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PROGRAMACIÓN DE AULA Química 2º Bachillerato UNIDAD DIDÁCTICA 1 Las bases de la Química OBJETIVOS DIDÁCTICOS Con esta unidad pretendemos que el alumnado logre los siguientes objetivos: Realizar y utilizar correctamente los conceptos básicos del estudio de la Química de cursos anteriores para poder abordar los nuevos conceptos de la Química de 2º de Bachillerato. Diferenciar la magnitud cantidad de sustancia de su unidad el mol y aplicar la constante de Avogadro como nexo de unión entre los sistemas químicos microscópicos y macroscópicos. Aplicar correctamente las leyes que rigen el comportamiento de los gases. Expresar la concentración de una disolución en sus diferentes unidades y aplique las propiedades coligativas al estudio de las disoluciones. Entender los fundamentos de la estequiometría de las reacciones químicas y su aplicación a los distintos tipos de reacciones químicas posibles. Conocer la importancia del reactivo limitante y la existencia de reactivos impuros en una reacción química. Utilizar de forma adecuada los conceptos de avance de una reacción química y extensión de la reacción. CONTENIDOS La teoría atómica: de Dalton a Rutherford Cantidad de sustancia y su unidad, el mol Composición centesimal y determinación de la fórmula empírica de un compuesto químico Los gases Las disoluciones Mezcla de gases Propiedades coligativas Estequiometría de las reacciones químicas Ajuste de las ecuaciones químicas Cálculos estequiométricos en reacciones químicas o Cálculos con relación masa-masa o Cálculos con relación volumen-volumen en gases o Cálculos con relación masa-volumen y con gases en condiciones no normales de presión y temperatura o Cálculos con reacciones químicas en disolución líquida Reactivo limitante y reactivos impuros en una reacción química Avance en una reacción química o Avance en una reacción química con reactivos con diversos coeficientes estequiométricos o Avance en una reacción química con reactivos en proporciones estequiométricas o Interpretación gráfica o Extensión y rendimiento de una reacción química 2 CRITERIOS DE EVALUACIÓN Al finalizar esta unidad los alumnos y las alumnas deberán ser capaces de: Hallar composiciones centesimales y formulas empíricas y moleculares de los compuestos químicos. Resolver problemas y ejercicios en los que se relacionen las distintas cantidades que caracterizan los gases y las disoluciones. Ajustar ecuaciones químicas y extraer de una ecuación química la información sobre el estado físico de las sustancias y las relaciones entre sus cantidades en moles, gramos y/o volúmenes en una reacción química. Resolver problemas y ejercicios en los que se relacionen los conceptos relacionados con la estequiometría de una reacción química. Valorar la importancia de que hay muchos compuestos químicos útiles para la sociedad, así como la relevancia de la Química en el estudio de las propiedades y aplicaciones de las sustancias. Saber utilizar en el laboratorio los gases, las disoluciones y la preparación de reacciones químicas, respetando las normas de seguridad e higiene en el trabajo en el laboratorio, así como el almacenaje de sustancias y productos de reacción y su transporte en las instalaciones de un laboratorio, sin olvidar el cuidado que hay que tener con las emisiones y la eliminación de residuos o vertidos que se pueden realizar en un laboratorio de Química. 3 UNIDAD DIDÁCTICA 2 La estructura del átomo OBJETIVOS DIDÁCTICOS Con esta unidad pretendemos que el alumnado logre los siguientes objetivos: Identificar las causas de la crisis que tiene lugar con el establecimientos de los primeros modelos atómicos: Thomson y Rutherford. Relacionar los distintos hechos experimentales con los diversos modelos atómicos y conocer las aportaciones de la Física del siglo XX al estudio de la constitución atómica de la materia. Comprender la naturaleza de los espectros atómicos, su interpretación y su división en absorción y emisión. Conocer el modelo atómico de Bohr y saber aplicarlo para explicar los espectros atómicos, utilizando de forma adecuada la fórmula fundamental de la espectroscopia. Comprender las bases físicas del modelo mecánico cuántico del átomo y saber identificar las características principales del mismo. Utilizar el concepto de orbital y saber de que depende la forma y el tamaño de un orbital atómico. Conocer el significado de los números cuánticos. Entender la naturaleza del espín del electrón. CONTENIDOS La crisis de los primeros modelos atómicos