o o t o o I a a I o o t I t o o O o I I a o o o I ¡ ¡ o I ¡ Compuestos, Elementos, y Reacciones rQuímicas PARTE Lección 20 Lección 21 Desglosando un Compuesto L70 Ejercicio 20.1 Dividiendo el Agua t72 Examinando y Agrupando Elementos 186 Ejercicio 21.1 Investigando y Clasificando Elementos Lección22 Lección 23 188 Combinando Elementos 198 Ejercicio 22.I Dividiendo la Tabla Periódica Ejercicio 22.2 Reacción de Dos Elementos 200 201 Reacciones Químicas que !nvolucran Metales 23.1 Comparando la Reacción de 208 Ejercicio Diferentes Metales al ,Á.cido Ejercicio Lección 24 Lecclón 25 Lección 26 23.2 Analizando la Corrosión 2t0 2tl Contrarrestando Ia Gorrosión Ejercicio 24.1 ¿Puede Detenerse la Oxidación? 2LA Masa y Reacciones Químicas 224 Ejercicio 25.1 Midiendo la Masa de Reactivos y Productos 226 Evaluación de Fin de Módulo 230 Ejercicio 26.1 Evaluación de Desempeño 232 220 LEcc.ô20 l Desglorando un Compuesto ( ( ( a' -' (r ( ¡tttRoouccrór En la primer parte de este módulo, aprendiste sobre las propiedades y características de las sustancias puras. En la segunda parte, investigaste cómo estas propiedades pueden diferenciarse de las propiedades de las mezclas. En esta parte, te enfocarás en dos grupos de sustancias puras, conocidas como elementos y compuestos. En esta lección, anahzarâsla composición de una sustancia pura con las que ya te has encontrado en el transcurso de este módulo-el agua. Ya sabes que el agua tiene Cuatro quintas pañes de la superticie de la tiena están formadas por agua. ¿De qué está hecha el agua? diferentes propiedades características que la pueden identificar como una sola sustancia y no como una mezcla. Las propiedades incluyen su apariencia, densidad, puntos de congelamiento y ebullición, su capacida d p ar a disolver solutos. Investigarás lo que sucede con el agua cuando una corriente eléctrica la atraviesa. A veces, la capacidad que tiene un líquido de conducir electricidad nos puede dar claves sobre la composición éste. Si el agua es una sustancia pura, ¿por qué tratamos de conocer su composición? ¡Completa el ejercicio y descubre lo que sucederá! ( ( (, (' ( ( (; (. ( ( (. ( I ( ( ( [, (. ( (_ OBJEÍIVOS DE ESTA LECCION Reallzar experimentos para determinar lo que sucede cuando la electricidad pasa a través del agua. lnvestigar algunas propiedades físicas y químlcas de los gases. Comentar las dlferenclas entre compuestos y elementos, A7O STC/'\,fS"' Pnoplronons oa l¡ Nrl¡ront¡ \ (- -, t f_ L ( MATERIAL PARA LA LECCIóN 20 Para Empezar ;Alzuna vez has escuchado los términos t. r ' -rii"elemento" y "compuesto"? significan ¿Qué Para 1 éstos términos? Sin acudir a un diccionaric ni a tu guía del estudiante, define cada uno de éstos términos en tu cuaderno de ciencias. ' En tu cuaderno, anota dos ejemplos de elementos y dos ejemplos de compuestos. _ Tu maestro(a) dirigirá una lluvia de ideas _ ' sobre 1o que pienses que signifiquen estos términos. Repasarás estas ideas al final de la lección. I ti copia de la Hoja del Alumno 2O.I:"La Electrólisis del Agua" par de gafas de seguridad Para tu grupo 1- recipiente grande de plástico 2 tubos de ensayo chicos base para electrodos 1- frasco con sulfato de sodio cuchara de laboratorio cuchara de te I I 1 1- varilla inflamable 2 baterías de 6 V (las compartirás con otro POR TU SEGURIDAD grupo) 1 cable conector Acceso a agua Utiliza gafas de seguridad durante este ejercicio. Acceso a una llama Ata tu cabello, si es largo. STC/trIS"' Pnopreo¡¡rs on r¡. M¡.rnnr r L77- tEccróN 20 Descrosa¡rpo uN CoMpuESTo Ejercicio 2O.L . Asegúrate d1l.ue los cables cuelguen por fuera del recrprente. Dividiendo el Agua ¿J. Agrega aglug aJ, recipiente de manera que -las puntas de los electrodos estén cubiertas por I cm de agua (ver Imagen 20.1). PROCEDIMIENTO 1. Tr maestro(a) te explicará el procedimiento que seguirás para pasar una corriente eléctrica a través del agua. Después de la explicación, sigue los pasos 2 al3 parapreparar tu equipo. f. Coloca la base para electrodos en el recipienl"e de plástico. ' Agrega dos cucharadas de sulfato de sodio al agua. $. Disuelve la solución con la cuchara. 7t Sumerge uno de los tubos de ensayo ' denúoîel recipiente con la solución de sulfato de sodio (ver Imagen 20.2). lmagen 20.1 Coloca e/ base para electrodos dentro del recipiente de plástico y agrégale agua. Agua Solución de sulfato de sodio lmagen 20.2 Sumerge el tubo y asegúrate de que esté lleno con la solución de sulfato de sodio. L72 STC/lvlS"n Pnopreo¡ors or le M¡ra¡.r¡. Tubo de ensayo sumergido leccrór zo DsscrosaNDo uN Cuando el tubo esté lleno de la solución, tâpalo con un dedo. Asegúrate de que todo el tubo se encuentre sumergido en el líquido. Coloca la parte abierta del tubo en uno de los electrodos. El tubo debe estar lleno de líquido. Conpu¡sro Repite los pasos 7 al B con el segundo tubo $. - - de ensayo (no te preocupes si entran algunas pequeñas burbujas de aire en los tubos). En la Imagen20.3 se muestra cómo debe verse tu equipo montado. Lâvate las manos después de manipular los tubos. f Q. Conecta los cables a las baterías. Conecta el cable rojo al polo positivo de una de las baterías y el cable negro al polo negativo de la otra batería. Asegúrate de que los dos polos restantes estén conectados entre sí (Ver Imagen 20.4). Compartirás las baterías con otro equipo. En la Imagen 20. 5 puedes observar cómo preparar los equipos para ambos grupos. lmagen 20.3 En esta etapa, tu equipo debe verse de esta manera. lmagen 20.4 Conecta /os cables a las baterías tal como se rnuesfra aquí. lmagen 20.5 Deberá compartir las baterías con otro grupo. De forma conjunta, sus equþos deben verse de esta manera. STc/trfstnt Pnoprnon¡os or ln Mnrenr¡ L73 LEccróN 11. t2 20 Dpscrosa¡l¡o uN Coupursro Si tu equipo está ensamblado correctamente, pronto observarás que algo está sucediendo cerca de los electrodos. ¿Qué es lo que sucede con cada uno de los electrodos? Escribe tus respuestas en la Hoja del Alumno. - åQué es lo que observas con respecto al ' ,rolumen de las dos sustancias dintro de los tubos? Escribe tus respuestas en Hoja delAlumno. 13. G Cuando el tubo de ensayo correspondiente al electrodo positivo esté lleno de gas, realiza el mismo experimento. H Registra los resultados donde dice "tubo 2" enlaTabla 1. t$. Tu maestro(a) comentará sus observaciones. Prepárat e pata participar. experimento: A Pide a un miembro de tu equipo que retire el tubo del electrodo negativo, Tú (o tu maestro, en caso de que no 14. - - - tengas tiempo de reunir una cantidad manteniéndolo sellado con su dedo pulgar, tal y como se hizo anteriormente. suficiente de cada gas) puedes probar los gases producidos en cada tubo de ensayo colocando una varilla encendida en cada tubo. Si tu equipo está llevando a cabo este experimento, sigue las siguientes instrucciones: A Desconecta la batería B Pide a un miembro de de B pide a otro miembro de tu equipo que encienda la varilla. G Apaga la varilla con un soplido y coloca rápidamente el extremo brillante dentro del tubo con gas. tu equipo. tu equipo que D Observa cuidadosamente lo que sucede y registra los resultados donde dice "tubo encienda la varilla. 3", en la Tabla G pide a otro miembro de tu equipo que retire uno de los tubos con gas del electrodo negativo. No importa si un poco de la solución en el tubo se escapa de nuevo al recipiente, pero mantén el gas dentro del tubo, sellando la abertura con tu dedo pulgar. D Retira tu dedo de la abertura del tubo y rápidamente coloca el extremo de encendido de la varilla la en la boca del tubo. Observa y escucha. Cuando el tubo correspondiente al electrodo negativo se haya llenado nuevamente de gas, realiza el siguiente i. E Repite el experimento con un tubo lleno de gas del electrodo positivo. F Registra tus resultados donde dice "tubo 4", en la Täbla 1. 16. E Registra tus resultados donde dice "tubo uno", en la Tabla 1, en la Hoja del Alumno El gas de hidrógeno se quema con un chirrido repentino, el oxígeno hace brillar mas la punta de la varilla (o incluso puede volver a encenderla). Basándote en la evidencia de tu experimento, ¿qué hay dentro de cada tubo? Escribe tus respuestas debajo de los pasos 4a y b de la Hoja delAlumno. 20.r. F Vuelve a llenar el tubo de ensayo con la solución de sulfato de sodio. Conecta la batería y procede a reunir el gas. 174 STC,lS"' Pnoplrn.lors oe ln M¡rrnl¡ tf .Lee"La Electrólisis del Agua," en la página 175. ¡-¡ccró LA ELEcTRólss DEL AcuA En el Ejercicio 2O.L, se utilizó electricidad para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. Este proceso es llamado Electrólisis ("electro" se refiere a electricidad y "lisis" significa separar) para poder separar el agua mediante el proceso de Electrólisis, la electricidad debe fluir a través del agua hasta completar un circuito eléctrico. La electricidad no fluye fácilmente a través de agua pura debido a que el agua es un conductor de electricidad pobre. Al agregar sulfato de sodio al agua pura, se facilita la conducción de la electricidad, haciendo que el circuito eléctrico se más fácil de completar. La energía de Ia corriente eléctrica causa una reacción química. Durante la reacción, el sulfato de sodio no produce ningún producto que pueda ser detectado; todos los gases producidos durante la Electrólisis del agua provienen de ella misma. H r NurstuçqóltmtÐsosrlÒseeq¡ooJN fnMnusrro REFLEXTON SOBRE LO QUE H¡C|STE |¡r _ Escribe las respuestas a las siguientes -- preguntas en Ia Hoja del Alumno 20.1: A ¿De que gases se compone el agua? B Ahora sabes que el agua es una sustancia pura. Has descubierto que está hecha de dos gases. Ambos gases son también sustancias puras; sin embargo, estos gases no pueden dividirse en más sustancias. Las sustancias puras que no pueden dividirse en otias, rotr llu-uãut elementos. La sustancias puras que están hechas de más de un elemento son llamadas compuestos ¿Crees que el agua es un elemento o un compuesto? G A dif.tettcia de las mezclas,la sustancias puras que son compuestos tienen siempre la misma proporción de elementos en ellas; en otras palabras, tienen composiciones específicas o fórmulas. ¿En el agua, cuál es la proporción del hidrógeno al oígeno? D Algunas veces el agua se escribe a manera de fórmula, HrO.