Hidróxidos Jesús Isabel Ortiz Robles, María Elena Osuna y Javier Cruz Guardado1 Competencias genéricas Atributos Criterios 4.1 Expresa ideas y conceptos mediante Identifica sustancias mediante el uso de los diversos sistemas de representación simbólica. niveles de representación simbólica, macroscópica y submicroscópica. 4.3 Identifica y evalúa las ideas clave en un Identifica las ideas clave relacionado con los texto o discurso oral e infiere conclusiones a hidróxidos a través de la lectura y subrayado de partir de ellas. un texto de química 4.5 Maneja las tecnologías de la información y Utiliza las tecnologías de la información y la la comunicación para obtener información y comunicación, para obtener información y expresar ideas, de manera responsable y expresar ideas, de manera responsable y respetuosa. respetuosa 8.3 Asume una actitud constructiva al intervenir en equipos de trabajo, congruente con los conocimientos y habilidades que posee. Participa en equipos diversos, aportando sus conocimientos y habilidades, con una actitud congruente y constructiva, Competencias disciplinares Área: ciencias experimentales Criterios de aprendizaje 1. Establece la interrelación entre la ciencia, la Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad tecnología, la sociedad 10. Relaciona las expresiones simbólicas de un Describe fenómenos químicos del entorno, al fenómeno de la naturaleza y los rasgos hacer uso de los niveles de representación observables a simple vista o mediante simbólica, macroscópica y submicroscópica. instrumentos o modelos científicos. El abuelo José y su acidez estomacal Contexto problematizante La semana pasada Anita fue a visitar al abuelo José a la comunidad de Imala, un pueblo del estado de Sinaloa, ubicado al pie de la sierra, donde se vive un ambiente campirano, aire limpio, soleado la mayor parte del año, aguas termales y una vegetación abundante. El abuelo por lo general, goza de buena salud, sin embargo, al llegar encontró que sufría de una dolencia, un fuerte ardor en el estómago, provocado al comer un rico, sabroso y picante pozole. 1 Profesores de la Universidad Autónoma de Sinaloa Lo llevó al Centro de Salud para ser atendido por el médico del lugar. Mientras tanto, la abuela se quedó moliendo nixtamal para obtener masa y hacer unas deliciosas tortillas de maíz, hechas a mano, tradición que aún se conserva en el pueblo. Al salir de la consulta, el médico tranquilizó al abuelo y le recomendó tomar unas cucharadas de Melox Plus o leche de magnesia para contrarrestar la acidez estomacal. Cuando regresaron, la abuela se preparaba para “echar” las tortillas, Anita observó que su abuela untó el comal con una “lechada de cal”. Le preguntó, por qué lo hacía. Le dijo. ¡Para que no se “peguen” las tortillas! Ese mismo día la abuela preparó el nixtamal para el día siguiente. Anita se dio cuenta que también le agregó cal al agua con el grano de maíz. La abuela al observar, su cara de asombro, le explicó que era para que se ablandara más rápido el maíz. Preguntas problematizadoras (actividades de inicio) ¿Cuál es la función de un antiácido? ¿Qué función tiene la cal en la nixtamalización? ¿Por qué se unta en el comal una lechada de cal en los hogares mexicanos? ¿A qué función química pertenece la sustancia presente en la lechada de cal? ¿Cómo definirías a los hidróxidos? ¿La sosa cáustica tiene alguna relación con el hidróxido de calcio? ¿Cuál es el grupo funcional de los hidróxidos? ¿Cómo se obtienen los hidróxidos? Adquisición y organización de la información (Dossier) Cuando Anita regresó a casa, no quiso quedarse con la duda e investigó sobre los antiácidos como el Melox plus y leche de magnesia y encontró que contienen hidróxidos de aluminio y magnesio, cuyas fórmulas son: Al(OH)3 y Mg(OH)2, respectivamente. Al investigar la reacción entre la cal y el agua, encontró que la cal es el nombre común que se le da al óxido de calcio, que al reaccionar con el agua, se produce hidróxido de calcio. La ecuación química que representa ese proceso es: Para dar nombre a los hidróxidos se utiliza la nomenclatura común y la de Stock. La nomenclatura de Stock, es un tipo de