Rediseño de las Metodologías Experimentales de las Oxidaciones de Alcoholes regidos por la Química Verde

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Título :	Rediseño de las Metodologías Experimentales de las Oxidaciones de Alcoholes regidos por la Química Verde
Autor :	ARROYO RAZO, GABRIEL ARTURO
Fecha de publicación :	2020
Resumen :	Es indiscutible el impacto favorable que tiene la química en el confort humano; sin embargo, la contaminación derivada de la actividad humana e industrial han dado como resultado una inadecuada alteración del ambiente. En consecuencia, el innegable incremento de contaminantes en el planeta, han obligado al ser humano a preocuparse por la preservación de los ecosistemas. En un diagnóstico de la industria química en México realizado por Pro-México en 2017, apremia a la academia, empresarios, gobierno y para adoptar medidas urgentes para lograr una economía circular para antes 2030, y que las empresas puedan alcanzar sus objetivos sostenibles, aunado a esto, la ONU-UNESCO ratificó la proclama “EDUCAR EN LA SOSTENIBILIDAD” en noviembre del 2014 en Nagoya, Japón. En concordancia esta la Química Verde, cuyo principal objetivo es evitar la formación de residuos contaminantes y optimizar los procesos, lo anterior propicia la economía de reactivos, disolventes, energía, tiempo y por ende recursos monetarios. Observando lo anterior, los experimentos serán diseñados rigiéndonos por la Química Verde, proporcionando alternativas para la oxidación de alcoholes y evitar el uso de sustancias altamente tóxicas como los reactivos con base de cromo y piridina, anhídrido trifluoroacético etc. y en su lugar emplear nitratos metálicos/bentonita o hipoclorito de sodio, además de fuentes de energía como el IR, MO y la triboquímica, así proveer experimentos amigables con el medio ambiente a la sección de Química Orgánica-FESC y contribuir a la implementación de un Manual de Química Orgánica Verde que le servirá a las licenciaturas de: Q., Q. Ind., Ing. Q., Farmacia y Bioquímica Diagnóstica. Lo que se propone, es que la enseñanza experimental debe fomentar la creatividad, propiciar el uso racional de recursos, hacer conciencia en la conservación del ambiente, reducir los residuos, las sustancias tóxicas y los accidentes y así visualizar que este tipo de procesos suelen ser más económicos.
URI :	https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/7836
metadata.dc.contributor.responsible:	ARROYO RAZO, GABRIEL ARTURO
metadata.dcterms.callforproject:	2020
metadata.dc.coverage.temporal:	2020-2021
metadata.dcterms.educationLevel:	nivel superior
metadata.dcterms.educationLevel.SEP:	Licenciatura
metadata.dc.description.objective:	Objetivo general: •Contribuir a las proclamas de la ONU-UNESCO, INDUSTRIA QUÍMICA-QUÍMICA 4.0, INDUSTRIA FARMACÉUTICA, QUÍMICA VERDE de promover una concientización hacia la SOSTENIBILIDAD. •Transformar el actual sistema de enseñanza experimental (esta es una de las acciones de actual interés en nuestra universidad) que se imparte en la Sección de Química Orgánica, así como algunos aspectos teóricos de la Química Orgánica al incluir la filosofía de la Química Verde, en la UNAM-FESC. •Promover la Ideología de la Química Verde mediante la contribución a elaboración de un Manual de Prácticas para la Sección de Química Orgánica, con el motivo de concientizar a la comunidad de la FESC de optimizar los recursos humanos, materiales y económicos y con ello lograr en un inicio promover la sostenibilidad de la docencia experimental de la Sección de Química Orgánica. •En ese mismo sentido, originar material experimental para contribuir e integrar en primera instancia el libro de experimentos dirigidos a cualquier alumno inscrito en cualquier curso de Química Orgánica de las diferentes Licenciaturas que ofrece la FESC. Objetivos específicos: • Con la experiencia que se ha adquirido en el área de Investigación en Química Verde se diseñaran, se modificaran y adaptaran los diversos experimentos que involucren principalmente OXIDACIONES DE ALCOHOLES y de algunas otras prácticas en donde se requiera realizar una oxidación, con lo cual se contribuirá para generar el Manual General Prácticas de Química Orgánica Verde, acorde a las necesidades de nuestra Facultad. • Proporcionar experimentos alternativos de oxidación rigiéndonos por la filosofía de la Química Verde, es necesario resaltar que no se pretende eliminar, más bien limitar las prácticas tradicionales. • Adaptar para el ámbito docente, la información que se ha generado en el ÁREA DE ESTUDIOS SOBRE QUÍMICA VERDE DE LA FESC, y con ello enriquecer el libro de prácticas de Química Orgánica Verde para las diferentes carreras (Química, Química Industrial, Ingeniería Química, Farmacia, Bioquímica Diagnostica) de la FESC que imparte la Sección de Química Orgánica. • Conseguir para la Sección de Química Orgánica UNAM-FESC la transformación y por ende la actualización de la enseñanza experimental que se imparte de forma tradicional, por una enseñanza de acuerdo con la filosofía de la Química Verde y los requerimientos de la Industria Química. • Concientizar al personal académico, alumnos y laboratoristas. • Aumentar el interés tanto de los profesores como de los alumnos por el conocimiento de la Química Verde. • Economizar los recursos humanos, materiales, energéticos y monetarios. • Cuidar nuestros ecosistemas. • Acercar la docencia experimental de la Sección de Química Orgánica a la sostenibilidad. • Interaccionar con otras Secciones de la FESC con el fin de optimizar los recursos materiales y económicos de la FESC y por ende de la UNAM.
