LOS BIOCOMBUSTIBLES EN COLOMBIA Y SUS IMPLICACIONES SOCIOECONÓMICAS

Docentes: Rocio Soto – Andrés Ávila Dorado – Edward J. Muñoz

Introducción

La preocupación de los organismos gubernamentales a nivel mundial que velan por la conservación del ambiente ha permitido que se busquen alternativas de solución para minimizar los efectos contaminantes en la atmósfera producidos por la emanación de gases que se generan durante la combustión de la gasolina que es utilizada por los vehículos automotores. Es así como desde hace varios años países como Brasil, EEUU, la Unión Europea, Japón, Corea, entre otros están utilizando el gasol o biocombustible que es una mezcla de alcohol etílico (alcohol de 2 carbonos con peso molecular bajo, bastante inflamable) y gasolina (hidrocarburo derivado del petróleo).

Colombia en el 2005 entra en la era de los biocombustibles y viene realizando un despliegue publicitario en los diversos medios de comunicación con titulares como: “Alcohol y gasolina, la mezcla perfecta” ó “Alcohol y gasolina si mezclan”, pero es importante preguntarse ¿Qué beneficios socioeconómicos representa para la población Colombiana el mezclar etanol a la gasolina? ¿Cómo se verá afectada la calidad de vida de los colombianos y del planeta en general? ¿Al disminuir la cantidad de gasolina que consuma un automotor, que implicaciones económicas tiene para el estado? ¿Deberá crearse una nueva infraestructura para la producción de etanol? ¿Por qué otros derivados del petróleo no son utilizados como biocombustibles? ¿ Por que el etanol es el alcohol mas apropiado para la mezcla y no otro alcohol?

A través de esta Web Quest  estarás en capacidad de argumentar si el alcohol etílico o etanol es el más apropiado para mezclar con la gasolina automotor y de los beneficios que para Colombia representa entrar en la era de los biocombustibles.

Dicha argumentación la debes hacer  a partir del análisis que se haga de la información obtenida de las páginas de Internet propuestas por el profesor acerca de los alcoholes y de los derivados del petróleo. Además podrá identificar las propiedades del etanol y de la gasolina y  las  comparara con las de otros alcoholes y otros derivados del petróleo.

Tarea

Para desarrollar la Web Quest deberás:

• Buscar en Internet las paginas propuestas por el profesor y leer la información.
• Dar respuesta a que son los biocombustibles.
• Identificar las propiedades físicas y químicas de los alcoholes primarios que poseen entre uno y seis carbonos y compararlas con las propiedades físicas y químicas de los   hidrocarburos derivados del petróleo tales como la gasolina y el ACPM.
• Posteriormente debes argumentar acerca de las implicaciones a que conlleva el uso de los biocombustibles en Colombia a nivel socioecomico.
• La información obtenida acerca de las propiedades, químicas y físicas se debe organizar en tablas comparativas elaboradas en Excel , haciendo referencia a los alcoholes y otra, haciendo referencia a las propiedades de los hidrocarburos derivados del petróleo ( combustibles).
• Dichas tablas serán presentadas al grupo de compañeros haciendo uso del Videobeam, y sustentando el escrito argumentativo realizado en Word acerca del uso de los biocombustibles en Colombia.

Duración

El desarrollo de la tarea se llevara cabo durante seis horas de 45 minutos cada una.

Proceso y Recursos.

Para desarrollar la tarea lo primero que debes de definir  es que es un biocombustible, que propiedades tiene de que esta compuesto, para ello puedes consultar en:

http://www.sagpya.mecon.gov.ar/new/0-0/agricultura/otros/
biodiesel/index.php

Para tener una idea mas amplia del etanol es importante que definas que es etanol, que consultes acerca de otros alcoholes primarios  de cadenas lineales de 1 a 4 carbonos que poseen el grupo oxidrilo o hidroxilo en uno de los extremos de la cadena, la consulta se hará haciendo énfasis en:

• El numero de carbonos del alcohol
• El nombre del alcohol de acuerdo al numero de carbonos
• La formula estructural, la formula molecular
• El peso molecular
• La densidad
• La solubilidad
• Punto de ebullición y de fusión

