viernes, 4 de agosto de 2023

Cambios energéticos y químicos en entornos virtuales del aprendizaje



Introducción

La Web 2.0 es la representación de la evolución de las aplicaciones tradicionales hacia aplicaciones web enfocadas al usuario final. Se trata de aplicaciones que generen colaboración y de servicios que reemplacen las aplicaciones de escritorio. Significa una nueva reconfiguración en la disposición de recursos, interacción entre usuarios y la conformación de redes sociales, en donde se publican contenidos construidos por un grupo de personas, compartiendo recursos y sobretodo se han puesto a disposición de miles o millones de personas aplicaciones gratuitas que van desde espacio virtual para publicar información, compartir motores de búsqueda, intercambiar archivos por medio de portales, etc. En la actualidad ya se está viviendo esta nueva forma de concebir la web y los recursos. Es por ello que se presenta la necesidad de integrar y actualizar estos conceptos en la enseñanza y hacer uso de esta nueva tecnología. (Traverso y col., s.f.)


Las herramientas tecnológicas englobadas en las TIC, llegan cada día a mayor parte del mundo y el número de personas que las usan con fines educativos va en crecimiento. (Valero, 2008). Las plataformas virtuales, en la actualidad son el espacio ideal para obtener información actualizada, también nos brinda la posibilidad de producir información y crear ambientes de interacción con la comunidad en cualquier parte del mundo. (Tamayo, septiembre 2016, p.75).

Las herramientas tecnológicas, tienen un papel fundamental en contribuir al desarrollo de conocimiento, pues promueven los procesos de comunicación, enseñanza y aprendizaje, por eso se hace necesaria su incorporación en los ambientes educativos. El blog, por tener como soporte a Internet, se presenta como una alternativa con acceso global, permitiendo la interacción del profesor con el estudiante y cualquier otra persona que visite los blogs, lo que diversifica los procesos de aprendizaje colaborativos tradicionales. También el blog se puede considerar como recurso didáctico de apoyo en las modalidades de educación a distancia y complemento de la presencial. (Tamayo, septiembre 2016, p. 75).
El blog es una página web de sencillo manejo, el cual permite incorporar múltiples herramientas multimedia, logrando producir un recurso en el que se integran texto, imágenes, animaciones, hipertextos, audio y video, además, como es una herramienta disponible en la red de redes la posibilidad de acceso a otros usuarios es superior, el nivel de intercambio de ideas y conocimientos va a propiciar en los estudiantes un desarrollo intelectual superior. (Tamayo, septiembre 2016, p. 76).
 
Estequiometría: Cuantificación de los Cambios Energéticos


1.- Leyes de la termodinámica en los cambios energéticos de las reacciones químicas

1.1.-Reacciones químicas exotérmicas y reacciones químicas endotérmicas

1.2.- Entalpía de reacción, entalpía de formación

1.3.- Ley de Hess

Introducción

La termodinámica aplicada a la química es la rama de la  termodinámica que estudia los efectos térmicos causados por las reacciones químicas, considerándolos como calor de reacción. Por lo tanto, esta rama de la química se refiere a las conversiones de energía presente en las reacciones, que ocurren durante una reacción y estudia las variables conectadas a ellas, como la entalpía de formación estándar, etc.

Objetivo

El Objetivo es aplicar las propiedades de las disoluciones para explicar los factores que permiten alcanzar el equilibrio en una reacción, tomando en cuenta los cambios energéticos considerados por las leyes de la termodinámica y las implicaciones de la relación química-electricidad en la vida cotidiana, teniendo como estrategia primordial la motivación y el aprendizaje colaborativo a través de entornos virtuales del aprendizaje.

Figura 1. Reacción exotérmica (Nájera y Pardo, 2017)
Reacciones Exotérmicas y reacciones endotérmicas.

