CRISTALES DE SAL. LA ESTRUCTURA DEL NaCl

 

Nombre de la SdA:	La estructura del NaCl
Nivel Educativo:	2ºESO
Profesora:	Purificación Hernández Lemus
Área:	Física y Química
Recursos disponibles:	Lugar: aula-clase y laboratorio. Recursos materiales: Ficha-guía, bolígrafos, pizarra digital, ordenadores, lupas, microscopio, programas informáticos. Sal común. Cajas de minerales y rocas.
Herramientas digitales:	Classroom, teléfono móvil de la profesora para realizar las fotografías de los cristales a través de las lupas.
Metodología:	Metodología tradicional: explicación de conceptos nuevos al alumnado Metodología activa: Grupo de 2. Trabajo por proyecto, de forma colaborativa.
Elementos evaluables	Ficha-guía (informe) y trabajo colaborativo en el laboratorio.
Tipos de Evaluación:	Autoevaluación, Coevaluación y heteroevaluación.

Fotografía propia realizada en el laboratorio.

Este proyecto aprovecha los resultados obtenidos en una experiencia de laboratorio anterior orientada al aprendizaje de la separación de los componentes de una mezcla homogénea.

        El alumnado en este segundo trimestre conoce muchos saberes como: la estructura atómica de los elementos, así como los conceptos de cationes y aniones, los tres tipos de enlaces para la formación de los compuestos, e incluso, conocen algunas de las reacciones químicas más cotidianas. Esos resultados que comentaba con anterioridad, son los del método de cristalización, que para sorpresa de todos y todas han dejando a la vista preciosas estructuras debidas a enlaces iónicos entre dos sustancias puras: el sodio (Na) y el cloro (Cl). El sodio es un metal alcalino muy reactivo situado en el grupo1 de la tabla periódica, y el cloro, es un no metal en estado gaseoso de color verdoso, de la familia de los halógenos (grupo 17); ambos elementos se encuentran en el período o fila 3. 

En esta SdA el alumnado ha adquirido manejo con un instrumento de laboratorio como es la lupa; ha descubierto cómo en la naturaleza, los minerales adquieren formas geométricas, o amorfas, según el tiempo de reposo, y el espacio que tienen para crecer. Ha incorporado a su vocabulario palabras específicas como celdilla, impurezas, cristales iónicos, hábito cristalino, y además, han aprendido que el hábito de los minerales

se encuentra condicionado por factores externos al mineral, como por ejemplo, las condiciones ambientales que había mientras se formó. Existen siete sistemas cristalinos que son siete tipos fundamentales de ordenación interna de las partículas. Cada uno de los sistemas cristalinos se caracteriza por un paralelepípedo que se llama celda elemental, configurada por la posición de los átomos, iones o moléculas en determinadas posiciones del espacio. La posición de las partículas en la celda elemental se conoce como nudo. Por repetición de la celda elemental en las tres dimensiones del espacio forma una red espacial característica.

   Imagen de Wikipedia

Desde el punto de vista de reacciones químicas, la ecuación que muestra la obtención de NaCl es la siguiente:

                                                        2 Na + Cl₂ -> 2 NaCl

Y para que tenga lugar, es necesario añadir agua al matraz que contiene los reactivos, dando lugar a la liberación de energía.

                                                                    Captura de pantalla de la Ficha-guía que siguen en la experiencia

Tareas  

 1.-Adquisición de saberes específicos mediante metodología tradicional pero donde los alumnos colaboran activamente en el aula. Se hace uso del libro de texto, y ejercicios de varios niveles de dificultad, así como de repaso y ampliación añadidos al aula virtual Classroom (de este modo, puede servir de consulta y de resolución de dudas en cualquier momento al alumno/a que lo necesite). El temario necesario para poder trabajar esta SdA es amplio y ha requerido de bastante tiempo para su aprendizaje y posterior puesta en marcha en el laboratorio. En el libro de texto que el alumnado utiliza, son tres unidades (3-El átomo, 4-sustancias químicas y 5-Cambios químicos en los sistemas materiales). Es decir, se han necesitado unas 20 sesiones aproximadamente en este proceso.

