CIENCIAS NATURALES 9no Grado .1

Electricidad La ciencia es un conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, de los que se deducen principios y leyes generales. En su sentido más amplio se emplea para referirse al conocimiento en cualquier campo, pero que suele aplicarse sobre todo a la organización del proceso experimental verificable. Es habitual que los humanos intentemos encontrar explicaciones sobre lo que, percibimos a través de nuestros sentidos, y una vez encontradas verificamos que suelen ser complejas y variadas. Así trabaja nuestra mente, usa la inteligencia para comprender mejor nuestras experiencias. Con frecuencia es suficiente designar con un nombre a una situación acaecida en nuestra vida ordinaria. Por ejemplo, un agricultor escucha un ruido procedente del cielo y dice “es un trueno”. Pero no siempre el nombre proporciona suficiente información sobre el tema, aunque si es tranquilizador el hecho de ser capaces de asignar un nombre, esto significa que ha existido una experiencia similar previamente y que podemos reconocerla. Nos indica que otras personas también han percibido el mismo tipo de hechos. 199

SUGERENCIAS Expliquen los fenómenos de carga electrostática Verbal-espacial DIDÁCTICAS producto de la frotación de algunos cuerpos. Corriente eléctrica Llamamos corriente eléctrica a aquella magnitud física que nos indica la cantidad de electricidad que recorre un conductor, durante una unidad de tiempo determinada. El mencionado flujo de intensidad eléctrica, de acuerdo a lo establecido por el Sistema Internacional de Unidades, que es aquel sistema que en este sentido adoptan la mayor parte de los países del planeta, se mide en lo que se denomina amperios. Corriente continua (C.C.) A esta también se le conoce como corriente directa (C.D.) Vo y su característica principal es que los electrones o cargas siempre fluyen, dentro de un circuito eléctrico cerrado, en el + t mismo sentido. Los electrones se trasladan del polo negativo Corriente continua al positivo de la fuente de FEM. Algunas de estas fuentes que suministran corriente directa son por ejemplo las pilas, utilizadas para el funcionamiento de artefactos electrónicos. Otro caso sería el de las baterías usadas en los transportes motorizVaodos. Lo que se debe dqetelueéneccetorhrriaecrcianeesncn,tuseeeinsnetotloéasqcetudrseiicsqpaeuoasestiáptlainavsroptpsirrieleadsssee,pnlboateanfsteuereernríeaznsatomuedloooesvctritlmoroossimedenailstegopmnoaéestinltiacitvsoaos.csaprsrgoe++ansselVnoptosaerqsaudqeeucelraesanenaitnluaircsaielceaezrlag.faltuLstjoo - CoCrorirernietnetceoAnlttienrunaa Corriente alterna (C.A.) A diferencia de la corriente anterior, en esta existen cambios Vo de polaridad ya que esta no se mantiene fija a lo largo de los ciclos de tiempo. Los polos negativos y positivos de esta + t corriente se invierten a cada instante, según los Hertz o ciclos por segundo de dicha corriente. A pesar de esta continua inversión de polos, el flujo de la corriente siempre será del - Corriente Alterna polo negativo al positivo, al igual que en la corriente continua. La corriente eléctrica que poseen los hogares es alterna y es la que permite el funcionamiento de los artefactos electrónicos y de las luces. 200

Recorta esta página, desarrolla la dinámica al reverso y preséntala al maestro Dinámica en casa: Nombre: _________________________________ 9no. grado, sección: _____________________ Fecha: ____________________________________ 201

Dinámica en casa: Investigue cuánto gasta de energía por hora los siguientes aparatos 202

SUGERENCIAS Preparen circuitos eléctricos sencillos de corriente Naturalista-espacial DIDÁCTICAS directa y prueban la conductividad de diversos materiales sólidos. Revisen el concepto de resistencia y su tratamiento. Conductores y circuitos Conductores Los electrones están débilmente unidos al núcleo atómico por lo que pueden moverse por todo el material con gran facilidad. El movimiento ordenado de la carga eléctrica (electrones o huecos en exceso) por el metal se denomina corriente eléctrica. Ejemplos de materiales conductores son los metales como el oro, la plata, el cobre o el aluminio. Ejemplos de conductores 203

Circuitos El circuito eléctrico es el recorrido preestablecido por el que se desplazan las cargas eléctricas. Circuito elemental Las cargas eléctricas que constituyen una corriente eléctrica pasan de un punto que tiene mayor potencial eléctrico a otro que tiene un potencial inferior. Para mantener permanentemente esa diferencia de potencial, llamada también voltaje o tensión entre los extremos de un conductor, se necesita un dispositivo llamado generador (pilas, baterías, dinamos, alternadores...) que tome las cargas que llegan a un extremo y las impulse hasta el otro. El flujo de cargas eléctricas por un conductor constituye una corriente eléctrica. 204

Dinámica en parejas En los siguientes cuadros dibuje un conductor eléctrico y un circuito simple. 205

