USO DE UNA HOJA DE CÁLCULO COMO UNA ESTRATEGIA DIDÁCTICA EN LA ENSEÑANZA DE LA QUÍMICA DE LOS EQUILIBRIOS IÓNICOS EN SOLUCIÓN

Resumen

RESUMEN
La tendencia en las nuevas tecnologías de la informática, como estrategias didácticas en Educación, parece orientada al desarrollo de aplicaciones para INTERNET. Algunas tecnologías (hojas de cálculo), no orientadas totalmente a la red, permiten abordar problemas difíciles en química sin recurrir a complejos lenguajes de programación. El objetivo de trabajo fue desarrollar una estrategia didáctica en hoja de cálculo y resolver teóricamente el sistema KH2PO4-CaCO3 en agua (obtener todas las concentraciones de las especies en solución), para explicar parcialmente el comportamiento de fertilizantes fosfatados en suelos calcáreos. Las ecuaciones del sistema fueron condensadas en un polinomio de grado 7 para la actividad de ion hidrógeno y resuelto mediante el método de Newton-Raphson. La hoja de cálculo, en conjunto, permite almacenar las constantes químicas utilizadas, determinar las concentraciones de todas las especies en solución por procesos iterativos para el pH y la fuerza iónica, regular las fases precipitadas (CaCO3 e hidroxiapatita) y controlar la calidad operacional del proceso con base en los balances de carga y masa para el KH2PO4 y el KHCO3 (formado en un ambiente con CaCO3). Los resultados teóricos fueron verificados experimentalmente, para una solución 0,01 M de KH2PO4, antes y después de añadirle un exceso de CaCO3.
Palabras Clave: Método de Newton-Raphson, nuevas tecnologías educativas, sistemas químicos complejos
USE OF SPREADSHEET SOFTWARE AS A DIDACTIC STRATEGY IN TEACHING OF THE CHEMISTRY OF IONIC EQUILIBRIUMS IN SOLUTION
ABSTRACT

The tendency in the use of new information technologies, as didactic strategies in education, seems to be focused on the development of Internet applications. Some technologies (spreadsheet software), not totally Web oriented, can be used to solve difficult problems in chemistry without employing complex software languages. The objective of this study was to develop a didactic strategy in a spreadsheet for theoretical resolution of KH2PO4-CaCO3 system (to obtain all concentrations for chemical species in aqueous solution) and partially explain the behavior of phosphate fertilizers in calcareous soils. System equations were condensed in a 7th grade polynomial equation for hydrogen activity and its resolution was accomplished using the Newton-Raphson method. The developed spreadsheet used chemical constants and the procedures for: a) determining concentrations for all chemical species in aqueous solution by iterative processes for pH and ionic strength; b) regulating the precipitated phases (CaCO3 and hydroxyapatite); and c) controlling the operational quality based in the charge and mass balances for KH2PO4 and KHCO3 (formed in an environment with CaCO3). Theoretical results were experimentally verified for a 0.01 M KH2PO4 solution, before and after adding CaCO3 in excess.
Key Words: Newton-Raphson method, new educational technologies, complex chemical systems