Un enfoque integral en los laboratorios
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Un enfoque integral en los laboratorios docentes de Química M. Villanueva, G. García, M. Morales, R. Vega, C. Henríquez, R. Mocelo , A. Zaldo. La integración del método científico y del enfoque ecológico en las prácticas de laboratorio de la Disciplina Química General y Química Orgánica.

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Un enfoque integral en los laboratorios

docentes de Química

M. Villanueva, G. García, M. Morales, R. Vega, C. Henríquez,

R. Mocelo, A. Zaldo

La integración del método científico y del

enfoque ecológico en las prácticas de laboratorio

de la Disciplina Química General y Química Orgánica


ENSEÑANZA DE LA QUIMICA

Metodología de la investigación científica

(MÉTODO CIENTIFICO)

Curso teórico

Curso Práctico


Introducción del Método científico

en el curso práctico

Formulación de un

problema químico

Validación Experimental

(no siempre evidente)

Hipótesis

Deducciones lógicas de

los resultados que avalen

las conclusiones


ENFOQUE ECOLOGICO

Los residuos peligrosos

se definen como todos aquellos residuos,

en cualquier estado físico, que por

sus características corrosivas,

reactivas ,explosivas, tóxicas, inflamables

o biológicamente infecciosas,

representan un peligro para el equilibrio

ecológico o el ambiente.

El responsable directo del manejo,

tratamiento y disposición

adecuada de un residuo peligroso

debe ser el generador de los mismos.

INDUSTRIA QUIMICA

Es responsable en parte de contaminar el medio ambiente

No se utiliza el 100% de la

materia prima

Los procesos de separación

y purificación generan

residuos

adicionales que pocas veces

se pueden reutilizar.

No se produce exclusivamente el

producto principal del proceso

industrial

Residuos peligrosos

Manejo adecuado por especialistas


Planeamiento del manejo de

residuos en un laboratorio

Forma en que se llevará

a cabo el tratamiento

INCLUYE

Destino de los residuos

Tipos y cantidades de

residuos que se pueden

generar

Resultado del análisis


Como resultado del análisis

Se puede rediseñar

el experimento

Emplear materiales alternativos

Controlar costos

Reducir riesgos

personales y del medio

ambiente

Implantar técnicas para

minimizar residuos

Generar residuos fáciles de

destruir


OBJETIVO DEL

TRABAJO

La integración del

Método Científico y de un enfoque ecológico

en las prácticas de laboratorio de las asignaturas

básicas de la Disciplina de Química General y Química Orgánica

con vistas a perfeccionar el sistema de enseñanza-aprendizaje

y contribuir a la formación

de un químico integral.


Cómo realizar este

trabajo?????

Con un fuerte trabajo metodológico en los

colectivos de asignaturas

Diseñar problemas que requieran para su solución,

de actividades que impliquen la realización

del experimento originalmente concebido.


Actividades que debe realizar el

estudiante para solucionar el problema

Planteamiento de

la hipótesis

Confección de la

Técnica operatoria

Elaboración del Diagrama

De Flujo Ecológico

Selección de materiales

y reactivos

Realización de los experimentos


  • En esta etapa el estudiante se prepara, estudiando los aspectos orientados por el profesor , para ello consulta la bibliografía que se le orienta y cualquier otra a la que él acceda por iniciativa propia

  • 3.-Formulación de la Hipótesis.

    En esta etapa el alumno selecciona la hipótesis, basándose en los conocimientos teóricos adquiridos, la que puede considerarse como una posible respuesta a la situación problémica planteada.

    Organización de cada actividad

    docente

    • 4.-Elaboración del Informe previo.

    • En esta etapa el estudiante debe de presentar un informe

    • que contenga:

    • la hipótesis

    • los objetivos por él propuestos,

    • las tareas que propone abordar,

    • las reacciones fundamentales involucradas

    • las técnicas seleccionadas debidamente fundamentadas,

    • las características tóxicas de los reactivos y productos posibles a obtener

    • los diagramas experimentales incluyendo el tratamiento de residuales,

    • la forma de caracterización de los productos de síntesis

    • la Bibliografía consultada.

    2.- Esclarecimiento del fenómeno sujeto a investigación.

    En esta etapa el alumno delimita para extraer de lo

    encontrado, lo relacionado con el problema científico que

    enfrenta e identifica todas las variables posibles que

    encuentre para la solución del problema


    Disciplina Química General

    Tipos de Problemas

    Deben ser redactados de forma que simulen

    una situación real

    Seleccionar un método para la purificación

    de una sustancia

    Determinación de un parámetro químico físico

    de una reacción química

    Síntesis de sustancias inorgánicas

    Resolver el problema con un mínimo de afectación

    al medio ambiente


    METODOLOGÍA

    QUÍMICA GENERAL

    1er Ciclo

    3er Ciclo

    2do Ciclo

    Búsqueda de peligrosidad

    y toxicidad de reactivos

    Químicos.

