen en una relación en peso constante independientemente del proceso seguido para formarlo. Esta ley también se puede enunciar desde otro punto de vista. Para cualquier muestra pura de un determinado compuesto los elementos que lo conforman mantienen una proporción fija en peso, es decir, una proporción ponderal constante.
Ley de las proporciones múltiples (o de Dalton).
Las cantidades de un mismo elemento que se unen con una cantidad fija de otro elemento para formar en cada caso un compuesto distinto están en la relación de números enteros sencillos. La ley de Proust no impide que dos o más elementos se unan en varias proporciones para formar varios compuestos. Así, por ejemplo, el oxígeno y el cobre se unen en dos proporciones y forman dos óxidos de cobre que contienen 79,90 % y 88,83 % de cobre. Si calculamos la cantidad de cobre combinado con un mismo peso de oxígeno, tal como 1 g, se obtiene en cada caso:
Observa el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=d9JjXpAC9ck
- Desarrollo Metodológico
Actividad
1. Encuentra los coeficientes de equilibrio para las siguientes reacciones químicas y complétalos para poder establecer si se cumplen las leyes ponderales.
a) C3H8 + _____O2 → _____CO2 + 4H2O
b) ___Na + 2H2O → ___NaOH + H2
c) _____KOH + H2SO4→ K2SO4 + _____H2O
d) _____Cu(NO3)2→ 2CuO + ____NO2 + O2
2. Balancea por tanteo las siguientes ecuaciones químicas:
a) C2H6O (l) + ___O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (g)
b) C7H16 (g) + 11 O2 (g) → 7 CO2 (g) + ___ H2O (g)
c) CaSiO3 (s) + ___HF (l) → SiF4 (g) + CaF2 (s) + 3 H2O (l)
Solución: https://www.youtube.com/watch?v=6-UhcHi7mFs&list=PLunRFUHsCA1zvuo5aG8nB6kpDyEUMJPyT&index=3
3. Relaciona cada enunciado con la ley correspondiente, escribiendo la letra en el paréntesis:
- Ley de la conservación de la masa.
- Ley de las proporciones definidas.
- Ley de Dalton o de las proporciones múltiples.
- Ley de Gay-Lussac o de los volúmenes de combinación.
( ) Las proporciones en las que se encuentran los distintos elementos que forman un compuesto son constantes e independientes del proceso seguido para su formación.
( ) En toda reacción química, la masa total de las sustancias reaccionantes es igual a la más total de los productos de la reacción.
( ) En las reacciones químicas en las que intervienen gases, los volúmenes de las sustancias que reaccionan y los volúmenes de las que se obtienen de la reacción están en una relación de números enteros sencillos, siempre y cuando la presión y la temperatura permanezcan constantes.
( ) Las cantidades de un mismo elemento que se combinan con una cantidad fija de otro para formar varios compuestos, están en una relación de números enteros sencillos.
4. Los cálculos estequiométricos tienen aplicaciones en la vida cotidiana y, también, en los procesos industriales. Consulta cómo se emplean los cálculos estequiométricos en estos dos aspectos de la vida.