metadata.dc.description.strategies:	BIBLIOGRÁFICA Revisión bibliográfica exhaustiva. Análisis y selección de prácticas. EXPERIMENTACIÓN Rediseñar las metodologías clásicas por una acorde a la filosofía de la Química Verde. Para ello se requiere en primera instancia llevar a cabo una investigación en ciencia básica. (Esta se ha estado haciendo en el Laboratorio de Investigación Sobre Química Verde de la FESC). Se probará con diferentes: Nitratos metálicos (Fe, Ag, Ca, Ba, Co), ácidos orgánicos, (ácido acético, cítrico), soportados en bentonita, hipoclorito de sodio, peróxidos y perácidos, así como varios alcoholes primarios y secundarios; todas las reacciones se probarán con y sin disolvente y empleando fuentes de activación de reacciones como el infrarrojo, las microondas y la triboquímica. Implementación experimental de las prácticas rediseñadas. Con base en la investigación básica nosotros como profesores llevamos a cabo varios ensayos para optimizar una propuesta de experimento. Experimentación de las prácticas con Grupo Piloto. El experimento es realizado por un grupo piloto de alumnos elegidos por su buena destreza, esto se hace bajo una supervisión estricta para minimizar riesgos, durante el desarrollo de la sesión experimental se realizan observaciones y posteriormente si es necesario se hacen ajustes tanto en la metodología como en la redacción. Posteriormente el experimento lo realiza un grupo heterogéneo de treinta alumnos dividido en diez equipos, con el propósito de simular las condiciones que comúnmente nos enfrentamos los profesores de docencia y esto también bajo una supervisión estricta, en el trascurso de la experimentación se tiene que observar todos los riesgos posibles desde la manipulación de equipo, material, reactivos, disolventes, ácidos, etc., hasta la posible acumulación de gases, ya que se tienen treinta alumnos en un laboratorio con espacio reducido, he aquí la importancia de minimizar el riesgo de accidente al máximo. Es conveniente destacar que el experimento de laboratorio se repite al menos tres veces con grupos diferentes, con el propósito de validar los resultados, finalmente se hacen los ajustes necesarios y se llega a la versión final de la práctica y con relación a lo anterior considero necesario resaltar que todo este procedimiento se realiza para cada una de las prácticas del nuevo manual. Difusión del material hasta el momento contemplado mediante: Tesis, Congresos, Revistas. ELABORACIÓN DE MATERIAL DIDÁCTICO (TEXTO) Búsqueda y actualización bibliográfica. Análisis de la información por práctica. Elaboración del contenido (texto, figuras, esquemas, tablas, etc.) Conjuntar texto. Terminación del material escrito. Edición del texto terminado. Proponer en primera instancia anexar esta serie de experimentos al Manual General de Prácticas de la Sección de Química Orgánica de la UNAM-FESC que se emplea para las diferentes Licenciaturas: Química Industrial, Química, Ingeniería Química, Farmacia y Bioquímica Diagnóstica.
metadata.dc.description.goals:	Enseñanza experimental Introducir y fomentar la filosofía de la Química Verde en primer instancia en la Sección de Química Orgánica y a mediano plazo en todas las áreas de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán. De forma particular Promover dicha filosofía en las diferentes licenciaturas de nuestra Facultad en donde su plan de estudios contemple la enseñanza de la Química Orgánica a la par de la enseñanza experimental, y de ese modo vincularla hacia la Química Verde. Por lo tanto, debe de tenerse experimentos a realizar en dicho contexto. Contribuir a la formación de los recursos humanos, tarea fundamental de la Universidad, mediante la titulación de estudiantes de licenciatura. Dadas las características multidisciplinarias de nuestra Facultad se pretende lograr una adecuada congruencia mediante esta propuesta de innovación de la enseñanza experimental, interaccionando activamente nuestra área química con el área biológica y/u otras áreas. De los estudios realizados en un año que se programa el proyecto, se espera a parte de los trabajos de tesis, dar a conocer los resultados en diversos foros científicos como congresos nacionales e internacionales, así como publicaciones en revistas internacionales e indexadas. Metas primer Año Elección e implementación de los experimentos sobre oxidación de alcoholes para todas las asignaturas de Química Orgánica para las diferentes licenciaturas de nuestra Facultad (Química Industrial, Química, Ingeniería Química, Farmacia y Bioquímica Diagnóstica). Generar un catálogo de experimentos y así contribuir a la integración de un solo manual general acorde al Protocolo de la Química Verde. Grupo piloto para enseñar el nuevo método experimental mediante la Filosofía de la Química Verde en la FESC-UNAM Un alumno con trabajo de Servicio Social. Un alumno de licenciatura graduado. Se realizará una ponencia en un foro académico (Simposium o Congreso). Se efectuará un taller o curso sobre Química Verde.