SUGERENCIAS Repetir esta frase en voz alta con sus alumnos. Naturalista-interpersonal DIDÁCTICAS “Yo soy inteligente y capaz, yo sé lo que tengo que hacer y como tengo que hacerlo, hoy todo sale mejor de lo esperado.” Ahorro de energía eléctrica Si pensamos en todas las actividades que hacemos durante el día, casi siempre utilizamos la energía eléctrica. Sin embargo, debe tenerse en cuenta lo que supone el consumo de la electricidad. El ahorro energético supone un ahorro de recursos naturales para salvaguardar al medio ambiente y fomentar un desarrollo sustentable. Por este motivo, debemos de ser responsables mediante un consumo de la energía moderado. Electrodomésticos que si los utilizas bien podrás ahorrar energía eléctrica. Nevera: nunca se tiene que dejar la puerta abierta y se tiene que colocar lejos del horno. Siempre es mejor descongelar los alimentos dentro de la nevera para ahorrar energía. Congelador: la temperatura ideal es de 15ºC. Horno: lo tenemos que utilizar solamente para cocinar y no para descongelar porque si no consume demasiado. Cuando estemos cocinando no lo debemos abrir porque su temperatura puede bajar entre 25 y 50ºC. Cocina: las cocinas de gas son las que ahorran más energía. Si la cocina es de vitrocerámica se puede desconectar unos minutos antes de acabar de cocinar, ya que mantiene mucho el calor. Pequeños electrodomésticos: no debemos olvidar que también se puede ahorrar energía controlando el tiempo de encendido de aparatos como el secador de pelo, la batidora, la tostadora, la plancha o el microondas. 206

Dinámica en parejas Elabore un dibujo creativo con un mensaje positivo para hacer conciencia del ahorro de energía. Explique porque lo eligió. (Observe el siguiente ejemplo sin copiar la misma imagen) 207

La tecnología y la vida cotidiana El uso actual de la tecnología tiene un elevado potencial para hacernos la vida más fácil y poder disfrutar de una mayor calidad de vida. Sin embargo, la complejidad que supone el uso de muchos dispositivos electrónicos es también una fuente de frustración. Y eso explica por qué los jóvenes son quienes más rápido adoptan las nuevas tecnologías, cuyo aprendizaje de uso resulta demasiado complejo para los mayores. Con el tiempo, la tecnología evolucionó y la telefonía móvil resultó más accesible y factible a cualquier persona. El despegue definitivo se produjo con la llamada 2G, que introdujo la transmisión digital (mayor calidad de sonido y mejor cobertura), la estandarización GSM y los servicios de itinerancia, así como nuevo servicios de datos (mensajería SMS). Los teléfonos móviles GSM eran más pequeños, tenían más autonomía y pantallas en color con interfaces de usuario basados en menús jerárquicos. En pocos años, la penetración de la telefonía móvil ha llegado incluso a superar el 100% de la población en algunos países. Sin embargo, llegar al techo del mercado supone una amenaza para las ventas de terminales. Es entonces cuando se ha iniciado una frenética carrera por parte de los fabricantes, que no paran de diseñar teléfonos con más y más prestaciones avanzadas. Antes lo importante en un teléfono móvil era poder hablar bien, oír y que nos escucharan con claridad. 208

Interés por el ahorro de energía eléctrica 209

Teoría atómica El átomo es un constituyente de la materia ordinaria, con propiedades químicas bien definidas, formado a su vez por constituyentes más elemental sin propiedades químicas bien definidas. Cada elemento químico está formado por átomos del mismo tipo (con la misma estructura electrónica básica), y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Actualmente se conoce que el átomo está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de electrones. Esto fue descubierto a principios del siglo XX, ya que durante el siglo XIX se había pensado que los átomos eran indivisibles, de ahí su nombre a-tómo- ‘sin división’. Poco después se descubrió que también el núcleo está formado por partes, como los protones, con carga positiva, y neutrones, eléctricamente neutros. Los electrones, cargados negativamente, permanecen ligados a este mediante la fuerza electromagnética. 210

SUGERENCIAS Revisen las teorías de distintos científicos y Verbal-espacial DIDÁCTICAS pensadores que han investigado la estructura de la materia. Clasificación de la materia, estructura y la tabla periódica La materia se clasifica en sustancias puras y mezclas, las cuales a su vez se clasifican en elementos, compuestos, mezclas homogéneas o soluciones y mezclas heterogéneas, tal como está ilustrado en el siguiente esquema: MATERIA SUSTANCIAS PURAS MEZCLAS ELEMENTOS COMPUESTOS MEZCLAS MEZCLAS HOMOGÉNEAS HETEROGÉNEAS (SOLUCIONES) (SOLUCIONES) 211

