PROGRAMA DE QUÍMICA IV
PRIMERA UNIDAD. LAS INDUSTRIAS DEL PETRÓLEO Y DE LA PETROQUÍMICA
PROPÓSITOS
Al finalizar la Unidad, el alumno:
• Ampliará su conocimiento sobre la estructura de la materia, a través del estudio de las propiedades del carbono, para comprender el
comportamiento químico de sus compuestos.
• Profundizará en el estudio de la reacción y enlaces químicos, mediante la investigación documental y experimental de algunas reacciones de
compuestos orgánicos, para conocer su importancia en la producción de productos útiles al hombre.
• Valorará la importancia de las industrias del petróleo y de la petroquímica al analizar su impacto económico, social y ambiental en el
desarrollo de México, para contribuir a la comprensión de la interacción entre la química y la sociedad.
Nota: Los números que aparecen entre paréntesis, después de las estrategias, corresponden al número del aprendizaje que se espera alcanzar y,
los que aparecen después de la temática corresponden al nivel de aprendizaje24.
TIEMPO: 38 horas
APRENDIZAJES ESTRATEGIAS SUGERIDAS TEMÁTICA
El alumno:
A1. Selecciona, analiza e interpreta
información relevante.
A2. Comunica en forma oral y escrita
los resultados de su investigación y
sus opiniones.
A3. Reconoce la importancia de los
productos del petróleo y de la
petroquímica en su vida diaria. (N1)
¿Por qué son importantes los productos de las industrias del petróleo
y de la petroquímica?
(4 horas)
Por medio de lluvia de ideas solicitar a los alumnos mencionar algunos
productos derivados del petróleo y de la petroquímica que utilicen en la
vida diaria.
Investigación documental o electrónica sobre las industrias del petróleo y
de la petroquímica, sus productos e impacto económico en México. (A1)
Analizar la información para responder a las preguntas: ¿son importantes
los productos del petróleo?, ¿renunciarías a tales productos? En
discusión grupal concluir que los productos obtenidos del petróleo y de la
industria petroquímica son importantes en la vida diaria. (A2, A3)
Productos e impacto
económico de las
industrias del petróleo y de
la petroquímica en México.
(N1)
24 Los niveles corresponden a la taxonomía propuesta por el Seminario de Evaluación de los Aprendizajes en Ciencias (Rubro 4), los cuales se precisan al final del programa.
APRENDIZAJES ESTRATEGIAS SUGERIDAS TEMÁTICA
A4. Selecciona, analiza e interpreta
información relevante.
A5. Observa, registra y analiza
información relevante al experimentar.
A6. Maneja con destreza y precaución
las sustancias, material y equipo de
laboratorio al experimentar.
A7. Comunica en forma oral y escrita
los resultados de su investigación y
expresa sus opiniones.
A8. Comprende que la composición
del petróleo determina sus
propiedades, usos y valor económico.
(N2)
A9. Comprende que el petróleo es una
mezcla compleja. (N2)
A10. Comprende el fundamento de la
destilación fraccionada y su
importancia para separar los
componentes del petróleo. (N2)
A11. Relaciona el punto de ebullición
con la masa molecular de los
hidrocarburos. (N2)
A12. Identifica los elementos que
constituyen a los hidrocarburos. (N1)
¿Qué es el petróleo y cómo se separan sus componentes?
(4 horas)
Investigación documental sobre la composición del petróleo, la
clasificación del crudo mexicano (ligero, pesado y superligero), uso de
sus derivados y valor económico. (A4)
Actividad experimental para caracterizar cualitativamente diferentes tipos
de petróleo (viscosidad, color, aspecto, volatilidad, etc.) Elaborar el
informe correspondiente. (A5, A6, A7)
De manera grupal analizar la información obtenida de la investigación
documental y experimental para concluir que el petróleo es una mezcla
compleja y que la separación de sus componentes es necesaria para
obtener productos de precio mundialmente competitivo. (A8, A9)
Mediante una lectura, un video o un software que ilustre la destilación
fraccionada del petróleo y señale los usos de los productos que se
obtienen; realizar un análisis de la información y concluir que:
- El petróleo es una mezcla compleja cuyos componentes se separan por
destilación fraccionada
- Las aplicaciones de las fracciones del petróleo como combustibles y
materias primas para la industria petroquímica.