La información anterior se puede adquirir en las siguientes paginas web :

http://www.textoscientificos.com/quimica/alcoholes

www.geocities.com/ResearchTriangle/Thinktank/8447/alcoholes.html

http://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/qo/l6/pfis.html

Organiza la información obtenida acerca de las propiedades de los alcoholes  en una tabla comparativa utilizando Excel, dicha tabla debe contener en la primera columna el nombre del alcohol, en la siguiente formula molecular y sucesivamente, formula estructural, peso molecular, punto de ebullición, punto de fusión, densidad y solubilidad (Soluble e insoluble)

Es importante que aclares que es un alcohol anhidro, consulta en:

www.tierramerica.org/energia/contrapunto2.shtml

El siguiente paso es definir que es la gasolina, proceso de obtención , como realiza la combustión en el motor de un auto. Para ello debes analizar como se lleva a cabo el proceso de refinación del petróleo, deteniéndose en el primer periodo de destilación,y en los derivados del petróleo.( debes aclarar  al termino hidrocarburo saturado)  y en propiedades tales como: densidad, solubilidad  y punto de ebullición.

Para desarrollar el paso anterior consulta en la siguientes paginas:

http://www.lubrimax.com.mx/recipes.ihtml?s=2&menvar=31

www.monografias.com/trabajos/petroleo2/petroleo2.shtml

http://www.monografias.com/trabajos16/petroleo-cateo/petroleo-cateo.shtml#PRPPOPPIED

http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/
39/html/sec_10.html

Es importante detenerse en el  termino octanaje, para ello consulta en:

http://www.lubrimax.com.mx/recipes.ihtml?s=2&menvar=31

http://tq.educ.ar/tq03028/html/naftas.htm

Organiza la información en otra tabla comparativa utilizando excel donde se determinen las propiedades de la gasolina, el ACPM y gasolina de avión.

El siguiente paso a es explicar como se realiza la combustión de la gasolina en un automotor lee la información de la página.

http://www.todomotores.cl/mecanica/el_motor.htm

Realiza un diagrama de dicho proceso.

Debes aclarar porque la mezcla de gasolina automotor con etanol es la apropiada y no la de  otro derivado de petróleo, para ello consulta en…

html.rincondelvago.com/biocombustible.html

Finalmente deberás presentar las tablas comparativas realizadas en Excel, al grupo de compañeros haciendo uso del videobeam y sustentar el escrito argumentativo realizado en Word acerca del uso de los biocombustibles en Colombia.

EVALUACION

La siguiente es la matriz de valoración que se utilizará para evaluar el desarrollo de la Web Quest.

Rubrica Biocombustibles

CONCLUSION

Al desarrollar esta WebQuest ” Los biocombustibles en Colombia y sus implicaciones socioeconómicas”, espero que te halla servido para comprender   cual  es la diferencia entre la gasolina automotor utilizada tradicionalmente en nuestro país y el biocombustible que en la actualidad  es  producido  y utilizado por los colombianos , esto te permitirá argumentar acerca de los beneficios socioeconómicos que representa para Colombia entrar en la era de los biocombustibles.

PROPIEDADES PERIÓDICAS

Docentes: Rocio Soto – Andrés Ávila D. – Edward J. Muñoz
Colaboración: Álvaro Contreras

Grado: 10
Edad Estudiantes: 14 -16

DESCRIPCIÓN GENERAL:

Con esta actividad se pretende que el estudiante adquiera destrezas en el manejo de la tabla periódica, teniendo en cuenta las propiedades de los elementos o periodicidad química. Para ello, se trabajaran las propiedades periódicas de masa atómica, radio atómico, afinidad electrónica, energía de ionización, conductividad eléctrica, electronegatividad, punto de ebullición y punto de fusión, las cuales son determinantes para la unión de átomos ( enlace químico). Se tomará como punto de partida el concepto de grupo y periodo en la tabla periódica. Posteriormente se realizará un laboratorio virtual que proporcionara información acerca de las propiedades a trabajar y a partir de ello se realizará el análisis de cómo varian dichas propiedades teniendo en cuenta la ubicación del elemento en la tabla periódica. El estudiante deberá entregar como producto una presentación en presentador de Multimedia de los esquemas de la tabla periódica indicando las variaciones de la propiedades periódicas tanto en los grupos como en los periodos.