¿Qué crees que signifique esta fórmula? t -it Piensa como las propiedades características del agua se diferencian de las propiedades características del hidrógeno y del oxígeno. Lee sobre algunas de ellas en la lectura "Hidrógeno y Oxígeno," en las páginas 176 y 777.Tu maestro(a) anotarâtus ideas y las organizarâ en una Täbla. Copia esta Täbla en tu cuaderno. ' definición de los términos "elementos" y "compuestos" que escribiste al principio de esta Lección. Comenta con tus compañeros de qué manera han cambiado tus ideas. Escribe tus ideas en tu cuaderno. Repasa la STCI¡vIS'" Pnopreo¡ons nr r¡ IVLcronrn 1j75 LEccróN 2olfuonûsq[ouøs]ooñdmsnsro A LA M¡rnnra HIDROGENO Y OXIGENO El agua es un compuesto hecho por dos elementos-hidrógeno y oxígeno, Las propiedades características de estos elementos son diferentes a las del agua. Sin embargo, el hidrógeno y el oxígeno tienen algunas propiedades en común: son incoloros, gases inodoros, y ambos reaccionan con otros elementos-+onvirtiéndolos en "elementos reactivos". Pero en otros sentidos, son diferentes entre sí. El hidrégeno tiene la densidad más baja de todos los elementos. Es un reactivo, por lo que se presenta en el aire solamente en cantidades muy pequeñas. Reacciona con el oxígeno. Tú mismo hiciste que reaccionara con el oxígeno cuando se quemó. ¿Qué crees que ocurrió en esa reacción química? Puedes sorprenderte el descubrir que el hidrógeno es el elemento más común en el universo. ElSoly otras estrellas son principalmente gas de hidrógeno. EI hidrógeno se puede encontrar en muchos compuestos, por El agua es un compuesto formado cuando el hidrógeno ejemplo, todos |os inflamable reacciona con el oxígeno. Aquí, está siendo ácidos contienen utilizado para extinguir un incendio. Como con fodos /os hidrógeno. compuesfos, las propiedades del agua son muy diferentes El oxígeno de aquellos elementos de las que se compone. reacciona con otras sustancias. Algunas de las propiedades deloxígeno fueron mencionadas en la lectura "Cabezas de Aire" (en la Lección 4). El oxígeno es necesario para encender una Ilama, el oxígeno produce llamas más calientes. Por ejemplo, åeué sucedió con la varilla encendida cuando fue colocada en un tubo de ensayo con oxígeno únicamente? L76 STC/ilfSt" Pnopr¡n¡¡ss ¡r r,n M¡run¡e tEccróN 20 f)ESGLosANDo uN Conpue,sro Algunos equ¡pos de metal para soldar o cortar, utilizan gases inflamables y oxígeno para producir las altas temperaturas necesarias para derretir el metal. El oxígeno también reacciona lentamente con algunas sustancias. Muchos compuestos que contienen oxígeno son llamados óxidos. Ya conoces dos óxidos que son gases.+l dióxido de carbono y el dióxido de sulfuro-pero la mayoría de los óxidos son sólidos. De hecho, eloxÍgeno es el elemento más común en la corteza terrestre, pero casi todo está combinado con otros elementos que forman minerales, que a su vez forman rocas. Cuando algunos gases inflamables como el acetileno son quemados con oxígeno puro, se producen temperaturas muy altas. Esta antorcha de oxiacetileno quema una mezcla de gas de acetileno y oxígeno, que produce una llama lo suficientemente caliente como para coriar o soldar acero. STCyñIStnt Pnopleo¡.oes oe ¡,¡ IVI¡rrnnln L77 LEccróN 20 DESGLosANDo uN Colrpu¡sro ¿Bateria para Automóvil o Planta Química? ¿Alguna vez te has puesto a pensar de dónde viene la electricidad de las baterías? ¿Cómo es posible almacenar electricidad? Si pudieras ver hacia dentro de una batería, no podrías ver la electricidad. Probablemente, el ejercicio de Electrólisis en el agua guarda una clave que ayuda a contestar estas preguntas. En el experimento de la Electrólisis del agua, utilizaste energía eléctrica para producir una reacción química-dividir el agua en oxígeno e hidrógeno. Una batería hace 1o contrario: utilizan una reacción química para producir corrientes eléctricas. Una batería almacena energía en forma de energía química. Cuando una batería se conecta a un circuito eléctrico completo, libera la energía almacenada en forma de electricidad. Una batería de automóvil no es parte de un circuito eléctrico completo hasta que una llave la enciende. Una vez que se acciona la llave, el circuito eléctrico se completa, l7A STC/l,lS"' Pnoprao¡nes Las baterías de los carros almacenan energía. Durante una reacción química, esta energía química es transformada en energía eléctrica. Hay muchos otros tipos de baterías recargables (incluyendo las que se utilizan en los teléfonos celulares). Todas ellas generan energía eléctrica a través de reacciones químicas provocando una reacción química dentro de la batería. El ácido sulfürico y las placas de plomo y de óxido de plomo reaccionan para formar sulfato de plomo. Durante este proceso, se produce electricidad. Las baterías de los carros raramente dejan de funcionar, porque una vez que el auto se enciende, un generador que es parte del motor recarga la batería continuamente. ¡r l,r NI¡.r¡r.re LEccróN 20 DESGLosANDo uN Coiurpuesro Terminales Óxido de plomo (polo positivo) Plomo (polo negativo) Ácido Sulfúrico (rodea las placas) El interior de una batería de carro es como una fabrica química. La energía química se almacena energía eléctrica. ¿Cuáles son /os reactivos y productos de Ia reacción química? y Gabinete entonces se libera Mientras una batería se recarga, la electricidad fluye a través de ia batería en dirección opuesta, revirtiendo la reacción química. Las baterías de los carros, a diferencia de las baterías utilizaclas en lámparas, pueden ser recargadas miles cle veces antes de tener que ser reemplazadas. n STC/ñIS"'' Pnoplco¡n¡s oc r¡ NLrr¡nr t L79 LEcctóN 2o Drscrosa¡¡tlo uN Corurpu¡sro Propiedad,es del Hidrógeno Muerte de una Aeronave & Boeing747 Fecha: Jueves,6 de mayo de 1937 Hora:7:25pm Ubicación: Estación Aérea de Lakehurst, Nueva Jersey Mientras la aeronave de hidrógeno de 245 metros de longitud, el Hindenburg, volaba sobre la Estación Aérea Lakehurst, viro para realizar su último acercamiento. El equipo abrió tanques de lastre para descender lentamente, y comenzó a brotar agua de la parte inferior de la nave mojando a las personas que se encontraban debajo. Empire State 1472 pies Hindenburg 804 pies Todas las personas que se encontraban en tierra observaban al Hindenburg mientras esta obra de arte de la tecnología moderna flotaba a 65 metros por encima del suelo. Cerca de esta enorme aeronave, algunos miembros de la prensa prepararon sus cámaras y grabadoras de sonido mientras otros anotaban lo que sucedía. En el estacionamiento, se podía observar a los fotógrafos de pie 18O Ballena Azul El HÌndenburg era más grande que un jet jumbo y era casi tan largo como el ritanic. sobre los cofres de sus coches intentando hallar encargado del aterc iza) e intentando atrapar las sogas que habían sido arrojadas desde la una mejor vista. Dentro de la cabina del Hindenburg, algunos aeronave. pasajeros observaban a Repentinamente, un las multitudes que se profundo golpe se sintió encontraban en tierra de la popa de la nave. firme, buscando caras Las personas que se conocidas de amigos o encontraban en tierra familiares. Desde ahí comenzaron a gritar,y podían ver el equipo los hombres que sTC/trIS"' Pnopreoe¡os ¡n ln &l,r.renr.r esperaban debajo de la aeronave empezaron a correr. El cielo se encendió. Todo era caos dentro de la aeronave. En la sala de ayudantes, Werner Franz, un joven de 14 años se encontraba recogiendo los platos. A1 tratar de alcanzar LEccróN 20 DEScLosANDo uN Colvrpu¡sro El dirigible de hidrógeno, e/ Hindenburg, vuela sobre la ciudad de Nueva York. ¿Porque utilizaron hidrógeno para levantar esta aeronave? un gabinete sintió un estruendo en toda la nave. Los platos que estaban en el gabinete cayeron encima de é1. El chico se las arregló para ponerse de pie y salir al pasillo. Todo parecia estar en llamas, un enorme muro de fuego se dirigía hacia el. Lo que Werner no sabla era que durante el aterriza)e, la tela que contenía el hidrógeno de alguna forma se encendió. No solamente la tela ardió en llamas como si fuera papel seco, sino que comenzó una reacción química explosiva entre el hidrógeno del globo y el oxígeno del aire. Los ingenieros alemanes que diseñaron el Hindenburg hablan cometido un grave error al seleccionar los materiales para la aeronave. ¡Habían construido una bomba flotante! Frenéticamente, Werner se alejó de las llamas, hacia la parte frontal de la aeronave, que se tambaleó nuevamente inclinándose hacia la popa.Werner cayó deslizándose hacia el fuego. Reuniendo todas sus fuerzas, comenzó a arrastrarse calor a través de las suelas de sus zapatos. desesperadamente Las llamas alcanzaton sus piernas. lejos del fuego, el chico podía sentir el Jusfo anfes del atenizaje, e/ Hindenburg ardió en llamas. STC IS'n' Pnoprno¡ous on l¿ IVfn.r¡xr¡ 