Cada laboratorio de este catálogo funciona dentro del mismo entorno virtual, y este tutorial es donde se aprenden sus hábitos. La simulación inmersiva es ahora una herramienta de capacitación 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 equipo de protección, pesar, medir volúmenes, probar el pH— sin ninguno de los riesgos de los 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 usar, 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 con seguimiento de manos o controles, ponerse el equipo de protección personal y luego asumir cuatro breves desafíos: pesar un sólido en polvo en la báscula 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.
Metas educativas
Familiarización con el entorno virtual
- Navega por el laboratorio virtual y recoge, usa y suelta objetos con el seguimiento de manos o con los controles.
- Usa los menús de la tablet 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 en realidad nada pueda salpicar.
Medición de sustancias
- Pese un sólido en polvo con la balanza electrónica, utilizando el botón Tara para excluir automáticamente la masa del platillo de pesaje.
- Mida 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 pruebe su pH con un indicador líquido en comparación con 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
Comience por familiarizarse con su entorno. Se pondrán a su disposición diferentes instrumentos de laboratorio para que pueda realizar algunos experimentos.
En la esquina superior derecha de su espacio de trabajo, hay un botón. Puede cambiar entre realidad virtual y realidad aumentada en cualquier momento presionando este botón.
- Para recoger un objeto con el seguimiento de manos, coloca tu mano abierta frente al objeto; cuando el objeto se vuelva verde (un símbolo de que se puede recoger), cierra completamente el puño para recoger el objeto.
- Para soltar el objeto con el seguimiento de manos, simplemente tienes que volver a abrir la mano.
- Para agarrar un objeto con los controles, coloca tu mano frente al objeto; cuando el objeto se vuelva verde (símbolo de que se puede recoger), mantén presionado el botón de agarre.
- Para soltar el objeto con los controles, simplemente suelta el botón de agarre.
Puedes regresar al menú de Meta en cualquier momento presionando el botón de acceso al menú del dispositivo o, en el modo de seguimiento de manos, haciendo el gesto indicado en las instrucciones rápidas.
En caso de un problema, también puedes reiniciar la experiencia presionando el botón Reiniciar en la tableta. Este se encuentra en el menú de opciones, al cual se puede acceder desde el menú principal.
Localice el equipo de seguridad del laboratorio.
- La bata de laboratorio, las gafas de seguridad, los guantes de nitrilio y los guantes de protección térmica te serán útiles para protegerte contra los peligros de varios experimentos.
- Para usar un equipo de laboratorio con seguimiento de manos, coloque su mano abierta frente al equipo; cuando el equipo se ponga verde (símbolo de que se puede usar), cierre el puño por completo y luego vuelva a abrir la mano para usarlo.
- Para usar un equipo de laboratorio con controles, coloque su mano en el lado opuesto del equipo; cuando el equipo se ponga verde (símbolo de que se puede usar), presione el botón de tomar y luego suelte el botón de tomar para usarlo.
Aquí tienes 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.
- Póntese la bata.
- Ponte las gafas de seguridad.
- Póngase los guantes de nitrilo.
La escala
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 toma el objeto interactivo, junte el dedo pulgar y el índice para activar la interacción del objeto.
Con los controles, presione el botón de interacción para operar el objeto.
Algunos instrumentos de laboratorio pueden requerir presionar botones. Para presionar un botón, presiónelo con un dedo.
- Coloque la barquilla de pesaje sobre la plataforma de la balanza electrónica.
- Presione el botón TARA en la báscula para ponerla en cero.
- Coloque 5 mL de polvo de magnesio en la batea de pesaje usando una espátula. Las espátulas están calibradas a 5 mL, 2.5 mL, 1 mL y 0.12 mL.
- Echa el polvo de magnesio en el contenedor de recuperación negro.
Volumen de un líquido
Algunos instrumentos de laboratorio, como los vasos de precipitados, los matraces Erlenmeyer, los tubos de ensayo o las probetas graduadas, se pueden utilizar para contener un líquido, un sólido o incluso para crear una solución.
Varios productos se pondrán a su disposición desde el inicio de un laboratorio en recipientes. También tendrá acceso al lavabo a su derecha para obtener agua.
- Abre la llave de agua fría.
- Llene un vaso de precipitados de 500 mL con agua.
- Cierra la llave de agua fría.
- Utilizando la probeta graduada, mida 50 mL de agua fría del vaso de precipitados de 500 mL. ¡Tenga 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 puede influir en las propiedades físicas y químicas de la solución.
- Recolecte 0.12 mL de polvo de hidróxido de sodio (NaOH) con la espátula naranja y coloque el polvo en un tubo de ensayo.
- Usando la piseta, llene un vaso de precipitados de 50 mL con agua destilada.
- Tome 10 mL de agua del vaso de precipitados usando la pipeta.
- Transfiera 5 mL del agua muestreada al tubo de ensayo (cada presión otorga 1 mL).
- Cierra el tubo de ensayo con un tapón de goma.
- Mezcle agitando el contenido del tubo de ensayo hasta que se disuelva por completo.
- Retire la tapa de goma.
- Usando el gotero, extraiga la solución contenida en el tubo de ensayo.
- Transfiera todo el contenido del gotero a un pocillo de la placa de toque (el gotero contiene unas 20 gotas).
- Agregue 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 sus resultados, se encuentra un botón de Enviar resultados 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 terminarlo, el estudiante puede mover y manipular equipo en el laboratorio virtual, vestirse para la mesa 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 5 mL con espátula colocada en el pesasustancias 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, justo en el extremo superior de la escala del indicador, por lo que el pocillo de la placa de toque debería volverse morado. Un resultado fuertemente básico a partir de una pequeña cucharada de polvo blanco es también una lección silenciosa sobre por qué primero se debían usar los guantes y las gafas.
Resumen de tareas por rango de calificaciones
Grado 9-10
Enfoque: fluidez en el entorno y técnica básica correcta. Los estudiantes completan los cuatro desafíos con guía: el EPP puesto antes que nada, la balanza tarada antes de que entre el polvo, el menisco leído a la altura de los ojos, el color del indicador comparado con la tabla. El éxito es procedimental: cada paso del protocolo ejecutado en orden y los resultados enviados desde la tableta.
Undécimo grado
Enfoque: las mediciones detrás de los gestos. Los estudiantes explican qué elimina el botón de tara de la lectura y cómo se compara eso con el pesaje por sustracción, convierten entre el volumen que proporciona 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 grado / 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 el extremo superior de su escala, qué es en realidad un indicador y por qué la lectura apenas se movería si la solución fuera dos veces más concentrada. También evalúan el tutorial de manera crítica como instrumento: qué habilidades del banco real se transfieren directamente desde la simulación y cuáles (el olor, el calor, el peso del material de vidrio) se omiten deliberadamente.
Elementos esenciales para el laboratorio
Instrumentos
- Vasos de precipitados (50 mL, 500 mL)
- Placa de pocillos
- Goteros
- Báscula electrónica
- Probeta graduada (70 mL)
- Pipeta
- Espátulas (calibradas: 5, 2.5, 1 y 0.12 mL)
- Tubo de ensayo
- Tabla de pH
- Barco pesador
- 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 de la llave y agua destilada