Scielo RSS <![CDATA[Educación química]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0187-893X20190001&lang=es vol. 30 num. 1 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[Editorial]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100002&lng=es&nrm=iso&tlng=es <![CDATA[El premio Nobel de química 2018: evolución dirigida de enzimas y anticuerpos]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100003&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen El Premio Nobel de Química 2018, fue otorgado a tres investigadores independientes que de alguna u otra manera a lo largo de su trayectoria contribuyeron a imitar el proceso de evolución natural para manipular genes que codifican la secuencia de proteínas con el fin de modificar su función.<hr/>Abstract The 2018 Nobel Prize in Chemistry was awarded to three independent researchers, who along their academic career contributed in different ways to imitate the process of natural evolution to manipulate genes coding for protein sequences with the aim to modify their function. <![CDATA[Algoritmo de Matlab® para calcular isotermas de adsorción de Langmuir de ácidos carboxílicos sobre carbón activado o Amberlite IRA 67 como adsorbentes sólidos]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100010&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen Se desarrolla un algoritmo que permite predecir el comportamiento de adsorción mediante la obtención de isotermas de adsorción de Langmuir a partir de datos experimentales encontrados en la literatura de capacidad de adsorción vs. concentraciones en el equilibrio, los cuales serán ajustados por medio de una regresión lineal ejecutada mediante Matlab®. Este algoritmo es aplicado para comparar la adsorción de ácido fórmico y acético sobre carbón activado o Amberlite IRA-67 definiendo las isotermas de adsorción de Langmuir. El carbón activado es un adsorbente industrial comúnmente utilizado, Amberlite IRA-67 es una resina poliacrílica débilmente básica con un grupo funcional amina terciaria. El resultado de esta comparación evidencia que el carbón activo es más eficaz que la resina Amberlite IRA-67 al momento de adsorber los ácidos carboxílicos estudiados.<hr/>Abstract An algorithm is written to predict the adsorption behavior by obtaining Langmuir adsorption isotherm parameters from experimental data found in the scientific literature, which will be adjusted by means of a linear regression executed in Matlab®. This algorithm is applied to compare the adsorption of formic and acetic acid on activated carbon and Amberlite IRA-67 defining the Langmuir adsorption isotherms. Activated carbon is a commonly used industrial adsorbent, Amberlite IRA-67 resin is a weakly basic polyacrylic resin with a tertiary amine functional group. The result of this comparison shows that activated carbon is more effective than Amberlite IRA-67 resin when adsorbing the carboxylic acids studied. <![CDATA[Determination of residual oil saponification: an experience in chemistry education under the stse and green chemical perspectives]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100021&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumo Neste artigo relata-se um trabalho de ensino, articulado à pesquisa e à extensão sob a perspectiva Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA) e Química Verde (QV). Por meio do projeto de extensão Fábrica Escola de Detergentes realizou-se a arrecadação de óleo residual de fritura a fim de produzir um sabão ecológico. Posteriormente, realizou-se a otimização da formulação do sabão por meio da investigação da verdura química empregando métricas holísticas e de massa. Todas essas etapas estiveram associadas a atividades de ensino, tais como aulas teórico-experimentais, minicursos e oficinas para alunos e comunidade local. A investigação da verdura química da formulação inicial do sabão mostrou o emprego de hidróxido de sódio em excesso (169,77%), sendo que na melhoria da formulação foi possível ajustar a quantidade de reagente para a incorporação total dos átomos dos reagentes ao produto, como prevê o segundo princípio da QV. No tocante ao ensino, o projeto permitiu aos licenciandos tomar contato com um problema socioambiental e buscar soluções mediante a investigação científica. Com isso, o projeto mostrou grande potencialidade para trabalhar aspectos conceituais na formação de professores e na Educação Básica, na perspectiva CTSA e da QV, ao trazer uma problemática socioambiental de grande impacto, como o descarte inadequado de óleo residual.<hr/>Abstract This article reports on a teaching project, linked to research and extension under the Science-Technology-Society-Environment (STSE) and Green Chemistry (GC) perspectives. Through the extension project “Fábrica Escola de Detergentes” (Detergent Factory at the school), residual frying oil was collected in order to produce ecological soap. After that, the optimization of soap formulation was carried out through the investigation of chemical greenness using holistic and mass metrics. All the stages were connected to teaching activities, such as theoretical-experimental classes, minicourses and workshops for students and locals. The investigation of the chemical greenness in the initial soap formulation demonstrated the excessive use of sodium hydroxide (169.7%), and in the formulation improvement it was possible to adjust the amount of reagent