Dándole vueltas al mol web
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Dándole vueltas al concepto de MOL Mercè Izquierdo, UAB [email protected] Grupo de investigación LICEC uímica para todos Q
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Dándole vueltas al concepto de
MOL
Mercè Izquierdo, [email protected] de investigación LICEC
uímica para todosQ
¿Por qué hablamos, ahora, de Mol?1. Porque es la unidad de la magnitud propia de la química y se nos dice que no se comprende, que se deja de lado, se utiliza mal2. La química es central en un currículo de ‘Ciencias para todos’3. Si se interpreta mal su magnitud fundamental, algo muy importante se nos escapa Q
Algunas ideas para empezar
La curiosa desaparición de la Química en la escuela básica
La curiosa evolución del concepto de mol: de un mol sin átomos a un átomo sin mol
Q
¿Una Química para todos? ¡Si cada vez hay menos Química en Primaria!
Se tiene la idea de que ‘todo es Química’ (¡el amor es química!) y, a la vez, que la Química es complicada :
‘No se de química, soy …..’ Las fórmulas, la tabla periódica…¡que
horror!
Si no le ponemos arreglo, educamos a personas que se conforman con no
entender NADA
Q
Empecemos de nuevo: ¿qué ciencias han de aprender todas
las personas en la escuela? Han de poder razonar en relación al comportamiento de un mundo global
a partir de disciplinas que lo parcelan.
La Química aporta el interés por los materiales (diversos), la sorpresa ante
sus interacciones (caprichosas), la valentía de imaginar lo subyacente (que
quizás no existe) Q
¿Por qué hablamos de Química para todos?
1. La química proporciona un lenguaje a la biología, a la geología…2. Se dice que el cerebro es química, el amor es química… ¿qué se quiere decir con ello?3. Si el mundo natural se explica sin comprender los conceptos de la Química, se acepta que no se puede entender
Q
Podemos decir que la química en Primaria ha muerto de éxito debido a sus átomos que lo explican todo…. ¡pero que son demasiado pequeños! (el NA ¡ que locura!)
Y a su maravilloso lenguaje de símbolos y fórmulas, que no consigue ‘comunicar’ (¿los volcanes? ¿los ecosistemas? ¿el fuego?) y asusta por incomprensible. Q
Problema didáctico (?)
Los alumnos no se pueden imaginar un química sin fórmulas, ni un mundo sin moléculas.Para ellos, la fórmulas son estas moléculas del mundo pero no saben qué hacer con ellas.
¿Intentemos pensar primer en los cambios químicos y después en las moléculas?
La HQ nos va a ayudar
Q
¿Y los átomos? ¿Y el Mol?
Lo bonito de los átomos de la Q es que fueron (son) ‘hipotéticos’…aunque esta afirmación requiere matices….
¿Cómo simularías átomos de dos elementos diferentes, mediante canicas o tornilllos?
Q
Lo curioso es que la interacción química no se produce gramo a gramo…pero sí litro a litro, en los gases
No es lo mismo hablar de ‘hipótesis confirmada por leyes’ que transformar ‘las leyes en hipótesis’, generando un ‘modelo’ y una ‘manera de contar’
¿?
Q
Átomos y moléculas forman parte de una concepción muy importante para las ciencias: la naturaleza particulada de la materia, que forma parte de las bases del conocimiento científico, idea polémica vinculada a la relación entre la naturaleza y los números.
Fue genial imaginar las ‘masas de interacción química’ como ‘átomos’Q
John Dalton, 1766-1844
Un metereólogo newtoniano..
¿En qué estaba pensando?