141 LEccróN rolü,wnøslhsuosloo,ñùÌBsnsro A LA Mer¿nr¡ g :I i ''4r. ß, ,;4 El fuego consumió completamente a la aeronave. ¿eue susfancla se formó en esta reacción química? Repentinamente, un chorro de agua 1o empujó hacia el piso. Uno de los tanques de agua de la nave había estallado encima de el, extinguiendo temporalmente el fuego a su alrededor. Pero unos segundos después, el fuego había regresado. Werner se sostuvo de una escotilla cetcana a donde él estaba,la abrió de un puntapié y saltó, cayendo arrollado sobre el piso. Los gritos se escuchaban por todas partes. Incorporándose, Werner comenzó a correr lejos de las llamas, pudo observar al capitán de la nave corriendo en la dirección opuesta, de regreso a la nave. Tiataba de salvar a algunos pasajeros. Werner corrió de regreso para ayudarlo, mientras lo hacía fue detenido por un oficial americano de la marina quien quiso mantenerlo seguro. Treinta y cinco pasajeros y miembros de La tipulación y los oficiales sobrevivientes del Hindenburg, inctuyendo a wemer Franz, quien se encuentra de pie en el centro, fueron los primeros en enterarse sobre /os peligros de algunas reacciones químicas. tA2 STC/ì,lS"n Pnoplno¡oos on l.r IVI¡.rrnre la tripulación del Hindenburg,así como una persona en tierra murieron entre las llamas de la aeronave, así como los sueños de sus diseñadores. Todo esto sucedió debido a que dos elementos (¡los mismos que componen el agua!) reaccionaron desastrosamente. E LEccróN 20 DEScLosANDo uN Conpuesro Extra,yendo Aluminio Metal Precioso Nadie sabía sobre la existencia del aluminio hasta el año 1825. Esto ocurrió cuando un químico danés extrajo por primera vez trozos de aluminio del tamaño de una cabeza de alfiler de un material llamado alumina. Sin embargo, extraer aluminio del alumina era muy complicado, y durante la mayor parte de los años 1800's, el aluminio era escaso y costoso. Su valor era tan grande que los reyes y las reinas tenían hermosos juegos de té decorativos hechos de aluminio. Metalcomún Aunque alguna vez el aluminio haya sido considerado un metal escaso, es el más común en la corteza terrestre, ocupando el ocho por ciento de esta. Esta sonaja para bebé hecha de oro y aluminio fue fabricada para el príncipe Luís Napoleón en Francia en 1856. En aquellos tiempos, el aluminio así como el oro, era considerado un escaso y costoso metal. En 1884, el aluminio fue incluso elegido para ser colocado en un lugar de honor en la parie más alta del monumento Washington, debido a que era un metal fan escaso. STCllvIS" Pnoprp¡no¡s oo l¡ M¡rnnr¡ 1a3 LEccróN 20 DESGLosANDo uN Co,r,rpussro z 2 P o o o I o U o @ El aluminio es un material excelente para ser usado en equipo depoñivo, ta! como este bat de béisbot. ¿eué otros equipos depoñivos se hacen de aluminio? Este aluminio no se encuentra en forma de metal puro, sino que se halla combinado con otros elementos en forma de compuestos de aluminio. Hoy en día, el aluminio es utilizado para cualquier cosa, desde la estructura de un avión hasta una lata de refresco o bats de béisbol. Este metal es brillante, fuerte y ligero. No se oxida, se le puede dar diferentes formas y ser fundido. Es incluso tan barato que lo podemos LAA utilizar para envolver sobras de comida. Pero el aluminio no fue económico hasta que a lnventos Caseros Tiabajando bajo un techo de madera detrás de su casa, Hall un joven inventor que descubrió una forma trabajaba en el para obtener metal de laboratorio del patio de .' su casa se le ocurrió un d método de bajo costo 3 para extraerlo. Primeros Comienzos Un ansioso inventor, Charles Martín Hall comenzó a trabajar con aluminio en 1880. Con tan solo 20 años de edad, se encontraba en su primer año en el Oberlin College de Ohio. STC/trfSt" Pnopr¡o,rors or l.q M¡ronl¡ aluminio de la alumina, que contiene aluminio y oxígeno, utilizando corriente eléctrica. La parte diffcil fue encontrar el líquido adecuado para disolver el mineral. Charles Mañin Hall desarrolló un proceso comercial para producir aluminio. r_l tEccróN 20 DESGLosANDo uN El pasar electricidad a través de una solución de agua de alumina sólo causaba que el agua se dividiera en y oígeno. Por lo que Hall lo disolvió en otro mineral llamado criolita. Esto tenía su truco. Primero tenía que derretir la criolita gas de hidrógeno Colrpunsro Cátodo de hierro Revestimiento de grnanito Lumina líquido (oxido de aluminio y criolito) calentándola a más de 1000'C utilizando electrodos de carbono para llevar la corriente, debido a que los electrodos de metal se hubieran derretido. ¡Éxito! EI23 de febrero de 1886, Hall tuvo su primer éxito. Después Ánodo de carbono Valvula de drenado de haber pasado la corriente a través de sus preparaciones por O 1 o o algunas horas, encontró varias "gotas" de aluminio adentro. Entonces fundó Alcoa Corporation, que hasta la fecha sigue siendo una de las más grandes compañías productoras de aluminio. Cuando Hall murió en 1914, gran parte de su fortuna fue donada a diferentes escuelas alrededor del mundo. El colegio de Oberlin le hace homenaje a su generosidad con una estatua de él mismo en aluminio. n Hall utilizaba una celda electrolítica como esta para extraer metal de aluminio del alumina. @ -t '1, ;, I ó Ð','' ., , t- ',, I '.''. t: ti: El hombre y su metal: esta estatua de Charles Ma¡1in Hall estët hecha de aluminio. . ' {L.. a t ifr, t rE & Las muestras originales de aluminio de Hall sobre sus nofas sobre el proceso que invento. STC/l,IStnt Pnopte¡no¡s nr l¡ Mrrrrnle L85 LEc'ô21 Examinando yAgrupando Elementos ¿ INTRODUCCIóN Maie Curie, trabajando con su esposo Pierre, descubrieron dos elementos en 1898 mientras investigaban uranio, un elemento radiactivo. Ellos llamaron a su primer elemento polonio, en honor a su pals natal, Polonia. A su segundo elemento lo llamaron radio debido a que era muy radiactivo. En 1903, Marie fue ganadora del premio Nóbel por su trabajo, también fue premiada con el Nóbel en 1911 por su trabajo en elementos radiactivos. Maie Curie fue la primera persona en recibir dos premios Nóbel. Existen más de 100 diferentes elementos que componen toda materia. ¿Cuántos elementos has visto o cuántos podrías reconocer? En la última lección, obtuviste dos elementos, hidrógeno y oxígeno, al separar agua-un compuesto. Te has topado con algunos otros elementos en este módulo. Sulfuro y hierro son otros dos. Probablemente ya conoces la apariencia de algunos otros elementos como son el oro, la plata y el aluminio. ¿Pero qué hay del silicio, el segundo elemento más común en la corteza terrestre? (El oxígeno es el más común). ¿Qué hay del calcio, que se puede encontrar combinado con otros elementos como un compuesto en los huesos y en los dientes? ¿Sabías que cada vez que aspiras inhalas los elementos argón y neón? ¿Cuáles son sus propiedades caracterlsticas? Que no te sorprenda si reconoces muchos de estos elementos en tu vida diaria. Identificar los elementos les tomó cientos de años a los científicos. Lamayoria de los elementos han sido reconocidos durante los últimos 200 años. Larazónpor la que los químicos han tenido que trabajar tan duro para identificar los elementos conocidos hasta ho¡ es que la mayoría de los elementos son reactivos. OBJETIVOS DE ESTA LECCIóN Descrlbir la apariencia de diferentes elementos. Realizar experimentos y observaciones para determinar algunas propiedades físlcas de los elementos, Reunlr Informaclón de los elementos y organlzarla en una Tabla. Utllizar la lnformaclón reunlda para clasiflcar elementos en grupos dlferentes. 186 STC^,IS''' P¡.opreo¡¡es oe r.¡ M¡rrnr¡ Comparar tu slstema de claslficaclón con el utlllzado por clentíflcos. Esto es, que tienden a combinarse con otros elementos para formar compuestos, por lo tanto, comúnmente existen en compuestos químicos y no se encuentran fácilmente de forma individual. El agua por ejemplo se produce cuando el hidrógeno se combina con el oxígeno en una reacción química. En la Lección 20 presenciaste esta reacción cuando escuchaste al hidrógeno quemarse con un chirrido, sin embargo probablemente no te diste cuenta del vapor que se produjo en ese momento. Cuando tienes una gran colección de objetos diferentes, a veces conviene dividirlos en grupos. Piensa en la cocina de tu casa, probablemente ahí puedas encontrar cajones paraguardar cubiertos (probablemente divididos en cuchillos, tenedores, cucharas), probablemente también tengas gabinetes: uno para sartenes, otro para platos y otro para vasos. Estos objetos son frecuentemente clasificados por su función, o a veces por su apariencia. Después de que los científicos descubrieron varios elementos, comenzaron a clasificarlos con respecto a sus propiedades características. Predijeron la forma en que se comportarían o reaccionarían con otros elementos colocándolos en grupos, también dedujeron sus propiedades características y como podrlan ser utilizados. Con este sistema de clasificación,los científicos podían incluso predecir la existencia de otros elementos que todavía no habían sido descubiertos. En esa lección, tratarás de clasificar algunos elementos tu mismo. MATERIAL PARA LA LECCIóN 21 Para ti 1- copia de la Hoja del Alumno 2L.La: "Examinando y Agrupando Elementos" 1- copia de la Hoja del Alumno 21,.tb: "La Tabla Periódica" Para tu grupo 1 marcador de punto fino 1 pliego de papel Chinchetas o cinta adhesiva STC/I,IS" Pnopln¡tors on la M¿.ronr¡ L87 LECCIóN 21 EXAMINANDO Y AGRUPANDO ELEMENTOS Para Empezar maestro(a) repasará la lección 20 para 1. fü revisar los términos "elementos" y Ejercicio 27..L I nvestigando y Clasificando ElementOS "compuestos". ' Participa en una lluvia de ideas elementos y sus propiedades características. sobre PROCEDIMIENTO ideas ' los repasarás has aprendido sobre los elementos. _ Tu maestro(a) hará una lista de tus sobre propieáades características de elementos. Al final de la lección, la lista para que te des cuenta cuanto ' Observa cuidadosamente la Täbla 1 en la Ho;a delAlumno ZI.Ia.Utilizarás esta tablapara reunir información sobre 25 elementos diferentes. Tu maestro(a) te demostrará como reunir la información y te a¡rdará a completar la tabla de los elementos mostrados en las Imágenes 21.1 y 2I.2 (utiliza la Imagen 21.3 cuando tu maestro(a) te 1o pida). STC/l,fS'"' Pnoplno,q¡ns ¡¿ ln Mn.renr¡ L88 (o o F 2 È r ? Ë o c, : o rË È (h a -¿ tt ,l para producir el metal. Se obtiene el zinc de las menas, asándolas para obtener óxido de zinc. Entonces es Iiberado partes para coches, equipo electrónico, y bate¡ías. El óxido de zinc es usado en pinturas y lociones bronceadoras. Para revestir acero, FI z*ì o Ø 3 contiene oxido de zinc. Su color blanco refleja la luz del sol para proteger la piel. F Llj U z e z z zH X t1J l.