Contextualización

La química orgánica es una rama de la ciencia que estudia la estructura, propiedades, composición, reacciones y síntesis de compuestos orgánicos que contienen carbono. Durante muchas décadas, se creyó que estos compuestos solo podían derivarse de seres vivos, en una fuerza vital que solo la naturaleza podía otorgar. Hoy sabemos que esta ciencia es un océano de posibilidades en la creación de nuevos materiales y medicamentos, y para comprender cómo reaccionan estos compuestos, necesitamos entender las reacciones orgánicas.

Las reacciones orgánicas son procesos químicos que involucran compuestos orgánicos, durante los cuales los reactivos se convierten en productos. Los detalles de cómo y por qué ocurren estas reacciones son complejos y fascinantes. Nos permiten entender, predecir y manipular procesos químicos, desde cocinar la cena hasta fabricar medicamentos que salvan vidas.

En el mundo real, las reacciones orgánicas son fundamentales para el desarrollo de nuevos medicamentos, materiales, colorantes, combustibles, polímeros y muchas otras sustancias que forman parte de nuestro día a día. Además, los problemas asociados con estas reacciones, como la selección de reactivos, la elección de las condiciones de reacción, la identificación de los productos formados y las rutas de síntesis, son desafíos que enfrentan los químicos en el desarrollo de nuevos procesos y productos.

Introducción Teórica

Entraremos en el universo de las reacciones orgánicas y entenderemos cómo podemos predecir productos, elegir reactivos y rutas de síntesis. Para ello, abordaremos conceptos como tipos de reacciones orgánicas, mecanismos de reacción, cinética química y equilibrio químico, que son fundamentales para esta comprensión.

Los mecanismos de reacción se refieren al paso a paso que ocurre para que los reactivos se transformen en productos. Nos permiten entender por qué, al mezclar ciertas sustancias, ocurren ciertas reacciones y no otras. La cinética química, por su parte, está relacionada con la velocidad de las reacciones y cómo factores como la concentración, la presión y la temperatura las influencian.

Los alumnos desarrollarán actividades prácticas y teóricas, en las cuales identificarán, preverán y propondrán reacciones orgánicas. También se enfrentarán a problemas reales, en los que tendrán que seleccionar reactivos y definir rutas de síntesis para la obtención de un producto orgánico, a partir de referencias bibliográficas propuestas.

Para el soporte teórico del proyecto, recomendamos los siguientes recursos:

1. Libro "Química Orgánica" de Paula Y. Bruice.
2. Libro "Química Orgánica" de John McMurry.
3. Portal de la Universidad Federal de Viçosa sobre mecanismos de reacciones orgánicas.
4. Canal Ciencia en Acción en YouTube, con varias clases sobre química orgánica.
5. Portal Brasil escola con varios contenidos sobre química orgánica.

Por último, la interdisciplinariedad será explorada en este proyecto, relacionando la Química con otras disciplinas como la Biología y la Física.

Actividad Práctica

Título: "Descubriendo las reacciones orgánicas: de la teoría a la práctica"

Objetivo del Proyecto:

1. Comprender y aplicar conceptos teóricos relacionados con reacciones orgánicas.
2. Identificar y prever productos de reacciones orgánicas.
3. Seleccionar reactivos y rutas de síntesis para la obtención de un producto orgánico.
4. Desarrollar habilidades de trabajo en equipo y gestión del tiempo.

Descripción del Proyecto:

El proyecto consistirá en dos momentos principales:

Momento 1 - Teoría en Acción: Los grupos deberán estudiar la teoría de reacciones orgánicas. Después del estudio, deberán seleccionar dos reacciones orgánicas (una de adición y otra de sustitución) para simular. La simulación podrá realizarse de forma física, con modelos moleculares, o digital, utilizando software o aplicaciones de simulación de reacciones químicas.

Momento 2 - Resolver el Problema: Se planteará un desafío a los grupos. Recibirán la descripción de un producto orgánico que debe ser sintetizado. A partir de este desafío, los alumnos deberán seleccionar los reactivos y definir la ruta de síntesis para la obtención de este producto.

Materiales Necesarios:

1. Libros o recursos en línea para estudio teórico.
2. Modelos moleculares o software/aplicaciones de simulación de reacciones químicas.
3. Papel y bolígrafo para esbozar las reacciones y rutas de síntesis.

Paso a Paso:

1. Divídanse en grupos de 3 a 5 integrantes.
2. Estudien la teoría de las reacciones orgánicas utilizando los materiales sugeridos u otros de su preferencia.
3. Seleccionen dos reacciones para simular: una de adición y otra de sustitución.
4. Realicen la simulación de las reacciones elegidas, presentando los reactivos, el desarrollo de la reacción y los productos formados.
5. Presenten la simulación y su explicación teórica a la clase.
6. Después de la presentación, los grupos recibirán un desafío: la descripción de un producto orgánico que debe ser sintetizado.
7. Los grupos deberán investigar y seleccionar los reactivos adecuados, además de definir la ruta de síntesis para la obtención de este producto.
8. Cada grupo debe preparar una presentación de la solución al desafío propuesto, explicando la elección de los reactivos y la ruta de síntesis.

Entregas del Proyecto y Redacción del Documento:

Al final del proyecto, los alumnos deben entregar un informe que contenga las siguientes secciones:

1. Introducción: Contextualicen el tema trabajado, su relevancia, la teoría estudiada y el objetivo del proyecto.
2. Desarrollo: Expliquen los conceptos estudiados y presenten detalladamente las simulaciones realizadas y las soluciones propuestas para el desafío. Describan los reactivos, las reacciones y las rutas de síntesis elegidas, justificando sus elecciones.
3. Conclusión: Retomen los puntos principales del trabajo, los aprendizajes obtenidos y las conclusiones sobre el proyecto y el tema de las reacciones orgánicas.
4. Bibliografía: Enumeren todos los recursos utilizados en el proyecto.

Recuerden, el informe debe ser una expresión de su aprendizaje y colaboración en equipo, háganlo un instrumento de su aprendizaje, no una mera formalidad.