2º Bachillerato Desarrollo experimental (LOMCE)




Proyecto de orden de la Consejería de Educación e Investigación, por la que se aprueban materias de libre configuración autonómica en la Comunidad de Madrid.
Fecha: 20 Abril 2018



Introducción

La presente materia está diseñada para su oferta en segundo curso del Bachillerato.
La materia Desarrollo Experimental permite al alumnado familiarizarse con el manejo y la utilización del material y los instrumentos más habituales en un laboratorio de química
al  mismo  tiempo  que facilita  el conocimiento  de  los  aspectos  teóricos  básicos relacionados con estos conceptos, y   dota al alumnado de las herramientas precisas para ejecutar una investigación autónoma relacionada con los procesos químicos tratados.
Se  pretende  asimismo  que,  ante  la  divulgación  de  cualquier  trabajo  científico,  los alumnos sepan redactar un informe que incluya el procedimiento llevado a cabo en el laboratorio,  los  resultados  obtenidos,  el  tratamiento  y  presentación  adecuados  de  los mismos, y las conclusiones. También se persigue que el alumnado adquiera unos hábitos de trabajo correctos tanto por las normas de trabajo y como por la seguridad en el laboratorio.La  materia  Desarrollo  Experimental  permite  a  los  alumnos  relacionar  algunos  de  los contenidos  conceptuales  de  la  Química  con  los  procedimientos  experimentales  que dieron  lugar  a  esos  contenidos  o  que  permitieron  comprobarlos.  Al  mismo  tiempo,  el aprendizaje  de  estos  procedimientos  y  técnicas  experimentales,  propios  del  trabajo científico, son útiles para todo el alumnado del Bachillerato independientemente de los estudios que quieran continuar al finalizar esta etapa.Los contenidos de la materia quedan distribuidos en cuatro bloques:
  • Metodología de trabajo
  • Técnicas generales
  • Técnicas especificas
  • Proyecto de investigación en el laboratorio

Contenidos

Bloque 1.Metodología de trabajo

- Conocimiento del material de laboratorio
  • Elementos  de  sujeción,  material  volumétrico  (graduado  y  aforado), recipientes y materiales específicos (refrigerantes,kitasato, etc.).
- Normas de seguridad
  • Normas de seguridad.
  • Manipulación de sustancias químicas.
  • Normas de comportamiento en el laboratorio.
  • Protocolos de actuación en caso de accidente.
- Eliminación y tratamiento de residuos
  • Tipos de residuos y su manipulación.
  • Gestión adecuada de los residuos de laboratorio.
- Tratamiento matemático de datos fisicoquímicos
  • Conceptos de error absoluto y relativo.
  • Concepto de cifras significativas. Método adecuado para el redondeo.
  • Conceptos de precisión y exactitud.
  • Fuentes y tipos de error: de escala, aleatorios y sistemáticos.
- Preparación de disoluciones
  • Formas de expresar una concentración: molaridad, molalidad, tanto por ciento y fracción molar.
  • Preparación de disoluciones: sólido-líquido, líquido-líquido y gas-líquido.
- Punto de ebullición de una sustancia (Determinación de pureza).
  • Concepto de punto de ebullición.
  • Uso del tubo de Thiele.

Bloque 2. Técnicas generales

- Solubilidad y precipitación
  • Fuerzas que intervienen en la disolución de una sustancia.
  • Formación de sólidos amorfos y cristalinos.
  • Estudio experimental de la influencia de factores como la temperatura, la naturaleza  de  las  sustancias  y  la  concentración  en  la  disolución  o precipitación de una sustancia.
  • Concepto de producto de solubilidad.
- Técnicas de filtración
  • Tipos de filtros (simple, pliegues, lana de vidrio y embudo Buchner).
- Equilibrios ácido-base
  • Medidores de pH: papel pH, indicadores y pH-metro.
  • Preparación de un tampón y comprobación de su utilidad.
  • Ácidos y bases relevantes a nivel industrial y de consumo.
- Valoraciones ácido-base
  • Concepto de reacción de neutralización.
  • Concepto de patrón primario.
  • Determinación de la concentración de diferentes disoluciones mediante valoración ácido base incluyendo productos comerciales para confirmar la veracidad de sus etiquetas.
- Equilibrios redox
  • Uso de los potenciales redox para predecir una reacción.
  • Ordenación experimental de diversos iones según su potencial redox.
- Valoraciones redox.
  • Cálculo de masas equivalentes. Indicadores redox
  • Cálculos de equivalentes redox en diversos procesos.
  • Aplicar las leyes de la estequiometría a la reacciones redox.
  • Realización de experiencias sencillas de laboratorio. Determinación de la concentración de una disolución.
  • Importancia   de   las   reacciones   de   oxidación-reducción   en   la   vida cotidiana.