¡ Àt Io. z m -o Este salvavidas usa una crema que Esfos fechos están hechos a pañir de hojas de acero cubieño con una capa protectora de zinc. El zinc se aplica al acero por medio de galvanización. 21.1 Utiliza los hechos y las fotografías mostrados aquí, así como los experimentos mostrados por tu maestro(a) para completar la información del zinc en la Tabla 1 de la Hoja del Alumno 21 .1a. lmagen Notas Usos color blanco Compuesto Es de Reacciona al ácido liberando oxígeno de 100'C zinc es ductil y maleable a mas EI Propiedades químicas Otras características físicas 7.7,É,/cm" 907 0c Punto de Hervor Densidad 416'C Punto de derretimiento Zinc lmagen 21.2 Es altamente redioactivo, lncluso en cantldades pequeñas puede ser muy dañino. Una bomba nuclear que contenía uranio fue lanzada por /os Esfados Unidos en Hiroshima, Japón, cerca del final de la segunda Guerra Mundial. Tan solo dos bombas nucleares han sido utilizadas en guerras por el terrible grado de destrucción que causan. La otra bomba fue Ianzada en la ciudad japonesa de Nagasaki, ésta tenía un diferente metal radiactivo llamado plutonio. El uranio es utilizado dentro de reactores y armas nucleares. Utiliza /os hechos y las fotografías mosfrados aquí para ayudarte a completar la información del uranio en ta Tabla 1 de ta Hoja det Atumno 21 .1a. Notas Ìeactotes nuclea¡es. Se usa en armas y café, naranja, blanco. Vlene en valios colores: Compuesto pero no es buen conductor de Reacciona al agua y se oxlda con el aire. físicas I Es radioactivo y Propiedades químicas Otras características L9.Lg/cm" 3818'C Punto de Hervor Densidad LL32"C Punto de derretimiento Uranio ? r t Øt È ô *¿ Ø m -ô Ø È z lrl F z Þ o z z z X Ltl l'¡ 19 Io' z F (o F I ? U Õ a)ê Q *< È Ø lmagen 21 .1a. 21.3 mas abundante en el universo. Recibe el nombre de Helio, dios del col en la mitologia Es el segundo gas gas globos meteorológicos así como aeronaves. Se mezcla con oxigeno para el buceo. inflar Mezclas de helio y oxígeno son utilizadas por buzos que descienden a grandes profundidades. Cuando el helio se respira bajo presión, tiene menos efecfos tóxicos que el nitrógeno, el mayor componente del aire. Cuando el nitrógeno se respira bajo presión, puede provocar sintomas de narcosis de nitrógeno, una condición que puede desorientar a los buzos. Solamente el hidrógeno es menos denso que el helio. El helio es utilizado para llenar globos como este para investigaciones de /a NASA. ¿Porque utilizan helio para este propósito en vez de hidrógeno? Cuando tu maestro(a) te indique, utiliza los hechos y las fotografías mosfradas aquí para anotar la información del helio en la Tabla 1 de la Hoja del Alumno Notas Usos Es usado para Dificilmente reacciona con otros elementos Propiedades químicas Compuesto Es el segundo elemento menos denso tiene colo¡ ni olor Otras características físicas No o.oo018 g/cm" -269'C Punto de Hervor Densidad -272'C Punto de der¡etimiento Helio Ø o È z FI F r¡ ? Lrl o z Þ C) U z z 3 X Þ LTJ t\¡ F¡ Io' z C) r n IECCIóN ' t. 21 Ë,XAMINANDO Y AGRUPANDO ELEìVIENTOS Valiéndote de tus observaciones cle la lección 20 y detu conocimiento, completa las columnas de la Tabla 1 de oúgeno e hidrógeno. apariencia similar a la Imagen 2L1,2I.2,o 21.3. Algunas de estas tarjetas no tienen la información completa. Deberás examinar y experimentar con los elementos para cleterminar cuáles son algunas de sus propiedades. Participa en los comentarios en clase sobre la inf-ormación que tengas sobre hidrógeno y oxígeno en la Täbla 1. Agrega investigar algunos otros elementos. Sigue las instrucciones de tu maestro(a) al revisar los pasos 5 al 9 cle este Para algunos elementos, deberás determinar si son conductores de electricidad (es decir, que permitan que le electricidad viaje a través de ellos) o si son aislantes (es deci¡ que no permiten que le electricidad viaje a través c1e ellos). Observa la Imagen 2L4 para informarte sobre cómo debes realizar este procedimiento. experimento. ' cualquier información adicional que escuches durante la charla. 4. Tu maestro(a) explicará como cleberás $. Los elementos han siclo acomodados en estaciones alrededor del salón cle clase. Por cacla elemento, existe una tarjeta con /. un clip en la estación, la dureza del elemento (ver Imagen 2L5). Primero, intenta raspando el elemento con tu uña, si esto no tiene efecto alguno, trata utilizando el extremo de un clip. ¿Es el elemento duro o suave comparaclo con tu uña y el clip? ¿Que apariencia tiene la superficie raspada Si encuentras deberás investigar del elemento? lmagen 21.4 Con algunos elementos, deberás realizar un experimento para determinar si conduce electricidad. Fabrica un equipo para experimentar la conductividad de la manera en que se fe muestra. Sl e/ foco se enciende, el elemento conduce electicidad. Entre mëts luz proyecte el foco, mejor conductor de electricidad será el elemento. lmagen 21.5 Determina que tan duro es un elemento utilizando tu uña y un clip. Observa la apariencia del elemento después de haberlo raspado. L92 STC/l,lS"tt Pnoprroirnrs on le NI¡ronr¡ lrcclóru ' 9. - tQ. Utiliza un imán para determinar si un elemento es magnético. Tú y tu compañero serán asignados a una estación determinada. Diríjanse a Ia estación y comiencen a reunir la información que necesitan para completar la Täbla 1. No copien en su Täbla tocla la información que se encuentra en la tarjeta. Selecciona únicamente la información que consideras que necesitarás (recuerda que las fotograffas contienen información útil). Tienen cinco minutos para investigar cada elemento. Cuando tu maestro(a) anuncie que el tiempo ha terminado, devuelve la tarjeta, el elemento, y los equipos donde los encontraste. Dirígete a la siguiente estación. (Si te encuentras en la estación 20, ðirigete a la estación I ). zr Ex¡ivtrN¡Noo y Acnup¡Noo Et¡ltnuros C".u"4o hayas reunido la información de 11. --- todos los elementos en las diferentes estaciones, regresa a tu lugar. Tu maestro(a) te indicará como deberás acomodar tus elementos en grupos y te pedirá que compartas tus ideas para agrupar los elementos. Tiabaja con tu compañero para tratar de t2 . identifìcar por lo menos cinco grupos de elementos. Acomoden los elementos en estos grupos. Recuercla que la mayoría de los elementos pueden pertenecer a más de un gruPo. lJ. Escribe tus ideas en tu cuaderno de ciencias. Cuando consideres que tienes grupos de elementos útiles, transfiere la información de tu cuaderno al pliego de papel (ver Imagen 2I.6). Cuando hayas terminado de anotar los cinco grupos, pega el pliego de papel al muro. magen 21.6 Registra tus grupos de elementos en el pliego de papel. Aseg(trate de que tu letra sea legible desde el otro extremo de tu salón. f STC/ì,lS"tt Pxopreo,+oos ¡e L¡ NI¡rr¡.lrr 1-93 LECCIóN 21 EXAMINANDO Y AGRUPANDO ELEMENTOS REFLEXTON SOBRE LO QUE H|C|STE L -- Participa en.una charla en clase sobre cómo decidiste agrupil tus elementos. maestro(a) comparará tu clasificación con una ya existente,llamada Tabla Periódica. Esta Täbla tiene símbolos que copiaste de las tarjetas de elementos. Marca donde algunos de los diferentes grupos están en tu copia de la Tabla 2.Tu Periódica (Hoja del Alumno 21.Ib). De darás cuenta de que existen muchos más elementos de los que investigaste en el ejercicio. Algunos de ellos son compatibles a los grupos que escogiste. A94 STC/ì{S" Pnop¡nonoes ¡r r¡r M¡r¿¡.r¡ !. Repasa la lista de los elementos y sus propiedades características, reunidos por la clase al principio de esta lección. Comenta las siguientes preguntas con otros miembros de tu equipo: A. ¿Qué tan correctos fueron los ejemplos originales y las propiedades características de los elementos que sugeriste øl inicio de la clase? B. ¿Qué cømbios haría a la lista? LEccróN El Juego de Cartas dc Dmitry Es muy interesante observar cómo diferentes habilidades pueden encontrarse para contribuir a descubrimientos científicos. Considera la historia de Dimitri Mendeleyev y su juego de cartas que cambió la vida de la química. Mendeleyev era un profesor universitario ruso a quien le encantab a jugar a las cartas, y que además buscaba alguna forma de organizar los elementos. Para lograr esto, escribió los símbolos, propiedades características, y otra información de 63 elementos en cartas (únicamente 63 elementos habían sido descubiertos para 1869, el año en que desarrolló el juego de cartas). 