SECUENCIA DIDÁCTICABloque IV. La formación de nuevos materiales. Tema Subtema 2. Oxidación y reducción. 2.2. Las reacciones redox. • • Experiencias alrededor de las reacciones de óxidoreducción. Número de oxidación y tabla periódica. Aprendizajes esperados • • • Analiza algunas reacciones de óxido-reducción en la vida diaria y en la industria. Identifica las características oxidantes de la atmósfera y reductoras de la fotosíntesis. Establece una primera relación entre el número de oxidación de algunos elementos y su posición en la tabla periódica. El cambio químico.3. no siempre incluyen al oxígeno y no lo asocian necesariamente con un incremento de masa. La corrosión producida en la oxidación lenta del hierro puede percibirse como si un agente activo se estuviera comiendo el metal. subtema 2. Valoración de la importancia de la fotosíntesis como proceso de transformación de energía y como base de las cadenas alimenticias. tema 2. las sustancias obtenidas adquieren propiedades y aplicaciones diferentes de otros materiales. subtema 1. bloque II. Sexto grado. por medio de un esquema presenta los reactivos. Menciona que a partir de transformaciones conocidas como reacciones químicas. los procesos y los productos. pan y vino. Reacciones óxido-reducción: Ciencias III. bloque II. para producir nuevos materiales. subtemas 2. Relación de los procesos de respiración y fotosíntesis con el ciclo del carbono. tema 1.2 Comparación entre respiración aerobia y anaerobia y 2. Algunos materiales y sustancias también son inventos. Estructura y organización de la información física y química en la tabla periódica. Características oxidantes de la respiración: Ciencias I. pues se menciona a la fotosíntesis como un proceso de transformación de materia y energía. Identifica reactivos y productos que participan en un cambio químico y diferencia sus propiedades. Aunque la mayoría de los estudiantes captan que el oxígeno es necesario para que se produzca una combustión. 2 . Relaciona los procesos de respiración y fotosíntesis con las interacciones de oxígeno y dióxido de carbono en la atmósfera.3. En esta lección se comenta la capacidad de los seres humanos para transformar algunas sustancias en otras. y 2. la producción de vidrio.1. subtemas 2. ¿Cómo se unen los átomos? El tema de enlaces químicos se puede tratar por medio de modelos en los que se ilustre cómo los electrones se transfieren o comparten para formar dichos enlaces. No toman en cuenta que ocurre simultáneamente una oxidación y una reducción. bloque III.2 ¿Cómo es la estructura de los materiales?. tema 2. bloque III. Este tema es un antecedente. y tema 2.2. el oxígeno se combina químicamente con la sustancia que se quema. • • • • • Los estudiantes confunden el número de oxidación con la valencia. Ideas previas de los alumnos 1234 Reacciones óxido-reducción y número de oxidación. pocos entienden que en este proceso. Oxidación: Ciencias III. tema 1. Pocos estudiantes atribuyen la corrosión a una reacción química. lección 30. Señala como ejemplo. Características reductoras de la fotosíntesis: Ciencias I. subtema 1. con los avances tecnológicos que permiten su producción masiva. la elaboración tradicional de queso.1. Considera como ejemplo.ANTECEDENTES/IDEAS PREVIAS Reacciones químicas: Ciencias Naturales. Presentación de los trabajos realizados durante la secuencia didáctica. semejanzas y diferencias. Explorativo Explicativo Microscópico Identificar y analizar los factores relacionados con las reacciones redox. Actividad 4 ¿Respiración y fotosíntesis? Identificación de reacciones que ocurren en la atmósfera y en la fotosíntesis como un tipo de reacciones redox. Momentos INICIO DESARROLLO CIERRE Nivel de acercamiento Propósitos Criterios Identificar las ideas de los alumnos acerca del concepto de valencia y de la formación de iones. Evaluación sumativa. Actividad 1 ¿Qué es la corrosión? Actividad experimental para identificar a la corrosión como un tipo de reacciones redox. Actividad 6 Socialización de lo aprendido. Identificar y analizar las características oxidantes de la atmósfera y reductoras de la fotosíntesis. Actividad 2 Número de oxidación. dudas y su aprendizaje significativo de los alumnos. Evaluación formativa Presentación de respuestas con base a la actividad de la corrosión. Integración de los conocimientos adquiridos acerca del número de oxidación y las reacciones redox. Establecen relación entre el número de oxidación de los elementos y la tabla periódica. Determinación del número de oxidación en elementos y su relación con el grupo en la tabla periódica. Presentan tolerancia. Identificación y análisis de reacciones redox. Emplea los conocimientos adquiridos para identificar la importancia de las reacciones redox en la vida diaria y en la industria. Expresión de las ideas de los alumnos con relación a la valencia y la formación de iones. Identifican y analizan factores determinantes para el proceso de oxidación-reducción. Determinan el