Bloque 3. Técnicas específicas

- Cromatografía en capa fina
  • Técnica  de  identificación  de  sustancias  de  una  mezcla  según  su polaridad.
- Destilación sencilla y fraccionada
  • Técnica de separación de mezclas según su punto de ebullición.
  • Concepto de azeótropo.
- Cristalización y purificación
  • Ejecución  de  diversas  cristalizaciones  (sulfato  de  cobre,  lluvia  de  oro, árbol de plata) y desarrollo de estructuras más complejas (ADP).
- Cinética química: reloj de yodo.
  • Estudio  del orden de reacción y de los factores que afectan a la velocidad de una reacción.
- Separación e identificación de especies
  • Establecer una ruta para identificar cationes presentes en una disolución.
  • Reacciones de identificación.
  • Composición de un acero.
- Obtención de fármacos
  • Obtención de la aspirina.
  • Obtención del trihidróxido de aluminio.

Bloque 4. Proyecto de investigación en el laboratorio

- Investigación bibliográfica.
- Iniciativa y coherencia en la investigación.
- Orden en la ejecución de los experimentos.
- Tratamiento adecuado de los datos obtenidos y en la emisión de conclusiones.
- Elaboración de un informe científico.

Criterios de evaluación y estándares de aprendizaje evaluables

Bloque 1. Metodología de trabajo

1.  Describir el material de laboratorio.
1.1. Diferencia las características del material y los aparatos de medida y su uso.
2.  Conocer el margen de error en la medición según el aparato utilizado.
2.1.  Elige  el  instrumento  adecuado  a  cada  medición  atendiendo  a  la  precisión requerida en cada proceso.
3. Comprender  las  principales  normas  de  seguridad  a  respetar  y  seguir  en  un laboratorio.
3.1. Respeta las normas de conducta y orden a seguir en un laboratorio durante las prácticas.
3.2. Reconoce e identifica los símbolos más frecuentes utilizados en el etiquetado de productos químicos e instalaciones, interpretando su significado.
3.3. Sigue la secuencia de actuación correcta durante un simulacro de accidente en el laboratorio.
4. Valorar  la  necesidad  de  conocer  el  impacto  que  produce  en  la  naturaleza  los materiales usados y los residuos generados en el laboratorio.
4.1. Recicla y elimina los residuos adecuadamente atendiendo a su composición.
5. Aprender  a  utilizar  correcta  y  adecuadamente  granatarios,  balanzas  analíticas  y material volumétrico.
5.1. Es capaz de preparar disoluciones de una concentración determinada.
6. Entender  las  magnitudes  que  se  miden  con  aparatos  como  pH-metros  o  de potenciales eléctricos; medida de puntos de fusión, termómetros o sensores térmicos.
6.1. Extrae valores exactos medidos con aparatos como pH-metros, termómetros o sensores.
7. Discriminar datos experimentales siguiendo criterios de exactitud y precisión y usando el criterio Dixon.
7.1. Elimina datos obtenidos aplicando criterios científicos.
8.  Manejar el criterio t de Student añadiendo el margen de error a las medidas.
8.1. Añade a cada resultado un margen de error.
9. Plantear alguna experiencia sencilla de laboratorio donde se confirme una hipótesis o se corrija un error experimental.
9.1. Corrige datos obtenidos experimentalmente atendiendo a experimentos paralelos que eliminen ciertos errores experimentales.
10.   Entender el fenómeno de la fusión y sus aplicaciones en la sociedad.
10.1. Calcula correctamente el punto de fusión de un sólido usando el tubo de Thiele.
10.2. Identifica una sustancia según su punto de fusión, así como un relativo grado de pureza.
11.  Plantear métodos eficaces para realizar experiencias sencillas de laboratorio.
11.1.  Ejecuta  una  práctica  de  laboratorio  en  grupo  en  el  tiempo  y  condiciones establecidas.
11.2. Plantea una secuencia de actuación optimizando recursos.
11.3.  Toma  conciencia  del  valor  del  método  científico  como  manera  de  trabajar rigurosa y sistemática, útil no sólo en el ámbito de las ciencias.

