Contextualización

El estudio de la Química nos permite entender cómo las sustancias interactúan entre sí, se transforman y cómo su estructura influye en este comportamiento. Uno de estos aspectos es la solubilidad, que describe cuánto de una sustancia (soluto) puede disolverse en otra (solvente). En este proyecto vamos a profundizar en la comprensión de un concepto muy importante relacionado con la solubilidad: el Producto de Solubilidad, o Kps, que permite prever si una reacción de precipitación ocurrirá o no.

El Kps se define como el producto de las concentraciones molares de los iones en una solución saturada, cada uno elevado a su coeficiente estequiométrico en la ecuación de disociación de la sal. Esto significa que el Kps es una constante que describe el equilibrio entre la sal sólida y sus iones en solución cuando la solución está saturada. Si la solución no está saturada, la reacción de disolución aún puede continuar hasta que se alcance la saturación. Sin embargo, si la solución está saturada y la temperatura se mantiene constante, la relación entre las concentraciones de los iones es constante y está dada por el Kps.

Así, el estudio del Kps es extremadamente importante en la Química y en la vida cotidiana. Por ejemplo, permite a las industrias y laboratorios prever si una sal se disolverá o no en una solución, lo cual puede ser crucial en la preparación de una reacción química. En nuestro cuerpo, el Kps ayuda a entender los procesos de disolución y precipitación de sales inorgánicas, como los que ocurren en la formación de cálculos renales. Además, el Kps también es fundamental para comprender los procesos de tratamiento de agua y efluentes, ya que permite prever la precipitación de sales que pueden ser perjudiciales para el medio ambiente o la salud humana.

Para profundizar en su comprensión sobre este tema, recomendamos la utilización de los siguientes recursos:

1. Libro "Química General y Reacciones Químicas", de John Kotz, Paul Treichel y John Townsend. Editorial Cengage Learning.
2. Videoaula "Producto de Solubilidad - Kps" en el canal Química en Acción con el Prof. Paulo Valim, disponible en YouTube.
3. Sitio "Brasil Escola", específicamente la sección de Química, donde es posible encontrar diversos textos sobre el tema de solubilidad y Kps.
4. Sitio "Mundo Educación", también en la sección de Química, con enfoque en soluciones y equilibrio químico.

Actividad Práctica

Título de la Actividad: "Conoce el Kps: De la Teoría a la Práctica"

Objetivo del proyecto:

La actividad tiene como objetivo proporcionar a los alumnos una comprensión más profunda del concepto de producto de solubilidad (Kps) y mostrar sus aplicaciones. Los alumnos calcularán el Kps de una sal inorgánica en laboratorio, realizarán experimentos para verificar la veracidad del valor calculado y analizarán el efecto del ion común en la solubilidad.

La actividad involucrará la disciplina de Química y Matemáticas, y los alumnos deberán aplicar conceptos de ecuaciones químicas, concentraciones de soluciones, estadística y análisis de datos.

Descripción detallada:

Los alumnos serán divididos en grupos de 3 a 5 personas y cada grupo deberá:

1. Elegir una sal inorgánica soluble para la cual determinarán el Kps. Esta elección deberá ser justificada en el informe final.

2. Calcular el Kps teórico de la sal elegida a partir de información disponible en libros de texto y/o artículos científicos.

3. Determinar experimentalmente el Kps de la sal elegida. Para ello, los alumnos deberán preparar una solución saturada de la sal, medir su concentración y, a partir de ahí, calcular el Kps.

4. Realizar experimentos para verificar si la solución preparada está realmente saturada y si el valor de Kps calculado experimentalmente es correcto.

5. Realizar experimentos para observar el efecto del ion común en la solubilidad de la sal elegida y explicar los resultados basándose en la teoría.

Materiales necesarios:

• Sal inorgánica soluble
• Balanza analítica
• Matraz
• Varilla de vidrio
• Agua destilada
• Estufa
• Espectrofotómetro
• Patrones de soluciones para calibración del espectrofotómetro

Paso a paso:

1. Pesar una cantidad conocida de la sal elegida y disolver en un volumen conocido de agua destilada para preparar una solución saturada.
2. Llevar la solución a la estufa hasta que toda la sal se disuelva.
3. Medir la absorbancia de la solución en el espectrofotómetro.
4. Comparar la absorbancia con un estándar de solución conocida para determinar la concentración de la sal en la solución.
5. Calcular el Kps a partir de la concentración de la sal en la solución.
6. Repetir el experimento varias veces para obtener un valor promedio para el Kps.
7. Anotar todos los datos y cálculos en el cuaderno de laboratorio.
8. Redactar el informe final, incluyendo una discusión sobre el efecto del ion común en la solubilidad de la sal elegida.

Entregas del proyecto:

Los alumnos deberán entregar un informe detallado de su experiencia y de los resultados obtenidos. El informe debe seguir la siguiente estructura:

1. Introducción: Contextualización del tema, su relevancia y aplicación en el mundo real y el objetivo del proyecto.
2. Desarrollo: Teoría detrás del tema central del proyecto, descripción detallada de la actividad, metodología utilizada, presentación y discusión de resultados obtenidos.
3. Conclusión: Recapitulación de los puntos principales, aprendizajes obtenidos y conclusiones extraídas del proyecto.
4. Bibliografía: Indicación de las fuentes utilizadas para trabajar en el proyecto.

Los alumnos deberán demostrar, a través del informe y del trabajo desarrollado, que adquirieron las habilidades técnicas y socioemocionales mencionadas anteriormente.