número de oxidación de elementos químicos. Coloquio Cuadro SQA que permite verificar el conocimiento. Cuadro comparativo entre valencia y número de oxidación.ESTRUCTURA DE LA SECUENCIA DIDÁCTICA Evaluación Actividades Tipo/Productos Actividad de inicio: ¿Qué recordamos de los electrones de valencia y de los iones? Por medio de actividades y tabla identificar lo que saben acerca de valencia y de iones. Participación reflexiva y respetuosa. Texto individual y grupal de la identificación de semejanzas y diferencias entre las reacciones redox. Integra y valora sus conocimientos acerca del número de oxidación y las reacciones redox. participación y respeto en el trabajo de equipo. Establecer una relación entre el número de oxidación de algunos elementos y su posición en la tabla periódica. y los identifican como reacciones de óxido-reducción. Texto individual acerca de los electrones de valencia y la formación de iones. Evaluación diagnóstica Información de tabla. Información de tablas. Utilización del concepto de valencia y representación simbólicas de iones. Respeta las opiniones de los demás adoptando una actitud de colaboración y de diligencia en las tareas colectivas. Actividad 3 Reacciones redox. Diferenciar los conceptos valencia y número de oxidación. Determina e interpreta el número de oxidación. Analizan los procesos de respiración y de fotosíntesis. Analizar algunas reacciones redox presentes en la vida diaria y en la industria. Encuentran diferencias entre la valencia y el número de oxidación. Identifican factores relacionados con la corrosión. Cartel donde se identifican las propiedades oxidantes de la atmósfera y las reductoras de la fotosíntesis. presentación de resultados acerca del número de oxidación. presentación de resultados. Establecer la diferencia entre número de oxidación y valencia. Identificación y análisis de las características de las reacciones redox. Comparan procesos de oxidoreducción. Argumentativo 3 . determinando importancia. Determinar el número de oxidación de algunos elementos. Todos los productos que se elaboren individualmente. Establecer con los alumnos. Con la información contenida en la tabla periódica. ¿Y si es negativa.Actividades sugeridas Tiempo estimado: 6 horas Tiempo estimado: 10 minutos Orientación didáctica Breve introducción de los contenidos y los aprendizajes esperados del subtema “Las reacciones redox”. muchas máscaras!” y la actividad 3 “¿Qué representan los iones?” del bloque II. Actividad de inicio. • • • • • • ¿Los electrones de valencia son aquellos que se encuentran en? _________________________. los criterios de evaluación en cada una de las actividades a desarrollar. ¿Si la carga eléctrica del átomo es positiva. Representa a los siguientes iones 4 .2 ¿Cómo es la estructura de los materiales? Formar equipos de 4 ó 5 integrantes. se llama?_______________. comparte o está completo el número de electrones Sodio Magnesio Oxígeno Cloro Carbono Neón Nitrógeno Aluminio En equipo. ¿Qué función tienen los electrones de valencia? ___________________. se nombra? _______________. Tiempo estimado: 50 minutos ¿Qué recordamos de los electrones de valencia y de los iones? Recordar a los alumnos la actividad 1 “¡Una cara. formarán parte del portafolio para que estén disponibles en caso de ser necesaria su consulta. respondan las siguientes cuestiones. ¿Un átomo con carga eléctrica se denomina? _____________________. en equipo y en grupo. subtema 1. tema 1. gana. complementen la siguiente tabla: Elemento Símbolo Grupo Número de electrones de valencia Tendencia: cede. adquiere una carga positiva o negativa ¿a qué se debe esto? __________________________________________________________. Cuando un átomo ha cedido o atraído electrones. Para terminar la actividad. Es necesario escucharlas. Identificar los obstáculos comunes que plantea la construcción del concepto número de oxidación. que puede facilitarse con el agua. así como los datos de masa antes y después de la oxidación. un brillante y reluciente clavo de hierro. Actividad 1 ¿Qué es la corrosión? Actividad para los alumnos: Se sugiere dar a cada equipo. Se sugiere que en la clase se realice una exposición de los clavos. registrarlas y relacionarlas con la temática y su posible desarrollo. solicitar a los alumnos que traigan los clavos a la clase. que servirán como referencia para que el docente diseñe sus actividades en función de los conocimientos de los alumnos. para que explique ante el grupo. para que registren su masa. nuevamente registrarán su masa. y que la oxidación es un ejemplo de cambio químico.Nombre Ion sodio Ion cloruro Ion aluminio Ion oxígeno Electrones Cedió 1 Atrajo 1 Cedió 3 Atrajo 2 Ion Na +1 Elegir un representante de cada equipo. Orientación didáctica Se espera que todos los alumnos aprecien que el aire (oxígeno) es esencial para que se produzca la oxidación. solicitar que elaboren también en equipo conclusiones acerca de la función de los electrones de valencia y de la razón por la cual un átomo adquiere carga eléctrica. Actividades de desarrollo. Tomar decisiones oportunas para valorar si la actuación docente está en correspondencia con las demandas de los estudiantes. con las respuestas a las preguntas planteadas. 