nomenclatura propuesta por la IUPAC, se utiliza cuando el elemento tiene más de un número de oxidación. La regla consiste en colocar después del nombre de la función química, el estado de oxidación del elemento metálico en número romano y entre paréntesis. Para los ejemplos que hemos utilizado no procede, ya que en estos el metal sólo tiene un estado de oxidación. Nomenclatura Stock CuOH hidróxido de cobre (I) CuOH hidróxido cuproso Cu(OH)2 hidróxido de cobre (II) Nomenclatura común Cu(OH)2 hidróxido cúprico Existen otros hidróxidos de interés, como el llamado hidróxido de sodio o sosa caústica (NaOH), el hidróxido de litio (LiOH) y el hidróxido de potasio (KOH) utilizados en la obtención de jabones. Utilizado también como quitacochambre en la cocina. A los hidróxidos se les conoce como “bases”, término poco común. Sin embargo, es importante señalar que los hidróxidos son bases, pero no todas las bases son hidróxidos. Los hidróxidos se caracterizan por presentar en su estructura, uno o más grupos (-OH) oxhidrilo, hidroxilos o hidróxidos, unidos a un metal. Los hidróxidos como familia química son compuestos iónicos ternarios, que resultan de la combinación de un óxido básico con el agua, o de la combinación de un metal activo con el agua. Es importante señalar además que existen bases débiles como el Al(OH)3 y Mg(OH)2, y bases fuertes como la sosa (NaOH) y la potasa (KOH) cáustica. Son utilizados como antiácidos porque los neutralizan. Así tenemos que al neutralizarse el ácido se forma sal y agua, proceso explicado por Svante Arrhenius quien definió a las bases como sustancias que al disolverse en agua producen un exceso de iones hidróxido o hidroxilos, OH-. Ácido + Base Sal + Agua Así mismo, Anita indagó sobre el proceso de nixtamalización, el cual es un proceso original de nuestro país, conocido desde los tiempos prehispánicos y que describe muy bien el investigador Octavio Paredes et al (2009) en su artículo La nixtamalización y el valor nutritivo del maíz. Si deseas leer el artículo completo, te proporcionamos la dirección electrónica: Paredes-López O, F Guevara-Lara, L A Bello-Pérez (2009) La nixtamalización y el valor nutritivo del maíz. Ciencias 92-93:60-70. En http://revistas.unam.mx/index.php/cns/article/view/14831 Procesamiento de la información (Actividades de comprensión) Escribe la ecuación que representa la formación del hidróxido de sodio. Indaga las características macroscópicas de los hidróxidos o bases. Indaga las características submicroscópicas que poseen los hidróxidos. Indaga por qué a los hidróxidos o bases también se les conoce como álcalis. Identifica las ideas centrales en la lectura y construye un mapa conceptual referido a los hidróxidos. Aplicación de la información (Actividades de ejecución) 1. Realiza la actividad de laboratorio para identificar a los hidróxidos. 2. Escribe el nombre común o IUPAC o hidróxidos. la fórmula química de algunos Autoevaluación (Actividades de cierre) Esta actividad metacognitiva tiene como objeto propiciar la reflexión personal sobre lo aprendido; es importante que te autoevalúes, para conocer lo que sabías de inicio, lo que aprendiste y finalmente, lo que te gustaría aprender. Te sugerimos acudir de nuevo a las preguntas iniciales, que las respondas y valores si hubo cambio en el nivel de desempeño. ¿Cuál es la función de un antiácido? ¿Qué función tiene la cal en la nixtamalización? ¿Por qué se unta en el comal una lechada de cal en los hogares mexicanos? ¿A qué función química pertenece la sustancia presente en la lechada de cal? ¿Cómo definirías a los hidróxidos? ¿La sosa cáustica tiene alguna relación con el hidróxido de calcio? ¿Cuál es el grupo funcional de los hidróxidos? ¿Cómo se obtienen los hidróxidos? TABLA 3Q Lo que sábía Lo que aprendí Lo que me gustaría aprender Práctica de laboratorio Obtención e identificación de hidróxidos El propósito de la actividad aparte de despertar en ti el espíritu investigativo, es el de obtener un hidróxido a partir de un óxido y realizar la identificación del mismo utilizando para ello indicadores naturales (col morada, cebolla morada, bugambilia, etc.) Competencias que se promueven Atributos 5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva en la búsqueda y adquisición de nuevos conocimientos. Criterios Elige de manera crítica los procedimientos más favorables en la búsqueda y adquisición de nuevos conocimientos. 