Cada laboratorio de este catálogo funciona dentro del mismo entorno virtual, y este tutorial es el lugar donde se aprenden sus hábitos. La simulación inmersiva es ahora una herramienta de formación estándar en la educación científica por la misma razón que los simuladores de vuelo son estándar en la aviación: el estudiante practica procedimientos reales —colocarse el equipo de protección, pesar, medir volúmenes, probar el pH— sin ninguno de los riesgos de los productos químicos reales y con la libertad de reiniciar en cualquier momento. Las técnicas en sí mismas son las reales: una balanza electrónica se tara antes de usarse, un volumen se lee en la parte inferior del menisco, el pH de una solución se juzga comparando el color de un indicador con una tabla. En este tutorial, aprenderá a moverse e interactuar en el laboratorio virtual mediante el seguimiento de manos o mandos, a ponerse el equipo de protección personal y, a continuación, a asumir cuatro breves desafíos: pesar un sólido en polvo en la balanza electrónica, medir un volumen de líquido con una probeta graduada, preparar una solución a partir de una muestra sólida y comprobar su pH con un indicador, y finalmente revisar y enviar sus resultados desde la tableta.
Objetivos Educativos
Familiarización con el entorno virtual
- Navega por el laboratorio virtual y recoge, usa y suelta objetos con el seguimiento de manos o con los mandos.
- Utilice los menús de la tableta para revisar los resultados, enviarlos y reiniciar la experiencia si algo sale mal.
Uso de equipo de protección
- Póngase la bata de laboratorio, las gafas de seguridad y los guantes de nitrilo antes de cualquier experimento, creando el hábito de que la seguridad precede al procedimiento incluso cuando nada pueda salpicar realmente.
Medición de sustancias
- Pese un sólido en polvo con la balanza electrónica, utilizando el botón de tara para que la masa del platillo de pesaje se excluya automáticamente.
- Mide el volumen de un líquido con una probeta graduada, leyendo en la parte inferior del menisco.
Experimentación química básica
- Prepare una solución disolviendo un sólido en agua y compruebe su pH con un indicador líquido frente a la tabla de pH.
Análisis y comunicación de resultados
- Revisa los resultados recopilados en la tableta y envíalos, practicando el paso de documentación con el que finaliza todo laboratorio real.
Protocolo
Comienza familiarizándote con tu entorno. Tendrás a tu disposición diferentes instrumentos de laboratorio para que puedas realizar algunos experimentos.
En la esquina superior derecha de tu espacio de trabajo, hay un botón. Puedes cambiar entre realidad virtual y realidad aumentada en cualquier momento pulsando este botón.
- Para recoger un objeto con el seguimiento de manos, coloca tu mano abierta frente al objeto. Cuando el objeto se ponga verde (un símbolo de que se puede recoger), cierra completamente el puño para coger el objeto.
- Para soltar el objeto con el seguimiento de manos, solo tienes que abrir la mano de nuevo.
- Para agarrar un objeto con los controladores, coloca tu mano frente al objeto, cuando el objeto se ponga verde (símbolo de que se puede coger), mantén presionado el botón de coger.
- Para soltar el objeto con los controladores, simplemente suelta el botón de agarre.
Puedes volver al menú Meta en cualquier momento pulsando el botón de acceso al menú del dispositivo o, en el modo de seguimiento manual, realizando el gesto indicado en las instrucciones rápidas.
En caso de un problema, también puede restablecer la experiencia presionando el botón Reiniciar en la tableta. Este se encuentra en el menú de opciones, al que se accede desde el menú principal.
Localice el equipo de seguridad del laboratorio.
- La bata de laboratorio, las gafas de seguridad, los guantes de nitrilo y los guantes de protección térmica te serán útiles para protegerte contra los peligros de diversos experimentos.
- Para usar un equipo de laboratorio con seguimiento de manos, coloca tu mano abierta de cara al equipo, cuando el equipo se ponga en verde (símbolo de que se puede usar), cierra completamente el puño y luego abre la mano para usarlo.
- Para usar un equipo de laboratorio con controladores, coloca tu mano frente al equipo, cuando el equipo se ponga verde (símbolo de que se puede usar), presiona el botón de tomar, luego suelta el botón de tomar para usarlo.
Aquí hay ahora algunos desafíos para familiarizarte con el equipo de este laboratorio virtual.
Antes de cualquier experimento, es importante equiparse con el equipo de protección adecuado.
- Ponte la bata.
- Ponte las gafas de seguridad.
- Ponte los guantes de nitrilo.
La báscula
Algunos instrumentos de laboratorio se pueden usar para recolectar y transportar sustancias sólidas o líquidas.
Entre estos instrumentos, algunos, como las pinzas o la pipeta, requieren una acción adicional para su funcionamiento.
En el modo de seguimiento de manos, una vez que se agarra el objeto interactivo, junta el pulgar y el índice para activar la interacción del objeto.
Con los controladores, pulsa el botón de interacción para operar el objeto.
Algunos instrumentos de laboratorio pueden requerir presionar botones. Para presionar un botón, presiónalo con un dedo.
- Coloque la barquilla de pesaje en la plataforma de la balanza electrónica.
- Presione el botón Tare en la báscula para establecerla en cero.
- Coloque 5 mL de polvo de magnesio en la barquilla de pesaje usando una espátula. Las espátulas están calibradas a 5 mL, 2,5 mL, 1 mL y 0,12 mL.
