Propuesta de prácticos de laboratorio en asignaturas de Quimica Inorgánica, enfocado en los contenidos de Química del estado sólido

Abstract

La actividad experimental es uno de los aspectos determinantes en el proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias ya que contribuye con el desarrollo de las habilidades y destrezas para el trabajo experimental [1] y constituye un complemento valioso en los contenidos teóricos que se revisan en una asignatura en particular. Los prácticos de laboratorio brindan a los estudiantes la posibilidad de entender cómo se construye el conocimiento científico. Sin embargo, muchos de los prácticos tradicionales que se ejecutan en las distintas asignaturas de Química carecen de una contextualización asociada al entorno, la gran mayoría de ellos se basan en la síntesis y caracterización de compuestos y no de sus propiedades y potenciales aplicaciones en la resolución de problemas ambientales y tecnológicas. Las nuevas generaciones requieren de mayores elementos para el desarrollo de capacidades y habilidades que les permitan comprender el mundo natural en el que viven [2]. Corresponde ofrecer las herramientas necesarias para el desarrollo de estas capacidades en los procesos formativos de enseñanza. La actividad experimental en la enseñanza de las ciencias es utilizada principalmente para demostrar o comprobar una ley o una teoría, y el estudiante se ve obligado a cumplir con una guía o receta de pasos para alcanzar el resultado final de la demostración, dejando por fuera los procesos de desarrollo de pensamiento al diseñar, manipular, interpretar y explicar fenómenos. El presente trabajo propone por una parte la síntesis de materiales semiconductores capaces de degradar contaminantes orgánicos en sistemas acuosos y por otra, la búsqueda de materiales afines de fácil acceso o disposición para ser aplicados con el mismo fin. De esta forma se propone la ejecución de un practico donde los estudiantes visualicen la utilidad de algunos materiales y como estos pueden ser aplicados en la resolución de problemas de tipo tecnológico, ambiental o cotidiano. Para la correcta ejecución de este practico se sugiere que los estudiantes tengan dominio o conocimientos previos de los siguientes tópicos: 1. Estequiometria y balance de ecuaciones, 2. Química de coordinación, 3. Química del estado sólido )semiconductores), 4. Manejo teórico de la ley Lambert Beer y manejo instrumental de espectroscopia UV-visible, 5. Fotocatálisis heterogénea. La intención de este practico es ejecutarlo con materiales y reactivos básicos presentes en cualquier laboratorio de docencia y está adaptado en dos secciones: 1. Síntesis y evaluación fotocatalitica de materiales de CeO2, CeO2/CuO y, CeO2/NiO, 2. Diseño de fotocatalizadores caseros de Al2O3 y Cu en la degradación catalítica de tintas orgánicas. En el contexto de los procesos de oxidación avanzada, la fotocatálisis emerge como una estrategia alternativa en la degradación de diversos contaminantes orgánicos en aguas residuales. Esta estrategia consiste en el uso de un semiconductor (en polvo o en lamina) que es sumergido en una muestra acuosa a una determinada profundidad que le permita la absorción de luz para su excitación electrónica. Esta excitación genera la formación de portadores de carga que emigran hacia la superficie del material y toman contacto con las especies reactivas de oxígeno (O2, OH-) presentes en el agua para la generación de radicales que son las responsables en la degradación del contaminante. La finalidad de este trabajo consta de dos prácticos: 1. La síntesis y Foto-deposición de semiconductores en base a CeO2 puro y CeO2 mixtos con CuO y NiO, los cuales serán evaluados como fotocatalizadores en la degradación del tinte Verde brillante. 2. Proponer materiales de fácil adquisición tales como láminas de Aluminio y Cobre, los cuales serán evaluados como “Potenciales fotocatalizadores” en la degradación del tinte Verde brillante y Azul de metileno.