21 ExanrNaN¡o y Acnup¡Noo Ereiur¡¡¡ros Dimitri Mendeleyev anticipó lo que hoy sería la Tabla Periódica. lnició como un estudiante pobre, que eventualmente se graduó de la universidad como el mejor de su c/ase. e Í = z o tr -L = Mendeleyev tenía treinta y cinco años de edad cuando publicó su "Tabla Periódica de los elemenfos'i Esfe dibujo en carbón hecho por su esposa, lo muestra en sus últimos días, trabajando en su laboratorio. Pa¡Ie de su Tabla Periódica puede apreciarse en el fondo de este dibujo. STC,Istnt Pnoprno¡nes on l,r IVI,rronr¡ l-95 LECCIóN 21 EXAMINANDO Y AGRUPANDO ELEMENTOS La antigua "Tabla PeriÓdica" de Mendeleyev adorna el muro de la escuela en la que trabajó en San petersburgo, Rusia. La Tabla original de Mendeleyev contenía los 63 elemenfos conocrdos en aquel tiempo. Predijo acertadamente que los espaclos serían llenados con elementos todavf a por descubrir. Entonces colocó las cartas mirando hacia arriba sobre una mesa y comenzó a cambiarlas de lugar. Agrupó los elementos relacionándolos con la información que tenía sobre cada uno de ellos y en base a cómo un elemento se comparaba con otros. Por ejemplo,los elementos de sodio y potasio son suaves, brillantes, y altamente reactivos a los metales. Mendeleyev colocó las cartas para estos elementos en una columna. Pronto se dio cuenta de que los elementos de calcio y magnesio tenían propiedades similares, así que también los colocó juntos en otra columna. Hizo lo mismo con otros elementos y entonces movió las columnas de manera que estuvieran junto a otras con características similares. Entonces descubrió que cuando hacía esto, podía ver patrones. Mientras examinaba las columnas de la Täbla, se dio cuenta de que el 196 STC/l,fS" Pnop¡¿o¡,¡ns oB r.¡ Mtt¡nl¡ patrón de propiedades se repetía periódicamente, por 1o que llamó a esta clasificación "La Täbla Periódica de los Elementos". Durante un periodo 20 años, Mendeleyev mejoró el sistema de clasificación. Aún había algunos espacios vacíos en la Täbla- faltaban cartas. Él predijo que los elementos que todavla no habían sido descubiertos completarían estos espacios, y asimismo pudo mencionar algunas de las propiedades características que tendrían estos elementos. Cuando los científicos obtuvieron mayor conocimiento sobre la física y la química de la materia, a¡rdaron a mejorar la Tabla, y los elementos faltantes fueron descubiertos. ! I LEcctóN 21 Ex¡lrrNaNno y AcnupaNoo Emlø¿Nros o = I U É o Þ o I e P o I zg o e l o q z o É ô o La Tabla Periódica es la "lista de ingredientes" del universo entero. La mayoría de los elementos fueron formados por reacciones nucleares, que ocurrieron dentro de esfre//as o en sus explosiones llamadas supernovas. Atgunas de esfas reacciones nucleares contin(tan ocuriendo dentro de nuestro sol (mostradas en esfa fotografía de rayos X). É,stas tiberan energía cuando el elemento de hidrógeno rebasa la fusión y se conviefte el otro elemento ttamado hetio. PREGUNTAS La Tabla Periódica no fue el trabajo de una sola persona. Como en la mayoría de los descubrimientos, los científicos de diferentes países reunieron evidencia durante muchos años acerca del tema. Investiga en la Internet u otros recursos sobre los científicos más famosos que hayan estado involucrados en el desarrollo de la Tabla Periódica. STC^,IS'"' Pnoplro¡ors on l¡ M¿rrnr¡ tg7 LEcdô22 Combinando Elementos rnrnooucclón ¿Qué sucede aquí? ¿Se trata de alguna reacción química? ¿Cuáles son /os reactivos y productos de esta reacción? En la lección anterior, descubriste que los elementos pueden ser clasificados en grupos basándose sus propiedades características. En el Ejercicio 22.1,rcgresarâs a este tema y tratarás de clasificar elementos en dos grupos mayores. Tu clasificación será entonces utilizadapara investigar las propiedades químicas de uno de estos grupos más detalladamente. En el Ejercicio 22.2,investigarás como los elementos de ios dos grupos que has identificado reaccionan para crear un compuesto. Compararás algunas de las propiedades de los reactivos yproductos reactivos, y utilizarás una fürmula simple para describir la reacción que ha ocurrido. oBJETrvos DE EsrA lecclón Examlnar las propledades de cuatro elementos. Ublcar los cuatro elementos en dos grupos mayofes. ldentificar estos glrupos en la Tabla Perlódica, Crear un compuesto basado en elementos de estos dos grupos. Formular una ecuaclón químlca slmple para expllcar la reacclón ocurrlda. Comentar las diferenclas entre reactlvos y produc,tos. 198 STC/I4S'" Pnoprro¡nos ¡¡ l¡ M¡rBnl,r \_l MATERIAL PARA LA LECCIóN 22 Para Empezar 1. -- Er ia Lección 21, agrupaste elementos de acuerdo a sus propiedades. Tu maestro(a) revisará algunos de esos grupos. Prepárate para contribuir con el nombre del grupo Para 1- copia de la Hoja del Alumno22.I: I "Dividiendo la Tabla Periódica" copia de la Hoja del 7 "Provocando la Reacción de dos Elementos" par de gafas de que identificaste. f.lmagina que debes dividir los elementos que investigaste en dos grupos. Comenta las siguientes preguntas con el otro miembro del equipo: A. ¿De qué manera seleccionarías |os ti Alumno22.2: seguridad grupos? Para ti y tu compañero te basarías para que decidir elementos van en cada grupo? (Las mejores agrupaciones pueden basarse en más de una laboratorlo propiedad). t B. ¿En qué criterio 2 I tubos de ensayo vaso de precipitado de 250m1 par de t¡-eras 1- tarjeta de cartulina G. ¿Qué nombre le darías a cada agrupación? 7 1 Escribe tus ideas en tu cuaderno de clenclas. POR TU SEGURIDAD regla Cinta adhesiva de D. ¿Guáles son algunos de |os elementos qué acomodarías en cada agrupación? !. lrozo de lana de acero papel Para ti 1 tornillo l- cilindro L lrozo de sólido amarillo I Trozo de sólido negro Utiliza siempre tus gafas de seguridad. STC,IS"' Pnoplro¡ors ¡e la M¡ranr¡ l-gg LEccIóN 22 COMBINANDO ELEMENTOS Ejerciclo 22.L Dividiendo la Tabla Periódica PROCEDIMIENTO ' Un miembro del equipo deberá recoger la charola con los -ateriales. !. Revisa que el contenido de la charola concuerde con la lista de materiales. !. Toma el tornillo, en cilindro y las muestras de amarillo y negro. Todos estos son elementos. Examinalos cuidadosamente. Tu maestro(a) te pedirá que los identifiques. ¿[ " Acomoda estos elementos en los dos grupos que identificaste en "Para Empezar". Si no concuerdan fácilmente en los dos grupos, trata cambiando el criterio que utilizaste para seleccionar los grupos. Si es necesario puedes cambiar el nombre de las agrupaciones. Dibuja una Tabla en tu cuaderno donde puedas comparar las propiedades de los elementos en las dos agrupaciones. Compara tantas propiedades diferentes como puedas. Puedes a¡rdarte con la información que reuniste sobre estos elementos en la Hoja delAlumno 21.1a (Tabla 1). 2oo src^fs" Pnoprro¡¡ns nn lt M¡renl¡ 5. Tr maestro(a) analizarâlas agrupaciones que seleccionaste y escogerá dos de las agrupaciones para efectuar una lluvia de ideas. Tu maestro(a) registrará las propiedades de cada grupo en un diagrama de Venn. Al final de la lluvia de ideas, copia el diagrama de Venn completo tu cuaderno. Completa el diagrama $. del Alumno de Venn en la Hoja 22.1 con los nombres de los dos grupos. Trata de colocar los elementos con los que has tratado (tanto en lecciones como por experiencia propia) en uno de los grupos. Si alguno de los elementos parece tener propiedades intermedias (propiedades entre los dos grupos), colócalos en el área donde los círculos se interceptan. 7 .Tu maestro(a) te pedirá que compartas los nombres de los elementos y el espacio en donde los colocaste dentro del diagrama de Venn. _ Observa la Tabla Periódica en la Hoja del una línea a través de la Tabla que separe los 'Alrr-rro 21.lb. ¿Es posible dibujar ¡-ecctón Ejercicio 22.2 !. Reacción de Dos Elementos zz ColuleIN¡Noo EretvteNros Vierte.l50 ml de agua dentro del vaso de precrprtado. Utiliza la cinta adhesiva para adherir la Q_ 9r - tarjeta en la parte superior del vaso de precipitado (ver Imagen 22.2). PROCEDIMIENTO f . Si la tarjeta no tiene perforaciones, {. corta dos orificios tu mismo, cada uno con un diámetro ligeramente mayor al diámetro de los tubos de ensayo (ver Imagen 22.I). Invierte un tubo de ensayo vacioy pásalo a través de una de las perforaciones de la ficha, asegurándote de que de que el extremo abierto del tubo de ensayo descanse sobre el fondo del vaso de precipitado (ver Imagen 22.3). Tal vez necesites adherirlo con cinta para que no se mueva. ü ------{,rl. e I . -r, lmagen 22.'l Coña dos orificios en la tarjeta. Cada uno debe tener un diámetro ligeramente mayor al del diámetro de los tubos de ensayo. w J þÍ\¿, --+ 22.2 Utiliza cinta adhesiva para fijar la tarjeta a la pafte superior del vaso de precipitado. lmagen 22.3 lntroduce un tubo de ensayo vacío a través de la ficha, con el extremo abieño del tubo de ensayo descansando en el fondo del vaso. lmagen STC/ì,IS"' Pnoprro.qons on l¡ M¡rnnl¡ 2O1, LEccróN 22 ColrsrNeNno Er¡ivrsNros 5_ Er la Täbla I Q -' de Ia Hoja del Nttmno 22.2, completa el diagrama del tubo de ensayo vacio para mostrar el nivel del agua en el tubo de ensayo. -' Inmediatamente muestra el nivel del agua completando el diagrama de la Täbla 1. Registra una descripción de la lana de acero mojada en la tercera columna de la Tabla. ' Toma un trozo de lana de acero mojada de tu maestro, éste ha sido remojado en vinagre para quitar cualquier rastro de grasa o suciedad. Este material es principalmente hierro con un poco de carbón. Para los propósitos de este ejercicio, éste puede ser tratado como si realmente fuera hierro puro. 7 Rápidamente introduce la lana de acero ' ' dentro del segundo tubo de ensayo. Empújalo hacia adentro con rtnlâpiz. ' Introduce el tubo a través del otro orificio de la tarjeta, asegurándote de que el extremo abierto del tubo de ensayo descanse sobre el fonclo del vaso de precipitado (ver Imagen 22.4). Observa los equipos detenidamente. 