Las sustancias puras son aquellas que son uniformes (homogéneas) y tienen una composición definida o determinada. Los elementos y los compuestos comprenden las sustancias puras. Estas sustancias no pueden ser separadas físicamente sino únicamente por medios químicos, cambiando así sus propiedades mediante la separación. Las mezclas son aquellas combinaciones físicas de dos o más sustancias puras, cada una de las cuales mantienen sus propiedades dentro de la combinación. La composición de las mezclas es variable y su separación puede ser mediante medios físicos o mecánicos, como la filtración, la decantación y la destilación. Dentro de las mezclas están aquellas que son homogéneas, comúnmente denominadas soluciones (disoluciones), las cuales son uniformes ante la observación y tienen los componentes en una sola fase. Las mezclas heterogéneas constan de dos o más fases, por lo cual no son uniformes. Sustancias puras Mezclas • Composición definida. • Composición variable. • Separadas químicamente. • Separadas físicamente. • Pierden propiedades ante la • Componentes conservan separación. propiedades ante la separación. • Comprenden elementos y • Comprenden mezclas compuestos. homogéneas y heterogéneas. 212

Recorta esta página, desarrolla la dinámica al reverso y preséntala al maestro Dinámica en casa: Nombre: _________________________________ 9no. grado, sección: _____________________ Fecha: ____________________________________ 213

Dinámica en casa: Clasifique los siguientes ejemplos en qué tipo de materia se encuentran. a. Papel aluminio _______________________________________________________ b. Agua azucarada_______________________________________________________ c. Una mesa de madera _________________________________________________ d. Monóxido de carbono ________________________________________________ e. Una roca _________________________________________________________ f. Vinagre (ácido acético y agua) __________________________________________ g. Cloruro de potasio __________________________________________________ h. Un pedazo de titanio _________________________________________________ 214

Estructura de la materia La materia está formada por una estructura muy pequeña llamada ÁTOMO, que se compone por un núcleo donde encontramos dos tipos de partículas llamadas neutrones y protones, alrededor del núcleo orbitan otras partículas llamadas electrones. Un átomo puede ser representado simbólicamente en un modelo que recrea nuestro sistema solar, el cual tiene en el centro el sol y los planetas girando en órbitas alrededor de él. En el modelo de Dalton el afirma que la materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden separar. Protón: El protón es una partícula nuclear con carga positiva igual en magnitud a la carga negativa del electrón; junto con el neutrón, está presente en todos los núcleos atómicos. Al protón y al neutrón se les denomina también nucleones. La masa de un protón es de 1,6726 × 10-27 kg, aproximadamente 1.836 veces la del electrón. El número atómico de un elemento indica el número de protones de su núcleo, y determina de qué elemento se trata. Los protones son parte esencial de la materia ordinaria, y son estables a lo largo de períodos de miles de millones, incluso billones, de años. Neutrón: El neutrón es una partícula eléctricamente neutra, de masa 1.838,4 veces mayor que la del electrón y 1,00014 veces la del protón; juntamente con los protones, los neutrones son los constitutivos fundamentales del núcleo atómico y se les considera como dos formas de una misma partícula: el nucleón. La existencia de los neutrones fue descubierta en 1932 por Chadwick; estudiando la radiación emitida por el berilio bombardeado con partículas, demostró que estaba formada por partículas neutras de gran poder de penetración, las cuales tenían una masa algo superior a la del protón. 215

El número de neutrones en un núcleo estable es constante, pero un neutrón libre, en decir, fuera del núcleo, se desintegra con una vida media de unos 1000 segundos, dando lugar a un protón, un electrón y un neutrino. Electrón: El electrón, ELECTRÓN comúnmente (Carga negativa) representado como una partícula sub atómica, que forman parte de la familia de los Leptones. En un átomo los PROTÓN NEUTRÓN electrones rodean el (Carga positiva) (Sin carga) núcleo, compuesto de protones y neutrones. Los electrones tienen la carga eléctrica más pequeña, y su movimiento genera corriente eléctrica. Cuando son arrancados del átomo se llaman electrones libres. Tabla periódica La tabla periódica a secas o la tabla periódica de los elementos, como también se le denomina, es un cuadro que clasifica, organiza y distribuye los diferentes elementos químicos existentes, siendo entonces su misión primaria el ordenamiento a partir de la agrupación de los elementos que la integran. En la actualidad está tabla ostenta una especial presencia a la hora de acercar los conocimientos sobre química, dado que el estudio de la misma forma parte de los programas de estudios secundarios en el área de la química. 216