    Aprendizaje de la confección de un Diagrama de Flujo Ecológico

    Búsqueda de información, proposición de modificaciones y confección del Diagrama Ecológico de forma independiente.

    Confección del Diagrama

    de Flujo Ecológico.

    Análisis de los residuos que

    pueden ser desechados o no.

    Ambos aspectos con ayuda

    del profesor.


    Ejemplo de problema
    Ejemplo de Problema

    ¿Cómo se podría obtener en el laboratorio CuSO4.5H2O

    a partir de 15 g de CuO y H2SO4 al 16% de masa y

    densidad 1,1243 g.mL-1 con un rendimiento adecuado y

    poca afectación al medio ambiente?


    Vaso de precipitado

    15 g de CuO

    96 mL H2SO4

    8 mL H2O2

    Calentar (T<100oC)

    Agitar

    Filtrar por gravedad

    R1

    Filtrado

    Filtro

    R1: Impurezas poco solubles del CuO

    GUARDAR


    Concentrar (V=40 mL)

    Enfriar en baño de hielo

    Filtrar a presión reducida

    Filtro

    Filtrado

    Secar en papel toalla

    Pesar y medir T

    Pesar

    R2

    Aguas madres

    R2: Aguas madres (disolución saturada de CuSO4

    y exceso de H2SO4)

    NEUTRALIZAR Y DESECHAR


    Química Orgánica

    Tipos de Problemas

    Deben ser redactados de forma que simulen

    una situación real

    Realizar una misma reacción

    química variando la naturaleza

    de uno de los sustratos

    Escoger entre varios

    métodos de síntesis el

    adecuado a las condiciones

    de trabajo existentes

    • Proporcionar muestras diferentes para:

    • identificación de grupos funcionales

    • separación o purificación de compuestos

    Realizar una misma

    reacción química

    en diferentes condiciones


    Ejemplo de problema1
    Ejemplo de problema

    El Ministerio de la Industria Básica ha solicitado:

    Se valore en nuestros laboratorios una metodologíapara utilizar una materia prima (Anilina), de la que disponen en grandes cantidades, con vistas a su utilizaciónen la obtención de un colorante que permita la tinción del tejido de algodón .


    Actividades que debe realizar el

    estudiante para solucionar el problema

    Acido sulfanílico

    ANILINA

    Sal de Diazonio del

    Acido sulfanílico

    Naranja II

    Tinción de muestras blancas

    de tejido de algodón


    Obtención del ácido sulfanílico

    Anilina + H2SO4

    campana

    Líquido

    Sólido

    Acido sulfanílico +

    trazas de anilina +

    agua + H2SO4

    Acido sulfanílico crudo

    Líquido

    Sólido

    R1

    Carbón activado

    con anilina

    Líquido

    Acido sulfanílico

    en solución

    Sólido

    R2

    Enfriar y filtrar

    Líquido

    Sólido

    Acido sufanílico

    Agua ácida

    R3

    Líquido

    TRATAMIENTO DE RESIDUALES

    R2: El sólido impregnado en anilina es fundamentalmente carbón activado y se manda a incineración

    TRATAMIENTO DE RESIDUALES

    R3: Verifique el pH de la solución, neutralice , adsorba en carbón activado; el carbón se manda a incineración y la solución se desecha por el drenaje

    TRATAMIENTO DE RESIDUALES

    R1: Filtre el sólido de la solución y almacénelo. Verifique el pH de la solución, neutralice , adsorba en carbón activado; el carbón se manda a incineración y la solución se desecha por el drenaje

    1) calentar entre 170-180 durante 1.5hs

    2) Dejar enfriar

    3) Verter la mezcla en hielo y agua. Agite

    5) Recristalizar en caliente con agua y carbón activado

    6) Filtrar en caliente


    Organización de cada actividad

    docente

    • 6.- Conclusiones.

  • En esta etapa, el alumno debe de argumentar lógica y razonadamente la decisión adoptada vinculando los resultados obtenidos con la aceptación o no de la hipótesis inicial

    • 5.- Análisis de los resultados.

    • En esta etapa se procesan los resultados y observaciones obtenidos experimentalmente, fundamentándolos teóricamente y analizando las relaciones esenciales de éstos con los establecidos en la hipótesis, para decidir si se corresponden realmente con la respuesta al problema planteado


    CONCLUSIONES

    CONTRIBUCIÓN A LA FORMACIÓN DE LA CONCIENCIA

    AMBIENTALISTA

    EN ESTUDIANTES Y PROFESORES.

    Integración del Enfoque

    Ecológico y el Método

    Científico

    en las disciplinas

    de Q. General y

    Q. Orgánica

    Desarrollo de

    metodologías

    para el

    tratamiento de

    residuales

    de los

    laboratorios docentes

    Nuevo diseño de

    prácticas de

    laboratorio de las

    disciplinas

    Q. General y Q. Orgánica


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