metadata.dc.description.selfAssessment:	La sección de Química Orgánica es una de las academias pertenecientes a la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, la cual tiene programas de estudio adecuados para el proceso de aprendizaje en donde el alumno adquiere el conocimiento y las competencias teórico/prácticas que le servirán para su desempeño profesional como químico, además del desarrollo de las habilidades prácticas de manejo de material e instrumentación propia de un laboratorio, el estudiante debe contar con la asesoría y apoyo de profesores. Para lograr este objetivo, las prácticas experimentales convencionales están diseñadas y son adecuadas a los temas que se desarrollarán durante el semestre, sin embargo, a medida que las generaciones de estudiantes pasan por las aulas, se vuelve necesario un proceso de actualización y adaptación de las prácticas de acuerdo con las necesidades de los estudiantes tomando en cuenta el impacto ambiental, lo que debería causar cada vez mayor preocupación en el medio científico. La propuesta de las prácticas experimentales modificadas está regida por los principios de Química Verde y si no se pueden rediseñar al 100%, se hace una evaluación del diseño de estas para asegurar el mayor acercamiento verde. Y así proponerlas para su implementación en las prácticas experimentales y contribuir con la sección de Química Orgánica. Así con relación a nuestra propuesta, pensamos que ayudará a concientizar a la comunidad universitaria de que si se puede disminuir el uso de reactivos dañinos y generar menos residuos contaminantes, además de que es incluyente, porque involucra tanto las prácticas convencionales, como las modificadas mediante los principios de la Química Verde, lo que hace que se amplié la diversificación de la experimentación, enriqueciendo con ello la experiencia de los alumnos de adquirir conocimientos y como profesor de impartir el laboratorio de química orgánica.
metadata.dc.description.goalsAchieved:	Para la modificación de las prácticas se llevó a cabo un proceso en el que se inició la investigación hasta una propuesta: Se realizó la investigación de los temas de Oxidación en las sesiones experimentales de las prácticas convencionales, se hizo la propuesta de la experimentación de las modificaciones realizadas, la evaluación y la calificación de los métodos convencionales y los propuestos regidos por los principios de la Química Verde, así como, el análisis y discusión de la comparación de ambas técnicas para determinar la viabilidad de su experimentación dentro del laboratorio. Cabe mencionar que se partieron de las prácticas experimentales de oxidación principalmente de alcoholes, que son temas de distintos niveles en Química Orgánica de acuerdo con el plan de estudios de diferentes carreras de la facultad, para las licenciatura de Química: Química Orgánica II y III, Química Industrial: Química Orgánica II y III, Ingeniería Química: Química Orgánica II, Bioquímica Diagnóstica y Farmacia: Química Orgánica II y III: las prácticas que se encontraron de la Oxidación mediante el método convencional son: Ciclohexanol, Difenilcarbinol, Benzoína y Ácido Bencílico, asimismo se propone una alternativa a la reducción de la Benzoína (2-hidroxi-1,2-difeniletan-1-ona) en la cual se emplea NaCN, que es un reactivo muy peligros para ser usado en docencia. Para llevar a cabo la modificación de las prácticas se propusieron diferentes técnicas de acuerdo con la investigación bibliográfica y fundamento de las reacciones. Se lo lograron propuestas menos contaminantes para todas las prácticas antes mencionadas anteriormente y por ende se generó una serie de prácticas alternativas a las convencionales, es necesario resaltar que el propósito de esta propuesta no es sustituir las prácticas convencionales, sino proporcionales a los alumnos más herramientas y que tenga la capacidad de comparar, analizar y aplicar este conocimiento cuando le sea requerido en su vida profesional. Afortunadamente pudimos comenzar a trabajar en noviembre de 2019, pero desafortunadamente solo se pudo trabajar al inicio del año 2020 y solo se encontraron las condiciones experimentales adecuadas para las prácticas, pero no pudimos implementar el grupo piloto para validar las prácticas y el alumno que trabajo en ello, en la realización de su servicio social, solo pudo concluir este y ya no pudo concluir y validar la experimentación para concluir su trabajo de tesis, en cuanto al curso y los trabajos en congreso que se deberían realizar en el congreso que organiza la Sociedad Química de México (SQM), no se pudo llevar a cabo, por las condiciones general del país y distanciamiento social a causa de la pandemia.
metadata.dcterms.provenance:	Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán
metadata.dc.subject.DGAPA:	Química
metadata.dc.type:	Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones:	2. Área de las Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud

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