Q
De las ‘masas de interacción’ a los átomosNo ‘medimos’ átomos, sino proporciones de transformación y cuesta entenderlo asíSi H es 1, O es 8….H es 1, O es 8Si 1 es H, 8 es O…¿por qué obtenemos el doble de volumen de agua que de oxígeno? Q
El problema de les fórmulas de cuatro, de uno o de dosvolúmenes (2) H O H2O
C4H10O.H2O(alcohol,4V), C4H10O (éter, 2V) Q
Rehacer la cronología puede ayudar Teoría de Dalton, 1809, Ley de Gay Lussac, 1808: no
coinciden Hipótesis de Avogadro, 1811: da resultados que nose
pueden interpretar Masas atómicas según la dualidad electroquímica, hasta
1830; se rechazan Diversidad de fórmulas, reconocimiento de las fórmulas
de 2V, 1840 Fórmulas unificadas, 1850, ‘redescubrimento’ de las
masas atómicas, indicios de valencia, 1850 Fórmulas unificadas,Cannizzaro, 1860
Q
Nuestros protagonistas: los profesores
Jean Baptiste Dumas (1800-1884)
J.J.Berzelius(1779-1848)
Q
Nuestros protagonistas: los rebeldes A.La
Charles Gerhardt, 1816-56 A. Laurent, 1807-53
Q
Laurent muere en la miseria, pero sus ideas se imponen
El invento de los ‘enlaces representados como trazo entre los símbolos’
darà lugar a fórmulas en tres dimensiones, en las cuales ‘el nucleo’ o
estructura permanente son ‘visibles’…pero nadie lo ha visto
Q
Nuestrosprotagonistas: una nueva generación
Alexander Williamson (1824- 1904)
F. August Kekule(1824-90)
Q
El agua sugiere…en la historia ¿y en la enseñanza? Los tipos de Gerhardt y Wiliamson
Q
Más ‘tipos’….H
HO O
Después, N HH
H
Finalmente, CHHHHY la concatenación...
H
metil meti
l
metil
O
Q
Parecen ‘reales’ pero representa el ‘pensamiento sobre las cosas químicas’
Son ‘convenios’
Q
¡IMAGINACIÓN!
Q
A.Wurtz considera que los elementos que forman las substancias orgánicasno están
mezclados al azar sino que están organizados en una estructura
estable y definitiva
A. Wurtz, 1817-1884
El conciliador, divulgador del átomo
Los ‘átomos químicos’ se consolidanLas moléculas-fórmula- cristal han unificado la QQ
Los profesores deberíamos identificarnos con la aventura de inventar lenguaje, imaginar lo invisible para ordenar y comprender los fenómenos
Y llegamos al mol….de la mano de alguien que no creía en los átomos (W.Ostwald, 1853-1932)
Q
La moderna definición del Mol (1989)
¿Una manera de contar átomos?
Pero ¿qué son estos átomos?
Más bien, contar interacciones…
Q
Los profesores deberían identificarse con la aventura de inventar lenguaje para ordenar y comprender los fenómenos
Los átomos y el mol surgen de ‘cómo es la interacción química’, en nuestra escala Q
El mol ¿es la docena del químico?Los respuestas fueron diversas, pero en
ningún caso se destacó la utilidad para el trabajo del químico, la funcionalidad de ambos….que tanto el mol como la ‘docena’ son unidades de interacción.Los huevos son ‘reales’, los átomos se supone que lo son…más bien los imaginamos…pero lo que nos interesa es su comportamiento químico…¡en montón!
El NA no es importante, sí que lo es el concepto de interacción
Q
Modelo
Enunciados Mundo
Argumentar
Qué tengo, qué hago, qué pasa’
¿Cómo se ven los átomos en la química?