for the total incorporation of the reagent atoms into the product, as described in the second GC principle. Regarding the teaching, this project allowed the undergraduate students to get in touch with a socio-environmental issue and seek solutions through scientific research. In this way, the project showed great potential to work conceptual aspects in the teachers’ formation and in the basic education, under the STSE and GC perspectives, by bringing a great impact socio-environmental issue like the inadequate waste oil disposal. <![CDATA[Introducción a los fenómenos ópticos de nanopartículas metálicas a través simulaciones computacionales en línea]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100031&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen Al introducir las propiedades dependientes del tamaño de los nanomateriales, uno de los tópicos más atractivos lo constituyen las propiedades ópticas de las nanopartículas, debido al impacto inmediato que generan sobre el observador. No obstante, por lo general no resulta posible introducir un tratamiento riguroso de los fenómenos de absorción y dispersión de luz, debido al complejo marco teórico asociado a las interacciones entre la radiación electromagnética y las nanopartículas. Utilizando una herramienta de simulación en línea como Nmie-Nanohub, se propone una secuencia pedagógica que permita analizar la dependencia de estos fenómenos ópticos con los parámetros relevantes, tales como la longitud de onda de la radiación incidente, el tamaño y material de las nanopartículas, y el medio en el cual se encuentran suspendidas.<hr/>Abstract When introducing size-dependant properties of nanomaterials, the optical properties of nanoparticles are one of the most attractive topics. However, it is usually not possible to introduce a rigorous treatment of optical phenomena such as light absorption and light scattering, due to the complex theoretical framework associated to the interactions between electromagnetic radiation and nanoparticles. In this article, we propose the use of the online simulation tool Nmie-Nanohub to develop a pedagogical sequence which allows one to analyze the dependence of these optical phenomena with the different relevant parameters, such as the wavelength of the incident radiation, the size and the material of the nanoparticles, and the media in which they are immersed. <![CDATA[Extracción de ADN con material cotidiano: diseño, implementación y validación de una intervención activa interdisciplinar]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100042&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen Las prácticas tradicionales de ciencias, basadas en seguir instrucciones cerradas, no proporcionan resultados de aprendizaje satisfactorios. Esto se debe, en parte, a que no tienen una aplicación inmediata, carecen de una perspectiva interdisciplinar y el alumno no desarrolla un papel activo en su resolución. Una alternativa es su planteamiento como pequeñas investigaciones en las que los alumnos desarrollan su propio guion a través de preguntas elaboradas por el docente. Con el fin de aumentar el número de propuestas de prácticas activas, en este trabajo se describe y valida una intervención didáctica, la extracción de ADN con material cotidiano, centrada en el aprendizaje activo interdisciplinar. Esta práctica es muy atractiva para los alumnos de educación secundaria, bachiller o maestros en formación ya que, al desarrollarse bajo investigación dirigida, hace que los estudiantes participen en la búsqueda, interpretación y utilización de algunos fundamentos científicos de Química, Física y Biología. El análisis de la efectividad de la implementación de esta intervención durante 3 cursos académicos muestra que esta favorece el aprendizaje interdisciplinar.<hr/>Abstract Traditional practical activities in science, based on following detailed instructions, do not provide satisfactory learning outcomes. This is due in part to the lack of effective applicability for students, the absence of an interdisciplinary perspective and the lack an active involvement of students in practice resolution. One alternative is to use an enquiry-based approach in which students research and elaborate its own protocol guided by teacher. In this contribution, we describe and validate an educational intervention focused on interdisciplinary active learning to increase the availability of practical activities for secondary and bachelor students as well as prospective teachers. An enquiry-based approach is followed to guide the process of DNA extraction using household materials. This activity gets students involved in finding, interpreting, and explaining some scientific fundamentals of Chemistry, Physics, and Biology. The effectiveness of the educational intervention was estimated during three successive academic years. Results support the hypothesis that this educational intervention favours interdisciplinary learning. <![CDATA[Extracción de ADN con material cotidiano: desarrollo de una estrategia interdisciplinar a partir de sus fundamentos científicos]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100058&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen Es comúnmente aceptado que la solución a los principales problemas a los que se enfrenta la humanidad requiere una visión sistémica. Sin embargo, la organización actual del sistema educativo se caracteriza