Bases de la teoría cuántica aplicadas en la Química o La teoría cuántica de Planck o La explicación del efecto fotoeléctrico Los espectros atómicos El modelo atómico de Bohr o Interpretación de Bohr de los espectros atómicos o Limitaciones del modelo atómico de Bohr Los pilares de la nueva teoría cuántica o Hipótesis de De Broglie o de la dualidad ondacorpúsculo o Principio de incertidumbre de Heisenberg El modelo mecánico cuántico del átomo Concepto de orbital atómico Los números cuánticos Forma y tamaño de los orbitales atómicos Niveles de energía en el átomo El espín del electrón CRITERIOS DE EVALUACIÓN Al finalizar esta unidad los alumnos y alumnas deberán ser capaces de: Comprender la necesidad que tienen los científicos de proponer modelos que expliquen la estructura atómica y saber cómo se produce el cambio conceptual de un modelo a otro. 4 Interpretar y/o observar espectros atómicos, comparándolos cualitativamente y cuantitativamente en el caso de especies atómicas hidrogenoides. Saber diferenciar y relacionar el modelo atómico de Bohr con el modelo mecánico cuántico del átomo. Describir los distintos modelos atómicos existentes, discutiendo sus limitaciones y valorar la importancia del modelo mecánico cuántico para el conocimiento del átomo. Distinguir entre órbita y orbital, conocer sus significados físicos. Identificar en cada orbital atómico sus correspondientes números cuánticos. Relacionar los niveles electrónicos de energía del átomo con los números cuánticos. Conocer los logros realizados en la Química en el campo de la teoría atómica y valorar la evolución de los modelos atómicos y su importancia en el desarrollo de la Química Moderna actual. 5 UNIDAD DIDÁCTICA 3 Los elementos químicos y la Tabla Periódica OBJETIVOS DIDÁCTICOS Con esta unidad pretendemos que el alumnado logre los siguientes objetivos: Escribir configuraciones electrónicas de átomos e iones, utilizando adecuadamente las reglas que rigen la ocupación de orbitales atómicos por los electrones y utilizando adecuadamente el principio aufbau. Explicar las propiedades de los distintos átomos en función de sus configuraciones electrónicas. Conocer los diversos intentos históricos realizados para clasificar los elementos químicos. Entender la estructura de la Tabla Periódica actual y su división en períodos y grupos. Interpretar la información que suministra la configuración electrónica del átomo de un elemento químico con el fin de poder situarlo en la Tabla Periódica, estudiar sus propiedades y compararlas con los átomos de otros elementos químicos. Valorar que el conocimiento científico es el producto de la aportación de distintas generaciones a lo largo de la historia, con sus errores, ideas geniales y discusiones apasionantes que permite ofrecer una imagen viva, crítica y no dogmática de la Química. CONTENIDOS El átomo polielectrónico Configuraciones electrónicas El principio aufbau o de construcción progresiva Introducción histórica a la clasificación de los elementos químicos Tabla Periódica de Mendeleiev El número atómico en la clasificación de los elementos químicos La Tabla Periódica actual o Períodos o Grupos o familias Propiedades periódicas y configuración electrónica o Radio atómico o Energía de ionización (EI) o Afinidad electrónica (AE) o Electronegatividad y carácter metálico o Número de oxidación Variación de propiedades físicas y químicas en los períodos y grupos de la Tabla Periódica CRITERIOS DE EVALUACIÓN Al finalizar esta unidad los alumnos y alumnas deberán ser capaces de: Utilizar las tres formas distintas que existen para representar la configuración electrónica de un átomo o de un ión en el estado fundamental y en un estado excitado. 6 Identificar una configuración electrónica problema de un átomo en su estado fundamental con el grupo de la Tabla Periódica a la que pertenece. Utilizar el modelo mecánico cuántico del átomo para justificar las estructuras electrónicas, la ordenación periódica de los elementos químicos y la variación periódica de algunas de las propiedades de éstos como son: los radios atómicos, las energías de ionización, las afinidades electrónicas, la electronegatividad, el carácter metálico y el número de oxidación. Clasificar y comparar los elementos químicos según su tendencia a ganar o a perder electrones. Saber emitir hipótesis sobre el previsible comportamiento físico y químico de los distintos elementos químicos a partir de su posición en la Tabla Periódica. Comprender que la Química constituye, en si misma, una materia que sufre continuos avances y modificaciones; es, por tanto, su aprendizaje un proceso dinámico que requiere una actitud abierta y flexible frente a diversas opiniones. 