5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica Aplica modelos para probar la validez modelos para probar su validez. de sus hipótesis atendiendo la metodología adecuada. 5.5 Elabora conclusiones y formula nuevas Elabora conclusiones y formula nuevas interrogantes, a partir de retomar evidencias interrogantes, en sus diferentes trabajos teniendo en cuenta las teóricas y empíricas. evidencias teóricas y/o empíricas. 11.1 Asume una conciencia ecológica, Asume una conciencia ecológica, comprometida con el desarrollo sustentable a identificando posibles soluciones nivel local, regional, nacional y planetario. alternativas que favorecen el desarrollo sustentable. 11.3 Contribuye al alcance de un equilibrio Propone soluciones pertinentes que entre los intereses de corto y largo plazo con contribuyen a disminuir el impacto ambiental. relación al ambiente. Competencias disciplinares Área: ciencias experimentales Criterios de aprendizaje Aplica normas de seguridad para disminuir riesgos y daños a sí mismo y 10. Aplica normas de seguridad para disminuir a la naturaleza, mediante el uso y riesgos y daños a sí mismo y a la naturaleza, manejo adecuado de sustancias, en el uso y manejo de sustancias, instrumentos instrumentos y equipos, al realizar y equipos en cualquier contexto. actividades experimentales relacionadas con reacciones químicas. Preguntas problematizadoras ¿Qué compuesto se forma al hacer reaccionar el óxido de calcio (cal) con agua? ¿Cómo compruebas que en esta reacción se ha formado una nueva sustancia? ¿Qué ecuación representa el fenómeno o cambio químico realizado? Elabora tus hipótesis intentando dar respuesta a cada interrogante. 1. Hipótesis de trabajo ¿Qué materiales y sustancias utilizarás para llevar a cabo el experimento? 2. Materiales y sustancias 0.2 g de óxido de calcio (cal) Tubos de ensayo 3 mL de agua Gotero Col morada, cebolla morada o bugambilia en alcohol. Vinagre o ácido acético 3. Diseño del experimento ¿Cómo lo vamos a hacer? Coloca en un tubo de ensayo 0.2 g de óxido de calcio, enseguida agrega 3 ml de agua y agita con cuidado. (Recuerda que la sustancia formada es cáustica y puede dañar la piel o los ojos, evita el contacto) Añade unas gotas de indicador natural a la mezcla y observa lo que sucede. (Para preparar el indicador natural, macera o machaca un poco de col o cebolla morada en un poco de alcohol). Como el compuesto formado es una base o hidróxido, debe ser neutralizado con un poco de vinagre o ácido acético, esto con la finalidad de disminuir el impacto ambiental. Agrega unas gotas de vinagre hasta que el color de la mezcla desaparezca. En ese momento decimos que se ha neutralizado y puede ser vertido al drenaje. 4. Registro de datos ¿Qué observaste al adicionar el agua? ¿Varió la temperatura en el tubo de ensayo ¿Hubo reacción entre el óxido de calcio y el agua? ¿Qué compuesto se formó al reaccionar el óxido de calcio (cal) con el agua? ¿Cómo comprobaste que en esa reacción se formó una nueva sustancia? ¿Qué observaste al agregar el ácido acético a la mezcla? ¿Se comprobaron tus hipótesis? Elabora tus conclusiones. 5. Conclusiones Al finalizar la actividad, es importante elaborar un reporte y entregarlo como evidencia de la realización de la misma, te sugerimos anexar evidencias como fotografías. Fuentes utilizadas Cruz, J., Osuna, M. E. y Ortiz, J.I. y Ávila, G. (2015). Química General: un nuevo enfoque en competencias. Culiacán, Sinaloa, México: UAS-Servicios Editoriales Once Ríos. Cruz, J., Ortiz, J. I, Osuna, M. E y Romero, A. (2014). Química cuantitativa l: un nuevo enfoque en la enseñanza de la química. Culiacán, Sinaloa, México: UAS-Servicios Editoriales Once Ríos. Paredes-López O, F Guevara-Lara, L A Bello-Pérez (2009) La nixtamalización y el valor nutritivo del maíz. Ciencias 92-93:60-70. En http://revistas.unam.mx/index.php/cns/article/view/14831
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