- Lanza el polvo de magnesio al contenedor de recuperación negro.
Volumen de un líquido
Algunos instrumentos de laboratorio, como vasos de precipitados, matraces de Erlenmeyer, tubos de ensayo o probetas graduadas, pueden usarse para contener un líquido, un sólido o incluso para crear una solución.
Varios productos estarán disponibles para usted desde el inicio de un laboratorio en contenedores. También tendrá acceso al fregadero a su derecha para obtener agua.
- Abre el grifo de agua fría.
- Llena un vaso de precipitados de 500 mL con agua.
- Cierra el grifo de agua fría.
- Usando la probeta graduada, mide 50 mL de agua fría del vaso de precipitados de 500 mL. ¡Ten cuidado de identificar correctamente el menisco!
El pH
Dependiendo de las moléculas que se vayan a mezclar durante el experimento, se puede generar una reacción que influya en las propiedades físicas y químicas de la solución.
- Recoge 0.12 mL de hidróxido de sodio (NaOH) en polvo con la espátula naranja y coloca el polvo en un tubo de ensayo.
- Usando la botella lavadora, llene un vaso de precipitados de 50 mL con agua destilada.
- Toma 10 mL de agua del vaso de precipitados usando la pipeta.
- Transfiera 5 mL del agua muestreada al tubo de ensayo (cada pulsación proporciona 1 mL).
- Cierra el tubo de ensayo con un tapón de goma.
- Mezclar agitando el contenido del tubo de ensayo hasta que se disuelva por completo.
- Quita el tapón de goma.
- Usando el cuentagotas, succiona la solución contenida en el tubo de ensayo.
- Transfiera todo el contenido del gotero a un pocillo de la placa de pocillos (el gotero contiene aproximadamente 20 gotas).
- Añada una gota de indicador de pH al mismo pocillo de la placa de pocillos usando otro gotero.
- Observe el color obtenido y compárelo con la tabla de pH.
Resultados
Una parte de los resultados se puede analizar en la sección de resultados de la tableta. A esta sección se puede acceder desde el menú principal.
Para enviar tus resultados, un botón Enviar resultados se encuentra en el menú de opciones de la pantalla principal.
- Observe los resultados obtenidos.
- Envía los resultados.
Resultados esperados
Este tutorial demuestra habilidades en lugar de poner a prueba una hipótesis: al finalizarlo, el estudiante puede mover y manipular equipos en el laboratorio virtual, vestirse para el banco de trabajo, tarar una balanza, leer un menisco, preparar una solución y juzgar su pH, y enviar los resultados. Los desafíos tienen lecturas esperadas definidas. El Mg tiene una densidad de 1.74 g/mL, por lo que la porción de espátula de 5 mL colocada en el vaso de pesaje tarado debería marcar 8.7 g. En el desafío de pH, 0.12 mL de polvo de NaOH son 0.2556 g, lo que equivale a 0.0064 moles; disueltos en 5 mL de agua, esto da una concentración de aproximadamente 1.3 M, y el pH es de alrededor de 14, en la parte más alta de la escala del indicador, por lo que el pocillo de la placa de toque debe volverse púrpura. Un resultado fuertemente básico a partir de una pequeña cucharada de polvo blanco es también una lección silenciosa sobre por qué primero se pusieron los guantes y las gafas.
Resumen de la asignación por rango de calificación
Grados 9–10
Enfoque: fluidez en el entorno y técnica básica correcta. Los estudiantes completan los cuatro desafíos con orientación: el EPP se coloca antes que cualquier otra cosa, la balanza se tara antes de agregar el polvo, el menisco se lee a la altura de los ojos, el color del indicador se compara con la tabla. El éxito es procedimental: cada paso del protocolo se ejecuta en orden y los resultados se envían desde la tableta.
Undécimo grado
Enfoque: las mediciones detrás de los gestos. Los estudiantes explican lo que el botón de tara elimina de la lectura y cómo se compara con la pesada por diferencia, convierten entre el volumen que dispensa una espátula calibrada y la masa que implica, y siguen el desafío de pH cuantitativamente hasta llegar a la concentración: 0,2556 g de NaOH son 0,0064 moles, y en 5 mL eso es aproximadamente 1,3 M.
12.º curso / Nivel universitario
Enfoque: la química del desafío final. Los estudiantes completan el cálculo del pH (una solución 1,3 M de una base fuerte tiene un pH de aproximadamente 14) y explican por qué el indicador se sitúa en la parte superior de su escala, qué es realmente un indicador y por qué la lectura apenas se movería si la solución tuviera el doble de concentración. También evalúan el tutorial críticamente como instrumento: qué habilidades de laboratorio real se transfieren directamente desde la simulación y cuáles (el olor, el calor, el peso del material de vidrio) omite deliberadamente.
Esenciales de laboratorio
Instrumentos
- Vasos de precipitados (50 mL, 500 mL)
- Placa de pocillos
- Goteros
- Balanza electrónica
- Probeta graduada (70 mL)
- Pipeta
- Espátulas (calibradas: 5, 2.5, 1 y 0.12 mL)
- Tubo de ensayo
- Tabla de pH
- Nave de pesada
- Frasco lavador
- Tapón de goma
- Bata de laboratorio, gafas de seguridad y guantes de nitrilo
- Papelera de reciclaje
Productos
- polvo de NaOH(s)
- Polvo de Mg(s)
- Indicador de pH líquido
- Agua del grifo y agua destilada