7 UNIDAD DIDÁCTICA 4 Los enlaces químicos OBJETIVOS DIDÁCTICOS Con esta unidad pretendemos que el alumnado logre los siguientes objetivos: Saber analizar los distintos hechos que han conducido a la existencia de diferentes propuestas sobre la unión entre los átomos y conocer las características principales de los enlaces iónico y covalente, a partir de la teoría de Lewis y utilizando los diagramas y estructuras de Lewis. Aplicar las propiedades periódicas de los elementos químicos para la determinación de los valores energéticos del ciclo de Born-Haber de los sólidos iónicos. Formular y nombrar adecuadamente los compuestos químicos inorgánicos según las reglas de la IUPAC. Saber utilizar el concepto de cristal en un compuesto iónico, en un sólido covalente reticular y en un sólido metálico. Predecir la fórmula y la forma geométrica de las moléculas de diversas sustancias covalentes sencillas. Conocer y saber aplicar la teoría de la repulsión de pares de electrones de la capa de valencia y la teoría del enlace de valencia del enlace covalente. Formular hipótesis sobre las propiedades esperadas para una sustancia química en función de su enlace químico y establecer comparaciones entre dos o más compuestos químicos en función de las características de sus enlaces. Conocer el modelo de enlace metálico para justificar algunas de las propiedades de los metales, diferenciando metales de semiconductores y sustancias aislantes. CONTENIDOS La teoría de Lewis del enlace químico Enlace iónico o Estructura de los cristales iónicos o El enlace iónico desde el punto de vista energético o Factores que afectan a la fortaleza del enlace iónico o Justificación de las propiedades iónicas Enlace covalente o Limitaciones de la teoría de Lewis del enlace covalente o Parámetros moleculares de las sustancias covalentes Teoría de la repulsión entre pares de electrones de la capa de valencia o TRPECV del enlace covalente Teoría del enlace de valencia del enlace covalente Hibridación de orbitales atómicos o Hibridación sp3 o Hibridación sp2 o Hibridación sp Resonancia Polaridad del enlace covalente o Determinación del grado del carácter iónico de un compuesto covalente o Distinción entre polaridad de un enlace y de una molécula 8 Fuerzas intermoleculares o Enlace por puentes de hidrógeno o Fuerzas de Van der Waals Justificación de las propiedades de las sustancias covalentes Enlace metálico o Modelo del mar de electrones o de la nube de electrones o Teoría de bandas o Semiconductores Propiedades de las sustancias sólidas en función del enlace químico CRITERIOS DE EVALUACIÓN Al finalizar esta unidad los alumnos y alumnas deberán ser capaces de: Representar los enlaces químicos que existen en una determinada sustancia mediante el uso de los diagramas adecuados. Emitir hipótesis sobre el enlace que cabría asignar a una sustancia química en función de sus propiedades físicas y químicas más representativas. Construir ciclos energéticos del tipo Born-Haber para el cálculo de energías reticulares en sólidos iónicos. Explicar los conceptos de hibridación y resonancia y aplicarlos a casos sencillos. Conocer las fuerzas intermoleculares y explicar cómo afectan a las propiedades de determinados compuestos químicos en casos concretos. Diseñar y realizar experiencias sencillas encaminadas a comparar y poner de manifiesto algunas propiedades de las sustancias, utilizando adecuadamente el material de laboratorio y respetando las normas de seguridad. Valorar la importancia que tienen muchos compuestos químicos útiles para la sociedad, así como la importancia que tiene la Química en el estudio de las propiedades y aplicaciones de las sustancias químicas. 9 UNIDAD DIDÁCTICA 5 La termodinámica química OBJETIVOS DIDÁCTICOS Con esta unidad pretendemos que el alumnado logre los siguientes objetivos: Comprender el alcance del Primer y del Segundo Principio de la Termodinámica y utilizar de forma adecuada las funciones de estado: energía interna, entalpía, entropía y energía libre de Gibbs. Comparar las diferencias existentes entre los estados inicial y final de un sistema termodinámico o de uno químico en términos energéticos y distinguir entre reacciones químicas endotérmicas y exotérmicas. Relacionar la estequiometría de una reacción química con la energía intercambiada en la misma y aplicar correctamente las leyes termoquímicas a distintas situaciones