Física y Química · 2° Bachillerato

Ideas de aprendizaje activo

Factores que Afectan a la Velocidad de Reacción

Explora por qué algunos cambios químicos son explosivamente rápidos y otros increíblemente lentos. Este tema desvela los secretos para controlar la velocidad de las reacciones, un conocimiento clave en la cocina, la industria y hasta en nuestro propio cuerpo.

• Competencias Clave LOMLOE
• RD 243/2022: Bloque VII - Cinética Química: Factores que influyen en la velocidad de las reacciones.

• 20–45 min
• Parejas → Toda la clase
• 3 actividades

Actividad 01

• Rotación por estaciones
• 20 min · Grupos pequeños

La carrera de las pastillas efervescentes

Los estudiantes disuelven pastillas efervescentes idénticas en vasos de agua a diferentes temperaturas (fría, ambiente, caliente). Cronometran el tiempo que tarda cada pastilla en disolverse por completo para observar el efecto de la temperatura.

Explique cómo un aumento de la temperatura incrementa la velocidad de reacción según la teoría de las colisiones.

Consejo de facilitación

Asegúrese de que los alumnos registren tanto el tiempo como sus observaciones cualitativas sobre la intensidad de la efervescencia.

Qué observar

Plantear un escenario (ej: '¿Cómo podrías hacer que el hierro se oxide más rápido?') y pedir a los alumnos que, en parejas, propongan y justifiquen dos métodos basados en los factores estudiados.

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

Actividad 02

• Rotación por estaciones
• 30 min · Parejas

El efecto de la superficie: mármol y ácido

Se añade la misma masa de carbonato de calcio (mármol) a dos disoluciones idénticas de ácido clorhídrico. Una muestra de mármol está en un trozo grande y la otra en polvo fino. Se compara la velocidad de producción de gas (CO2).

Compare el efecto de la concentración de los reactivos en la frecuencia de las colisiones y, por tanto, en la velocidad.

Consejo de facilitación

Para una medición más cuantitativa, se puede medir la pérdida de masa del sistema en una balanza a lo largo del tiempo.

Qué observar

Informe de laboratorio sobre uno de los experimentos realizados, donde los alumnos deben presentar sus datos, analizarlos gráficamente y redactar una conclusión que relacione sus resultados con la teoría de las colisiones.

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

Actividad 03

• Rotación por estaciones
• 45 min · Grupos pequeños

El reloj de yodo: el poder de la concentración

Se preparan varias mezclas de la reacción del 'reloj de yodo' variando la concentración inicial de uno de los reactivos (por ejemplo, el ion yodato). Los estudiantes miden el tiempo que tarda la disolución en cambiar bruscamente a un color azul oscuro.

Justifique por qué un reactivo sólido finamente dividido reacciona más rápido que un trozo del mismo reactivo.

Consejo de facilitación

Prepare las disoluciones madre con antelación para optimizar el tiempo en el laboratorio y garantizar la precisión.

Qué observar

Ticket de salida: los alumnos deben dibujar y etiquetar un diagrama de energía para una reacción exotérmica, con y sin catalizador, y explicar brevemente la diferencia.

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

Algunas notas para enseñar esta unidad

Comience con la teoría de las colisiones como el marco conceptual central. Utilice analogías visuales, como un pasillo lleno de gente, para explicar el efecto de la concentración. Realice demostraciones o experimentos prácticos para que los conceptos sean tangibles antes de profundizar en los diagramas de energía y el papel de los catalizadores.

Al finalizar, los estudiantes podrán predecir y explicar cómo la modificación de la temperatura, la concentración o la superficie de contacto alterará la velocidad de una reacción, justificando sus respuestas con la teoría de las colisiones.

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Atención a estas ideas erróneas

• Aumentar la temperatura solo hace que las partículas se muevan más rápido, por lo que chocan más a menudo.

  Si bien es cierto que hay más colisiones, el efecto principal del aumento de temperatura es el incremento de la energía cinética de las partículas. Esto provoca que una proporción mucho mayor de las colisiones tenga una energía igual o superior a la energía de activación, resultando en muchas más colisiones eficaces.

• Un catalizador se consume durante la reacción para hacerla más rápida.

  Un catalizador participa en la reacción proporcionando una ruta alternativa con una energía de activación menor. Sin embargo, se regenera al final del proceso, por lo que su cantidad neta no cambia y no se considera un producto ni un reactivo.

• Cualquier colisión entre partículas de reactivos conduce a la formación de productos.

  Para que una reacción ocurra, las colisiones deben ser 'eficaces'. Esto requiere dos condiciones: que las partículas tengan la orientación geométrica adecuada en el momento del choque y que la energía de la colisión sea suficiente para superar la barrera de energía de activación.

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Metodologías usadas en este resumen

• Rotación por estaciones