Equilibro iónico. Tópicos de química analítica

Desde las miradas antigua y moderna

Dr. Jaime Augusto Casas 


Inicio del curso: 3 de mayo de 2021
Pre-inscripción: del 8 de marzo al 20 de abril
Inscripción y pago: del 15 de abril al 29 de abril (Pagos en línea)
Duración: 4 semanas
Encuentros sincrónicos: Martes 4, 11, 18 y 25 de mayo de 2021 y viernes 7, 14, 21 y 28 de mayo de 2021 – 4:00 p.m. a 6:00 p.m. (Hora Colombia)
Programa: Maestría en Docencia de la Química

Presentación

La temática de equilibrio iónico se ha constituido en columna vertebral de la real interpretación de lo que ocurre cuando varias sustancias, los reaccionantes o reactantes, se combinan para formar otras especies químicas, denominadas productos, en lo que hoy se conoce como la reacción química reversible, núcleo fundamental para profesiones enlazadas con la química, que atraviesa campos tan disímiles como los que pudieran tratar terrenos profesionales como la ingeniería química, la química industrial, la bioquímica, la biología, la fisicoquímica, la medicina, entre otras.  

Inmersos en el apasionante terreno de la química analítica, me permito invitarl@s a incursionar en la temática del equilibrio iónico en sistemas acuosos, en la que el autor del presente curso, en su trasegar por la docencia universitaria en química analítica, ha encontrado una serie de variaciones muy significativas en el redireccionamiento de la fundamentación teórica, referidos a tal campo de conocimiento, muy particularmente en libros de edición posterior al año 2000, en el que es evidente el surgimiento de una ‘nueva’ manera de abordar la condición de equilibrio químico y particularmente la del equilibrio iónico. 

En suma, este curso le orientará a efectuar una mirada intencionada a dos maneras muy diferentes de enfrentar los problemas y los objetos de conocimiento relacionados con el equilibrio iónico, una de ellas más antigua y quizás más dotada de una comprensión química del fenómeno, frente a otra más actual y también más cargada de una comprensión matematizada  del mismo, pero con ventajas muy significativas en la resolución de mezclas complejas de sustancias presentes en una fase o a lo más en dos. 

 

Propósito principal del curso

En síntesis, este primer curso denominado: EQUILIBRIO IÓNICO desde las miradas antigua y moderna. Un ejercicio interdisciplinar desde la virtualidad, muestra dos tendencias claramente diferenciadas, de abordar situaciones problemáticas propias de los cuatro tipos de reacciones importantes en química analítica (ácido/base, de precipitación, redox y de formación de complejos), una de ellas se podría catalogar como metodología tradicional y una segunda se podría denominar metodología sistemática, siendo importante resaltar que en ambas se pueden aprovechar las herramientas computacionales para efectuar simulaciones o modelaciones, que se pueden presentar a modo de plantillas de prácticas de laboratorio virtual, en las que la posibilidad de efectuar análisis predictivos toma un lugar de preeminencia.

En últimas, este primer curso corto pretende ser un experimento didáctico, para evaluar las fortalezas y potencialidades de presentar un doble enfoque de abordaje de este muy interesante tópico, con la alternativa de incluir aproximaciones gráficas al fenómeno del equilibrio sobre soluciones acuosas y la opción muy actual de implementar laboratorios virtuales, para esta exquisita temática, en el escenario remoto.

 

Metodología

Este es un curso de profundización que se ofrece mediado por plataformas y recursos digitales. Tiene una duración de 4 semanas y una dedicación de tiempo que se distribuye entre las actividades de trabajo autónomo, los encuentros en línea y el desarrollo de los talleres y ejercicios de evaluación. Los encuentros en línea ocurrirán [dos veces por semana y una de evaluación] a través de la plataforma Moodle, desde la herramienta BigBlueButton o Teams y tendrán una duración de [dos horas o una hora, según el caso]. En estos encuentros se lleva a cabo la argumentación, discusión y participación relacionada con las temáticas y actividades propuestas en el curso, la presentación de talleres y la orientación sobre el trabajo autónomo, entre otros asuntos a convenir.

Para el desarrollo de las actividades de trabajo autónomo los participantes deberán revisar el material de trabajo y responder a las preguntas sobre el tema, ya sea en un foro o en las sesiones sincrónicas posteriores. Habrá diferentes recursos en línea como [lecturas, estudios académicos, lectura de artículos científicos, videos o simuladores on line, etc.]; unos obligatorios y otros complementarios, que serán asignados semanalmente.

Durante cada semana, los participantes realizarán las evaluaciones correspondientes a la semana o diligenciarán las encuestas del caso [en sesiones sincrónicas (en martes y viernes) o asincrónicas, según el caso].

 

Plan semanal del curso

Semana 1: Introducción y puertas de entrada al equilibrio

  • La apertura.
  • Puertas de entrada al equilibrio químico.
  • Dos entradas (o tres?).
  • Algo sorprendente.
  • Elementos de partida.
  • Una obra en tres actos (cociente de reacción, constante en términos de concentraciones y cociente en términos de actividades).
  • Del equilibrio químico al equilibrio iónico.
 

Semana 2: Sobre el terreno: el equilibrio iónico en sistemas acuosos. Primera parte: Equilibrio ácido/base de Brönsted.

  • Un equilibrio básico: el del agua.
    El equilibrio iónico desde la mirada antigua y moderna. Diagramas de distribución de especies y fracciones alfa.
  • La mecánica de la aproximación sistemática.
    Una opción “free” para laboratorio virtual: Curtipot®.
  • Cálculos de pHc desde las dos aproximaciones, la “tradicional” y la “sistemática”.
 

Semana 3: Un paso adelante: modelación de una titulación y Segunda Parte: Equilibrio de precipitación.

  • Número de puntos de equivalencia. Ejercicio de modelación en firme: 1) análisis predictivo, 2) Curtipot vs. Excel: lucha de titanes.
  • Equilibrio heterogéneo: reacciones de precipitación.
  • Equilibrio heterogéneo desde los iones hasta el precipitado.
  • Un caso concreto de una volumetría de precipitación desde la aproximación tradicional.
  • Un caso concreto de una volumetría de precipitación desde la aproximación sistemática.
 

Semana 4: Equilibrios en química analítica: tercera y cuarta parte: Redox y formación de complejos.

  • Equilibrio Redox: una fiesta entre oxidantes y reductores.
  • Modelación en Excel, el resultado gráfico de la aplicación de ecuaciones.
  • Equilibrio de formación de complejos: fiesta entre ácidos y bases de Lewis.
  • Un caso concreto de una volumetría de formación de complejos, titulando ion calcio frente al E.D.T.A desde la aproximación tradicional.
  • Implementación de laboratorios virtuales: una oportunidad para nuestros estudiantes desde lo afectivo y lo cognitivo.
  • Estilos de enseñanza en el laboratorio.
    Reflexiones y cierre.