5 . Solicitarles contestar las siguientes preguntas: • • • • ¿Dónde pusieron el clavo? ¿Qué características tiene ese sitio? ¿Por qué consideraron que ese entorno favorece la oxidación del clavo? ¿Qué idea tienen de un óxido? Tiempo estimado: 60 minutos Transcurridas las dos semanas. los resultados obtenidos con el trabajo realizado. Evaluación diagnóstica Se trata de la evaluación de las ideas previas de los alumnos. lo lleven a su casa y lo pongan en un sitio donde se pueda oxidar. del más oxidado al menos oxidado. con una anticipación de dos semanas. explicar que la oxidación es un cambio químico durante el cual el hierro del clavo reacciona con el oxígeno del aire. ¿por qué? Se sugiere que los alumnos consulten en diferentes fuentes (libros. el oxígeno responsable de este cambio “se reduce”. Actividad 2 Número de oxidación A lo largo de la historia.En equipos de trabajo y partiendo de la actividad anterior. en otros cambios similares no participa el oxígeno. Plantear a los equipos de trabajo. en presencia de agua. se evaluará la sesión. en equipo los alumnos responderán a los siguientes aspectos: Acerca de las reacciones óxido-reducción. El óxido es un polvo pardo rojizo. es decir aquella en la que el óxido de un metal rompe sus enlaces con el oxígeno. Ese óxido es una nueva sustancia formada sobre la superficie del clavo. revistas e Internet). para que indaguen y puedan contestar. Además. Cuando se presenta una reacción opuesta. de acuerdo con sus argumentos. Se recomienda que. Para concluir el tema. el oxígeno que reaccionó con el hierro es el que aumenta la masa del clavo. la definición actual de oxidación y reducción es: un elemento se oxida cuando en un cambio químico aumenta su número de oxidación y. es una reacción química en la cual un metal se combina con el oxígeno para formar una nueva sustancia. como ha sucedido en el caso de este tipo de reacciones. se dice que el óxido se redujo o que se presentó una reacción de reducción. preguntar a los alumnos: ¿cuáles son los factores necesarios para que se produzca la oxidación de un clavo? Escribir sus respuestas en el pizarrón y solicitar que cada equipo argumente sus respuestas. que cada equipo proponga una respuesta. También se sugiere al profesor retomar las ideas de los alumnos respecto a la oxidación. las siguientes cuestiones: ¿de dónde viene el óxido que se formó en el clavo?. Se recomienda escribir las respuestas en una hoja de papel bond o en el pizarrón. 4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 La oxidación. la disminución en el número de oxidación de un átomo implica que se redujo. que se conoce como herrumbre. pues mientras el metal “se oxida”. En realidad estos procesos siempre se presentan juntos. Tiempo estimado 60 minutos 6 . después. Así. por tanto. Qué sé Qué quiero saber Qué aprendí Con base en las respuestas y la participación de los estudiantes. se borren del pizarrón los factores que no intervienen en el proceso de oxidación. los conceptos han cambiado o bien se amplían. partir de ellas. por eso encontramos acepciones distintas –que veremos más adelante– a los términos oxidación y reducción. hasta llegar a establecer los factores necesarios para que se lleve a cabo este tipo de reacción. ¿hubo alguna variación entre la masa inicial del clavo y la final?. Por eso se prefiere el término general de reacciones de óxido-reducción. aunque en ocasiones se empleen las palabras como si fueran procesos separados. Que discutan en equipo y lleguen a un acuerdo. al mismo tiempo. para formar un óxido de hierro hidratado. Con base en el ejemplo anterior. respecto a su número atómico. No siempre es válido aplicar un modelo de transferencia de electrones. es necesario guiar a los alumnos respecto a su interpretación correcta. Ahora se analizará cómo se determina el número de oxidación de algunos átomos.Orientación didáctica Los cambios en el número de oxidación no deben interpretarse necesariamente como la transferencia real de electrones de un átomo a otro. Número atómico Número de protones Número de electrones Número de oxidación Na 11 11 10 1+ 7 . pues en algunas ocasiones sí se relaciona con cargas eléctricas reales (enlaces iónicos). es sólo una convención (enlaces covalentes) para comparar el ambiente eléctrico de un átomo enlazado respecto al del átomo neutro. se le otorga una carga aparente positiva. Por el contrario. Compruébalo mediante las siguientes actividades. su número atómico–. cuando forma parte de un compuesto: ya sea una molécula o en forma de ion. Formar equipos de 4 ó 5 integrantes y realizar las siguientes actividades. en una reacción. Para saber cuándo sucede una reacción de óxido-reducción. se le confiere una carga aparente negativa. significa