(A9, A10, A11)
Actividad experimental para determinar carbono e hidrógeno en
hidrocarburos. Analizar los resultados y concluir que los hidrocarburos
son compuestos formados por carbono e hidrógeno. Elaborar el reporte
correspondiente. (A5, A6, A7, A12)
El petróleo como mezcla
compleja de
hidrocarburos. (N1)
Destilación fraccionada:
fundamento del proceso.
(N2)
Relación entre punto de
ebullición y masa
molecular. (N2)
Elementos constituyentes
de los hidrocarburos. (N1)
A13. Selecciona, analiza e interpreta
información relevante.
A14. Explica por medio de modelos de
¿Por qué existe una gran cantidad de compuestos del carbono?
(6 horas)
Búsqueda de información sobre las propiedades del carbono y sus
compuestos: tetravalencia, concatenación e isomería. Hacer un análisis
de lo investigado. (A13)
Solicitar a los alumnos que, bajo la supervisión del profesor:
APRENDIZAJES ESTRATEGIAS SUGERIDAS TEMÁTICA
la estructura atómica del carbono, su
tetravalencia y capacidad de
concatenación. (N2)
A15. Representa mediante modelos
los isómeros estructurales de
hidrocarburos sencillos. (N2)
A16. Comprende la geometría de las
moléculas de los compuestos del
carbono y la formación de enlaces
sencillos, dobles y triples. (N2)
- Establezcan, a partir de la información proporcionada en la tabla
periódica, el número atómico, electronegatividad y electrones de
valencia del carbono e hidrógeno
- Representen los átomos de carbono e hidrógeno mediante los modelos
de Bohr (electrones internos y externos) y de Lewis (electrones de
valencia)
- Representen los isómeros estructurales de algunos compuestos
sencillos del carbono.
En discusión grupal concluir que el carbono forma una gran cantidad de
compuestos debido a sus propiedades.
(A14, A15)
Pedir a los alumnos que, bajo la supervisión del profesor:
- Representen cadenas de moléculas sencillas lineales, ramificadas y
cíclicas, considerando enlaces covalentes C-C, C=C, C≡C y C-H
- Construyan modelos tridimensionales de moléculas sencillas de
geometría tetraédrica, triangular y lineal empleando globos, envases
tetrapac, unicel, entre otros, y midiendo los ángulos para explicar la
geometría molecular con la teoría de repulsión de pares electrónicos de
la capa de valencia (TRPECV).
Analizar los modelos construidos y concluir que los átomos de carbono
tienen la capacidad de formar enlaces sencillos dobles y triples.
(A16)
Propiedades del carbono y
sus compuestos:
• Tetravalencia
• Concatenación
• Isomería estructural
(N2)
Formas geométricas de
las moléculas:
• Tetraédrica
• Triangular
• Lineal
(N2)
Enlaces covalentes
sencillo, doble y triple.
(N2)
A17. Describe las características
estructurales de los hidrocarburos
saturados, no saturados y aromáticos.
(N2)
A18. Establece la diferencia entre un
hidrocarburo y los grupos alquilo que
de él se derivan. (N2)
A19. Aplica las reglas de la IUPAC
para nombrar los hidrocarburos
estudiados. (N3)
¿Cómo se clasifican y representan los hidrocarburos?
(4 horas)
Análisis de una lectura sobre, qué son los hidrocarburos, su clasificación
(saturados, no saturados, lineales, ramificados, cíclicos y aromáticos) y
formas de representación (fórmulas condensada, desarrollada,
semidesarrollada y estructural).
Solicitar a los alumnos que, bajo la supervisión del profesor, realicen las
siguientes actividades:
- Escribir algunas fórmulas condensadas, semidesarrolladas,
desarrolladas, así como representaciones estructurales (de líneas) para
los primeros alcanos, alquenos, alquinos y aromáticos (benceno,
naftaleno, antraceno, tolueno y xilenos)
- Dibujar la estructura de algunos alcanos cíclicos saturados, no
saturados, aromáticos y de isómeros estructurales
- Aplicar las reglas de nomenclatura para hidrocarburos de la IUPAC y la
de grupos alquilo (radicales) más sencillos al nombrar los compuestos
estudiados.