10 ' ¿Puedes apreciar algo sucediendo en 1os tubos? I- I-' Después de unos 15 minutos, observa el nivel del agua en cada tubo. Registra tus observaciones en el lugar correspondiente de la Tabla 1. l!. le rr,r Describe la apariencia de la lana de acero. Responde a las siguientes preguntas en la Hoja del Alumno: ¿observas algún cambio en el nivel del agua dentro de los tubos? Y tu respuesta es si, ¿puedes explicar los cambios? 1¿ '-' Aproximadamente el2\o/o del agua es oxígeno. Retira la tarjeta manteniendo los tubos en su misma oposición y con la regla determina la fracción aproximada de longitud del tubo de ensayo que el agua ha movido. Responde las siguientes preguntas en la Hoja deI Numno 22.2: ¿Observas algún cambio en el nivel del agua de los tubos de ensayo? Si tu respuesta es positiva, ¿puedes explicar el cambio? ¿Cual es tu conclusión a partir de tus observaciones? 6 '-' Limpia los tubos de ensayo y el vaso de precipitado. Asegúrate de retirar la lana de acero y desecharla en un bote de basura. Devuelve los equipos limpios ylatarjetaa 1 la charola. lmagen 22.4 El equipo listo para el Ejercicio 22.2. 2O2 STC IS'n' Pnopr¡onons oe l¡ IVIerrnrn l¡ccróH zz Colvrsrx¡N¡o química que se ha llevado a cabo. Todas las reacciones qulmicas tienen reactivos REFLEXION SOBRE LO QUE HICISTE tus resultados y compáralos f . Comenta los de otros equlpos. ' Eretunltos con Responde a las siguientes preguntas en los pasos 4 al 8 en la Hoja del Alumno: ¿Por qué utilizamos dos tubos de ensayo en este experimento? ¿Que dos elementos probablemente se hayan combinado dentro del tubo que contenía la lana de acero? Sugiere un nombre parala nueva sustancia que ha sido formada. Menciona los reactivos y los productos de la reacción y productos y se pueden escribir como una simple ecuación. Por ejemplo, ya sabes que el hidrógeno se combina con el oxígeno para formar agua. Una simple ecuación para describir este reacción es la siguiente: Hidrógeno + oxígeno = agua Escribe una ecuación para la reacción química que observarse en el tubo de ensayo. STC/l,lS" Pnopleo¡.oes or lr M¡.rnnr¡ 2Og LEccróN 22 Cor"rerN¡Noo ErEuENros Sintetizando Materiales Imagina como sería inventar una nueva sustancia. Muchos de los materiales que damos por hecho fueron inventados. Estos materiales son sintéticos,lo que significa que no existen en la naturaleza. Han sido formados-o sintetizados-de sustancias naturales. ¿Puedes pensar en alguna sustancia sintetizada? Probablemente el grupo sustancias sintéticas más conocido es el de los plásticos. Los primeros plásticos estaban hechos sustancias naturales, como la celulosa y el látex, que podemos encontrar en las plantas. El primer plástico realmente sintético fue llamado Bakelita, por su inventor, Leo Bakeland. En i907, descubrió una forma de controlar una reacción química entre dos sustancias existentes para producir un plástico café oscuro y quebradizo que por sus propiedades aislantes era utilizado para fabricar electrodomésticos y artículos para el hogar. En 1931, Wallace Carothers, que trabajaba en DuPont, inventó un plástico sintético semejante a la seda que eventualmente fue llamado nylon. Lo creó mezclando un ácido y una solución de otras sustancia, diamina. Cuando es utilizado como fíbra,el nylon tiene muchas de las propiedades de la seda pero es más resistente. En esta foto g raf í a, C a roth e rs m u e stra of ro co m p u e sto s i ntéti co- u n tipo de hule. 2O4 STC ,IS" Pnoplo¡noBs os Ln M¡rrnl¡ N uevos P fl Oi õ, I' É o Esta radio fue hecha de Bakelita MR, uno de los primeros plásticos. Materiales que Ayudaron a Ganar una Guerra Muchos de los plásticos sintéticos fueron producidos a montones en los años 1930's, justo en el tiempo apropiado para tomar un rol importante en la Segunda Guerra Mundial. A continuación te mostramos algunos ejemplos que contribuyeron a la victoria de los aliados. La seda, utilizada para fabricar paracaldas, es producida por gusanos de seda. Esfa se utilizó durante alg(tn tiempo en la Segunda Guerra Mundial, slendo después remplazada por el nylon. tEccIóN 22 COMBINANDo ELEMENTOS d Í E ô El nylon era utilizado en la manufactura de paracaídas para tri pu I acio n e s y tro pas paracai d istas. Las medias de nylon y seda eran recicladas para asegurar sumlnlsfros adecu ados. Cuando el ejército japonés se apoderó de las plantaciones de hule de Far East, en hule comenzó a escasear. Las llantas de los vehículos de esfe ejército estaban hechas de un plástico nuevo, algunas veces llamado hule sintético. # = ô El cloruro de polivinilo (PVC) era utilizado para aislar cables eléctricos dentro de un av¡ón. Hoy en día, se usan cientos de tipos de plásticos. Sus usos van desde botellas de refresco hasta protesis para partes del cuerpo. ! Los poliacrilicos (por ejemplo el Plexiglass MR) eran transparentes, ligeros y no se estrellaban como u¡¿¡s---proÞiedades ideales al tratarse de ", materiales para la construcción de aviones. STC/ì,{Stt' Pnopro¡,qn¿s ¡o l,r IVI¡r¡nr'r 2O5 LECCIóN 22 COMBINANDO E,LEMENTOS De la Alquimia a la Química Desde los albores de la civilización,las reacciones químicas han parecido mágicas. Ciertas rocas gotean metal derretido y se les aceÍca al fuego. Dos sustancias se mezclaban en las llamas. Los jugos de algunas plantas curan enfermedades. No es ninguna sorpresa entonces, que los primeros pensadores mezclaran la magia con observación y experimentación durante sus intentos para comprender el mundo. El estudio de la materia en tiempos antiguos comenzó con la alquimia, una combinación de química primitiva, superstición y charlatanería. La alquimia tenía dos objetivos principales: convertir los metales comunes en oro y encontrar una medicina que pudiera curar todo tipo de enfermedades, incluyendo la vejez. En los años 1600's,los alquimistas aprendían lentamente que experimentando y observando podían obtener información más útil que la magia y la brujería. Aprendieron a hacer hipótesis, reunir evidencias, y llegar a conclusiones. La ciencia moderna de la química había nacido. E = d I o É t P o I # = o o I z È I l o z @ Esta tablilla muestra un laboratorio del siglo XVI en Europa. La olla grande que se ve al centro era usada para purificar lí q uidos mediante destilació n. =' z 9, k c, dl' o Muchos libros que trataban sobre la alquimia fueron escritos. Esfe tibro det medioevo escrlo e ilustrado a mano fue un antecedente de la química modema. 2OG STC/ì,lSt"' Pnopr¿orro¡s ¡e ln M¡ronl¡ LECCIóN X Cobre I 22 COMBINANDo ELEMENTOS #. + Aire ^H. Agua Acero Azufre El Alquimista, por el artista italiano Giovanni Stradano, ilustra una gran variedad de actividades que pudieron existir en los laboratorios de alquimistas. Ahora podemos encontrar en los laboratorios modernos algunas yersiones más modernas de /os equipos que utilizaban en la antigüedad. ¿Pued es identìficar alguno? Los alquimistas utilizaban sus proplos símbolos que representaban mezclas y sustancias puras. ¿Puedes identificar cuál de esfos símbolos representa elementos, compuestos, o mezclas? o = 4 o o I ú q zo o o & e I F o F )o É O ¿Científico o alquimista? lsaac Newton fue uno de /os más grandes científicos de la historia. Era físico y matemático, vivió y trabajo en /os años 1 600's cuando el auge de la verdadera ciencia apenas comenzaba. Newton inventó un tipo de cálculo y descubrió las leyes que gobiernan el movimiento de los planetas. Estaba muy interesado en la alquimia y estudiaba mucho sobre ésfa. STC/i,IStnt PnoplBolons ¡n ¡,¡ M,rrrnr¡. 2O7 LEc.'ôz3 Reacciones QuÍmicas que Involucran Metales ll,¡tROoUCqót Los antiguas egipcios fabricaron parte del trono de Tutankhamon con oro. El oro es valioso porsu escasez. Sl e/ oro es fan escaso, ¿por qué fue uno de los primeros La corteza terrestre contiene grandes cantidades de metales diferentes, sin embargo, raramente son encontrados yacimientos de metales puros. El aluminio por ejemplo, es el material más común en la corteza terrestre, pero nunca se encuentra en forma natural como una pieza de metal de aluminio. El aluminio existe naturalmente sólo combinado con otros elementos, como compuestos de aluminio. Ya sabes que el hierro reacciona con el oúgeno en el aire. ¿Podrías esperar encontrar un bulto de metal de hierro solamente ahí, esperando ser encontrado? Algunos metales, como el cobre y el oro, se pueden encontrar como pepitas de metal puro. ¿Porque es posible encontrar metales escasos, como el oro, en forma de pepitas, pero no así metal más común, como el magnesio? En esta lección, investigarás las diferencias en las propiedades químicas de algunos metales. Después de esta lección, podrás responder algunas de estas preguntas. oBJETrvos DE EsrA ucc¡ón Reallzar un efercicio para comparal como reacclonan diferentes metales al ácido, Comenta cómo las diferenclas en las reacclones químicas de los metales afectan a la manela en que son extraídos de sus yaclmlentos y son utlllzados. Diseñar y reallzar un experlmento para comparar la corroslón de dlferentes metales. 