el número de electrones en exceso o de déficit que se le asigna a un elemento. Un átomo neutro cualquiera tiene un número definido de electrones. tenemos: Átomo que forma parte de un compuesto: molécula o ion. y en otras. se necesita conocer el número de oxidación de los átomos involucrados en la reacción química. si el número de electrones asignado es menor que su número atómico. cuando un elemento determinado se combina mediante una reacción química. el cual corresponde al número de protones que posee su núcleo –es decir. Orientación didáctica El concepto de número de oxidación es fundamental en química. sin embargo. como es el caso de compuestos covalentes. a una reacción de óxido-reducción. el número de electrones asociado a él puede ser mayor o menor que su número atómico característico. de acuerdo con ciertas reglas: Si el número de electrones asignado a un elemento es mayor que su número atómico. Completar la siguiente tabla: Elemento (neutro) Na S O F Al H No atómico 11 16 8 9 13 1 Número de protones 11 Número de electrones 11 Generalmente. Por ello el concepto de número de oxidación. este número puede ser positivo o negativo.Ejemplo: Sodio (Na). El número de oxidación representa la carga aparente que tiene o se le asigna a un átomo en un compuesto dado y corresponde a un mayor o menor número de electrones antes y después de la reacción. número de electrones 10 (-) tenemos finalmente un número de oxidación 1+. Anotar los datos faltantes en la siguiente tabla. Número de protones Número de electrones Número de oxidación S O F Al H Li N 16 8 9 13 1 3 7 16 8 9 13 1 3 7 18 10 10 10 0 2 10 En la tabla siguiente se muestra el número de oxidación de algunos átomos y el grupo al cual pertenecen. es decir. y queda determinada por el número de electrones más externos del átomo en cuestión. número de protones 11 (+). Ion Li 1+ Mg 2+ F 1O 2Al 3+ K1+ Grupo 1 Ion H 1+ Ca2+ Na1+ N 3S2Be2+ Grupo 6 ¿Qué relación encuentran entre el número de oxidación de los átomos y su grupo. el oxígeno. Átomo que forma parte No de un compuesto: molécula atómico ion. De esto podemos concluir que todos los elementos en su estado libre (neutro) tienen un número de oxidación igual a __________________. Su tarea es completarla. explica: ¿qué diferencias encuentras entre la valencia o capacidad de combinación de un elemento y el número de oxidación de un átomo? Completa el cuadro comparativo. 8 . que participan en los enlaces de un compuesto químico. pues realiza dos enlaces covalentes o bien. cuántos enlaces puede formar. con seis electrones de valencia. La valencia se interpreta como la capacidad de combinación de un elemento. suele tener valencia 2. Por ejemplo. en la tabla periódica? Orientación didáctica Recuerde establecer la diferencia entre valencia y número de oxidación. recibe dos electrones. ya que tiene menos electrones que el elemento neutro. Después de haber determinado el número de oxidación de algunos átomos y haberlos relacionado con su grupo. cada alumno explicará las diferencias entre valencia y número de oxidación. pues son indispensables para llevar a cabo las actividades siguientes. respecto a la cantidad de electrones de valencia y el número de oxidación de un átomo? ¿Para qué sirve saber cada uno? Un representante de cada equipo explicará cómo se obtiene el valor del número de oxidación y la relación que tiene con la tabla periódica. a materiales con enlaces covalentes. para que los conceptos de número de oxidación y valencia queden perfectamente comprendidos. Orientación didáctica El concepto de número de oxidación puede ser aplicado también. Por escrito. Átomo S O F Al Na Mg Li N Grupo 6 Electrones de valencia 6 3 1+ 5 3Número de oxidación 2- ¿Cuál es su conclusión. así como las diferencias entre la valencia y el número de oxidación de un átomo. Al evaluar la sesión se considerarán todos los ejercicios realizados y se pedirá a los estudiantes que pregunten sus dudas.Concepto Semejanzas Diferencias Valencia • • • • • Número de oxidación • • • Conclusiones Anotar los datos que faltan de la siguiente tabla. después de las observaciones realizadas. Actividad 3 Reacciones de óxido-reducción Tiempo estimado: 60 minutos 9 . Es una estrategia útil en la enseñanza. dando dos ejemplos de cada uno. suponiendo que el elemento más electronegativo del enlace es el "poseedor" de los electrones del mismo. tomando como base la distribución desigual de los electrones compartidos. También explicará para qué sirve saber cada concepto. ¿Puedes identificar algunas reacciones de óxido-reducción que ocurran a tu alrededor? Orientación didáctica A lo largo de la historia. en tu casa. el análisis de un proceso y pedir que lo expongan ante el grupo. Es común que en nuestro medio se lleven a cabo reacciones de óxido-reducción. el término oxidación tomó su nombre de los procesos en los cuales una sustancia reacciona con el oxígeno. lejanos a nuestra vida cotidiana. por eso lo mencionamos primero. sin embargo. los “procesos de óxido-reducción” son mucho más comunes y cercanos a ti de lo que piensas. incluidos los que ocurren en tu cuerpo. En la construcción. Este ejemplo es justamente el que sí conoces. es fundamental entender que siempre que se presenta una oxidación sucede una reducción. de hidrógeno o de electrones. solicite una hoja de papel bond y plumones. son ejemplos comunes de reacciones de óxido-reducción. Para cada uno de los ejemplos. efectuar la lectura. los términos de oxidación y reducción se identificaron con procesos en los que ocurre. Por lo tanto. Con el paso del tiempo. Formar equipos de 4 ó 5 integrantes. pueden incluirse en esta categoría. y viceversa. ya sea transferencia de oxígeno. 