 

HERRAMIENTAS
Internet, Presentador Multimedia (Power Point)

ESPACIO
La actividad se desarrolla durante la clase de laboratorio de integración de áreas

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Al finalizar esta actividad, el estudiante estará en capacidad de:

1. Identificar las propiedades periódicas que determinan la unión de átomos a través de los electrones de valencia.
2. Definir cada una de las propiedades periódicas.(masa atómica, radio atómico, afinidad electrónica, energía de ionización, conductividad eléctrica, electronegatividad, punto de ebullición y punto de fusión)
3. Determinar como varía la propiedades periódicas de los elementos en cuanto a su ubicación en un grupo y en un periodo.
4. Realizar el esquema de la tabla periódica correspondiente a cada propiedad trabajada, indicando la variación de las mismas en los grupos y en los periodos.-Deducir cuales son las probabilidades que tiene un átomo ubicado en determinado grupo para unirse a otro átomo con diferente ubicación.

CONOCIMIENTOS Y DESTREZAS PREVIAS DEL ESTUDIANTE

- Buen manejo del navegador de Internet, Presentador de Multimedia (power point)

- Ubicación de los elementos en la tabla periódica en grupos y en periodos.

RECURSOS Y MATERIALES

- Pagina Web, propiedades periódicas :

http://www.educaplus.org/properiodicas/

- Pagina que contiene el laboratorio virtual de propiedades periódicas

DESARROLLO

El Profesor deberá:

1. Orientar acerca de los pasos del proyecto a realizar, indicando la secuencia.
   a seguir.
2. Acompañar durante el proceso de aprendizaje
3. Proporcionar al estudiante la dirección de la página Web, para la elaboración de la práctica de laboratorio
4. Orientar al estudiante acerca de cómo realizar el laboratorio virtual con cada una de las propiedades periódicas a trabajar utilizando los botones de selección.
5. Orientar sobre la realización del esquema de la tabla periódica para indicar en él, la variación de cada propiedad tanto en los grupos como en los periodos.
6. Evaluación de los esquemas de la tabla periódica para cada una de las propiedades trabajadas.

El Estudiante deberá:

1. .Escuchar las orientaciones dadas por el docente con relación al proyecto de propiedades periódicas.
2. Leer la presentación de la página http://www.educaplus.org/properiodicas/ddvolatomico.html , donde se dan las instrucciones para realizar el laboratorio virtual de propiedades periódicas
3. Identificar las propiedades periódicas a trabajar, tales como: masa atómica, el radio atómico, la afinidad electrónica, la energía de ionización, la conductividad eléctrica, la electronegatividad, punto de ebullición y punto de fusión; ubicadas en el menú de presentación que aparece al lado izquierdo de la página web.
4. Explicar de manera clara y sencilla en un documento del procesador de texto cada una de las propiedades periódicas a trabajar que se identificaron en el paso anterior, para ello utilice el menú de propiedades que aparece en la parte izquierda de la pagina web
5. Utilizando el enlace de la página web que aparece en la parte izquierda seleccione la propiedad a trabajar, posteriormente utilice cada uno de los botones de selección que aparecen en la parte superior derecha de la pagina y con ello elabore las observaciones de las variaciones de las propiedades en los grupos y en los periodos. Tenga en cuenta las indicaciones dadas en la página para el manejo de los laboratorios
6. Realizar en Word un esquema de la tabla periódica para cada propiedad periódica trabajada, dicho esquema consta de 18 columnas y 7 filas continuas la una de la otra.
7. Utilice la información obtenida en el proyecto numero 2( mecánica cuántica y distribución electrónica ) que hace referencia a la distribución electrónica y ubicación de los elementos en su respectivo grupo y periodo para poder ubicar cada uno de los elementos en los esquemas realizados ( punto 6)
8. Utilice el número de protones de cada átomo, el cual corresponde al numero atómico (z) y ubíquelo en la parte superior derecha del recuadro que corresponde al elemento químico trabajado.
9. Para indicar la variación de las propiedades de los elementos en los grupos utilice una flecha en la parte superior del esquema, dicha flecha va en sentido del aumento de la propiedad, Haga lo mismo para los periodos ubicando la flecha en la parte izquierda del esquema de la tabla..Analice cada uno de los esquemas correspondiente a cada propiedad periódica trabajada y concluya como varia cada propiedad en los grupos y en los periodos de acuerdo al aumento del numero atómico

EVALUACIÓN
El profesor evaluará:

1-Conceptualización de cada una de las propiedades

2-Orientación dada a cada uno de los esquemas, referente a la variación de las propiedades en los grupos y en los periodos.

