Para el diseño de la actividad, he seleccionado dos actividades de laboratorio en la que los alumnos tendrán que medir el pH aproximado de una variedad de disoluciones, utilizando diversas disoluciones indicadoras. Es una actividad para que la puedan desarrollar ellos solos, así que en teoría, si no tienen algún problema, el profesor se dedicará exclusivamente a supervisar a los alumnos. Además no suponen mucho tiempo, con dos sesiones de una hora cada sesión será suficiente.
Estas actividades las he enmarcado en una unidad didáctica dedicada a los equilibrios acido-base, que se tratan en la asignatura de química de 2º de Bachillerato.
A continuación, está la unidad didáctica completa que he desarrollado para las citadas actividades:
EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Objetivos:
- Iniciar al alumnado en el conocimiento de los equilibrios acido-base.
- Familiarizarse con conceptos básicos como el pH, neutralización, hidrólisis, soluciones amortiguadoras y empleo de indicadores.
- Conocer algunas características del agua.
- Realizar cálculos de pH en disoluciones acuosas.
- Diferenciar entre ácidos y bases tanto fuertes como débiles.
- Interpretar expresiones matemáticas sencillas y aplicarlas para la obtención de diversas magnitudes químicas.
- Conocer el material y el procedimiento de las valoraciones acido-base.
- Participar de manera responsable en la planificación y realización de actividades científicas.
- Utilizar de forma autónoma las tecnologías de la información y la comunicación para obtener y ampliar información.
Contenidos:
- Antecedentes históricos. Concepto de acido-base
- Equilibrio iónico del agua. Concepto de pH
- Fuerza relativa de ácidos y bases
- Procesos de hidrólisis
- Disoluciones amortiguadoras o tampón
- Indicadores acido-base
- Valoraciones acido-base
Actividades:
Tanto la actividad 1 como la 2 son de laboratorio, por lo tanto, nada más entrar en el laboratorio, lo primero es darles unas normas básicas de seguridad, ya que no van a trabajar con productos que sean tóxicos, corrosivos, inflamables o explosivos, con explicarles estas normas será suficiente:
- Elementos de seguridad y vías de evacuación del laboratorio.
- Protección de la piel: recomendar llevar guantes.
- Normas higiénicas: prohibido comer, beber o fumar en el laboratorio y lavarse las manos al terminar.
- Productos químicos: no inhalar, probar u oler ningún producto químico.
- Conducta en el laboratorio: no gastar bromas, no jugar con los productos químicos, ni correr, gritar o empujar en el laboratorio.
Una vez finalizada la explicación de las normas básicas, se procederá a describir el material que van a utilizar y a recordar algunos conceptos clave estudiados en teoría tales como el concepto acido-base, concepto de pH o los indicadores acido-base.
- Reacciones acido-base: indicadores
En tres tubos de ensayo se añaden 2 ml de: acido clorhídrico diluido en el primero, disolución de hidróxido de sodio en el segundo y agua en el tercero.
Añadir dos gotas de disolución de fenolftaleína en cada tubo.
Llenar otros tres tubos del mismo modo anterior pero adicionando esta vez 2 gotas de disolución de rojo de metilo como indicador.
Para evaluar: Tienen que anotar los colores obtenidos en el siguiente cuadro y tratar de justificarlos teniendo en cuenta sus intervalos de viraje:
| INDICADOR | COLOR (acido) | COLOR (neutro) | COLOR (básico) |
| Fenolftaleína | | | |
| Rojo de metilo | | | |
2. Propiedades acidas y básicas de las sales
Se preparan diez tubos de ensayo limpios. En dos de ellos se pone una cantidad mínima de carbonato de sodio solido y se le añade agua hasta aproximadamente 1/3 de su capacidad y se agita hasta disolución. En uno de los anteriores se agrega una gota de fenolftaleína y al otro una gota de rojo de metilo. Se repite esta operación empleando NaHCO3, NaCl, NH4Cl y NH4CH2COOH, en lugar de carbonato de sodio. En los ensayos con NH4Cl se emplea agua destilada en vez de agua del grifo.
Para evaluar: Tienen que anotar los resultados en el siguiente cuadro, teniendo en cuenta los colores obtenidos previamente para los indicadores en medio acido, neutro y básico:
| SAL | FENOLFTALEINA (color) | ROJO DE METILO (color) | pH (acido, básico o neutro) |
| Na2CO3 | | | |
| NaHCO3 | | | |
| NaCl | | | |
| NH4Cl | | | |
| NH4CH2COOH | | | |
Posteriormente, tienen que determinar, teniendo en cuenta los intervalos de viraje de ambos indicadores, el pH aproximado de cada disolución; y, razonar en cada caso el pH resultante a partir de las correspondientes ecuaciones de hidrólisis.
Tienen que entregar como un trabajo, los resultados obtenidos en el laboratorio y sus correspondientes observaciones y cálculos.
3. La parte de las disoluciones amortiguadoras las trabajaran por su cuenta en grupos de 3 ó 4 personas utilizando las tecnologías de la información y comunicación, para posteriormente entregar un trabajo escrito de una extensión aproximada de un folio.
4. Un conjunto de ejercicios y problemas seleccionados
Criterios de evaluación:
- Define conceptos básicos como el pH, neutralización, hidrólisis, soluciones amortiguadoras y empleo de indicadores.
- Enumera las principales características del agua.
- Calcula el pH de disoluciones acuosas.
- Emplea indicadores para averiguar el pH de una disolución cualquiera.
- Identifica ácidos y bases tanto fuertes como débiles.
- Enumera el material y los procedimientos de las valoraciones acido-base.
Los instrumentos a utilizar son: la observación en el aula, el cuaderno del alumno y las pruebas objetivas y trabajos individuales o en grupo.
Metodología:
La unidad didáctica tiene una duración aproximada de 3 semanas con 4 horas semanales. Dos de las últimas sesiones se dedicaran a realizar las actividades del laboratorio.
Para que el aprendizaje sea significativo hay que tener en cuenta los conocimientos previos de los alumnos, ya que indicaran el nivel sobre el que hay que partir en el tema a tratar, por lo que desde la primera sesión se plantearan diversas preguntas a la clase y se enlazaran temas de esta unidad con conceptos conocidos en otros cursos.
Los alumnos trabajaran tanto en grupos como individualmente.
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