2.-Trabajo en el laboratorio (2 sesiones): el alumnado desarrolla sus destrezas y habilidades usando las herramientas del laboratorio de forma adecuada y exploran los distintos cristales de sal; interactúan unos con otros para intercambiar impresiones y formas de actuar (ayuda entre iguales), y comparten sus cristales. La tarea ha consistido en:  primeramente, en el aprendizaje del manejo de la lupa, y a continuación, en identificar las formas y las impurezas que algunos cristales presentan, dar explicación a las distintas configuraciones que han observado, y comparar con la estructura cúbica centrada en las caras que aparece en la ficha-guía, así como compararlas con las de otros minerales, como la pirita, de las cajas de minerales y rocas del laboratorio.

          Así mismo, pudimos realizar fotografías con mi teléfono móvil a través de los objetivos de las lupas obteniendo imágenes como estas:

En dichas imágenes se puede observar el hábito cúbico, algunas impurezas, y además, es fácil distinguir la forma de “cristal tolva”.

          Bajo ciertas condiciones de crecimiento puede haber una tendencia a que el material se adicione con más rapidez en determinados puntos de la cara de un cristal en crecimiento, que sobre otros de la misma cara. Un cristal yaciendo con una cara en contacto con el fondo de un recipiente que contiene la solución saturada, que fue como obtuvimos los nuestros, recibe fácilmente ulterior material entorno a las aristas de esa cara por difusión de la solución saturada hacia el cristal en crecimiento, pero si la cristalización es rápida, poca o ninguna, parte de esta disolución penetrará a la región de la cara. El cristal crece por adición de capas de material entorno a las aristas en vez de por adición de capas extendidas completamente en la cara en cuestión, y una vez completado, el cristal es en parte esquelético (un “cristal de tolva”). En la práctica, con frecuencia se encuentran caras con un desarrollo esquelético más pronunciados que en otras.

Los cristales de hábito cúbico se agregan a menudo en forma ramificada (dendrítica), extendiéndose en el espacio en la dirección de cuatro ejes ternarios.

Los saberes específicos aprendidos en esta SdA:

 A.1.3.1. Utilización de métodos propios de la investigación científica y el trabajo colaborativo para la identificación y formulación de cuestiones, la elaboración de hipótesis y la comprobación experimental de las mismas.

A.1.3.2. Realización de trabajos experimentales y emprendimiento de proyectos de investigación para la resolución de problemas y en el desarrollo de las investigaciones mediante el uso de la experimentación, la indagación, la deducción, la búsqueda de evidencias y el razonamiento lógico-matemático.

A.1.3.3. Realización de inferencias válidas sobre la base de las observaciones y obtención de conclusiones pertinentes y generales a partir del trabajo experimental que vayan más allá de las condiciones experimentales para aplicarlas a nuevos escenarios.

A.2.3.1. Empleo de diversos entornos y recursos de aprendizaje científico, como el laboratorio o los entornos virtuales, utilizando de forma correcta los materiales, sustancias y herramientas tecnológicas.

A.2.3.2. Normas de uso de cada espacio, asegurando y protegiendo así la conservación de la salud propia y comunitaria, la seguridad de las redes y el respeto hacia el medioambiente.

A.2.3.3. Uso del lenguaje científico, incluyendo el manejo adecuado de unidades del Sistema Internacional de Unidades y sus símbolos y herramientas matemáticas básicas, para conseguir una comunicación argumentada con diferentes entornos científicos y de aprendizaje.

A.2.3.4. Interpretación y producción de información científica en diferentes formatos y a partir de diferentes medios para desarrollar un criterio propio basado en lo que el pensamiento científico aporta a la mejora de la sociedad para hacerla más justa, equitativa e igualitaria.

B.1.3.2. Realización de experimentos en el laboratorio relacionados con los sistemas materiales con objeto de describir sus propiedades, su composición y su clasificación.

B.3.3.1. Valoración de las aplicaciones más comunes de los principales compuestos químicos, estudio de su formación distinguiendo los tipos de enlaces químicos y sus propiedades físicas y químicas.

B.4.3.1. Participación de un lenguaje científico común y universal a través de la formulación de compuestos inorgánicos y la nomenclatura de sustancias simples, iones monoatómicos y compuestos binarios mediante las reglas de nomenclatura de la IUPAC.

E.1.3.1. Reconocimiento de los di ferentes tipos de cambios físicos y químicos que experimentan los sistemas materiales para relacionarlos con las causas que los producen y con las consecuencias que conllevan.