Argumentar
Q
ModeloCambio Químic
Caracteritzación
Similitud
Desapareixen Apareixen.. substàncies substanciasEs conserva la massa (els elementos) i l’energiaInteraccions en proporcions fixes Equilibri
1. La carbonització.. 2. Corrosió del ferro 3. Agua i aigües 4. Les piles5. Un ‘sistema dels CQ’ 5. L’alimentació 6. La indústria química 7. El Sol i els cicles
Q
Proyecto ‘Competencias de pensamiento científico en la ESO’, Ciencias 12-15
Formo parte de un Universo luminoso, habito en un planeta con agua y un cielo azul, estoy vivo . A mi alrededor se producen
cambios y puedo aprender a gestionarlos. Q
Proyecto ‘competencias de pensamiento científico a la ESO. Ciencias 12- 15
Seleccionamos SITUACIONES RELEVANTESEn las cuales se producen EPISODIOSQue dan lugar a HECHOS EJEMPLARESSegún la reglas y lenguajes DISCIPLINARESA partir de un’islote de racionalidad’
Q
Un islote de racionalidad: las disciplinas se ponen se ponen de acuerdo en ‘contenidos’ y ‘procesos’
1. Estamos de acuerdo con una SITUACION2.Que proporciona EPISODIOS relevantes (para las disciplinas que construyen el islote) en los cuales los alumnos pueden intervenir3. Generando HECHOS con instrumentos y reglas de diferentes disciplinas- lenguajes/ conceptos
Q
Los títulos de las UDs se refieren a ‘situaciones’ La osadía de explorar el Universo: lejano pero a la vez,
cercano) (modelo ‘Rayo de Luz) (Modelo s-l-g formado por partículas)
El Planeta azul. ¿Por qué? ¿Hasta cuando? (Modelo planeta Tierra)
La Vida, igual pero diferente (Modelo Ser vivo en relación a su ambiente)
La Tierra, un Planeta que va cambiando (Modelo Tierra a lo largo de su historia)
Qué tienen en común las Montañas rusas y los ‘Castellers’? (Modelo ‘mecánica’
¡Que viene el lobo! (Modelo Ecologia) Domesticando al rayo (Modelo Electricidad) De la vela a la Tabla Periódica (Modelo Cambio Químico) Dar vida, cuidar la Vida) (Modelo Salud)
Q
De la vela a la Tabla Periódica (Modelo Cambio Químico) El Fuego: la sorpresa de un cambio diferenteCalculamos, a partir de la conservación de la
masa y de los elementos El Agua: única, ‘eléctrica’: iones, ácidos y bases,
‘precipitaciones’…¡electrólisis y pilas! La Tabla Periódica----El Mol. Lo ‘grande’ sugiere
‘lo pequeño’. No todo reacciona con todo La materias capaces de vivir—nos comemos los
unos a los otros Q
Pensemos el átomo como ‘partícula química, que
interacciona’ La vela ardiendo
El hierro que quema y aumenta su masa
El hidrógeno y el oxígeno
Santiago, 2011Q
La conservación de la masaTenemos una vela de parafina, que es un hidrocarburo. Encendida pesa 20 g. La encendemos, la dejamos encendida un buen rato i la apagamos. La volvemos a pesar y, como podemos suponer, pesa menos: ahora su masa es 16,5 g. Hemos ido recogiendo los gases que se han formado, que son dióxido de carbono y agua, y vemos que juntos pesan 15,7 g. Si enfriamos estos gases el agua se condensa y pesa4,7 g. Ya sabemos, por experimentos anteriores, que cuando se queman 12 g de carbón puro se forman 44 g de dióxido de carbono; y que sólo un 12 % de la masa del agua se debe al hidrógeno.
Santiago, 2011Q
Santiago, 2011Q
Importancia del agua, H2O, como ‘modelo de molécula’.
Electrólisis: el problema de los volúmenes y de las masas, de la electricidad..El agua ‘desestructura’: soluciones iónicas’El agua ‘estructura’: la gelatinaLa tabla periódica ordena: átomos y estructuras
Santiago, 2011Q
Para aprender química es necesario interesarse por los materiales
La gelatina es un material peculiar
Q
¿Qué nos dicen las moléculas de proteína, consideradas un ‘modelo que interpreta la realidad?
Q
Átomos y estructuras
Q
Q
Regularidad de estructuras las simples...