10 . como se muestra en el ejemplo resuelto al final. pero no suena fácil eso de identificar cambios con ese nombre. En todos los casos. Escribirán las respuestas en una hoja de papel bond. en la industria y en la elaboración de diversos utensilios se emplean metales. Se dice que la sustancia que se combina con el oxígeno se ha oxidado. identificar y analizar las características en cada caso. Los alumnos deben reunirse. Entregar a cada equipo la lectura que viene a continuación. el concepto se amplió.Nota: Antes de la clase. Muchos de ellos deben ser protegidos por diferentes medios para que el oxígeno del aire no los transforme en óxidos. • • • • • ¿Qué importancia tiene el proceso descrito en la vida diaria? ¿Cómo se lleva a cabo? ¿Tiene alguna importancia económica? ¿Por qué? ¿Interviene el oxígeno? ¿cómo? ¿Por qué es una reacción óxido-reducción? Identifica los elementos que se oxidan y se reducen. de tal forma que nunca se tiene un proceso sin el otro. Si escuchamos hablar de “procesos de óxido-reducción”. Puede asignarse a cada equipo. Así. la transferencia se lleva a cabo entre dos sustancias. aquí van algunos ejemplos que seguro te suenan familiares. Todos hemos visto un clavo oxidado y sabemos que muchas piezas metálicas se oxidan fácilmente cuando se mojan. No exageramos al decir que gran parte de los cambios químicos más comunes. Sin embargo. y la que rompe sus enlaces con el oxígeno se ha reducido. no se presta atención y con frecuencia. Para convencerte de esta afirmación. estos términos puede parecernos sofisticados o pertenecientes a ámbitos complejos de la ciencia y la tecnología. ya sea que provenga de otra sustancia o del aire. que suelen ser polvos con propiedades muy diferentes a los elementos metálicos. a) La corrosión provoca pérdidas millonarias. en la industria y en la calle. para analizar estos cambios. los alumnos responderán las siguientes preguntas. no se observan de manera visible sus efectos. es el “héroe” de otros procesos: el oxígeno del aire sin el cual. estas interacciones producen los siguientes cambios: 2C + O2 → 2CO CO + Fe2O3 → CO2 + 2 Fe Para refinar otros elementos se emplean reacciones similares o bien se realizan procesos químicos distintos. ¿cuánto se arriesga si. si son de acero. todos encaminados a recuperar los elementos en su forma metálica. c) ¿Qué me pongo en la cortada? Si sufrimos un accidente que nos ocasione una herida pequeña. y si no la prevemos o evitamos. pero esto puede no ser suficiente. sólo piensa qué es más fácil y barato. o hacerlos nuevos cada vez que se deshacen en cachitos al oxidarse. hasta llenarse de hoyos? Si piensas en bicicletas. salvo algunas excepciones. ¡no podríamos respirar! Para ejemplificar su acción. a la playa o a cualquier paisaje natural donde el ser humano no haya hecho demasiadas modificaciones. Para recuperar el metal. en las plantas llamadas de “altos hornos” ocurre la refinación del hierro para fabricar el acero. también con casco de acero. llaves. a la selva. autos. Entonces. para eliminar los microbios. Si no lo crees. alambres. a muy altas temperaturas. Para evitar esto se recomienda lavar bien la lesión con jabón.A este proceso o cambio químico se le conoce como corrosión. no están en la superficie de nuestro planeta como tales. este villano que nos hace tomar muchas precauciones. permitimos que se desgaste rápidamente al contacto con el mar. pero que tomó gran auge en los últimos siglos: la minería. varillas. observa la reacción que ya conoces: 4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 b) ¿De dónde vienen los metales? Si vas al bosque. nos hará gastar grandes cantidades de dinero. pero en forma de compuestos como óxidos y sales. ¿Quién es el “villano” principal de esta historia? Sorprendentemente. en vez de pintar y aplicar otros procesos químicos en el casco de un enorme barco. pensando en la industria. ¿de dónde los sacamos? La respuesta a esta pregunta nos permite referirnos a una actividad que comenzó en la antigüedad. no vas a poder encontrar ninguna pieza ni material metálico que no haya sido colocado ahí por alguna persona. Por ejemplo. encontrarás otros casos en los que evitar la corrosión resulta de mayor utilidad. se requiere llevar a cabo el proceso contrario a la corrosión. En este