por un enfoque reduccionista, en el que prima la utilización exclusiva de los conceptos propios de cada materia. La adquisición de esta visión sistémica es particularmente importante para los futuros profesores de Educación Primaria y Secundaria, ya que es en estas etapas en las que comienzan a dividirse las materias en disciplinas alejándose de una visión global de la ciencia. Con el fin de promover una perspectiva sistémica de la ciencia, en este trabajo desarrollamos una propuesta didáctica interdisciplinar a partir de los fundamentos científicos relacionados con la extracción de ADN con material cotidiano. Esta actividad, dirigida a futuros docentes, permite poner en práctica conceptos básicos de Química, Física y Biología, mostrando la naturaleza interdisciplinar de la ciencia, al mismo tiempo que ayuda a introducir, y fomentar la discusión, de los aspectos sociales y éticos relacionados con sus aplicaciones biotecnológicas.<hr/>Abstract As it is commonly accepted, a systemic view is required to solve the major problems of mankind. However, the current organization of the educational system provides a reductionist approach to specific concepts of each field. Good command of systemic view is particularly relevant for prospective teachers of Primary and Secondary Schools, since they should be able to transmit a global perspective of science in stages of education in which courses are stated to be divided in disciplines. In this contribution, we present an interdisciplinary didactic proposal based on the scientific fundamentals behind DNA extraction using household materials. This activity, addressed to prospective teachers, provides a systemic perspective of science by implementing basic concepts of Chemistry, Physics, and Biology while facilitating to introduce and encourage discussion of social and ethical aspects of biotechnology. <![CDATA[Determination of scientific literacy levels from investigative cases involving socio-scientific issues]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100069&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumo La alfabetización científica es la capacidad de involucrarse en temas relacionados con la ciencia y la ciencia en sí misma, como un ciudadano reflexivo. Existe una preocupación acerca de los niveles de alfabetización científica de los estudiantes y la población en general. La literatura muestra dificultades y escasez de estudios que realizan este tipo de enfoque. Este estudio tuvo como objetivo presentar los niveles de alfabetización científica de una clase de preparatoria a partir de la lectura, escritura y argumentación utilizada para resolver casos de investigación. Así, se crearon dos casos de investigación con los temas Diabetes Mellitus y Repelentes y se aplicaron en dos clases de una escuela secundaria brasileña, para 60 estudiantes. Para el análisis de los resultados, se definieron cinco indicadores de alfabetización científica (percepción de la ciencia y la tecnología en la vida diaria, trabajo con información científica, resolución de problemas, lenguaje científico y argumentación) y se atribuyeron cuatro niveles de alfabetización científica a cada uno de ellos. Del análisis de la presentación oral y los textos producidos por los estudiantes para resolver los casos, llegamos a la conclusión que la mayoría de los estudiantes están terminando la escuela secundaria con niveles inadecuados de alfabetización científica, además de tener grandes dificultades para tomar decisiones, argumentar y percibir la ciencia en sus vidas cotidianas.<hr/>Abstract Scientific Literacy is the ability to get involved with the issues related to science and the science itself, as a reflective citizen. There is a concern about scientific literacy levels of students and the general population, and the literature displays difficulties and shortage of studies that perform this type of approach. This study aimed to present the scientific literacy levels of a high school graduating class from the reading, writing and argumentation used in solving investigative cases. Thus, two investigative cases were created with the issues Diabetes Mellitus and Repellents, and applied in two classes of a Brazilian high school, for 60 students. For the analysis of the results, five scientific literacy indicators (perception of science and technology in daily life, working with scientific information, problem solving, scientific language and argumentation) were defined and four levels of scientific literacy were attributed to each of them. From the analysis of the oral presentation and texts produced by the students in solving the cases, we concluded that the majority of students analyzed are ending high school with inadequate levels of scientific literacy, besides having great difficulties in decision making, arguing and perceiving science in their daily lives. <![CDATA[Ejercitación computacional para estudiar reacciones de sustitución nucleofílica aromática bimolecular]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100080&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen En el presente trabajo se pone en evidencia como, haciendo uso de metodologías computacionales de simulación empleando programas hasta el nivel semiempírico (PM6), puede encararse el análisis estructural y energético de cuatro reacciones similares en su desarrollo, ocurrentes con el mismo mecanismo subyacente: sustitución nucleofílica aromática bimolecular. Esto con el objetivo de estimular en el manejo de la química computacional orgánica básica, a alumnos de profesorado y universitarios en el área de las ciencias exactas. A los efectos se los orientará para validar los resultados obtenidos por simulación, interpretándolos mediante el uso del lenguaje clásico de la química orgánica mecanística, sin intentar encarar problemáticas de éste tipo con metodologías más avanzadas que excederían el nivel de interpretación alcanzado en ésta propuesta.