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• Ácido-base: problema competencial sobre el tratamiento de aguas (8601)

  23 de febrero , por F_y_Q

  En una Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) se monitoriza el pH del agua tratada para garantizar su seguridad antes del vertido. El agua residual contiene ácido acético (procedente de la fermentación de materia orgánica) y fosfatos (procedentes de detergentes). Para neutralizar el exceso de acidez, se utiliza una disolución de hidróxido de sodio. Posteriormente, se añade una disolución amortiguadora fosfato para mantener el pH estable antes del vertido. Se dispone de los siguientes datos a 25 °C:

  Especie	Constante de equilibrio
  $$$ \text{CH}_3\text{COOH}$$$	$$$ \text{K}_\text{a} = 1.8\cdot 10^{-5}$$$
  $$$ \text{H}_3\text{PO}_4$$$	$$$ \text{K}_{\text{a}_1} = 7.5\cdot 10^{-3}$$$; $$$ K_{\text{a}_2} = 6.2\cdot 10^{-8}$$$; $$$ \text{K}_{\text{a}_3} = 4.8\cdot 10^{-13}$$$
  $$$ \text{H}_2\text{O}$$$	$$$ \text{K}_\text{w} = 1.0\cdot 10^{-14}$$$

  Apartado a)

  En el tanque de entrada se analiza una muestra de agua residual que contiene ácido acético 0.10 M.

  a.1) Escribe el equilibrio de disociación del ácido acético en agua, según la teoría de Brönsted-Lowry, identificando los pares ácido-base conjugados. Calcula el pH de esta disolución y el grado de disociación del ácido.

  a.2) Si el agua residual también contiene fosfato de sodio ($$$ \text{Na}_3\text{PO}_4$$$) 0.050 M, justifica, escribiendo las reacciones correspondientes, si el pH de la disolución resultante será ácido, básico o neutro. Considera que el ion fosfato actúa como base conjugada de $$$ \text{HPO}_4^{2-}$$$.

  Apartado b)

  Para neutralizar el agua residual del apartado a.1), se añade disolución de NaOH 0.20 M.

  b.1) Calcula el volumen de disolución de NaOH necesario para neutralizar completamente 50.0 mL del agua residual que contiene ácido acético 0.10 M. ¿Cuál será el pH en el punto de equivalencia? Justifica la respuesta considerando la hidrólisis de la sal formada.

  b.2) Si en lugar de alcanzar el punto de equivalencia se añaden 12.5 mL de NaOH 0.20 M, calcula el pH de la disolución resultante e indica qué sustancias forman el sistema amortiguador presente.

  Apartado c)

  Una vez neutralizada, se añade un sistema amortiguador fosfato para mantener el pH estable entre 6.8 y 7.5 antes del vertido, utilizando una mezcla de $$$ \text{NaH}_2\text{PO}_4$$$ y $$$ \text{Na}_2\text{HPO}_4$$$.

  c.1) Justifica, utilizando la ecuación de Henderson-Hasselbalch, cuál de los dos pares conjugados del ácido fosfórico es el más adecuado para preparar este amortiguador, y calcula la relación $$$ [\text{HPO}_4^{2-}]/[\text{H}_2\text{PO}_4^-]$$$ necesaria para mantener el pH a 7.2.

  c.2) Si se dispone de 500 mL de disolución de $$$ \text{NaH}_2\text{PO}_4$$$ 0.10 M, calcula qué masa de $$$ \text{Na}_2\text{HPO}_4$$$ debe añadirse para preparar el amortiguador del apartado anterior.

  Datos: Masas atómicas relativas: Na = 23.0; P = 31.0; O = 16.0; H = 1.00.

• Ejercicio competencial sobre energía y trabajo (8611)

  22 de febrero , por F_y_Q

  El Parque de las Ciencias de Granada está diseñando una nueva atracción interactiva para explicar los principios de la energía mecánica. Como asesores científicos jóvenes, debéis analizar el prototipo propuesto y verificar si cumple los requisitos de seguridad y los principios físicos.

  El prototipo consiste en un pequeño vehículo de prueba, con una masa de 250 kg, que se desliza sin motor por un raíl. El recorrido consta de varias fases que debes analizar:

  Primera fase: El vehículo se libera desde el reposo en un punto «A», situado a 20 m de altura sobre el nivel de referencia (suelo). El tramo «AB» es una rampa sin rozamiento que termina en el punto «B», situado a 5 m de altura.
  a) Calcula la energía mecánica del vehículo en el punto «A».
  b) Determina la velocidad que tendrá el vehículo al llegar al punto «B», aplicando el principio de conservación de la energía mecánica.

  Segunda fase (rizo): Desde el punto «B», el vehículo entra en un rizo vertical de 8 m de diámetro. Considera que este tramo también carece de rozamiento.
  a) Calcula la velocidad del vehículo en el punto más alto del rizo, punto «C».
  b) Si la velocidad mínima para completar el rizo sin caerse debe ser superior a 6 m/s en el punto «C», ¿supera el vehículo esta prueba? Justifica tu respuesta.

  Tercera fase: Al salir del rizo, el vehículo llega al punto «D», que está a 3 m de altura, con una velocidad de 18 m/s. A partir de «D», el raíl se vuelve horizontal y aparece un sistema de frenado que ejerce una fuerza de rozamiento constante de 500 N sobre una distancia de 40 m hasta detener el vehículo en el punto «E».
  a) ¿Se conserva la energía mecánica en el tramo D-E? Razona tu respuesta.
  b) Calcula el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento en este tramo.
  c) Aplicando el teorema de las fuerzas vivas (trabajo-energía cinética) o la variación de energía mecánica, verifica si el vehículo se detiene justo al final del tramo de frenado.

  Dato: $$$ \text{g} =9.8\ \text{m}\cdot \text{s}^{-2}$$$.

• Acciones evaluables, técnicas e instrumentos de evaluación usados (8608)

  21 de febrero , por F_y_Q

  Tercer vídeo en el que explico cómo aplicar el método de diseño de situaciones de aprendizaje a un caso concreto. Acabo explicando cómo aterrizar a la acción en el aula todo lo ideado y seleccionado hasta ese momento en el diseño de la situación de aprendizaje.

• Elementos curriculares seleccionados y formato de la situación de aprendizaje (8607)

  20 de febrero , por F_y_Q

  Segundo vídeo en el que explico cómo aplicar el método de diseño de situaciones de aprendizaje a un caso concreto. Te presento los elementos curriculares que incluí en la situación de aprendizaje y cómo me planteé el formato que debía darle.

• Una curiosidad competencial como «idea feliz» (8606)

  19 de febrero , por F_y_Q

  En este vídeo explico cómo aplicar el método de diseño de situaciones de aprendizaje a un caso concreto, utilizando una curiosidad que me sirvió para iniciar la situación de aprendizaje y cómo comprobé que es una «idea feliz» competencial.