caso se combina. Los metales. sino que se obtienen los minerales que los contienen. esto se realiza en grandes plantas industriales. maquinaria industrial y hasta joyas. pintar una reja de la casa o los canceles de la ventana. al desierto. aviones. camiones. O. por lo que en las farmacias podemos conseguir diferentes 11 . siempre existe el riesgo de que ocurra una infección y complique la recuperación. Y no es que de las minas se saquen los metales directamente. el óxido del metal con carbono. el cloro (Cl) es el que se usa para fabricarlas. La reacción que ocurre. habrá que orientarlos para que argumenten por qué es un proceso de óxido-reducción. Para lograr esta función. como un repaso de temas anteriores. pues el hipoclorito de sodio se produce cuando este elemento gaseoso burbujea en disoluciones de hidróxido de sodio (NaOH). En ocasiones llamamos “cloro” a estas disoluciones. empleamos disoluciones blanqueadoras.disoluciones desinfectantes o antisépticas. por ello resulta de gran utilidad para prevenir infecciones y para tratar materiales que hayan estado en contacto con personas enfermas. El lavado de la ropa suele hacerse con diferentes jabones y detergentes. las reacciones que se emplean son procesos de óxidoreducción. y señalarán los símbolos que representan elementos. Asimismo. Algunas de ellas funcionan precisamente mediante reacciones de óxido-reducción. ¡Y eso que no mencionamos que también forman parte de la respiración. el procesamiento de alimentos en el cuerpo y la combustión! Los números de oxidación en una ecuación química Los alumnos podrán responder. ésta hace que el peróxido de hidrógeno se descomponga produciendo oxígeno (O2) y agua (H2O). para el análisis de la reacción. la fotosíntesis. La reacción que cataliza la catalasa es: H2O2 → H2O + O2 d) Vamos a blanquear la ropa. La sustancia más conocida de las usadas en estas disoluciones es el hipoclorito de sodio (NaClO). que se aplica sobre raspones o cortadas leves. A manera de 12 . que es una disolución de peróxido de hidrógeno (H2O2) al 3% en agua. El hipoclorito de sodio no sólo quita el color. Pero cuando queremos que se quiten diferentes manchas de las prendas blancas. cuál es la importancia económica y social de los procesos que se analizaron. La higiene es indispensable para el mantenimiento de la salud. sino que también elimina muchos microbios. Esta propiedad también es importante. cuya función principal no es quitar. pero en realidad. es: Cl2 + NaOH → NaClO + NaCl + H2O Con los ejemplos anteriores puedes darte cuenta de que los “procesos de óxidoreducción” están más cerca de ti de lo que te imaginabas. lo que hace es transformar los materiales provocando que pierdan su coloración característica. tomando en cuenta su propia experiencia y razonamiento. la molécula de oxígeno ejerce un fuerte poder oxidante sobre las membranas de los microbios y los mata. identificarán los elementos que se oxidan o se reducen. átomos o moléculas. sin embargo. compuestos. sino decolorar las sustancias que producen el color. En la sangre y los tejidos tenemos una enzima llamada catalasa. Para el análisis es indispensable asignar los números de oxidación. Como ejemplo tenemos al agua oxigenada. entonces. que es muy oxidante. funcionaron como oxidantes. Responder de manera individual: ¿en qué se parecen todos los procesos analizados? ¿En qué son diferentes? ¿En qué radica la importancia de las reacciones óxido-reducción analizadas? Finalmente. el agente oxidante más común. algunos átomos de oxígeno de la molécula del peróxido de hidrógeno. lo que se aprecia en la disminución de su número de oxidación: O-1 + 1 electrón → O-2 En este caso. elaborar una conclusión general. Actividad 4 ¿Respiración y fotosíntesis? Tiempo estimado: 60 minutos 13 . • Esta conclusión de los alumnos debe considerar los siguientes aspectos: • • Las reacciones de óxido-reducción que aportan importantes beneficios al ser humano y aquéllas que de alguna manera nos afectan. podemos decir que ante la acción de la catalasa. Resaltar que el oxígeno es. a) Asignamos números de oxidación: H2+1O2-1 → H2+1O-2 + O20 b) Identificamos el elemento que cambió de números de oxidación: fue el oxígeno. • • En el pizarrón. Durante la corrosión. en una hoja de papel bond. se analiza lo que ocurre en uno de los casos citados en la lectura anterior: el del agua oxigenada. Asimismo. entonces. mientras que otros funcionaron como reductores. Al evaluar la sesión considerar todas las actividades realizadas por los estudiantes y plantear. oralmente.1 electrón c) Otros átomos de oxígeno. el oxígeno se combina lentamente con metales.ejemplo. sus conclusiones deben ser cercanas al conocimiento científico. Por fortuna. se redujeron al ganar electrones. reunir las hojas de papel bond para poder apreciar las características semejantes y diferentes entre un proceso y otro. algunas preguntas para comprobar que los conocimientos se van reafirmando. para que explique las respuestas ante el