 

E.3.3.1. Estudio de las soluciones que ofrecen los avances en los procesos físicos y químicos para el desarrollo sostenible de nuestra sociedad y el grado de implicación de esta en la resolución de problemas medioambientales.

 

Las competencias específicas y los descriptores de salida del alumnado, trabajados en esta SdA:

CE1. Resolver problemas con el fin de mejorar la realidad cercana de vida en general, interpretando los motivos por los que ocurren los principales fenómenos fisicoquímicos del entorno y explicándolos en términos de las leyes y teorías científicas adecuadas.	CCL1, STEM1, STEM2, STEM4, CPSAA4.
CE2. Formular preguntas e hipótesis, a partir de observaciones realizadas en el entorno, explicándolas y demostrándolas mediante la experimentación científica, la indagación y la búsqueda de evidencias, así como desarrollando los razonamientos propios del pensamiento científico y las destrezas en el empleo de la metodología científica.	CCL1, CCL3, STEM1, STEM2, CD1, CPSAA4, CE1, CCEC3.
CE4. Utilizar de forma crítica y eficiente plataformas tecnológicas y recursos variados tanto para el trabajo individual como en equipo, fomentando la creatividad, el desarrollo personal y el aprendizaje individual y social, a través de la consulta de información, la creación de materiales y la comunicación efectiva en los diferentes entornos de aprendizaje.	CCL2, CCL3, STEM4, CD1, CD2, CPSAA3, CE3, CCEC4.
CE5. Utilizar las estrategias de trabajo colaborativo que permitan potenciar la ayuda entre iguales como base emprendedora de una comunidad científica crítica, ética y eficiente, valorando la importancia de la ciencia para la mejora de la sociedad, así como también las consecuencias de los avances científicos, la preservación de la salud y la conservación sostenibles del medio ambiente.	CCL5, CP3, STEM3, STEM5, CD3, CPSAA3, CC3, CE2.
CE6. Percibir la ciencia como una construcción colectiva en continuo cambio y evolución, en la que no solo participa la comunidad científica, sino que también requiere de interacción con el resto de la sociedad, obteniendo soluciones que repercutan en el avance tecnológico, económico, ambiental y social.	STEM2, STEM5, CD4, CPSAA1, CPSAA4, CC4, CCEC1.

Diana de autoevaluación:

Rúbrica de coevaluación:

Rúbrica para evaluar la experiencia de laboratorio:

Webgrafía:

https://cedec.intef.es/rubrica/rubrica-para-evaluar-una-exposicion-oral-de-una-presentacion/

https://privatearea.grupoanaya.es/anaya/register-student

https://youtu.be/VBReOjo3ri8

https://es.wikipedia.org/wiki/Sal_común

 

Bibliografía:

Libro de texto Anaya de 2ºESO.

Introducción a la Cristalografía. F.C.Phillips. Ed. Paraninfo. S.A.

Guía de minerales, rocas y fósiles. W.R.Hamilton, A.R. Woolley, A.C.Bishop. Ed Omega S.A.

  

Agradecimientos:

            En las sesiones realizadas en el laboratorio he tenido el apoyo de varios compañeros del centro para atender las dudas. Pedro Pablo, en una de las sesiones, explicó con detalle el manejo adecuado de las lupas, y, mostró otros minerales con formas geométricas. Y Mª Ángeles M., dio apoyo al alumnado que presenta ciertas dificultades en el aprendizaje. Gracias por vuestra colaboración.

Y agradecer también a los alumnos partícipes de este proyecto, que han trabajado con verdadero interés. Ellos/as son:

2ºA	2ºB
Amelia Bravo Andrea Bravo Javier Burgüeño Borja Cabezas Thais Calzada Jara Domínguez Samuel Galán Sergio López Aitana Macías Carla Marcos Ángel Morales Sergio Núñez Jimena Ramos Álvaro Romero Marc Rosado Héctor Trevejo Mario Trevejo	Jonás Barroso Eduardo Barroso María Durán Carmen Flores Diana Galán Borja Gómez Alejandro González Iván Leo Arturo Macías María Macías Alejandro Macías Amalia Ramos Noa Romero Yerai Sánchez Manuel Sánchez Inés Valle Jorge Valle Carla Vecino