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SUGERENCIAS Definan e identifiquen experimentalmente los Naturalista-espacial DIDÁCTICAS principales compuestos químicos inorgánicos sencillos: ácido, base, aldehído, sal, óxido empleando material del entorno primero. Reacciones generales de los compuestos químicos REACCIONES QUÍMICAS Definición Clasificación Proceso en el que una o más sustancias se transforman en otras sustancias diferentes Composición de Descomposición de Desplazamiento o Doble sustitución síntesis síntesis sustución o intecambio Características Características Características Características Dos o más sustancias Ocurre cuando a partir Un átomo sustituye a Se realiza por intercambio se unen para formar un de un compuesto se otro en una de átomos entre producen dos o más molécula sólo producto más sustancias las sustancias que se complejo relacionan Una reacción química consiste en el cambio de una o más sustancias en otra(s). Los reactantes son las sustancias involucradas al inicio de la reacción y los productos son las sustancias que resultan de la transformación. En una ecuación química que describe una reacción, los reactantes, representados por sus fórmulas o símbolos, se ubican a la izquierda de una flecha; y posterior a la flecha, se escriben los productos, igualmente simbolizados. En una ecuación se puede indicar los estados físicos de las sustancias involucradas de la manera siguiente: (s) para sólido, (l) para líquido, (g) para gaseoso y (ac) para soluciones acuosas. Los catalizadores, temperaturas o condiciones especiales deben especificarse encima de la flecha. 218

Clasificación de las reacciones químicas (tipos) Todas las reacciones químicas existentes se pueden clasificar de diversas maneras, por ejemplo, algunos autores las clasifican en dos grandes grupos: reacciones de neutralización (acido -base) y reacciones de oxidación-reducción (redox); otros autores las clasifican en un solo grupo como reacciones generales, y así existen otras clasificaciones. He aquí todos estos grupos de reacciones: A) Reacciones de energía. Estas son de dos tipos: 1) Reacciones exotérmicas. Son aquellas que liberan o pierden calor, por ejemplo las reacciones de combustión, que por desprender energía se utilizan como fuente de esta. En la combustión los reactivos son el combustible y el oxígeno del aire, y los productos suelen ser, aunque no siempre, dióxido de carbono y vapor de agua. Ejemplos: Otros ejemplos de reacciones que desprenden energía o calor son: el paso de gas a líquido (condensación) y el paso de líquido a solido (solidificación). Símbolo químico Símbolo aritmético Símbolo convencional 2H2 + O2 2H2O Coeficiente Sub-índice B) Reacciones endotérmicas. Estas reacciones necesitan calor para que se lleven a cabo. En ellas los productos tienen más energía que los reactivos. Un ejemplo de reacción endotérmica es la producción del ozono (O3). Esta reacción ocurre en las capas altas de la atmósfera, en donde las radiaciones ultravioleta proveen la energía del Sol. También ocurre cerca de descargas eléctricas (cuando se producen tormentas eléctricas). Hornear pan, calentar una tortilla y hervir agua requieren de energía (calor). 219

C) Reacciones de proceso. Que pueden ser de dos tipos: - Reacciones reversibles. Son aquellas en donde los productos que se forman pueden regresar a sus estados o sustancias originales (reactivos). Este concepto está plasmado en aquellas ecuaciones que presentan dos flechas en sentido opuesto. - Reacciones irreversibles. Los productos que se forman no pueden volver a sus estados o sustancias originales. D. Reacciones de velocidad. Se clasifican en: - Reacciones rápidas. En estas se forma una elevada cantidad de producto, en relación al tiempo en que se realizó la reacción. - Reacciones lentas. La cantidad de producto formado es muy pequeña, siempre en relación al tiempo. E. Reacciones REDOX. Son aquellas en las que algunos elementos químicos cambian su número de oxidación. Dicho de otro modo, una de las sustancias a combinar perderá o cederá electrones y la otra sustancia a combinar los ganara o aceptara tales electrones. Por lo tanto, estas reacciones son de dos tipos: Butano + oxigeno ® dióxido de carbonno + agua Alcohol + oxigeno ® dióxido de carbonno + agua Carbono + oxigeno ® dióxido de carbonno + agua F. Reacciones de enlace. - Reacciones iónicas. En la combinación de sustancias hay ganancia y pérdida de electrones. - Reacciones covalentes. Las sustancias combinadas comparten sus electrones. Ecuación química: representa la transformación de sustancias. Reactante (s) á producto (s) 220

Tipos de reacciones químicas Las reacciones químicas pueden clasificarse de manera sencilla en cinco grandes grupos. Existen otras clasificaciones, pero para predicción de los productos de una reacción, esta clasificación es la más útil. Reacciones de síntesis o composición En estas reacciones, dos o más elementos o compuestos se combinan, resultando en un solo producto. Síntesis química: la combinación de dos o más sustancias para formar un solo compuesto. A+BàC (Donde A y B pueden ser elementos o compuestos). Dinámica en clase: Desarrolle lo siguiente: Escriba la reacción de síntesis entre el aluminio y el oxígeno. __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ ¿Cómo obtuvo dicha reacción? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ ¿Para qué funciona? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 221

Normas en el manejo de los químicos • Evitar el contacto de los productos químicos con la piel. No pipetear con la boca, utiliza embudos para trasvasar líquidos y propipetas. • Si accidentalmente se vierte un ácido u otro producto químico corrosivo se debe consultar al profesor (a). • Para detectar el olor de una sustancia, no se debe colocar la cara directamente sobre el recipiente: utilizando la mano abierta como pantalla, es posible hacer llega una pequeña cantidad de vapor hasta la nariz. Los frascos deben cerrarse inmediatamente después de su uso. • En la preparación de disoluciones debe agitarse de modo suave y controlado para evitar salpicaduras. • Los ácidos requieren un cuidado especial. Manipularlos con precaución y en la vitrina. Cuando queramos diluirlos, nunca echaremos agua sobre ellos; siempre al contrario es decir, ácido sobre agua. 222