DiamantinasMetálicasMoléculas
Q
Y, además, la salina, sólo en las s. compuestas
Q
Reflexiones finales La ‘molécula’ y el ‘átomo’ son entidades químicas pensadas para
la interacción, (pero que también son, ahora, partículas) El número de Avogadro es más bien distorsionador.. El lenguaje científico es teórico, es convencional para explicar los
cambios, pero también lo queremos realista. Las fórmulas no son una representación ‘micro’ de lo que pasa,
es mucho más que esto: inventa y construye El fuego, el agua y su fórmula ha estructurado la ciencia química
y hemos intentado diseñar la Q básica siguiendo esta inspiración
Q
Nuevas dimensiones de los contenidos en la Química para
TodosDimensiones de los contenidos Investigación didáctica
Convincentes, razonables Fundamentados
Vivencias, experimentación, contexto
Ideas previas, emociones
Lenguajes diversosAbstracción
Discurso escolar, argumentaciónModelización
Conexiones entre conocimientosMultidisciplinariedad
Aprender a aprender, competencias, contextos
Q
Toman la palabra los químicos jóvenes, menos ‘realistas’, imaginativos, teóricosOrdenan, ordenando el lenguaje, que ha de permitir clasificar las reacciones y las sustanciasAceptan sólo la fórmula de dos volúmenes (H2O) (H2), que es aceptar la hipótesis de AvogadroRechazo de las fórmulas racionales, olvido de la polaridad, nuevas masas atómicasLas fórmulas son ‘heurísticos’ que indican analogías de en les reacciones’. SM2 + O4, SEt2 + O4?
Q
Una nueva manera de concebir la ‘teoría’: se pude ‘suponer’ para comprender el conjunto de fenómenos; aunque los átomos sean inalcanzables, se pueden imaginar estructuras internas que permiten clasificar y nombrar Antes de la reforma Después CH2 CH4 C2H2Cl CH3Cl CHCl CH2Cl2 C2HCl CHCl3 CCl2 CCl4
Q
Un núcleo, como un andamio para las substituciones Modelo ‘cristal’Los C en los ángulos mantienen la estructura¡Un insulto a la academia!
Laurent, genial, unifica los lenguajes y, con ello, clasifica las substancias y ‘escribe’ los procesos Q
Cómo se relacionan? Q
La Historia genera historias, reconstruye (con prudencia) lo que pasó (?), con una finalidad: Cognitiva, Demostrativa, Metodológica, Retórica, Didáctica, Normativa……
Nos interesa la reconstrucción cognitiva para nuestra propia reconstrucción retórico-didáctica
Q
¿Por qué era difícil hacer Q teórica en los años cuarenta del siglo XIX? La dualidad electroquímica no permitía interpretar las interacciones entre sustancias orgánicas.
Los profesores que habían elaborado la incipiente teoría atómica y las primeras fórmulas consideraban que los átomos eran responsables de las propiedades de las sustancies
Nuevas propuestas: lo que cuenta es la estructura
Los átomos, una quimera….y la Q avanza
Q
Nos recuerdan los problemasJ.J. Berzelius (1779-1848)..cómo se unenC. Gerhardt (1816-1856)..el orden, la fórmulaA.Laurent (1807-1853)..el agua, molécula-cristalA. Williamson (1824-1904)..el agua(A. Kekúlé (1829-1896)..la estructura)Wurtz (1817- 1884)…realismo imaginativo, los pactos, los átomos químicos
Q
Las aportaciones de Laurent en ‘Méthode de chimie’ no reconocidas, abrieron camino y fueron rápidamente superadas Unificación de les fórmulas a 2 V Definición de molécula, átomo y equivalente Familias de fórmulas que permiten clasificar
las sustancias Nombres para las sustancias relacionados
por su comportamiento químico y sus propiedades físicas
Q
¡¡MUCHAS GRACIAS!!
Q
Para ver más materiales podéis visitar:
http://químicapasapas.wix.com
El objetivo de esta web es compartir recursos para ser capaces de enseñar un química para todos
Q
