Hemos desarrollado junto a la Universidad Estatal a Distancia (UNED) de Costa Rica un nuevo laboratorio remoto de química: el laboratorio de Valoración Ácido base. Tras haber sido utilizado con gran éxito en una fase de prueba por varias instituciones y por cientos de estudiantes ¡el laboratorio está ya oficialmente listo! Puede encontrarse ya como un laboratorio más en nuestro catálogo en el portal principal, y aquellas instituciones con espacio de LabsLand y con planes que incluyan química pueden ya añadirlo a sus grupos y utilizarlo con sus estudiantes, ya sea a nivel colegio o universidad.
La Universidad Estatal a Distancia (UNED)
La Universidad Estatal a Distancia (UNED) de Costa Rica es considerada como la primera Universidad pública que ofrece la modalidad de educación a Distancia en Costa Rica y América Latina y fue fundada en el año 1977. A día de hoy la UNED ofrece diversos medios tecnológicos a distancia, mediante diferentes plataformas.
Valoración Ácido-Base
La valoración ácido-base es una técnica básica en química, que tiene como objetivo determinar la concentración en una disolución con concentración desconocida. La disolución desconocida suele recibir el nombre de «analito», y es la incógnita. Para determinar su concentración, en lo que consiste esta técnica es en utilizar una disolución con concentración conocida, que suele conocerse como «titulante». Si la disolución desconocida es una base, utilizaremos un titulante ácido. Verteremos titulante sobre el analito hasta lograr neutralizarlo. El punto en el que se neutraliza es el conocido como «punto de equivalencia». Mediremos el volumen de titulante preciso que hemos necesitado incorporar al analito. Puesto que sabemos la concentración del titulante, con esta información podremos, posteriormente, determinar la concentración del analito.
Al llevar acabo esta técnica es importante incorporar la cantidad precisa de titulante necesaria para alcanzar el punto de equivalencia. En caso de incorporar titulante adicional, el volumen medido no se correspondería con el necesario, y por tanto, el resultado del cálculo sería incorrecto.
Por este motivo, en general se incorporará progresivamente. Para saber cuándo hemos alcanzado ese punto, nos basaremos en el hecho de que al alcanzarlo se producirá una variación drástica del pH de la disolución. Podemos utilizar un sensor de pH para detectar eta variación drástica. Alternativamente, podemos también utilizar fenolftaleína para asegurarnos de que se produzca un cambio visual en el color de la disolución al alcanzar determinado pH. En el laboratorio remoto en cuestión se pueden aplicar ambas técnicas: hay un sensor de pH en todo momento, pero aparte se han utilizado unas gotas de fenolftaleína en la disolución.
La valoración ácido-base es una técnica que suele impartirse tanto en nivel de educación secundaria como en asignaturas introductorias de química a nivel universitario. LabsLand cuenta además con otros laboratorios remotos orientados a la química, entre ellos el laboratorio de Difusión y el de Ley de Boyle.
El laboratorio remoto de LabsLand
El laboratorio de Valoración Ácido-Base de LabsLand permite a los estudiantes llevar acabo la técnica antes mencionada, incluyendo la realización de los cálculos relacionados, de forma semejante a como la llevarían acabo en un laboratorio presencial tradicional.
El estudiante, al entrar al laboratorio, podrá elegir entre diferentes titulantes y diferentes analitos. A continuación, se le mostrarán los instrumentos del laboratorio, ya preparados. En un laboratorio presencial debería prepararlos anteriormente. En este caso, el objetivo pedagógico no es tanto la parte manual, como la aplicación de la técnica en sí y la realización de los cálculos necesarios.
En la etapa de observación del laboratorio observaremos principalmente dos vistas. En primer lugar, a la izquierda, veremos la pantalla mostrándonos los datos de un sensor en tiempo real de pH, junto con el volumen de analito vertido hasta ese momento. A la derecha veremos una vista más lejana del equipamiento. Veremos, en concreto, la bureta que contiene el titulante, y el vaso que contiene el analito.
El estudiante puede comenzar a verter analito sobre el titulante mediante un botón. Se verterán entonces la cantidad de gotas mencionadas, y podrá observarse el proceso y el cambio de pH resultante. Tras estabilizarse el pH, podrá continuar vertiendo gotas. El propio estudiante deberá darse cuenta de en qué momento dejar de verter gotas, para que posteriormente los resultados que obtenga de los cálculos sean correctos. Para determinarlo podrá observar la gráfica generada con los datos, esperar a la variación brusca de pH, o observar un cambio de color de la disolución a rosa, debido a la fenolftaleína que se ha utilizado en ella.
En la imagen siguiente vemos ambas vistas.
Otros laboratorios con UNED
LabsLand ha desarrollado otros muchos laboratorios junto a la UNED, entre ellos el Laboratorio de Ley de Boyle, el de Ley de Gay-Lussac y el de Texturómetro. Los dos primeros están, al igual que este laboratorio, orientados a química, y aplicables tanto a nivel colegio como universidad. El Texturómetro, también conocido como Analizador de Texturas, pertenece en cambio a otro ámbito.
El Laboratorio de Experimentación Remota de la UNED cuenta también copias físicas de diversos laboratorios, entre otros el Robot Arduino, el Arduino Básico y el VISIR (Electrónica).