prácticas. Conocer el significado de la condición estándar y su aplicación al cálculo de las funciones de estado. Saber interpretar las variables energéticas de un proceso termodinámico para predecir su espontaneidad. Conocer como se analiza termodinámicamente un proceso físico o químico mediante un calorímetro para la determinación de la variación de la energía interna o de su entalpía. Analizar termodinámicamente una reacción química en función de los enlaces que se rompen y de los que se forman en el curso de la misma. Entender el significado del Tercer Principio de la Termodinámica. CONTENIDOS Los sistemas termodinámicos El Primer Principio de la Termodinámica El concepto de entalpía o Variaciones de entalpía en los cambios físicos y químicos o Diagramas entálpicos Entalpía de formación estándar Leyes termoquímicas Entalpía de enlace Valor energético de un combustible químico Valor energético de un alimento El Segundo Principio de la Termodinámica El concepto de entropía o Origen cero de entropía o Variación de entropía de una reacción química El concepto de energía libre de Gibbs Criterio de Gibbs de espontaneidad de un proceso físico o químico CRITERIOS DE EVALUACIÓN Al finalizar esta unidad los alumnos y alumnas deberán ser capaces de: Definir y aplicar correctamente el Primer Principio y el Segundo Principio de la Termodinámica para calcular los valores de las magnitudes físicas implicadas 10 en los mismos. Aplicar correctamente los criterios de signos de la IUPAC en la Termodinámica. Justificar los intercambios energéticos que aparecen en una reacción química. Aplicar los conceptos de entalpía de formación y entalpía de enlace en el cálculo de la variación de entalpía de una reacción química. Extraer y utilizar la información disponible en una ecuación termoquímica para la resolución de ejercicios y problemas de Termoquímica. Observar e interpretar los flujos de energía en fenómenos tales como el estudio de las reacciones de los combustibles fósiles y el metabolismo de los alimentos. Utilizar la ecuación de la energía libre de Gibss para predecir la espontaneidad de una transformación física y de una reacción química, según la variación de la entalpía y de la entropía que tenga lugar en ellos y controlando la influencia de la temperatura en ambos procesos. 11 UNIDAD DIDÁCTICA 6 La cinética química OBJETIVOS DIDÁCTICOS Con esta unidad pretendemos que el alumnado logre los siguientes objetivos: Conocer el concepto de velocidad de reacción, sabiendo distinguir entre viabilidad termodinámica de un proceso y rapidez con la que se produce. Identificar y diferenciar las teorías que explican la génesis de las reacciones químicas: teoría de colisiones y teoría del estado de transición. Comprender el significado de la energía de activación e identificarla como una magnitud cinética y no termodinámica. Explicar los factores que modifican la velocidad de una reacción química. Distinguir una reacción química elemental de otra que transcurre en varias etapas a través de la utilización del mecanismo de reacción. Diferenciar entre orden de reacción y molecularidad, distinguiendo entre reacciones químicas de primer orden y segundo orden. Conocer algunas reacciones químicas en la que se ponga de manifiesto la influencia de alguno de los factores de los que depende la velocidad de reacción, haciendo especial énfasis en el uso de catalizadores y diferenciando entre catalizador e inhibidor. CONTENIDOS Velocidad de reacción o Velocidad media de reacción o Velocidad instantánea de reacción o Tiempo de semireacción, t 1/2 Medida de la velocidad de reacción Teorías sobre la forma de cómo transcurre una reacción química o Teoría de las colisiones o Teoría del complejo activado o del estado de transición Ecuación de velocidad Orden de reacción o Reacción de primer orden o Reacción de segundo orden Factores que influyen en la velocidad de reacción o La naturaleza de los reactivos o Influencia del estado físico o de agregación de los reactivos o Dependencia de la concentración de los reactivos o El efecto de la temperatura Catálisis o Propiedades de los catalizadores o Catálisis homogénea o Catálisis heterogénea o Catálisis enzimática o Autocatálisis o El convertidor catalítico Mecanismos de reacción 12 CRITERIOS DE EVALUACIÓN Al finalizar esta unidad los alumnos y alumnas deberán ser capaces de: Resolver ejercicios y problemas sobre el concepto de velocidad de reacción, diferenciando entre velocidad de reacción media e instantánea, de una forma gráfica y analítica. Diseñar