grupo. Ayude a los alumnos a que realicen un análisis similar con las demás reacciones Para concluir la actividad: Cada equipo debe elegir un representante. sin duda. el oxígeno gaseoso es un agente oxidante suave en la concentración en que se encuentra en la atmósfera: 21% en volumen. los que formaron el agua. esto se refleja en el aumento de su número de oxidación: → O0 O-1 . Algunos de los átomos de este elemento se oxidaron. pues perdieron electrones. Oxida rápidamente la madera que arde en las fogatas y la gasolina en el motor del automóvil. Podemos resumir esto en la siguiente ecuación química: Sol Energía + agua + bióxido de carbono Fotosíntesis alimento + oxígeno Si representamos el caso particular de la glucosa. entre los que destacan por su abundancia. Sugerencia de lecturas. Esta reacción que forma parte del proceso de fotosíntesis. los electrones de sus moléculas reciben esta energía y la emplean para pasar a otros materiales: una molécula de pigmento se oxida al perder un electrón. etcétera). que se reduce. diariamente comemos para tener energía suficiente y realizar las funciones vitales que nuestro cuerpo necesita. respiramos sin cesar. si dejáramos de respirar cinco minutos. plumones. solicite material para diseñar un cartel: cartulina. La mayoría de los organismos vivos utilizan el oxígeno para su 14 . el cual es recogido por otra sustancia. las clorofilas y carotenos. revistas y material a su alcance (documental. Con ayuda de libros. produce compuestos orgánicos (alimentos) como la glucosa. video. el responsable de la producción de toda la materia orgánica que conocemos. para vivir. Las plantas verdes son capaces de utilizar la energía de la luz solar para producir alimentos a partir del dióxido de carbono (CO2) y el agua (H2O). Como resultado de la indagación se presentará un cartel que debe incluir las respuestas a las preguntas iniciales. Gracias a la respiración se producen reacciones de oxidación que liberan la energía contenida en los alimentos. Sin embargo. Cuando los pigmentos absorben la luz. el carbohidrato más común del que obtenemos energía. La fotosíntesis La vida en la Tierra depende fundamentalmente de la energía solar.Nota: Antes de la clase. pero ¿de dónde viene el alimento que consumimos diariamente? ¿Hay alguna relación entre estas preguntas y las reacciones de óxido-reducción? ¿Cómo podemos saberlo? Formar equipos de 4 ó 5 alumnos. aparte de poder cumplir con nuestras responsabilidades. La respiración Todos los organismos dependen de la energía contenida en los alimentos. indagar respecto a los procesos de respiración y de fotosíntesis. Así. raras veces nos preguntamos ¿de dónde viene el oxígeno que contiene el aire que respiramos? ¿Para qué respiramos? De igual manera. la cual es atrapada mediante el proceso fotosintético. Por ejemplo. aproximadamente. tenemos: Energía + 6H2O + 6CO2 → C6H12O6 + 6O2 Los seres fotosintéticos captan la luz mediante diversos pigmentos fotosensibles. liberando oxígeno (O2). Es sorprendente lo mucho que damos por sabido. se sugiere que sea un trabajo breve y fértil. moriríamos. la clorofila puede transformar la energía luminosa en energía química. la cual es utilizada por los seres vivos para realizar todas sus funciones vitales. libros y revistas de biología. El elemento que se reduce es el oxígeno (O20). pues formaba parte del aCO2 y el H2O como O2. No resulta fácil identificar que el elemento que se redujo fue el carbono. y reductoras de la fotosíntesis. como producto de la respiración se genera dióxido de carbono. La propia vida es un fenómeno de óxido-reducción. El nitrógeno se encuentra en un 78. Así pues. el dióxido de carbono y el agua son formas oxidadas de la materia. perdiendo electrones. como una manera de reafirmar todo lo revisado hasta ahora. que en la glucosa contiene una proporción menor de uniones con oxígeno que en el dióxido de carbono (CO2). constituido principalmente por nitrógeno (N2) y oxígeno (O2). Los alumnos seguramente podrán notar que la reacción global de la fotosíntesis es. Los gases atmosféricos forman la mezcla que conocemos como aire. agua y la energía necesaria para realizar nuestras distintas funciones. por lo tanto. Si analizamos la reacción química de la fotosíntesis. durante la respiración se consume constantemente oxígeno para poder procesar los alimentos. Cierre Tiempo estimado: 60 minutos 15 . que se integra a los compuestos como O2. la inversa de la oxidación de los alimentos. durante la plenaria asegúrese de que los procesos analizados han quedado claros. éste se encuentra en la atmósfera. Es importante que el alumno concluya que cuando un alimento (glucosa) reacciona con el oxígeno durante el metabolismo.respiración. También es buen momento para pedir a los estudiantes que hagan un breve texto de tarea. la sociedad y la industria. así como el valor biológico de los dos procesos para la vida. aunque también existen pequeñas cantidades de otros gases. destacar las características