AUTOR:
Luis Moreno Martínez
CENTRO:
CEIPS Vicente Aleixandre
EMAIL:
luis.morenomartinez@educa.madrid.org
DESCRIPCIÓN:
Contexto:
La Revolución Química del siglo XVIII constituye un capítulo fundamental de la historia de la química. Se trata de un proceso en el que la química se transformó en una ciencia moderna, renovando su lenguaje frente a la tradición alquímica y sentando importantes bases conceptuales, muchas de las cuales todavía perviven en la química actual. Aunque este episodio histórico ha sido ampliamente estudiado por los investigadores en historia de la química, es poco conocido en las aulas de Física y Química de enseñanza secundaria.
La experiencia didáctica realizada ha partido de un experimento clave de la Revolución Química: la síntesis y el análisis del mercurius praecipitatus per se. El nombre de este compuesto (literalmente, «mercurio precipitado por sí mismo») alude a una de sus misteriosas propiedades: cuando se calentaba daba lugar a mercurio metálico. Hoy sabemos que este compuesto, también conocido como cal roja de mercurio, era el monóxido de mercurio u óxido de mercurio(II) (HgO). El estudio de la composición, la síntesis y la descomposición térmica de este compuesto fue abordado por destacadas personalidades de la química de los siglos XVII y XVIII, como Nicolas Lémery, Louis Bernard Guyton de Morveau, Joseph Priestley y Antoine Laurent Lavoisier. Este último, con la fiel ayuda de su esposa Marie Anne P. Paulze y otros colaboradores, sometió a calentamiento mercurio metálico observando que la formación de esta cal (hoy óxido) llevaba consigo la «desaparición» de una parte del aire que resultó ser también un elemento presente en el agua y en numerosos ácidos conocidos en la época: el oxígeno (literalmente, «generador de ácidos»; aunque hoy sabemos que no todos los ácidos contienen este elemento). El estudio del mercurius praecipitatus per se, junto con otras investigaciones, llevó a Lavoisier a explicar fenómenos como la respiración, la combustión o la calcinación como un mismo proceso de oxidación. Su nueva teoría resultó tener un mayor potencial explicativo y predictivo que la anteriormente usada, la teoría del flogisto. Lavoisier y sus colaboradores contribuían así a los orígenes de la química como ciencia moderna.
Descripción de la experiencia y objetivos didácticos:
La experiencia didáctica desarrollada ha consistido en la adaptación didáctica del célebre experimento de Lavoisier y sus colaboradores con el HgO, el cual ha sido reconvertido en una experiencia de cátedra de interés para la materia de Física y Química de 4.º ESO. En dicha recreación se ha llevado a cabo la descomposición en atmósfera cerrada de una pequeña cantidad de óxido de mercurio(II), observándose la formación de mercurio metálico en forma de vapor que forma un espejo en las paredes del tubo de ensayo. Asimismo, se ha incorporado al polvo de óxido de mercurio(II) una pieza de aluminio que «engorda» según se desarrolla la reacción, ya que el mercurio producido in situ forma amalgama con el mercurio. El uso de pequeñas cantidades, la realización por parte del docente siguiendo las oportunas medidas de seguridad, el empleo de atmósfera cerrada y de la pieza de aluminio como «captadora» del mercurio producido se han revelado como condiciones de trabajo adecuadas al laboratorio escolar.
Aunque se trata de una experiencia de cátedra, el experimento exige la participación activa del alumnado que debe realizar una observación crítica y detallada del proceso químico. Se pretende así trabajar en el aula la importancia de la observación de hechos experimentales como una destreza científica básica. La naturaleza de la reacción que tiene lugar permite introducir al alumnado los conceptos de oxidación y reducción, a la par que realizar cálculos estequiométricos en un contexto real, como la determinación del mercurio formado o el rendimiento de la reacción. La formación de mercurio metálico también permite al alumnado investigar sobre sus riesgos y toxicidad, reflexionando sobre la importancia de la seguridad en el trabajo experimental y en el manejo de sustancias químicas. Además, el alumnado deberá emplear tanto la teoría del flogisto como la teoría de Lavoisier en la explicación del fenómeno observado, lo que le permite aplicar sus conocimientos sobre reactividad química y aprender sobre la naturaleza de la química como ciencia, el papel de las mujeres científicas (como Marie Anne P. Paulze), la construcción de las teorías científicas y su no siempre acomodo a la evidencia experimental.
Acceso a materiales docentes y recursos:
Durante el desarrollo de la actividad el alumnado deberá realizar una serie de anotaciones sobre el proceso observado y resolver varias actividades, las cuales se adjuntan más abajo. Todos los materiales docentes, incluyendo una explicación detallada del experimento histórico y de su recreación didáctica, así como materiales complementarios o vídeos de la reacción (por si no se dispone del reactivo, pero se quiere igualmente realizar la actividad en el aula), se pueden consultar en este enlace.
Esta experiencia fue presentada en el VIII Congreso Internacional de Docentes de Ciencia y Tecnología celebrado en Madrid en abril de 2024. La presentación empleada, que incluye información de interés para el profesorado interesado en la experiencia, se encuentra disponible aquí.
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