y realizar en el laboratorio experiencias con reacciones químicas a diferentes velocidades, mediante la modificación de sus factores, tales como la naturaleza de los reactivos, la concentración de los mismos, el estado físico de los reactivos, la temperatura y el uso de un catalizador. Saber elaborar un informe sobre la evolución experimental de una reacción química, a partir de la toma de datos de la propiedad cinética de seguimiento frente al tiempo, el análisis gráfico oportuno, la analítica de la velocidad de reacción y la correcta formulación de conclusiones basadas en los datos recogidos. Reconocer la utilidad del concepto mecanismo de reacción como medio para comprender el transcurso de una reacción química. Valorar la importancia de las teorías cinetoquímicas como búsqueda interpretativa de la realidad y para proponer soluciones o respuestas tecnológicas a las demandas de la humanidad, con especial referencia al uso de catalizadores en la obtención de sustancias de forma industrial, su aplicación en los procesos bioquímicos y en el convertidor catalítico de los automóviles para reducir la contaminación del medio ambiente. 13 UNIDAD DIDÁCTICA 7 El equilibrio químico OBJETIVOS DIDÁCTICOS Con esta unidad pretendemos que el alumnado logre los siguientes objetivos: Distinguir entre procesos que tienen lugar en un único sentido y los procesos que conducen a un equilibrio dinámico, sean físicos o químicos. Saber diferenciar los conceptos de equilibrio químico, cociente de reacción y constante de equilibrio. Calcular las constantes de equilibrio: KC y KP y su aplicación a distintas situaciones prácticas, utilizando las relaciones existentes entre las mismas. Utilizar las leyes de la estequiometría al estudio de la evolución de un sistema en equilibrio y aplicarlas al cálculo de la constante de equilibrio. Conocer el significado de la constante de equilibrio termodinámica, Keq y su utilidad en el estudio del equilibrio químico y analizar la variación de dicha constante con la temperatura. Saber cuáles son los factores que modifican el estado de equilibrio: Principio de Le Châtelier. Valorar la importancia que tienen los sistemas en equilibrio en el estudio y resolución de los problemas químicos industriales y de la vida cotidiana. CONTENIDOS Reversibilidad y equilibrio dinámico o Reversibilidad y equilibrio dinámico en sistemas físicos o Reversibilidad y equilibrio dinámico en sistemas químicos Ley de acción de masas Cociente de reacción Equilibrios químicos homogéneos Otras expresiones de la constante de equilibrio: Kp y Kx Grado de disociación Equilibrios heterogéneos o Producto de solubilidad o Reacciones de precipitación La constante de equilibrio termodinámica Modificación de las condiciones de equilibrio: principio de Le Châtelier o Efecto sobre el equilibrio de la modificación de las cantidades de las especies reaccionantes o Efecto sobre el equilibrio de las modificaciones de la presión o Efecto de la temperatura sobre el equilibrio o Efecto de un catalizador sobre el equilibrio El proceso de Haber-Bosch para la obtención de amoníaco CRITERIOS DE EVALUACIÓN Al finalizar esta unidad los alumnos y alumnas deberán ser capaces de: Aplicar correctamente la ley de acción de masas a equilibrios sencillos y relacionar el grado de disociación con las constantes de equilibrio KC y KP en sistemas homogéneos. 14 Aplicar correctamente la ley de acción de masas a equilibrios heterogéneos sencillos de tipo sólido-líquido y sólido-gas. Resolver ejercicios y problemas relacionados con la determinación de cantidades de las sustancias que intervienen en las reacciones químicas reversibles, en las que se ha podido o no alcanzar el equilibrio químico. Aplicar los valores de las magnitudes termodinámicas como energía libre de Gibbs, entropía y entalpía para la obtención de la constante de equilibrio termodinámica. Evaluar de forma cualitativa la evolución de algunos equilibrios químicos al modificar los factores que lo condicionan, con especial referencia a las reacciones de formación de trióxido de azufre y de amoníaco. Analizar de forma cuantitativa la evolución de un sistema en equilibrio, al añadir una determinada cantidad adicional de un reactivo o de un producto de reacción al sistema. 