3-Inferencia sobre las probabilidades de enlace que tienen los átomos asignados a cada estudiantes, para enlazarse con otros átomos.

MECANICA CUANTICA

Docentes: Rocio Soto – Andrés Ávila D. – Edward Muñoz

DESCRIPCIÓN GENERAL:

Con esta actividad se pretende que el alumno adquiera destrezas en el manejo del modelo mecánico cuántico para diferentes átomos, para ello es necesario tener en cuenta las diferencias entre el modelo actual y el modelo de Bohr, se tomará como punto de partida la comparación entre el modelo de Bohr y el modelo mecánico cuántico, posteriormente se realizará un laboratorio virtual tomando como base el número atómico de varios átomos los cuales le servirán para determinar el número de electrones de cada átomo a trabajar, para así realizar la distribución de dichos electrones en cada órbita .

HERRAMIENTASInternet, motor de búsqueda (Google), simulación experimento de configuración electrónica

ESPACIOLa actividad se desarrollará durante la clase del laboratorio de integración de áreas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE LA ACTIVIDAD

Al finalizar esta actividad, el estudiante estará en capacidad de: -Diferenciar las características del modelo de Niels Bohr y el modelo mecánico cuántico y con actual.-Determinar las variables que influyen en la función de onda y que determinan las distribución de los electrones en un átomo en particular.-Diferenciar la forma y tamaño de los orbitales. -Identificar cuales son las tres reglas necesarias para una distribución electrónica.-Realizar distribuciones electrónicas para diferentes átomos (Cloro, Hidrogeno, Calcio, Magnesio, Sodio, Potasio, Azufre, Oxigeno Fósforo y Bromo)

-Realizar el modelo correspondiente para cada átomo en cuestión

-Determinar la ubicación de los átomos en la tabla periódica con base a la distribución electrónica.

CONOCIMIENTOS Y DESTREZAS PREVIAS DEL ESTUDIANTE

· Manejo de navegador

· Manejo de herramientas básicas del presentador multimedia.

· Concepto de número atómico.

· Conocimiento de modelos atómicos ( Rutheford. Bohr)

RECURSOS Y MATERIALES

· Internet

· Direcciones de la Web proporcionadas por el docente.

· Direcciones de la Web para la práctica del laboratorio virtual

· Presentador multimedia.

· Procesador de texto

DURACIÓN DE LA ACTIVIDAD

6 sesiones de 45 minutos cada una

SESION 1- Conceptualización del modelo de Neils Borh.

SESION 2- Conceptualizacion del modelo mecanico cuantico y del actual.

SESION 3- Grafico de comparación y contraste de los dos modelos. Explicación de las variables que influyen en la función de onda y explicación de las diferencias entre los orbitales.

SESION 4-Explicaciónde las variables que influyen en la funciòn de onday explicaciòn de las diferencias entre los oritales.

SESION 5- Realización de laboratorio virtual. Elaboración de gráficos de modelos atómicos.

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD

1. Orientaciones del docente con relación al proyecto

2. Realización de lectura acerca del modelo de Neils Bohr y el modelo mecanico cuantico. En power Point elaborar el gráfico de comparación y contraste entre los modelos de Bohr y el mecanico cuantico

3. En un documento de Word explicar cuales son las variables que influyen en la función de onda.

4. En el mismo documento de Word explicar en que se diferencian los orbitales de un átomo

5. Realización de los laboratorios virtuales para distribuciones electrónicas de los átomos de:

Cloro, Hidrogeno, Calcio, Magnesio, Sodio, potasio, azufre, oxigeno fósforo y bromo.