oxidantes de la atmósfera. mediante los procesos de respiración y fotosíntesis. Como parte de la evaluación de la sesión. se oxida para formar dióxido de carbono y agua. la reacción sería: C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + Energía Nuestra existencia misma depende del oxígeno y de la oxidación de los alimentos. Podemos resumir este proceso en la siguiente ecuación: Respiración celular Alimentos + oxígeno dióxido de carbono + agua + Energía Si ejemplificamos el proceso con la glucosa. en el que hagan notar la importancia de las reacciones de óxido-reducción para la vida.y se liberó como moléculas de oxígeno O20. en esencia. En plenaria. Los alimentos son formas reducidas de compuestos que al romper sus enlaces desprenden energía.1% y el oxígeno forma aproximadamente el 21% de la atmósfera. Para revisar la actividad Cada equipo presenta su cartel al grupo y explica sus respuestas a las preguntas iniciales. podemos identificar que el oxígeno se oxidó. Las plantas verdes son capaces de utilizar la energía de la luz solar para producir alimentos. que tomen notas para realizar un informe en el que profundicen en las observaciones y las conclusiones respectivas. Debido a que todo este proceso se desarrolla como cierre de las actividades del tema. Para llevar a cabo las actividades prácticas hay muchas reacciones químicas de óxidoreducción que pueden resultar atractivas para los estudiantes. como por la forma como se desarrollen las actividades prácticas. aceites. Se propone organizar la sesión de manera que cada tela se ensucie con todos los agentes y se prueben disoluciones de agua oxigenada y de hipoclorito de sodio con diferentes diluciones. Esta participación permitirá evaluar lo aprendido. con base en su experiencia. según el grupo con el que se esté trabajando. que consiste en probar el poder decolorante del agua oxigenada y del hipoclorito de sodio. Pida además. se propone llevar a cabo las siguientes actividades: Efectuar una actividad práctica. pinturas. tanto por el número de estudiantes y por su participación. etcétera. los carteles. y se someten a tratamiento con los reactivos ya descritos. Su realización depende de la disponibilidad de materiales en el laboratorio. Finalmente. se recomienda hacer el cierre final comentando con los alumnos la forma como se desarrolló el tema y los aspectos más importantes de lo aprendido. Puntos a tratar: 16 . comida. sobre manchas en telas blancas. Realizar una exposición con los trabajos realizados en la secuencia didáctica (los clavos. Desmanchemos telas con agentes de óxido-reducción: Sugerimos que realice esta actividad sencilla. éstas se ensucian con diferentes tintas. las conclusiones en las hojas de papel bond y todos los demás). Orientación didáctica Esta actividad de cierre puede llevar más tiempo que una hora de clase.Socialización de lo aprendido Para concluir con las actividades de este tema. se sugiere que el profesor planee preguntas que inciten a los alumnos a recordar lo aprendido y a deducir lo que ocurre. será suficiente contar con telas blancas de composiciones diversas. Organizar un coloquio para comentar los conocimientos adquiridos y que permita a los alumnos reorganizar sus nuevas ideas al hablar y escuchar a los demás. al terminar el experimento. en la que se puedan revisar procesos de óxidoreducción y se destaquen los conceptos relacionados con ellos. de forma que los alumnos controlen diferentes variables y organicen un análisis para sacar conclusiones sobre las mejores condiciones en que pueden emplearse esos decolorantes. Para este experimento. UNAM. Thomson Learning. Rosalind Driver y col. “Ideas de los estudiantes sobre procesos químicos en sistemas abiertos”. • Número de oxidación: ¿cómo se determina?. 434-460 Ralph A.htm 17 .pdf http://laguna. Bibliografía. El aspecto microscópico de las reacciones de óxido-reducción.html http://www. ¿cómo se utiliza para interpretar una reacción de óxido-reducción?. Visor/SEP/(Biblioteca para la actualización del maestro). • La combustión. pp. (2000).fmedic. 2. México. en Ideas científicas en la infancia y la adolescencia. • Diferentes acepciones de los términos oxidación y reducción. recupere los comentarios de los alumnos y solicite que integren los diferentes documentos en un portafolio.ve/eqsol/reacciones_electroquimicas/Curiosidades/reacciones_d e_oxido_reduccion. 75-87 Páginas visitadas en Internet: http://www.htm corrosión http://www. Pearson Educación.unam.1. Como una forma de evaluación final. 507-538. pp. • Fabricación de acero. Vanesa Kind (2004).mx/~evazquez/0403/transporte%20de%20electrones. 120-122. El aspecto macroscópico de las reacciones de óxido-reducción.org.p df http://www. ¿para qué usar el número de oxidación en las reacciones de óxido-reducción? Discusión de dudas generales.ucv. México. México. Visor/SEP/(Biblioteca para la actualización del maestro). Rosalind Driver y col. pp. (1992). 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