15 UNIDAD DIDÁCTICA 8 Las reacciones químicas ácido base OBJETIVOS DIDÁCTICOS Con esta unidad pretendemos que el alumnado logre los siguientes objetivos: Saber relacionar las propiedades de las sustancias ácidas y básicas con las teorías establecidas sobre tales sustancias por Arrhenius, Brösnted-Lowry y Lewis. Utilizar correctamente los conceptos ácido y base según las teorías estudiadas, fuerza de ácidos, pares conjugados, hidrólisis de una sal, disoluciones reguladoras, volumetrías de neutralización e indicadores colorimétricos de las mismas. Aplicar las leyes del equilibrio químico a la autoionización del agua, a la determinación de las constantes de ionización de ácidos y bases, al grado de ionización de los mismos y al cálculo del pH de una disolución ácida o básica. Determinar los valores de pH de disoluciones de sales que implique una hidrólisis y conocer la utilidad de las disoluciones reguladoras o amortiguadoras de pH. Conocer en qué consiste una volumetría de neutralización y saber diferenciar en la misma el punto de equivalencia del punto final de la misma, en el caso de utilizar un indicador colorimétrico. Saber cuáles son las bases de los procesos industriales de obtención de las bases y de los ácidos más representativos desde el punto de vista de la vida cotidiana. Interpretar el problema de la lluvia ácida como una consecuencia de las reacciones ácido-base. CONTENIDOS Teoría de Arrhenius sobre ácidos y bases Teoría de ácidos y bases de Brönsted-Lowry La autoionización del agua El concepto de pH Fuerza relativa de ácidos y bases o Ácidos fuertes y bases fuertes o Ácidos débiles y bases débiles o Grado de ionización de un ácido o de una base Reacción de hidrólisis Disoluciones reguladoras o amortiguadoras de pH Valoraciones ácido-base o Obtención de la gráfica de valoración de una acidimetría o Determinación del punto de equivalencia Indicadores ácido-base Ácidos y bases de Lewis Ácidos y bases de interés industrial y en la vida cotidiana El problema de la lluvia ácida CRITERIOS DE EVALUACIÓN 16 Al finalizar esta unidad los alumnos y alumnas deberán ser capaces de: Calcular el pH de una disolución de concentración conocida e, inversamente, saber también proceder de forma inversa, es decir, a partir del valor del pH, determinar la concentración de una disolución ácida o básica. Interpretar y predecir cuantitativamente los comportamientos de sustancias químicas sencillas, ácidas y básicas en medio acuoso, y pronosticar el resultado que tendría lugar en el caso de verificarse una reacción ácido-base. Expresar las medidas y resultados de experiencias de reacciones ácido-base con sus unidades y cifras significativas, teniendo en cuenta los errores asociados y su propagación a través de los cálculos matemáticos realizados. Diseñar y llevar a cabo una volumetría de neutralización ácido-base para realizar un informe sobre la misma. Saber utilizar los instrumentos materiales y reactivos químicos empleados en las reacciones químicas ácido-base, cumpliendo las normas de empleo y de seguridad de trabajo en el laboratorio. Valorar y conocer la importancia de los ácidos y bases en su vertiente industrial medioambiental, en la salud humana y en la vida cotidiana. 17 UNIDAD DIDÁCTICA 9 La electroquímica OBJETIVOS DIDÁCTICOS Con esta unidad pretendemos que el alumnado logre los siguientes objetivos: Interpretar el fenómeno de la oxidación-reducción como un proceso de intercambio de electrones entre diversas especies químicas. Comprender que todo proceso de oxidación va asociado a un proceso de reducción. Ajustar ecuaciones químicas de reacciones de oxidación-reducción mediante el método del ión-electrón. Aplicar las leyes de la estequiometría a los procesos redox. Explicar el funcionamiento de una pila Daniell. Conocer el funcionamiento de los acumuladores y de las células de combustible. Predecir qué proceso redox ocurrirá de forma espontánea conocidos los potenciales estándares de reducción de las especies químicas que intervienen en el mismo. Explicar los procesos que tienen lugar en una pila eléctrica y en una cuba electrolítica y conocer procesos industriales relacionados con ellas. Identificar la corrosión de los metales con un proceso electroquímico y valorar, desde el punto de vista técnico e industrial, el problema que supone la corrosión de los metales. CONTENIDOS Reacciones de oxidación-reducción El número de oxidación y su uso en las ecuaciones químicas de las reacciones redox Tipos de reacciones de oxidación-reducción Volumetrías de oxidación –reducción Ajuste de ecuaciones químicas de reacciones redox por el método de iónelectrón o Ajuste de ecuaciones de reacciones redox en medio ácido o Ajuste de ecuaciones de reacciones redox en medio básico Generadores electroquímicos Pila eléctrica Potenciales estándar de electrodo