| TELESECUNDARIAS 3° GRADO | TRIMESTRE 3 |
| CAMPO FORMATIVO | Saberes y Pensamiento Científico | ||||||
| DISCIPLINAS | Matemáticas y Química. | ||||||
| NOMBRE DEL PLANTEL | _________________________ | CCT | _________________________ | DOCENTE | _________________________ | ||
| CICLO ESCOLAR | _________________________ | TRIMESTRE | 3 | GRADO | Tercero | GRUPO(S) | _________________________ |
| TOTAL DE HORAS A LA SEMANA | LENG. | SPC. | ENS. | DHyLC. | COMUNIDAD | _________________________ | |
| CONTENIDO INTEGRADO | |||||||
| Las reacciones redox se clasifican en varios tipos fundamentales. La combustión es la oxidación rápida de un combustible con oxígeno que produce calor y luz: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O (ΔH = −890 kJ/mol); México produce 1,745 millones de pies cúbicos diarios de gas natural según PEMEX. La corrosión es la oxidación lenta de metales: 4Fe + 3O₂ + 6H₂O → 4Fe(OH)₃ (herrumbre). Las celdas galvánicas convierten energía química en eléctrica espontáneamente (pilas, baterías), mientras que las celdas electrolíticas usan energía eléctrica para forzar reacciones no espontáneas (electrodeposición, producción de aluminio). La celda de combustible de hidrógeno (2H₂ + O₂ → 2H₂O) es la tecnología del futuro: Toyota Mirai recorre 650 km con 5 kg de H₂. En México, el Cinvestav investiga celdas de combustible para transporte público en la CDMX. | |||||||
| SUBCONTENIDOS | |||||||
| Química: Tipos de redox: (1) Combustión: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O (propano, gas LP); (2) Corrosión: 2Fe + O₂ + 2H₂O → 2Fe(OH)₂ (lenta); (3) Celda galvánica: ΔG° < 0, reacción espontánea, ánodo (−) se oxida, cátodo (+) se reduce; (4) Celda electrolítica: ΔG° > 0, reacción forzada con corriente externa, ánodo (+), cátodo (−). Comparación: en celda galvánica el ánodo es negativo; en celda electrolítica el ánodo es positivo. Celda de combustible: 2H₂ + O₂ → 2H₂O, eficiencia 60% vs 25% de motor de combustión. Matemáticas: Cálculo de energía de combustión: si 1 mol de CH₄ libera 890 kJ, ¿cuánta energía producen 16 g de metano? (890 kJ, ya que M = 16 g/mol). Eficiencia: un motor de gasolina convierte 25% de la energía química en trabajo; una celda de combustible, 60%. Si ambos tienen 100 kJ de combustible, el motor produce 25 kJ de trabajo y la celda 60 kJ. Cálculo de ΔG° = −nFE°: para la celda Daniell, ΔG° = −2(96,485)(1.10) = −212,267 J = −212.3 kJ (espontánea). Tecnología: Batería de litio-ion: ánodo de grafito (C₆ + Li⁺ + e⁻ → LiC₆), cátodo de LiCoO₂, voltaje 3.7 V, usada en el 95% de celulares. Celdas de combustible de hidrógeno: membrana de intercambio protónico (PEM), eficiencia 60%, único subproducto: agua. En México, el Cinvestav-IPN desarrolla pilas de combustible de metanol directo para dispositivos portátiles. Electrodeposición industrial de cromo, níquel y oro en la industria automotriz de Guanajuato y Puebla. | |||||||
| EJES ARTICULADORES | Pensamiento Crítico, Vida Saludable, Interculturalidad Crítica. | ||||||
| PROYECTOS DE INTEGRACIÓN COMUNITARIA CON QUE SE VINCULAN | |
| PROYECTO DE AULA | Investigar y analizar aspectos de Tipo de reacciones redox, sintetizando los hallazgos en Panel de discusión que demuestre comprensión y capacidad de comunicación. |
| PROYECTO DE ESCUELA | Exposición científica escolar donde los equipos presenten su Panel de discusión sobre el tema, demostrando sus experimentos, gráficas y conclusiones ante compañeros y docentes de otros grupos, promoviendo el interés por la ciencia y la investigación. |
| PROYECTO COMUNITARIO | Campaña informativa comunitaria donde los estudiantes compartan los resultados de su investigación sobre el proyecto con familias y vecinos, vinculando sus hallazgos con la problemática “Rezago en calculo mental” y proponiendo acciones concretas basadas en evidencia científica. |
| PROYECTO PARCIAL DE AULA | |
| Un limón que reduce la oxidación |