• Evitar el contacto de los productos químicos con la piel. No pipetear con la boca, utilizad embudos para trasvasar líquidos y propipetas. • Si accidentalmente se vierte un ácido u otro producto químico corrosivo se debe consultar al profesor(a). • Para detectar el olor de una sustancia, no se debe colocar la cara directamente sobre el recipiente: utilizando la mano abierta como pantalla, es posible hacer llega una pequeña cantidad de vapor hasta la nariz. Los frascos deben cerrarse inmediatamente después de su uso. • En la preparación de disoluciones debe agitarse de modo suave y controlado para evitar salpicaduras. • Los ácidos requieren un cuidado especial. Manipularlos con precaución y en la vitrina. Cuando queramos diluirlos, nunca echaremos agua sobre ellos; siempre al contrario es decir, ácido sobre agua. Clasificación de sustancias de acurdo con la directiva europea 223

La importancia de la química en la vida humana La química tiene la mayor de las importancias relativas porque está y reside en todo. Todos los procesos, de vida, de muerte, de crecimiento, de combustión, de calor, de frio, de expansión, de implosión, universales, macroscópicas, microscópicas…. La química lo es todo. Si nos vamos a la importancia que tienen los productos químicos, podemos destacar aquellos que nos sirven para facilitar el día a día y hacer más cómoda nuestra vida, como es el caso de las anestesias en las operaciones quirúrgicas, los distintos metales usados para fabricar aviones menos pesadas o automóviles más resistentes a los impactos, el uso de explosivos tanto para construir, (túneles y pozos) como para destruir (armas, bombas, explosivos), el uso de nuevas tecnologías para obtener energía, limpia o sucia, como la energía nuclear, la energía solar, combustión de carbón…etc. En las últimas décadas, la importancia de la química ha sido tan creciente como en los últimos 4000 años anteriores. Los progresos crecen aceleradamente y cada vez, sabemos más de la estructura de todas las cosas. Todos los procesos que ocurren en nuestro planeta tienen su importancia basada en la química. Desde el más grande, como el calor del sol, hasta el más pequeño de los átomos que se mueve dentro de nuestra nariz. Las hojas de las plantas consiguen convertir el dióxido de carbono en oxígeno, a su vez las plantas son el principal sustrato en el que se basa la farmacopea actual y han sido las drogas usadas desde el principio de los tiempos. 224

Manipulación de material y equipo de laboratorio en ambiente de auto y codisciplina El laboratorio es uno de los lugares en él se realizan experimentos para poder comprobar mediante un método científico los conocimientos adquiridos en la clase teórica. Es de vital importancia que el alumno sepa reconocer cada uno de los materiales de laboratorio y sustancias químicas que son frecuentemente utilizadas, pues dominándolos puede llegar a seleccionarlos y manejarlos adecuadamente, con lo que desarrollará la habilidad necesaria para realizar el objetivo principal que es la práctica. El material y equipo que se utiliza en el laboratorio de química constituyen experimentos con los cuales se realizan experimentos e investigaciones, sus características dependen del tipo de material del que están hechos. 225

Material y equipo Material de vidrio: Tubos de ensayo se usan para realizar reacciones químicas en pequeñas cantidades. Los tubos de vidrio Pyrex pueden calentarse y los hay de diferentes tamaños. Vaso de precipitados se usa en general para contener líquidos y específicamente para formar precipitados. Los hay de diferentes capacidades y algunos tienen graduación. Matrises se emplean para contener, calentar o evaporar substancias líquidas; debido a su forma, los líquidos llegan más pronto a la ebullición. Los hay de diferentes tipos. Pipetas se utilizan para medir volúmenes con gran exactitud. Las hay volumétricas y graduadas; en las primeras se mide el volumen definido que marca la pipeta; en las segundas se puede medir el volumen total, que marca la pipeta, o fracciones de éste. Embudos se usan para separar sólidos de líquidos, utilizando un medio filtrante. Los hay de tallo largo, para filtración rápida, y tallo corto, para filtración lenta. Probetas están graduadas y se utilizan para medir volúmenes de líquidos. Las hay de diferentes capacidades. Buretas se usan para medir con precisión volúmenes de líquidos por lo que se utilizan en análisis cuantitativos y en la valoración de soluciones. Vidrio de reloj se usa para cristalizar en pequeñas cantidades y tapar vasos. Tubo de seguridad se utiliza para adicionar líquidos a matraces cuando se realiza alguna reacción que, por su naturaleza, implica algún riesgo. Frasco reactivo se usa para almacenar líquidos. Los hay cristalinos o ámbar, de diferentes tamaños, de tapón esmerilado o con rosca y de boca ancha o angosta. Cristalizador se utilizan para preparar cristales por medio de la evaporación, a temperatura ambiente, de soluciones saturadas. Embudo de separación se utiliza para separar mezclas de líquidos inmiscibles o adicionar líquidos de manera semi controlada. Refrigerantes se usan para condensar vapores. Los hay rectos, de rosario y serpentín, en diferentes tamaños. Lámpara de alcohol se utiliza para calentar lentamente, aunque proporciona una llama intensa. Termómetro se usa para medir la temperatura. Tubería de vidrio por su facilidad, para ser doblada, se utiliza para realizar las conexiones necesarias en los experimentos químicos. 226