Espontaneidad de los procesos redox o Predicción del transcurso de las reacciones redox o Potenciales estándar de electrodo (reducción) a 298 K (25 °C) o Interpretación de los potenciales estándar de reducción Influencia de la concentración el valor de la f.e.m. de una pila eléctrica Acumuladores Células de combustible Corrosión de los metales Electrólisis o Aspectos cuantitativos de la electrólisis o Diferencias entre una pila eléctrica y una cuba electrolítica 18 o Procesos industriales de la electrólisis CRITERIOS DE EVALUACIÓN Al finalizar esta unidad los alumnos y alumnas deberán ser capaces de: Identificar diversas reacciones de oxidación-reducción que se producen en nuestro entorno. Diferenciar una pila eléctrica de un acumulador y de una célula de combustible. Utilizar correctamente las tablas de potenciales estándares de reducción para calcular la f.e.m. de una pila eléctrica. Conocer los factores de los que depende la f.e.m. de una pila eléctrica. Saber cómo predecir la tendencia de un metal a oxidarse en presencia de un ácido. Aplicar correctamente en la resolución de problemas las leyes cuantitativas de le electrólisis. Mostrar sensibilidad y compromiso ante el proceso de recogida selectiva de pilas eléctricas y de acumuladores de desecho, evaluando la capacidad de estos dispositivos para producir una grave contaminación del medio ambiente. Valorar la trascendencia de las aplicaciones tecnológicas de la electroquímica en la mejora de las condiciones de vida en la sociedad actual. 19 UNIDAD DIDÁCTICA 10 La electroquímica OBJETIVOS DIDÁCTICOS Con esta unidad pretendemos que el alumnado logre los siguientes objetivos: Utilizar correctamente las reglas de formulación y de nomenclatura de los compuestos químicos orgánicos según la IUPAC. Comprender las razones de por qué existe un número muy elevado de compuestos químicos orgánicos y saber distinguir los isómeros que responden a una misma fórmula molecular y desarrollar su estructura. Conocer los efectos inductivo y mesómero y relacionar las distintas formas de ruptura y formación de enlaces con las reacciones químicas orgánicas. Describir las reacciones químicas más importantes de los compuestos orgánicos: sustitución, adición y eliminación. Comprender algunos de los principales procesos de oxidación-reducción en química orgánica. Reconocer algunas propiedades y aplicaciones de los compuestos orgánicos más característicos, como alcoholes, ácidos carboxílicos y ésteres. Distinguir las reacciones químicas de esterificación, hidrólisis y saponificación. Diferenciar los conceptos de polímero y macromolécula, conocer algunos ejemplos importantes, sus usos y sus aplicaciones. CONTENIDOS La química del carbono Isometría o Isomería estructural o Isomería espacial o estereoisomería Reactividad de los compuestos orgánicos o Efecto inductivo o Efecto mesómero Ruptura de enlaces en química orgánica Reactivos nucleófilos y electrófilos Tipos de reacciones en química orgánica o Reacción de sustitución o Reacción de adición o Reacción de eliminación Reacciones de oxidación-reducción en química orgánica Alcoholes Ácidos carboxílicos Ésteres Polímeros o Reacción de polimerización o Aplicaciones de los polímeros al desarrollo social y económico La síntesis de medicamentos 20 CRITERIOS DE EVALUACIÓN Al finalizar esta unidad los alumnos y alumnas deberán ser capaces de: Identificar en cada tipo de reacción química orgánica (sustitución, adición y eliminación) los enlaces que se rompen y los que se forman de nuevo, poniendo ejemplos concretos de cada una de estos tipos de reacciones químicas. Resolver ejercicios de aplicación sobre reacciones químicas orgánicas. Aplicar correctamente los distintos tipos de reacciones químicas de los ésteres y valorar su importancia en la síntesis de jabones, detergentes y en la formación de triglicéridos. Diseñar y realizar experimentalmente una ruta de síntesis de compuestos orgánicos sencillos. Valorar la importancia que tiene la Química, al poder proporcionar nuevos materiales con determinadas propiedades, reconociendo el interés económico, biológico e industrial de muchos compuestos químicos útiles, tal como, por ejemplo, el medicamento de síntesis orgánico aspirina. Realizar una reflexión crítica sobre la mejora de la calidad de vida que supone la sustitución de los materiales tradicionales (metales, madera, lana, algodón, etc.) por los nuevos materiales que proporciona la Química Orgánica, valorando su coste social y medioambiental (producción de residuos y contaminación). 21