2oa srcÂIs" Pnor¡n¡nons oe lt M¡,rrnr¡ Para Empezar I-' Sabes que los metales tienen muchas propiedades en común. Pero, ¿tienen los metales propiedades que las diferencian unos de otros? Comenta con tus compañeros de grupo cómo los metales pueden tener propiedades diferentes. Prepárate para compartir tus ideas con el resto de la clase. MATERIAL PARA LA LECCIóN 23 Para I asignará un metal a tu grupo. !. Reporta tus descubrimientos. Después de que tu maestro(a) haya anotado tus resultados, transfiere la lista a tu cuaderno de ciencias. Usarás esta lista más delante en esta lección. 1 frasco con bandas l- de magnesio frasco con zinc granulado Diferentes Materiales con el Ácido" copia de la Hoja del Alumno 23.2: "lnvestigando I frasco con l- frasco con Sobre la Corrosión" par de gafas de seguridad 1 copia de la Hoja delAlumno 23.1: "Comparando la Reacción de I f.Utiliza la información que reuniste en la Tabla 1 de la Hoja del Alumno 21.1a y tus observaciones del Ejercicio 22.2 para descubrir cómo es que los siguientes metales reacciona con el oxígeno del aire: cobre, hierro, magnesio, sodio, aluminio, zinc, calcio, y estaño. Tu maestro(a) le Para tu grupo ti 1 Para ti y tu compañero de laboratorio base para tubos de ensayo 4 tubos de ensayo cuchara de laboratorio I limadura de cobre I limadura de hierro recipiente de plástico marcador de punto fino 2 1 bolas de algodón botella de aceite vegetal Etiquetas Acceso a agua hirviendo Acceso a cloruro de anhídrido de calcio botella con ácido clorhídrico diluido 1 termómetro T regla STC/ìlS"n PnoprnonnBs or l¡ Mrr¿nr¡ 2O9 TECCIóN 23 REACCIONES QUÍMICAS QUE INVOLUCRAN METALES Ejercicio 23.L Comparando la Reacción de Diferentes Metales al Ácido Escucha cuidadosamente $. - - maestro(a) mientras tu repasa los pasos 6 al 8. Lee nuevamente el procedimiento antes de comenzar con el experimento. $. Coloca los 4 tubos de ensayos en su base. PROCEDIMIENTO 1. -- miembro del equipo deberá recoger la Y" charola con los materiales. f. Asegúrate de que en de que los materiales correspondan a la lista de materiales. Vierte ácido hidroclorídrico en cada uno de los tubos con una profundidad de 5 cm. Utiliza tu regla para medir el ácido de ios tubos de ensayo. /. ' Retira de la charola los materiales que tu y !.- - tu compañero utilizarén. Compartirán los frascos con los elementos con la otra pareja de tu grupo. Agrega 2 ctcharadas de limaduras de hierro en el primer tubo de ensayo. Inmediatamente después coloca el termómetro en el tubo y mide la temperatura (Ver Imagen 23.I). _ Observa cuidadosamente {. Circula los frascos entre los miembros de tu grupo y examina los elementos. Tu maestro (a) te har át diferentes preguntas sobre las propiedades características de algunas de las sustancias de los frascos. ' lo que sucede en el tubo de ensayo. Después dË unos minutos, mide la temperatura nuevamente. POR TU STGURIDAD Debes utilizar tus gafas de seguridad durante el experimento. Manipularas una la solución llamada ácido hidroclorídrico. Si alguna gota llegara a tocar tu ropa o tu piel, enjuágala inmediatamente con mucha agua. Si llegara a tus inmediatamente con abundante agua. Si se te derrama en la banca informa a tu maestro(a) inmediatamente. lnforma inmediatamente tu maestro(a) en caso de cualquier accidente que involucre algún tipo de ácido. ojos, enjuagalos 2LO STC/IvIS" Pn,opl¿o.qoes ¡e l¡ M¡.r¡nr¡ 23.1 Obserua lo que sucede en el tubo de ensayo. Mide cuidadosamente cualquier cambio de temperatura. lmagen lecctóru Registra tus observaciones y mediciones - - de temperatura en la Tabla 1 de la Hoja -!Q. delAlumno 23.1. t- t. -- B al 10 con otro metal y otro tubo de ensayo con ácido. Aplica el mismo procedimiento con los dos metales Repite los pasos restantes. zs ReaccroNEs Qufurcas qun Iwvorucn¡N ME'rlrss Ejercicio 23.2 Analizando Ia Corrosión PROCEDIMIENTO 1. -- tu equipo. Comenta con tu compañero de laboratorio lo que piensas que significa la palabra "corroer'1 Tu maestro(a) te pedirá tu definición. !, Piensa en las siguientes preguntas y comenta tus ideas con tu compañero de tus observaciones y mediciones tf.Utiliza para ayudarte a contestar las siguientes preguntas en la Hoja del Alumno 23.1: ¿Ocurrió algún tipo de reacción química? ¿Que evidencia en contraste de que hubiera alguna reacción química llevándose a cabo? ¿Reaccionaron todos los metales al ácido? De aquellos que se reaccionaron, ¿tuvieron todos el mismo comportamiento? ¿Tenían la misma apariencia los productos de la reacciones? ¿Hubo algun cambio temperatura? Si tu respuesta es positiva, ¿la temperatura se incrementó o descendió? ¿Fueron iguales los cambios de temperatura con cada metal? maestro(a) hará una demostración con 13. --- J" los metales que utilizaste en éste ejercicio. que reacciona más rápido con el - - !l.T.tal -14. ácido es el más reactivo. Utiliza tus resultados de la Tâbla 1, tus respuestas a las preguntas en la Hoja del Alumno, y tus observaciones de la demostración para completar la Tabla 2 enlaHoja del Alumno 23.1. alsuna similitud entre la IIrfrY tr ;Existe ?. ^ - - - información de laTabla2 yla laboratorio: A. ¿Se corroe un metal cuando se deja a la intemperie? B. ¿Qué ocasionø la corrosión? C. ¿Todos los metøles se corroen? 3. ¡n este ejercicio pensarás en cómo diseñar un experimento para comparar cómo las condiciones ambientales más comunes (esto es, exposición al aire y al agua) pueden causar la corrosión a diferentes metales. Los metales que investigaras son los mismos que utilizaste en el Ejercicio 23.1: magnesio, zinc, hierro y cobre. Comenta con los miembros de tu equipo, puedes preparar un ejercicio para determinar los efectos del aire y el agua en alguno de estos metales. Observa el equipo de la charolapara darte algunas ideas. Piensa en las siguientes preguntas: Empezar"? Escribe tus respuestas en Hoja A. ¿Qué condiciones necesitaras pøra demostrar que el aire y el agua afectan lø delAlumno 23.1. corrosión de los metøles? información que reunirse en "Para t$. E^" este ejercicio trabajaras con Recoge y limpia eI átrea donde trabajaste. Vierte el ácido y el metal restante en la cubeta que te indique tu maestro. No lo arrojes al sumidero.Lava los tubos de ensayo con abundante agua antes de regresarlos con los otros materiales a la charola. B. ¿Cómo obtendrás estas condiciones? C. ¿De qué manerapodrás øsegurar de que todas løs comparaciones que hagøs seøn equitativas? STC ,IS'n' Pnoprro¡ons nn la IVI¡rr¡.r.r 2L7. LEccróN {. 23 RE,q.ccroNes QuÍiurrcrrs que Iworucn¡N Mrreres Después una pequeña charla con tu grupo, tu maestro(a) dirigirá una lluvia de Al preparar cada tubo de ensayo, colócalo 8. parado dentro del recipiente de plástico. Coloca el recipiente en el lugar asignado para guardarse (ver Imagen 23.2). Podrás ver los resultados de este experimento en 4 días. ideas. $. Utiliza el procedimiento de clase para completar las primeras dos columnas de la Tabla I en la Hoja del Alumno 23.2. grupo preparara los equipos para 6. - - f" investigar la corrosión de uno de los metales. Tu maestro(a) asignará un metal a tu grupo. Escribe el nombre del metal en la Hoja del Alumno. 9. Después de 4 días, registra tus observaciones en la Täbla de la Hoja del Comenta lQ. otros sobre los resultados con los miembros de tu grupo y escribe tus conclusiones en la Tabla I con otros comentarios que puedas tener para cada tubo de ensayo. 7' ' Utilizando las etiquetas y el marcador, rotula cada tubo de ensayo con los números utilizados en la columna 1 de la Tâbla 1. También escribe tu nombre en el recipiente de plástico con los nombres cle los miembros clel grupo y con el nombre del metal que estas investigando. I Alumno 23.2. To maestro(a) 11. - - resultados te ayudará a reunir los de los metales de diferentes grupos. Resume los resultaclos de la clase en la Täbla 2 dela Hoja del Alumno 23.2. Escribe tus propias conclusiones por cada metal. ll. Usa los resultados de la clase para responder ias siguientes preguntas en Hoja del Alumno 23.2: ¿Se corroyeron todos los metales? ¿Se corroyeron los metales al mismo tiempo? ¿Cual es la relación entre el rango en que un metal se corroe en presencia de aire y agua con el rango en que reacciona con el ácido? lmagen 23.2 Coloca tubos enumerados en e! recipiente con tu nombre y guardarlos en el lugar asignado por tu maestro. 2L2 STC/lvlS"' Pnopreo¡oes oo le IVI¡rnnr¡ leccrór zs R¡,\ccroNEs QuÍrvrrcas que INvorucnaN MErarEs REFLEXTÓN SOBRE LO QUE HTCTSTE t -- -',r1 los resultados de ambos ejercicios f--. Repasa así como la información que reuniste en "Para Empezar". ¿Reconoces alguna similitud entre la información obtenida en los dos ejercicios? Prepárate para compartir tus ideas sobre las reacciones químicas de metales con tu clase. En tu Hoja del Alumno, escribe un breve párra[o que describa lo que has descubierto sobre las reacciones químicas de los metales (ver Imagen 23.3) y como este conocimiento puede ser aplicado en la elección de metales pararcalizar trabajos específicos (por ejemplo, el uso del cobre para construir pipas de agua). lmagen 23.3 El magneslo es el mas reactivo de los cuatro metales. STC/ì,IS"" Pnoproorrors on l,r À¡lrrr¡nr¡ 2l-3 tEccróN 2s RxACCToNEs QufMrcAS euE INVOLUCRÂN METALES Reactividad y Metales Libres El cobre es más reactivo que el oro. Algunas veces puede encontrarse en forma de pepitas cómo se muestra en esfa fotografía, pero la mayor parte del cobre se obtiene por medio de fundicion. Mediante esfe proceso, el metal se extrae de las menas. El proceso de extracción depende del tipo de mena. Por ejemplo, si la mena es de carbonato de cobre u óxido de cobre, la fundición se logra al asar la mena con carbón, frecuentemente en forma de coque. Entonces se lleva a cabo una reacción química que produce metal de cobre y gas de dióxido de carbono. 