Elementos químicos en la naturaleza En la actualidad, se conocen hasta 118 químicos aunque no todos ellos abundan de igual manera en la naturaleza. El elemento con mayor presencia en el universo es el hidrógeno, que es el combustible de las estrellas, y, en segundo lugar, se encuentra el helio. En cuanto a la corteza y atmósfera terrestres, donde se concentra la vida en nuestro planeta, el más abundante es el oxígeno que se encuentra preferentemente en forma de agua y el siguiente es el silicio que aparece sobre todo en forma de rocas y arena. Existen además otros elementos que se hallan en cantidades ínfimas llamados oligoelementos, que son indispensables para el correcto funcionamiento del organismo: cobre, cobalto, flúor, boro, manganeso y molibdeno. 227

SUGERENCIAS Escriban una ecuación general de la combustión y Verbal-espacial DIDÁCTICAS expliquen las repercusiones de la combustión sobre el ambiente. (Producción de gases y de calor). Combustión u oxidación Se conoce como combustión, al proceso de oxidación que se crea en un combustible al hacer contacto con un comburente, en este caso el oxígeno, y con una energía que lo activa, lo cual le hace desprender calor –reacción exotérmica-. Esta reacción exotérmica se inicia cuando el combustible se calienta superando su temperatura de ignición. Debido al calor se rompen los enlaces químicos. El combustible, el oxígeno y el calor dan paso a lo que se denomina como triángulo del fuego. Los tipos más usuales refieren a las materias orgánicas que poseen hidrógeno y carbono –hidrocarburos- El combustible, es el material que fácilmente entra en combustión luego que se calienta El comburente, refiere al material que hace que el combustible arda, en este caso es el oxígeno. El oxígeno y el combustible crean una reacción que da paso a la producción de sustancias gaseosas como es el dióxido gaseoso. En los procesos de combustión los materiales líquidos, se llegan a vaporizar cuando están en contacto de cierta cantidad de energía, llegando a mezclarse con el oxígeno, que es el comburente. Una vez se da esta mezcla se genera el incendio o fuego. En la combustión de materiales sólidos, estos al entrar en contacto con una temperatura muy elevada, su estructura molecular se descompone, lo cual da paso a la formación de gases que en el proceso de combustión se oxidan, generando fuego. 228

SUGERENCIAS Inicie por los procesos de elaboración de pan, vino, Verbal-espacial DIDÁCTICAS vinagre y yogur, para realizar el estudio de los reactivos, condiciones y productos de la fermentación. Fermentación La fermentación es un proceso natural que ocurre en determinados compuestos o elementos a partir de la acción de diferentes actores y que se podría simplificar como un proceso de oxidación incompleta. La fermentación es el proceso que se da en algunos alimentos tales como el pan, las bebidas alcohólicas, el yogurt, etc., y que tiene como agente principal a la levadura o a diferentes compuestos químicos que suplen su acción. La fermentación es realizada por diferentes bacterias y microorganismos en medios anaeróbicos, es decir, en los que falta aire, por eso es un proceso de oxidación incompleta. Las bacterias o microorganismos, así como también las levaduras, se alimentan de algún tipo de componente natural y se multiplican, cambiando la composición del producto inicial. En el caso de las levaduras que se utilizan para hacer fermentar el pan, las mismas requieren de la presencia de azúcar o glucosa ya que es esta la que se convierte en su alimento y les permite crecer en tamaño. Lo mismo sucede con la fermentación alcohólica que da bebidas como el vino o cerveza. 229

Dinámica en Ggrupo Forme grupos de trabajo y lleve frutas o verduras con las que se pueda realizar el proceso de fermentación anote los materiales a utilizar, procedimiento y conclusiones. Materiales: _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Procedimiento _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Conclusiones _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 230