<hr/>Abstract In the present work it is evident how, using computational methodologies of simulation using programs until the semi-empirical level (PM6), the structural and energetic analysis can be compared of four similar reactions in their development, occurring with the same underlying mechanism: bimolecular aromatic nucleophilic substitution. This aims to stimulate the management of basic organic computational chemistry, tertiary-level faculty and university students in the area of ​​exact sciences. To this end, they will be oriented to validate the results obtained by simulation, interpreting them through the use of the classical language of mechanistic organic chemistry, without attempting to address problems of this type with more advanced methodologies that would exceed the level of interpretation reached in this proposal. <![CDATA[Desarrollo de habilidades de pensamiento científico a través de la enseñanza de reacción química usando la indagación]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100093&lng=es&nrm=iso&tlng=es Abstract This article shows the result of implementing a series of inquiry-style activities in a first year chemistry course. The main goal is to asses the extent in which it promotes scientific-thinking skills among students, for which an experimental proposal was designed based on the course’s curriculum; the selected topic was the chemical reaction. An inquiry-based class has activities with the objective of putting the students in the spotlight, allowing them to design and conduct a research based on a problem they are facing. As part of this process, students will have to compare the answers they found with those found by their peers in order to determine which the best possible answer is. By performing this sort of activities, the student’s individual insight will turn to be truly meaningful. This study is based on the work done by 19 freshmen who were divided into teams who take the general chemistry course at UNAM Chemistry School, Mexico. The elements of the work done by students that are presented in this article are the inquiry questions, predicted outcomes, a contrast between the expected and the results, a designed experimental procedure, conclusions and the answers found for the original question.<hr/>Resumen Este articulo muestra los resultados de la implementación de actividades de indagación en un grupo de Laboratorio de Química General. El objetivo fundamental es evaluar el grado de desarrollo de las habilidades de pensamiento científico entre los estudiantes, para lo cual se diseñó una propuesta experimental basada en el temario de la disciplina, el tópico seleccionado fue Reacción Química. La idea es promover un aprendizaje basado en indagación en donde los estudiantes deben dar respuesta a un problema de investigación y donde se promueve el trabajo colaborativo de tal forma que se alcance una estrategia conjunta. Al realizar este tipo de actividades, la percepción individual del estudiante se convertirá en algo verdaderamente significativo. Este estudio se basa en el trabajo realizado por 19 estudiantes que cursan la asignatura de Laboratorio de Química General de la Facultad de Química de la UNAM, México. Los elementos del trabajo realizado por los estudiantes que se presentan en este artículo son las preguntas de consulta, los resultados previstos, un contraste entre lo esperado y los resultados, un procedimiento experimental diseñado, conclusiones y las respuestas encontradas para la pregunta original. <![CDATA[El demostrador económico: prepáralo una vez, úsalo muchas veces. Fenómenos de transición fase V. líquido-líquido]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100111&lng=es&nrm=iso&tlng=es Abstract A simple and economic way of conducing demonstration experiments about liquid-liquid phase transitions is presented and discussed. Pairs of liquids are sealed in a series of ampoules and each ampoule is put in a beaker filled with either ice or hot water. Depending on the nature of the components mixed, the system can become homogeneous or heterogeneous. Three kinds of systems are discussed: a system with upper critical solution temperature (UCST), with lower critical solution temperature (LCST), and a system with both upper and lower critical solution temperature.