En una reacción exotérmica (Figura 1), corresponde a un proceso que ceda calor, es decir, que transfiere  energía térmica desde el sistema hacia los alrededores. En el caso de una reacción química endotérmica (Figura 2), será un proceso que para  llevarse a cabo necesita recurrir a la energía de los alrededores y así suministrar el calor requerido por el sistema. Lo anterior, lo podemos representar a través de unos ejemplos, representados en el video siguiente:
Figura 2. Reacción endotérmica (Nájera y Pardo, 2017)
 
A continuación se muestra un ejemplo de reacción exotérmica (www.youtube.com/watch?v=sp9oZ8-gFTE):

Además de un ejemplo en donde se explica un ejemplo de reacción endotérmica (en el enlace www.youtube.com/watch?v=D8roOSDrBYg):
 




Además, de manera general, es posible representar a las reacciones químicas endotérmicas y exotérmicas, siguiendo el esquema representado en la siguiente figura 3:
Figura 3. Reacciones químicas. (Yuraima Padrón)









 

También podrás consultar el siguiente link, para conocer un poco más sobre este tipo de reacciones,que se manifiestan en la vida diaria de las personas: https://www.youtube.com/watch?v=mHvJmz1jqJY.

Entalpía 
La entalpía es la cantidad de energía contenida en una sustancia. Representa una medida termodinámica la cual viene figurada con la letra H en mayúscula, la variación de esta medida muestra la cantidad de energía atraída o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la proporción de energía que un sistema transfiere a su entorno.

Figura 4. Entalpía de reacción en el laboratorio.

La Entalpía de formación: representa la cantidad de calor que se absorbe o se descarga cuando se produce un mol de un compuesto. Esta entalpía será negativa, cuando provenga de una reacción exotérmica, es decir que libera calor, mientras que será positiva, cuando es endotérmica (absorbe el calor), teniendo un esquema representativo en la Figura 4 y la Figura 5.

Entalpía de reacción: representa la variación de entalpías en formación, es decir, la cantidad de calor atraído o liberado, en una reacción química cuando ésta sucede a presión constante. El valor de la entalpía variará dependiendo de la presión y la temperatura que presente dicha reacción química.
Figura 5. Entalpía estándar de formación (cibertareas.com)


Ley de Hess
es empleada para comprobar indirectamente el calor de reacción, y según el precursor de esta ley el químico suizo Germain Henri Hess en 1840 instituye que, si un proceso de reactivos reaccionan para dar un proceso de productos, el calor de reacción liberado o absorbido es independiente de si la reacción se realiza en uno o más períodos. Es decir, que el calor de reacción solo necesita de los reactivos y los productos, o también que el calor de reacción es una función de estado, tal como se represneta en la figura 6.
Figura 6. Ley de Hess representada en diagrama de Entalpía (H) (100cia.site).

Pudiendo revisar el siguiente link para revisar la manera en que se resuelve un ejercicio, que tiene de fundamento la ley de Hess, https://www.youtube.com/watch?v=TQl4SpPZfTY

Siguiendo la explicación a la solucuión de un ejercicio utilizando la Ley de Hess, resuelve el siguiente ejercicio propuesto.

Problema
¿Cuál es el valor de ΔH para la siguiente reacción?
CS2(l) + 3 O2(g) → CO2(g) + 2 SO2(g)
A partir de:
C(s) + O2(g) → CO2(g); ΔHf = -393.5 kJ/mol
S(s) + O2(g) → SO2(g); ΔHf = -296.8 kJ/mol
C(s) + 2 S(s) → CS2(l); ΔHf = 87.9 kJ/mol

A través de tu procedimiento deberás comprobar que la respuesta corresponde a: El cambio en entalpía para la reacción es -1075.0 kJ/mol.

Sugerencias:
Para que tengas la oportunidad de comprender sobre la interacción de la energía en procesos químicos exotérmicos y endotérmicos, además su vinculación con la Ley de Hess y su aplicación con las entalpías de reacción y de formación, puedes consultar las siguientes fuentes:
1.- https://www.unquimico.com/2015/12/como-aplicar-la-ley-de-hess/
2.- https://www.profesor10demates.com/2016/02/ley-de-hess.html

Recomendaciones:
Te recomiendo complementar tus conocimientos a través de los siguientes enlaces:
1.- https://www.profesor10demates.com/2016/02/ley-de-hess.html
2.- https://www.mindomo.com/es/mindmap/termoquimica-4c1f27ac21c04e4e842047d8217bc68e
 
Fuentes complementarias de consulta:
https://cibertareas.info/entalpia-de-formacion-quimica-1.html
https://es.khanacademy.org/science/biology/energy-and-enzymes/the-laws-of-thermodynamics/a/the-laws-of-thermodynamics



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