SUGERENCIAS Dibujen y reporten los resultados de sus experiencias Naturalista-interpersonal DIDÁCTICAS en la descomposición o putrefacción de un producto. Descomposición y efervescencia Se denomina descomposición al acto y consecuencia de descomponer o descomponerse (es decir, de generar desorden, segmentar las partes de un compuesto, averiar, entrar en estado de putrefacción o perder el estado saludable). Desde la perspectiva de la biología, la descomposición supone un proceso que lleva a convertir el cuerpo de un organismo viviente en una forma más simple de materia. Al respecto, hay que decir que el cuerpo comienza a descomponerse tras el deceso del individuo: en una primera etapa, se produce la emisión de gases, mientras que, en una segunda etapa, la materia empieza a descomponerse y se forman fluidos. La autolisis (tal como se conoce al quiebre o ruptura de tejidos a raíz de los compuestos químicos del cuerpo) y la putrefacción (es decir, la desintegración de tejidos por el accionar bacterial) liberan gases, que generan el olor característico de los cadáveres e inflaman los restos. Los insectos y otros organismos son los responsables de la última fase de descomposición. Ejemplo: Podemos establecer que cinco son las fases por las que pasa la descomposición de un cuerpo humano: fresco, hinchado, de putrefacción activa, de putrefacción avanzada y finalmente seco. Etapas todas ellas que son utilizadas frecuentemente en el área de la criminología. 231

SUGERENCIAS Identifique y describa fenómenos químicos entre Naturalista-espacial DIDÁCTICAS sustancias orgánicas. Efervescencia La palabra efervescencia procede del latín “effervescens” y hace referencia a un líquido que al hervir suelta burbujas, ya que “fervere” significa hervir. La efervescencia también puede producirse por un proceso químico sin necesidad de que el líquido hierva cuando un ácido reacciona con un carbonato o con un bicarbonato sódico. El resultado es que se desprende dióxido de carbono, un gas que disuelto genera burbujas que ascienden a la superficie. Cuando tomamos algún medicamento efervescente vemos que al disolver la pastilla en agua, se producen muchas burbujas y el líquido asciende hacia la parte superior del vaso. Esto ocurre porque está compuesto por un ácido orgánico. Ejemplo: el cítrico o el ascórbico y bicarbonato de sodio, que se disocia en contacto con el agua, en el ión sodio y en el hidrogeno carbonato que reacciona con el ácido y origina el dióxido de carbono. Otro ejemplo, son las bebidas gaseosas. Dinámica en parejas Describa un producto donde se lleva a cabo el proceso de efervescencia. ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 232

SUGERENCIAS Preparen mezclas y soluciones con productos caseros Naturalista-espacial DIDÁCTICAS y establezcan la diferencia entre ellos en función de su transparencia. Mezclas Una mezcla es una sustancia que está formada por varios componentes (dos o más), que no pierden sus propiedades y características por el hecho de mezclarse ya que no se produce una reacción química entre ellos. Ejemplos de mezclas pueden ser una ensalada, agua salada, azúcar y sal, etc. Tenemos dos tipos de mezclas diferentes. Mezclas homogéneas: Son aquellas mezclas que sus componentes no se pueden diferenciar a simple vista. Las mezclas homogéneas de líquidos se conocen con el nombre de disoluciones y están constituidas por un soluto y un disolvente, siendo el primero el que se encuentra en menor proporción y además suele ser el líquido. Por ejemplo, el agua mezclada con sales minerales o con azúcar, el agua es el disolvente y el azúcar el soluto. Mezclas heterogéneas: Son aquellas mezclas en las que sus componentes se pueden diferenciar a simple vista. 233

Soluciones Las soluciones o disoluciones son mezclas homogéneas de dos o más componentes. Se dice que es una mezcla homogénea porque sus propiedades y composición son uniformes. El componente que se encuentra en mayor proporción se denomina disolvente o solvente y el de menor proporción soluto. El soluto se halla disuelto en el disolvente. Si hay mucho soluto disuelto se puede hablar de una solución concentrada. Si el soluto está en muy baja concentración se habla de una solución diluida. Ejemplos de soluciones comunes: Agua de mar: Sal (y otros) en agua. Gaseosa: Dióxido de carbono, azúcar y otros, disueltos en agua. Moneda: Cobre (Cu) y Níquel (Ni) (las soluciones sólidas se denominan aleaciones). Coloides Los coloides son mezclas que se dan a escala microscópica, en donde las partículas de una o más sustancias se dispersan (fase dispersa) en otra sustancia llamada medio dispersor o fase dispersante (Sosa, 2007, p.22). Las partículas de la fase dispersa son suficientemente grandes como para dispersar la luz (este efecto óptico se conoce como Efecto Tyndall), pero demasiado pequeñas como para precipitar. Por tanto, una forma de distinguir una disolución de un coloide es mediante el Efecto Tyndall. Thomas Graham (1805-1869) propuso la palabra coloide, proveniente de la raíz griega kolas que significa “que puede pegarse”, para distinguir a este tipo de soluciones de las suspensiones y las disoluciones. Estas tres soluciones se diferencian entre sí por el tamaño de sus partículas; en las disoluciones las partículas tienen un tamaño inferior a un nanómetro de diámetro (1nm =1x10-9m es decir un milmillonésimo de metro), mientras que las partículas de los coloides tienen un diámetro entre 1nm y un micrómetro (1µm, que es igual a 1x10-6m es decir un millonésimo de metro) de diámetro. Por último, las partículas de las suspensiones tienen un tamaño mayor a 1µm de diámetro. 234