6. Realizar el gráfico del átomo correspondiente a cada uno de los elementos químicos trabajados

7. Ubicación de los elementos en periodos y grupos.

El Profesor deberá:

Orientar acerca de los pasos del proyecto a realizar, indicando la secuencia a seguir.

1. Hacer el acompañamiento durante el proceso de aprendizaje

2. Proporcionar al estudiante las direcciones de las páginas Web, necesarias para la conceptualización del modelo atómico actual y para la práctica de laboratorio virtual

3. Orientar al educando acerca de como obtener las distribuciones electrónicas de los elementos indicados previamente por el profesor.

4. Orientar al estudiante acerca de cómo determinar el grupo y el periodo a que pertenece cada átomo trabajado según la distribución electrónica

5. Elaborar una rúbrica para el proceso de evaluación.

El Estudiante deberá:

1. Escuchar las orientaciones dadas por el docente con relación al proyecto a realizar para ejecutar adecuadamente la tarea.

2. Realizar el gráfico de comparación y contraste entre los modelos de Bohr y el mecánico cuántico en un documento de Word, teniendo en cuenta la lectura de la página

http://rabfis15.uco.es/Modelos%20At%c3%b3micos%20.NET/ (Utilice el enlace de Niels Borh)

3. Explicar en el documento de Word, cuales son las variables que influyen en la función de onda.

4. Explicar, en el mismo documento de Word, en que se diferencian los orbitales de un átomo

Para resolver los anteriores interrogantes debe documentarse en las siguiente dirección:

http://www.eis.uva.es/~qgintro/atom/tutorial-11.html. (esta página muestra las formas de los orbitales de manera plana).

http://rabfis15.uco.es/Modelos%20At%c3%b3micos%20.NET/(Utilice el enlace de Schrodinger) (esta página muestra las formas de los orbitales de manera animada).

5. Determinar las distribuciones electrónicas para los elementos Cloro, Hidrogeno, Calcio, Magnesio, Sodio, Potasio, Azufre, Oxigeno, Fósforo y Bromo, con ayuda del laboratorio virtual el cual se encuentra en la dirección:

http://www.educaplus.org/sp2002/configuracion.html

6. Utilizar el presentador de multimedia para realizar el gráfico del átomo correspondiente a cada uno de los elementos químicos trabajados, con base a la anterior distribución.

7. El estudiante deberá indicar con base a la distribución electrónica de cada elemento el grupo y el periodo en que se ubica en la tabla periódica. El Grupo lo determina con los electrones del nivel externo y el periodo con el total de niveles de Energía.

8 – Todo lo anterior debe ser presentado utilizando el presentador multimedia.

EVALUACIÓN

El profesor evaluará todo el proceso con ayuda de una rubrica.

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Apoyo: Grupo de Informática Colegio Comfandi Miraflores

LEY DE GASES IDEALES

Área: Ciencias Naturales

Materia: Química
Edad del Estudiante: años

Proyecto elaborado por: Rocío del Socorro Soto Campuzano

Descripción:

En esta actividad se busca que el estudiante adquiera habilidades para interpretar y argumentar acerca de los fenómenos que tienen que ver con los factores que influyen en el comportamiento de los gases ideales.
Para lograr esto el estudiante hará simulaciones en un laboratorio virtual, tomará apuntes de los datos experimentales obtenidos, los cuales utilizará para la construcción de gráficos con la ayuda de la hoja de cálculo para su posterior análisis e interpretación.

Objetivos:

.Al finalizar esta actividad, el estudiante estará en capacidad de:

1 Deducir los postulados de la teoría cinética de los gases

2-Identificar cuales son las variables que influyen en el comportamiento de los gases ideales.

3-Explicar cómo influyen las variables de temperatura, presión y volumen en el comportamiento de los gases ideales.

4-Construir gráficos en un plano cartesiano, que ilustren el comportamiento de un gas ideal a partir de los valores obtenidos para cada variable . (laboratorio, simulación o suministrados por el docente)

5-Deducir las leyes de los gases a partir de los gráficos construidos en el plano cartesiano.