Bloque 2. Técnicas generales

1. Conocer y explicar los principales conceptos de solubilidad, destacando su relación inversa con la precipitación.
1.1. Predice  el  resultado  de  experimentos  sencillos  entre  diversas  sustancias, atendiendo a su tipo de enlace.
1.2. Aplica el concepto de Producto de Solubilidad a la preparación de una disolución.
2. Discriminar cuándo usar cada tipo de filtro atendiendo a las sustancias que se desean separar.
2.1. Elige el tipo de filtro adecuado a las sustancias que se le proponen.
3.   Conocer y comprender las distintas técnicas para medir el pH de una disolución.
3.1. Mide el pH de una disolución con una batería de indicadores y con el pH-metro.
4.   Entender la importancia de los tampones en los seres vivos y en los ecosistemas.
4.1. Prepara un tampón y mide su eficacia ante una variación externa de pH.
5.   Comprender la paridad entre un oxidante y un reductor.
5.1.  Prevé  el  resultado  de  una  batería  de  reacciones  entre  diferentes  iones    oxidantes o   reductores.
6. Comprender  los  principales  conceptos  en  las reacciones  de  oxidación-reducción  y relacionarlos con numerosos procesos que ocurren en nuestra vida diaria.
6.1. Muestra interés por conocer y estudiar algunos procesos redox de nuestra vida diaria  y  su  importancia,  tanto  a  nivel  biológico  como  industrial,  en  beneficio  de  la sociedad.
6.2.  Valora  el  impacto  medioambiental  que  puede  producir  un  mal  uso  de  las sustancias oxidantes o reductoras.
7. Realizar experiencias sencillas para conocer la concentración de una disolución dada.
7.1. Calcula la concentración de una disolución mediante una valoración ácido-base.
7.2. Calcula la concentración de una disolución mediante una volumetría redox.
8. Investigar la veracidad de los componentes que se muestran en las etiquetas de los productos alimentarios.
8.1. Diseña un método para confirmar los datos que aparecen en las etiquetas de los   productos   alimenticios, comprobando su veracidad.
9. Entender la importancia de los sistemas de control de calidad a la hora de sacar un producto a la venta.
9.1.  Investiga  cómo  afecta  a  nuestra  vida  diaria,  la  calidad  de  los  productos  que consumimos.

Bloque 3. Técnicas específicas

1. Comprende  los  mecanismos  que  permiten  separar  diversas  sustancias  según  su polaridad y la del disolvente.
1.1. Separa e identifica sustancias por cromatografía en capa fina.
2. Conocer  como  separar  diversos  compuestos  atendiendo  a  su  distinto  punto  de ebullición.
2.1.  Entiende  el  mecanismo  seguido  para  separar  distintos  compuestos  según  su punto de ebullición, y el grado máximo de separación que se puede obtener en una destilación.
3. Domina  el  concepto  de  red  tridimensional  y  la  diferencia  entre  sólido  amorfo  y cristalino.
3.1. Obtiene redes cristalinas de diversas sales.
3.2. Predice la composición, estructura y forma de un cristal.
3.3. Purifica una sustancia mediante el proceso de cristalización y recristalización.
3.4. Mide el grado de pureza de un cristal a partir de su punto de fusión.
4. Determinar el orden de una reacción.
4.1. Obtiene el orden de reacción atendiendo a varios experimentos sencillos.
4.2.  Analiza  los  factores  que  afectan  a  la  velocidad  de  reacción,  especialmente  la temperatura.
4.3. Valora la importancia industrial que ha supuesto conocer estos factores a la hora de optimizar los recursos del planeta.
5. Conocer la secuencia y el orden adecuado para identificar una especie presente en una disolución de varios componentes.
5.1.  Reflexiona  críticamente  sobre  la  importancia  que  tienen  los  ensayos  de identificación de sustancias en medicina, en control de calidad y alimentación o para la policía científica.
5.2. Relaciona la composición entre los distintos tipos de acero y sus aplicaciones en la vida real.
6. Llevar a cabo, a escala de laboratorio, la fabricación de fármacos como la aspirina o el trihidróxido de aluminio, siguiendo una secuencia adecuada.
6.1.  Sintetiza  un  fármaco  con  la  riqueza  suficiente  para  ser  admitido  por  la farmacopea.
6.2.  Evalúa  de  forma  crítica  la  utilización  que  la  sociedad  hace  de  los  fármacos, siendo consciente de los recursos que se consumen en su fabricación y el impacto que los residuos deja en el medio ambiente.

Bloque cuatro. Proyecto de investigación en el laboratorio

1. Plantear un proyecto de investigación en el laboratorio.
1.1  Ejecuta  un  proceso  de  investigación  de  forma  coherente,  partiendo  de  una hipótesis y llegando a unas conclusiones.
1.2  Plantea  incógnitas,  comprobables  científicamente,  de  interés  para  nuestra sociedad.
2.   Llevar a cabo un proceso de experimentación en el laboratorio.
2.1. Extrae datos cuantificables a partir de un experimento o secuencia de ellos.
2.2. Toma las medidas de precaución adecuadas a la hora de ejecutar una práctica.
2.3. Trata los residuos producidos de una forma adecuada y segura.
2.4. Elige los aparatos y equipos óptimos y los utiliza del modo adecuado.
3.   Recoger,   ordenar   y   exponer   adecuadamente   los   datos   obtenidos   tras   un experimento.
3.1. Tabula y representa los resultados de modo que sean fácilmente manejables, legibles e interpretables.
3.2.  Expone  con  claridad  los  resultados  numéricos  obtenidos  y  su  relación  con  el objetivo del experimento.
3.3. Indica los márgenes de error tanto del proceso como de los resultados.
4.   Obtener una conclusión tras una experimentación.
4.1. Extrae una conclusión que verifique la hipótesis inicial o bien le dirija a una nueva hipótesis.
5.   Hacer una exposición adecuada tras un proceso de investigación.
5.1. Realiza un informe final de todo el proceso experimental y bibliográfico seguido, así como de sus conclusiones.
5.2. Valora la pulcritud y el rigor en el trabajo, tanto de laboratorio como teórico.
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