Física y Química · 1° Bachillerato

Ideas de aprendizaje activo

Factores que Modifican la Velocidad

¿Por qué explota el polvo de harina pero no un montón de grano? ¿O por qué guardamos la leche en la nevera? Este tema desvela los secretos de la velocidad en el mundo químico.

• Competencias Clave LOMLOE
• Saberes básicos III: Velocidad de las reacciones químicas. Cinética química - Factores que influyen en la velocidad de las reacciones.

• 15–45 min
• Parejas → Toda la clase
• 3 actividades

Actividad 01

• Rotación por estaciones
• 25 min · Grupos pequeños

La carrera de las pastillas efervescentes

Los estudiantes disuelven pastillas efervescentes en agua a diferentes temperaturas (fría, ambiente, caliente) y con diferente estado de agregación (entera, triturada). Cronometran el tiempo de disolución para observar directamente el efecto de la temperatura y la superficie de contacto.

Analise cómo un aumento de la concentración de los reactivos afecta a la frecuencia de colisiones y, por tanto, a la velocidad de reacción.

Consejo de facilitación

Asegúrese de que todos los grupos comiencen la reacción simultáneamente para una comparación visual efectiva en toda la clase.

Qué observar

Plantear un escenario: 'Dispones de un trozo de zinc y zinc en polvo. ¿Cuál reaccionará más rápido con ácido clorhídrico y por qué?'. Los alumnos deben justificar su respuesta en una mini pizarra.

• Recordar
• Comprender
• Aplicar
• Analizar
• Autogestión
• Habilidades Relacionales

Actividad 02

• Rotación por estaciones
• 15 min · Toda la clase

Simulación de colisiones moleculares

Los estudiantes actúan como partículas en un área delimitada del aula. El profesor modifica variables como el número de estudiantes (concentración) o la velocidad a la que se mueven (temperatura) para que observen cómo cambia la frecuencia de choques entre ellos.

Explique el efecto del aumento de la temperatura en la velocidad de una reacción utilizando la teoría de colisiones.

Consejo de facilitación

Defina un "choque eficaz" como un apretón de manos con la mano correcta para introducir también el concepto de orientación.

Qué observar

Un problema en un examen que presenta una tabla de datos experimentales (tiempo, concentración, temperatura) y pide al alumno que analice cómo ha afectado cada cambio a la velocidad y que lo explique con la teoría de colisiones.

• Recordar
• Comprender
• Aplicar
• Analizar
• Autogestión
• Habilidades Relacionales

Actividad 03

• Rotación por estaciones
• 45 min · Parejas

El reloj de yodo

Se prepara una reacción cuyo punto final se evidencia con un cambio de color brusco. Los estudiantes realizan varios ensayos modificando la concentración de uno de los reactivos y miden el tiempo que tarda en aparecer el color, demostrando cuantitativamente la relación entre concentración y velocidad.

Compare la velocidad de reacción de un reactivo sólido en polvo frente a un trozo compacto, relacionándolo con la superficie de contacto.

Consejo de facilitación

Prepare las disoluciones con antelación y revise las normas de seguridad para el manejo de los reactivos implicados.

Qué observar

Proporcionar a los alumnos una lista de los factores que afectan a la velocidad y pedirles que se autoevalúen en su capacidad para explicar cada uno de ellos usando un sistema de semáforo (verde: lo domino, amarillo: tengo dudas, rojo: necesito ayuda).

• Recordar
• Comprender
• Aplicar
• Analizar
• Autogestión
• Habilidades Relacionales

Algunas notas para enseñar esta unidad

Utilice analogías visuales y cotidianas para introducir la teoría de colisiones, como un pasillo lleno de gente para la concentración. Realice demostraciones en vivo, como la de la pastilla efervescente, para que los conceptos abstractos se conecten con fenómenos observables. Es fundamental diferenciar entre el aumento de la frecuencia de colisiones (efecto de la concentración) y el aumento de la energía de las mismas (efecto de la temperatura).

Al finalizar esta secuencia, el alumnado será capaz de predecir y justificar cómo podemos acelerar o ralentizar una reacción química manipulando sus condiciones.

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Atención a estas ideas erróneas

• Cualquier choque entre partículas de reactivos produce una reacción.

  Solo las colisiones eficaces dan lugar a productos. Para que una colisión sea eficaz, las partículas deben chocar con una energía mínima, llamada energía de activación, y con la orientación geométrica adecuada.

• Un catalizador se consume durante la reacción, como si fuera un reactivo más.

  Los catalizadores participan en la reacción proporcionando un camino alternativo con menor energía de activación, pero se recuperan íntegramente al final del proceso. No son ni reactivos ni productos.

• Aumentar la temperatura simplemente hace que las partículas se muevan más rápido, por eso hay más choques.

  Si bien es cierto que hay más choques, el efecto principal del aumento de temperatura es que una fracción mucho mayor de las partículas posee la energía de activación necesaria. Aumenta más la "calidad" (energía) de las colisiones que la cantidad.

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Metodologías usadas en este resumen

• Rotación por estaciones