Requisitos:

• El estudiante realizará consultas sobre la teoría cinética de los gases.
• Identificar las unidades de medida para cada una de las variables que influyen en el comportamiento de los gases ideales.
• Manejo de la hoja de cálculo, en la elaboración de gráficos

Recursos:

• Internet
• Direcciones de la Web proporcionadas por el docente
• Dirección de la Web para la práctica del laboratorio virtual
• Hoja de cálculo

Duración: 5 SESIONES DE 45 MINUTOS

El Profesor deberá:

1. Orientación acerca de los pasos del proyecto a realizar, indicando la secuencia.
   a seguir.
2. Acompañamiento durante el proceso de aprendizaje
3. Proporcionar al estudiante las direcciones de las páginas Web, necesarias para la elaboración de la práctica de laboratorio
4. Orientar al estudiante acerca de la clase de gráfico disponible en la hoja de cálculo que se adecué más para la representación de funciones
5. Elaboración de una rúbrica para el proceso de evaluación

Labor del Estudiante:

1. Escuchar las orientaciones dadas por el docente con relación al proyecto a realizar para ejecutar adecuadamente la tarea.
2. Reconocer las diferncias entre un gasi ideal y un gas real.
3. Identificar y explicar cada una de las propiedades de los gases.
4. Identificar cuales son las variables que influyen en el comportamiento de los gases ideales, ha partir de las paginas Web suministradas por el docente.
5. Identificar las propiedades que rigen el comportamiento gaseoso y que hacen diferenciarlos de los otros estados de agregación

http://www.monografias.com/trabajos/leydeboyle/leydeboyle.shtml (teoría)

Realizar el laboratorio virtual número 1 teniendo en cuenta las variables de temperatura y volumen. Para ello debe ubicar el puntero en las barras de deslizamiento y realizar los cambios de temperatura. Debe observar que ocurre con el volumen del gas, el movimiento de las moléculas que ocupan dicho volumen, ¿Es rápido o mas lento? Cuando realice la observación tome intervalos cada 10 unidades de temperatura, haciendo 7 mediciones y observe que valores toma el volumen (tome solo uno de ellos). Consigne los valores obtenidos para las dos variables en la hoja de calculo,

1. Realizar el laboratorio virtual número 2 teniendo en cuenta las variables de presión y volumen. Para ello debe ubicar el puntero en las barras de deslizamiento, para realizar cambios de la presión. Debe observar que ocurre con el volumen del gas. el movimiento de las moléculas que ocupan dicho volumen, ¿Es rápido o mas lento? Para realizar la observación tome intervalos cada 10 unidades de presión haciendo 7 mediciones y observe que valores toma el volumen (tome solo uno de ellos).Consigne los valores obtenidos para las dos variables en la hoja de calculo.

1. Los dos laboratorios virtuales (3 y 4) se llevaran a cabo con la ayuda de la siguiente dirección

http://www.deciencias.net/proyectos/4particulares/quimica/materia/gasideal.htm

1. Deducir los postulados de la teoría cinética de los gases realizando el movimiento de las moléculas que ocupan el volumen del gas en el laboratorio virtual 1

1. Con los datos obtenidos en cada uno de los experimentos, realizar las graficas de la relación temperatura volumen para la ley de Charles y Gay Lussac y la relación presión volumen para la ley de Boyle Mariotte

1. Con los datos obtenidos en cada experimento deduzca el comportamiento del gas cuando relacione las variables tenidas en cuenta para el laboratorio numero 1. Especifique que papel desempeña la variable que no se tuvo en cuenta para este laboratorio.

1. Con los datos obtenidos en cada experimento deduzca el comportamiento del gas cuando relacione las variables tenidas en cuenta para el laboratorio numero 2. Especifique que papel desempeña la variable que no se tuvo en cuenta para este laboratorio.

1. Con los gráficos obtenidos, el estudiante deberá analizar y argumentar acerca de la relación entre cada una de las variables para la ley de Boyle y de Charles.

13.  Reúna la información recogida en una Presentación de PowerPoint (Portada, Variables Identificadas, Gráficas realizadas, deducciones, argumentaciones). Almacénela en su unidad con el nombre “Leyes de Gases” .

Evaluación:

.El profesor evaluará:

1.Comprensión acerca de las leyes de Robert Boyle y Gay Lussac

2.Análisis grafico de funciones

3.Manejo de la Hoja de Cálculo

4.Uso apropiado del laboratorio virtual