| DESARROLLO DE ACTIVIDADES | |
| MOMENTO 1 | Pregunta detonadora: ¿Sabías que la llama de tu estufa, la batería de tu celular y la herrumbre del portón son el mismo tipo de reacción química? Todas son reacciones redox, pero a velocidades y con propósitos muy diferentes. La combustión ocurre en milisegundos, la corrosión en años, y la batería la controlas tú. Actividad vivencial: El docente presenta 3 estaciones rápidas: (1) enciende un cerillo y pregunta ¿qué se oxida y qué se reduce?; (2) muestra un objeto oxidado de hierro y pregunta ¿es la misma reacción que el cerillo?; (3) enciende un foco con una pila y pregunta ¿aquí también hay redox? Los estudiantes discuten en parejas las similitudes y diferencias. Se concluye: todas son transferencia de electrones, pero la velocidad, el control y la aplicación son distintos. Dato impactante: Una celda de combustible de hidrógeno produce electricidad con eficiencia del 60% y su único residuo es agua pura. El Toyota Mirai recorre 650 km con solo 5 kg de hidrógeno. |
| VINCULACIÓN | CAMPO FORMATIVO: Consultar el libro de texto de la Colección Nanahuatzin, tercer grado de Telesecundaria. Revisar el tema correspondiente al proyecto en el índice del libro. • Para la vinculación transversal, consultar los libros de los demás campos formativos en las secciones relacionadas. |
| ESTRATEGIA NACIONAL: • Programa Nacional de Salud en tu Escuela. • Estrategia Nacional de Lectura. • Programa de Ciencia y Tecnología para Todos. |
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| MOMENTO 2 | PLANEACIÓN |
| PLANEACIÓN | Los estudiantes se organizan en 5 equipos para investigar los tipos de reacciones redox: Equipo 1 — Combustión y energía: Investigan la combustión de 5 combustibles: metano (CH₄, gas natural), propano (C₃H₈, gas LP), octano (C₈H₁₈, gasolina), etanol (C₂H₅OH, biocombustible) y carbón (C). Escriben y balancean las ecuaciones de combustión completa. Calculan la energía liberada por gramo de cada combustible y elaboran una gráfica comparativa. Investigan la producción de gas natural de PEMEX (1,745 MMpcd en 2023). Equipo 2 — Corrosión como redox lenta: Comparan la corrosión de 4 metales: hierro (herrumbre, Fe₂O₃), cobre (pátina verde, Cu₂(OH)₂CO₃), plata (capa negra, Ag₂S) y aluminio (capa protectora, Al₂O₃). Escriben las ecuaciones redox de cada proceso. Investigan por qué el aluminio no se “corroe” visiblemente (capa de Al₂O₃ autorreparable). Calculan costos de corrosión en México por sector. Equipo 3 — Celdas galvánicas: Investigan 4 tipos de pilas/baterías comerciales: pila alcalina (Zn-MnO₂, 1.5 V), batería de plomo-ácido (Pb-PbO₂, 12 V), batería de litio-ion (C-LiCoO₂, 3.7 V) y pila botón (Zn-Ag₂O, 1.55 V). Para cada una: ecuaciones de semicelda, voltaje, aplicaciones, impacto ambiental al desecharse. Elaboran un diagrama comparativo. Equipo 4 — Celdas electrolíticas y aplicaciones industriales: Investigan la electrólisis del agua (2H₂O → 2H₂ + O₂), la electrodeposición de cromo en la industria automotriz de Puebla, la producción de aluminio por electrólisis (proceso Hall-Héroult: 2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂, consume 13 kWh/kg Al) y la purificación electrolítica del cobre en Nacozari. Calculan el costo eléctrico de producir 1 kg de aluminio. Equipo 5 — Celdas de combustible y el futuro: Investigan el funcionamiento de la celda de combustible de hidrógeno (PEM): 2H₂ → 4H⁺ + 4e⁻ (ánodo), O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O (cátodo). Comparan eficiencia con motor de combustión (60% vs 25%). Investigan proyectos mexicanos de hidrógeno verde del Cinvestav y UNAM. Elaboran una infografía del futuro energético. |
| FECHA | _____________
Esto es una muestra. La planeación completa cuesta $40. Lo que sigue: 5 sesiones desarrolladas · 15 momentos con su tiempo · 285 minutos de clase planeados · 3 criterios en la rúbrica · Adecuaciones para barreras de aprendizaje. |