Recorta esta página, desarrolla la dinámica al reverso y preséntala al maestro Dinámica individual: Nombre: _________________________________ 9no. grado, sección: _____________________ Fecha: ____________________________________ 235

Dinámica individual: Elabore un pequeño ensayo sobre mezclas homogéneas _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 236

Precaución en los manejos químicos Cuidado cuando trabajes con productos químicos 237

Proyecto Aire acondicionado portátil casero Si tuvieras que hacer una lista de las 10 situaciones más incómodas es probable que tener que permanecer en el interior de tu hogar, en un día caluroso y sin aire acondicionado se encuentre entre los primeros lugares. Tener un ventilador, aunque este sople aire caliente, puede proporcionarte un poco de alivio. Sin embargo, puedes tomar este ventilador y convertirlo en un aire acondicionado portátil con unos pocos materiales adicionales. Este es un proyecto que podrás llevar a cabo fácilmente, sin tener que gastar mucho dinero y te servirá como un dispositivo de enfriamiento personal que hará tu vida más cómoda. Materiales • Una cubeta de 5 galones (18,9 l) • Una cubeta interior de poliestireno (una cubeta para cebos) • Un tubo de PVC de 1 1/4 pulgadas (3,1 cm) de 12 pulgadas (30 cm) de largo. 238

Instrucciones Los materiales para este proyecto son poco costosos y podrás hallarlos fácilmente. Puedes usar cubetas de 5 galones (18,9 l) reciclando una lata de pintura o solicitar uno en una panadería. Este es un gran proyecto para los meses calurosos de verano, ya que puedes crear estos dispositivos y distribuirlos entre los más necesitados. Algunas personas que no tienen aire acondicionado, especialmente las personas mayores, son extremadamente vulnerables al calor. 1. Coloca el ventilador al revés, sobre la tapa de la cubeta y traza su contorno. 2. Toma un cúter y corta cuidadosamente a lo largo de la línea trazada. Hazlo lentamente, moviendo el cúter de arriba hacia abajo, como si fuera una sierra. Tal vez necesites recortarlo un poco más para que el ventilador se ajuste correctamente. Nota: Si la tapa está hecha de un plástico grueso y rígido, tal vez te resulte más fácil y sencillo cortar el agujero con una sierra de vavién que tenga una hoja de dientes finos, con una sierra giratoria o con una sierra perforadora de dientes finos. Perfora un agujero para insertar la sierra dentro del contorno que has marcado con una broca de 1/2 pulgada (1,2 cm). 239

3. Dependiendo del tipo de ventilador que uses, tal vez debas quitarle los soportes o el pie. Podrás llevar a cabo esta tarea con una sierra para metales. Ajusta el ventilador sobre el agujero que has recortado y déjalo a un lado. 4. Sujeta de la cubeta con abrazaderas o sostenla firmemente para perforar tres agujeros en el lado, utilizando la sierra perforadora o con una broca tipo Forstner. 5. Introduce la cubeta de espuma de poliestireno dentro de la cubeta de plástico y perfóralo a través de los agujeros que has hecho previamente. Recorta el tubo de PVC en tres piezas de unas 3 o 4 pulgadas (7,6 cm a 10 cm). Puedes llevar a cabo este trabajo con una sierra para metales. 240

6. Coloca las secciones de tubo. Desliza las secciones de tubo de PVC dentro de los agujeros. Deben quedar bien ajustadas y, en caso de ser necesario, séllalas desde el interior con una espuma expansiva de poliuretano. Recorta un agujero en la tapa de la cubeta de espuma de poliestireno. Recorta la tapa de la cubeta de espuma de poliestireno para colocar el ventilador. Si bien este paso no es imprescindible y la unidad igual funcionará sin la tapa, al colocar el ventilador a través de ella, de modo que quede bien ajustado, podrás aislar el hielo dentro de la cubeta y extender el tiempo de funcionamiento de la unidad, que será de unas seis horas. 7. Añade la jarra de hielo de un galón (3,7 l). Coloca la jarra de un galón (3,7 l) de agua congelada en la cubeta y pon la tapa de poliestireno en su lugar. Cierra la tapa de plástico que contiene el ventilador incrustado en ella y conecta tu nuevo aire acondicionado portátil. Disfruta del aire fresco (de unos 68º Fahrenheit o 20º C) que proviene de la unidad. 241

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I Ejercicios prácticos: En el siguiente cuadro elabore las características de mezclas homogéneas. Disoluciones Coloides Suspensiones Escriba tres características de la descomposición de lo siguiente: Papa Brócoli Piña 247

II Complete lo que a continuación se le pide: Corriente continua: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Corriente alterna: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Péndulo: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Conductores: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Circuitos: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Mezclas homogéneas: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Mezclas heterogéneas: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 248