(A17, A18, A19)
Características
estructurales de
hidrocarburos saturados,
no saturados y
aromáticos. (N2)
Representación de
fórmulas: condensada,
desarrollada y
semidesarrollada, y
representaciones
estructurales. (N2)
Nomenclatura IUPAC para
nombrar losAPRENDIZAJES ESTRATEGIAS SUGERIDAS TEMÁTICA
hidrocarburos. (N3)
Grupos alquilo. (N1)
A20. Establece diferencias y
similitudes entre las propiedades de
los hidrocarburos alifáticos y
aromáticos. (N2)
A21. Señala que las propiedades de
los hidrocarburos dependen de la
estructura de sus moléculas. (N2)
A22. Establece la diferencia entre un
isómero estructural y un isómero
geométrico. (N2)
A23. Relaciona el tipo de enlace con la
reactividad en compuestos orgánicos.
(N3)
A24. Distingue los enlaces doble y
triple como centros reactivos en las
moléculas de los hidrocarburos. (N2)
A25. Explica por qué son importantes
los petroquímicos básicos. (N2)
¿Por qué son diferentes las propiedades de los hidrocarburos?
( 8 horas)
Información acerca de las propiedades y usos de los hidrocarburos
alifáticos y aromáticos representativos que permita al profesor, analizar
con los alumnos la diferencia entre ellos. (A20)
Solicitar a los alumnos que dibujen o construyan modelos
tridimensionales de algunos isómeros estructurales y geométricos
sencillos. Analizar las formas de las moléculas y con datos de sus
propiedades físicas establecer la relación entre la estructura y sus
propiedades. (A21)
Investigación documental acerca de la reactividad de los enlaces
sencillo, doble y triple. El profesor orientará una discusión grupal sobre la
información obtenida para establecer la relación entre el tipo de enlace y
la reactividad en los compuestos orgánicos. (A22)
Experiencia de cátedra que permita a los alumnos comparar la
reactividad del metano, etileno y acetileno, o proyectar un audiovisual
que sustituya la experiencia. A partir de las observaciones establecer las
diferencias entre la reactividad de los hidrocarburos saturados y no
saturados. (A23, A24)
Lectura sobre los petroquímicos básicos (metano, etileno, propileno,
butilenos y aromáticos), su obtención a partir del petróleo, propiedades y
aplicaciones. Discutir y analizar la información, destacar al etileno por su
reactividad y su capacidad para formar diversidad de compuestos.
Concluir sobre la importancia de estos petroquímicos para la fabricación
de productos. (A25)
Propiedades de los
hidrocarburos por su
estructura. (N2)
Propiedades de isómeros
estructurales y
geométricos. (N2)
Tipo de enlace y
reactividad en compuestos
orgánicos. (N3)
Reactividad del doble y
triple enlace. (N2)
Petroquímicos básicos.
(N2)
A26. Selecciona, analiza e interpreta
información relevante.
A27. Clasifica los compuestos del
¿Qué importancia tienen los grupos funcionales en los compuestos del
carbono?
(8 horas)
Investigación bibliográfica para establecer qué son los grupos
funcionales y cuál es su estructura. (A26)
Con base en el análisis de la información orientar al alumno para
Estructura de los grupos
funcionales: haluro,
APRENDIZAJES ESTRATEGIAS SUGERIDAS TEMÁTICA
carbono por su grupo funcional. (N2)
A28. Identifica en fórmulas de
compuestos del carbono a los grupos
funcionales. (N2)
A29. Reconoce que las propiedades
de los compuestos del carbono se
deben a su grupo funcional. (N2)
A30. Distingue las reacciones de
sustitución, adición, eliminación,
condensación y oxidación. (N2)
A31. Representa las reacciones
estudiadas por medio de ecuaciones,
en las que se indiquen las condiciones
de reacción. (N3)
A32. Observa, registra y analiza
información relevante al experimentar.