<hr/>Resumen Se presenta y discute una forma sencilla y económica de realizar experimentos de demostración sobre transiciones de fase líquido-líquido. Los pares de líquidos se sellan en una serie de ampollas y cada ampolla se coloca en un vaso lleno de hielo o agua caliente. Dependiendo de la naturaleza de los componentes mezclados, el sistema puede volverse homogéneo o heterogéneo. Se discuten tres tipos de sistemas: un sistema con temperatura de solución crítica superior (UCST), con temperatura de solución crítica más baja (LCST) y un sistema con temperatura de solución crítica superior e inferior. <![CDATA[Construcción y validación preliminar de un instrumento de evaluación de actitudes hacia la clase de química para estudiantes de educación secundaria]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100121&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen Las actitudes en la química escolar están relacionadas con la predisposición de profesores y estudiantes hacia diferentes dimensiones y condiciones de la clase de ciencias. Por lo tanto, evaluarlas es relevante, permitiendo determinar cómo se propician, desarrollan, configuran y reconfiguran para contribuir a un mejor ambiente de aprendizaje y de enseñanza de la química. En este trabajo se propone un constructo de actitud sostenido en marcos teóricos complementarios que permiten diseñar y validar un instrumento preliminar para la evaluación de las actitudes en la clase de química para secundaria. Los resultados arrojaron una alta confiabilidad del instrumento, entregando evidencia suficiente para continuar en esta línea de investigación.<hr/>Abstract Attitudes in school chemistry are related to the predisposition of teachers and students towards different dimensions and conditions of the science class. Therefore, evaluating them is relevant, allowing to determine how they are propitiated, developed, configured and reconfigured to contribute to a better environment for learning and teaching chemistry. This paper proposes a construct of attitude sustained in complementary theoretical frameworks that allow to design and validate a preliminary instrument for the evaluation of attitudes in the secondary chemistry class. The results showed a high reliability of the instrument, providing sufficient evidence to continue in this line of research. <![CDATA[Chemical Revolution and Historiography: a perspective from Cultural History of Science for Chemistry Teaching]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100136&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumo A Revolução Química possui diversas interpretações na historiografia da ciência, associadas ao desenvolvimento e às mudanças pelas quais passou a História da Ciência. Na literatura do ensino de química com viés histórico, trabalhos recentes defendem abordagem a partir das práticas científicas. Neste trabalho, buscamos apresentar a Revolução Química sob a interpretação da História Cultural da Ciência, apontando implicações e potenciais de mudança no ensino desse episódio na escola básica e como isso se articula com a abordagem baseada nas práticas científicas. Ao final, trazemos reflexões sobre o que essa reorientação historiográfica pode significar, de uma forma mais ampla, para a reaproximação entre História e ensino de Química.<hr/>Abstract The Chemical Revolution has several interpretations in the Historiography of Science, associated with the development and the changes which the History of Science has experienced over the years. In the literature of chemistry education with historical approach, recent works champion the idea of teaching chemistry based on scientific practices. In this work, we seek to present the Chemical Revolution under the interpretation of the Cultural History of Science, pointing out the implications and potential of change in the teaching of this episode in the elementary school and how does it articulate with teaching based in scientific practices. Also, we discuss what this historiographical reorientation might mean, more broadly, to the rapprochement between History of Chemistry and Chemistry Teaching. <![CDATA[La Industria Nacional Químico-Farmacéutica, S.A. de C.V. y P.E. (1949-1964). Un modelo sobresaliente de organización científica y empresarial]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2019000100149&lng=es&nrm=iso&tlng=es Resumen En 1949, fue fundada la primera empresa mexicana de participación estatal dedicada a la fabricación de medicamentos, la Industria Nacional Químico-Farmacéutica, S.A. de C.V. y P.E. (INQFA). Constituida a partir de compañías extranjeras confiscadas durante la Segunda Guerra Mundial, la INQFA fue una de las primeras corporaciones en realizar síntesis orgánica de moléculas terapéuticas en territorio nacional. De igual forma, en ella trabajaron químicos mexicanos y extranjeros de renombre dedicados a diferentes ramas, convirtiéndola en una de las empresas farmacéuticas más importantes de la época. El objetivo de este artículo es analizar los factores que intervinieron en la creación, desarrollo y desmantelamiento de la INQFA, como un modelo sobresaliente de organización empresarial y científica dirigido a estudiantes y profesionales de las ciencias químico-farmacéuticas.<hr/>Abstract La Industria Nacional Químico-Farmacéutica, S.A. de C.V. y P.E. (INQFA), inaugurated in 1949, was the first Mexican drug company established with public investment. Assembled from foreign companies confiscated during Second World War, INQFA was one of the first companies to carry out organic synthesis of therapeutic molecules in Mexican territory. Within its different branches, renowned Mexican and foreign chemists were at play, making it one of the most important drug companies of its time. The aim of this paper is to analyze the factors that took place in the creation, development and dismantling of INQFA, as an outstanding case study of commercial enterprise and scientific organization for students and professionals of pharmaceutical sciences.