A33. Maneja con destreza y
precaución las sustancias y el material
y equipo de laboratorio al
experimentar.
A34. Comunica en forma oral y escrita
los resultados de su investigación y
expresa sus opiniones.
elaborar un cuadro que contenga: nombre genérico, estructura general y
al menos dos ejemplos con fórmula y nombre. (A27, A28)
Lectura acerca de las propiedades, usos y aplicaciones de los
compuestos orgánicos (haluros, alcoholes, éteres, aldehídos, cetonas,
ácidos carboxílicos, ésteres, aminas, amidas, anhídridos). Discusión y
análisis de la información para establecer la relación que existe entre las
propiedades, usos y aplicaciones de los compuestos con su grupo
funcional. (A29)
A partir de una investigación documental acerca de las reacciones de
compuestos orgánicos de sustitución, adición, eliminación, condensación
y oxidación (lenta y rápida); el profesor analizará junto con el grupo los
diferentes tipos de reacción para identificar patrones de comportamiento
y explicar cuáles son específicas de alcanos, alquenos y alquinos
Resolver ejercicios de identificación y escritura de reacciones. (A30, A31)
Actividad experimental de reacciones de compuestos orgánicos de:
sustitución (etanol con ácido clorhídrico), adición (etileno con bromo),
eliminación (etanol con ácido sulfúrico), condensación y oxidación (una
fermentación u oxidación biológica para generar compuestos con distinto
grado de oxidación). Escribir las ecuaciones químicas correspondientes.
Elaborar el informe correspondiente. (A32, A33, A34)
Se recomienda tener cuidado en el manejo de reactivos y residuos.
Elaborar un cuadro sinóptico o mapa conceptual que sintetice lo
aprendido, acerca de las propiedades de los hidrocarburos y la
importancia de los grupos funcionales con sus reacciones.
alcohol, éter, aldehído,
cetona, carboxilo, éster,
amina, amida. (N2)
Propiedades de
compuestos del carbono
por su grupo funcional.
(N2)
Reacciones de
compuestos orgánicos:
• Sustitución
• Adición
• Eliminación
• Condensación
• Oxidación
(N2)
A35. Selecciona, analiza e interpreta
información relevante.
A36. Valora las soluciones a los
problemas de contaminación
ambiental en la extracción y
¿Cómo impacta al ambiente la producción de petróleo y petroquímicos
en México?
(4 horas)
Búsqueda de información documental o en Internet, o proyección de un
audiovisual acerca de los problemas de contaminación ambiental por la
extracción, y transformación del petróleo y métodos de control
biotecnológicos. (A35)
Con la información obtenida llevar a cabo una discusión dirigida por el
profesor para analizar los aspectos relacionados con la contaminación y
Contaminación originada
por los procesos de
extracción yPRENDIZAJES ESTRATEGIAS SUGERIDAS TEMÁTICA
transformación del petróleo.
A37. Valora la situación tecnológica de
México en la producción de petróleo y
petroquímicos.
sus métodos de control, entre los que se puede destacar la
biodegradación en suelos y biorremediación en efluentes de
contaminantes producidos por derrames de petróleo. (A36)
Elaborar un ensayo, periódico mural o collage, entre otros, partiendo de
la pregunta: ¿Cómo podría mejorarse el uso que se da al petróleo en
México? En discusión grupal concluir acerca del mejor uso del petróleo.
(A37)
transformación de
petróleo. (N1)
Métodos actuales para
combatir la contaminación
por hidrocarburos. (N1)
desde tiempos antiguos ha sido de gran ayuda para nosotros; en la antigua Mesopotamia se utilizaba para la construcción e iluminación. Pero hoy en día se explota industrialmente ya que se utiliza para un sin numero de usos; elaboración de plásticos, telas, llantas, combustible para los medios de transporte, entre otras cosas.
Para localizar los yacimientos de petroleo se provoca una explosión en la corteza terrestre y esta expande ondas; cuando estas chocan con los yacimientos de petroleo las ondas regresan y así se calcula la distancia y la profundidad a la que se encuentra.