2L4 STC/I,ISt" Pnop¡¿onons o¡ r.R Merrnl¡ El oro tiene gran valor por su escasez y por su falta de reactividad. Debido a que no reacciona con otros elementos como el oígeno, puede encontrarse en forma pura como pepitas. Los metales que no están combinados con otras sustancias son llamados metales libres. La poca reactividad del oro también significa que siempre tiene una apariencia brillante y no se corroe. Esto lo convierte en un metal ideal para su uso en joyería y conexiones eléctricas (por ejemplo,los contactos en un cable para computadora). El cobre es un material mucho más común que el oro, y algunas veces podemos encontrar pepitas de cobre puro. El cobre puede mantenerse brillante por un largo tiempo, y también se utiliza parala joyería. Sin embargo, con el tiempo puede reaccionar con otros elementos, particularmente el oxlgeno del aire, y se oxida lentamente (un proceso llamado deslustre). El hierro es más reactivo que el cobre. Debido a su reactividad, el hierro se puede encontrar casi siempre en la corteza terrestre combinado con otros elementos. Las rocas que contienen grandes cantidades de compuestos de hierro son llamadas menas de hierro. El hierro se extrae de estos yacimientos mediante un proceso llamado fundición. A veces pueden encontrarse trozos de LEccróN 23 REACCTONES QufMrcAS euE INVOLUCR¡.N METALES La baja reactividad del oro explica por qué puede encontrarse en pepitas de metal. La mayoría de /os ofros metales se encuentran en menas. Este meteorito gigante está hecho de hierro puro, el cual es raramente encontrado en la tierra. ¿Cómo puede existir el hierro en el espacio pero no por mucho tiempo en la tierra? STC/ì,IS"' Pnoprnr¡ors or ¡,¡ IVI¡renl¡ 2L5 tEccróN 23 R¡accro¡¡Es Quílrrcas qur Invorucn¡N MErarEs Nuevos Metales por Eruor ¿Eres tú el tipo de persona que aprende por medio de prueba y error? Por ejemplo, ¿si compras un nuevo video juego, comienzas a jugarlo sin haber leido el rianual de instrucciones? Si tu þ ; -ff fr respuesta es positiva, estás solo. El prueba [ ! no o ã y error es una técnica que ha sido utilizada desde la prehistoria, y sigue siendo utilizada en estos tiempos debido a que realmente funciona. Considera la forma en que la gente se las arregló paracrear metales. Hace 7,000 Esta máscara Mochika del no¡Ie de Perú fue fabricada con cobre. Aunque ta civitización años, los únicos metales Mochika permaneció por ,000 años, /os herreros nunca fueron expertos en la producción que la gente utilizaba de hierro. ¿cual es la razón por la que las primeras culturas fabricaban objetos con venían de pepitas de oro, metales poco reactivos como el cobre, la plata y el oro? plata,y cobre. Nadie sabía que había metales dentro de las rocas hasta que a alguien se le madera que se utilizaba? ¿Tenía algún efecto la ocurrió hacer una fogata sobre una roca de fase lunar? ¿Ayrrdaba de alguna forma el color verdoso y se dio cuenta de que un metal agregarle tierra al fuego? Si las rocas podrían (cobre) salía de ella. convertirse en cobre, ¿podría el cobre En nuestros días, sabemos que aquellas rocas convertirse en oro? Después de algunos siglos de verdosas contienen cobre combinado con pruebas-y casi la misma cantidad de oxígeno y otros elementos. Cuando se s¡¡e¡çs-l¿ gente conocía ya bastante sobre calentaban las rocas con una fogata de leña a cómo obtener cobre, y se convirtió en un metal miles de grados, ésta causaba una reacción del que se podía disponer fácilmente. química,la roca se convertiría en óxido de Es cobre no era muy duro. Con él se podían cobre, y el oÍgeno se separaba del cobre y se fabricar ollas y sartenes, y podían hacer elegante combinaba con el carbón de la madera. El joyeria. Pero era muy suave para su uso en dióxido de carbono en forma cle gas se alejaba herramientas o armas. La gente necesitaba de flotando dejando detrás el cobre. ellas, por lo que siguieron intentando hasta que Seguramente en aquellos días la gente no sabía esto la llevó a otro nuevo gran descubrimiento. sobre esto. Pero esto no la detenía de seguir Aproximadamente en el año 3800 a.C., a un realizando sus experimentos. ¿Cuánta roca debía creador de cobre en el Medio Oriente se le utilizarse? ¿Qué rocas funcionaban? ¿Dónde se ocurrìó mezclar menas de estaño con menas de podían encontrar estas rocas? ¿Cómo debía ser cobre y calentarlas juntas. El metal resultante era el fuego? ¿Tenía alguna importancia el tipo de muy diferente al estaño y al cobre. 1 2L6 STC^,IS"' Pnopreoenns nr l¡ Mer¡nr.r tEccróN 23 REACCTONES QuÍùrrcAS euE INVOLUCRAN METALES el B5olo de cobre y 75o/o de estaño. No tenían idea de porqué esta mezcla en particular era tan dura. Pero por medio de experimentos, cuidadosas observaciones, y el registro de sus resultados, encontraron la mejor forma de producir bronce. El hierro fue probablemente descubierto por error, de una manera muy parecida que el cobre. Sin embargo,las menas de hierro requieren un fuego mucho más caliente del que se utiliza para extraer el cobre de las menas. ¿Puedes pensar en alguna razónpor la que el fuego debe ser tan caliente? Las primeras armaduras, corno esfos cascos chipriotas, estaban hechas de aleaciones de metales menos reactivos. El bronce, una aleación de estaño y cobre, era utilizado Este nuevo metal, una aleación llamada bronce, tenía un color más claro que el cobre. Era también mucho más dura que el cobre o el estaño. Esta nueva aleación fue utilizadapara construir hachas, cuchillos, armaduras, espadas y otras herramientas. Los secretos para producir bronce rápidamente llegaron al Lejano Oriente. En el año 1,500 a.C.,los productores chinos de bronce habían descubierto, por prueba y error, que el bronce más fuerte se componía de exactamente El bronce es un metal más duro que el estaño armaduras para el campo de batalla. I El hierro es mucho más duro que el bronce. Las herramientas y las armas hechas de hierro eran más duras que aquéllas fabricadas en bronce. Las técnicas para la extraccióny parala mejora de calidad del hierro se mejoraron a través de prueba y error, y la nueva tecnología se difundió rápidamente. n PREGUNTAS El hierro fue descubierto después del cobre y el estaño debido a que la forma de extraerlo de su mena tiene un mayor grado dificultad. ¿Cuáles son los procesos modernos para extraer el metal del hierro de sus menas? Utiliza la información que encuentres en una librería y en la Internet para descubrir más sobre estos procesos. Escribe un párrafo sobre las técnicas involucradas, e ilustra tu respuesta con un diagrama. sl çsþ¡s---suficientemente duro para ser utilizado en STc/lvlsttt Pnoploo,rors oe l¡ M.t.r¡nl¡ LEcqô24 Contr arrestando la Corrosión rrurRooucclót Imagina que tienes el conocimiento científico necesario para ahorrar a tu país miles de millones de dólares cada año. Si pudieras evitar que un cierto proceso ocurriera, esa es la cantidad de dinero que podría ser ahorrado. El proceso es una reacción química que oxida objetos hechos por hierro y acero. ¿Cuál es la palabra más común que se le da a este proceso? ¿Puedes identificar los reactivos en los productos de esta reacción química o las condiciones necesarias para que se lleve a cabo? ¿Cómo podrías prevenirlo? En esta lección, investigaras el proceso y descubrirás las respuestas a estas preguntas. ¿Por qué es tan impoñante pintar un barco de acero? oBJErvos DE EsrA l-¡cclón Comentar tus ldeas sobre la naturaleza y las causas de la oxidaclón. Diseñar y llevar a cabo un elercicio para comparar la efectivldad de diferentes técnlcas antlcorrosivas. Explicar los resultados en térmlnos de reacclones químicas lnvolucrados en el proceso de oxldación. 2LA STC fS"' Pnoprnonors oo ln lvl¡rrnl¡ MATERIAL PARA u uccrón z¿ Para Empezar I _ To maestro(a) te mostrará algunos *' objetos. Participa en los comãntarios en clase sobre ellos. ' Comenta las respuestas a las siguientes preguntas con los demás miembros de gmpo: A. ¿Qué es Ia corrosión? B. ¿Qué condiciones se requieren llevar a cabo Ia corrosién? G. ¿Por qué es un problema Ia ' tu para corrosión? piensa en tantos métodos parala prevención de la corrosién como puedas. Después de algunos minutos, tu maestro dirigirâ una lluvia de ideas sobre lo que piensas con respecto a la prevención de la corrosión. Registra estas ideas en tu Para tu grupo l- marcador de punto fino 2 3 1 1 placas de Petri (con tapadera) clavos de acero clavo de acero pintado clavo de acero gatvanizado 1- clavo de acero 1 inoxidabte frasco con gel de petrolato l- banda de magnesio 1 toalla de papel cuaderno de ciencias. STC/ì,IS.t Propl¡o.qops or r,n M¡ronl,r 2Lg TECCIóN 24 CONTRARRESTANDo LA CORROSIóN Ejercicio 24.L ¿Puede Detenerse la Oxidación? Dibuja en tu cuaderno un diagrama $. mostrando cómo preparar PROCEDIMIENTO 7t el experimento. Debajo del diagrama, escribe una breve descripción del procedimiento. ' 1. El este ejercicio, trabajadas con los otros miembros del grupo para diseñar un experimento que compare la efectividad de diferentes métodos de prevención de corrosión. Un miembro del grupo deberá recoger la -- charola con los materiales. título del ejercicio en tu cuaderno. Debajo del título, escribe un breve párrafo que describa lo que estás Escribe el !. tratando de descubrir. ' $, Comenta con los otros miembros del grupo cómo deberás utilizar los materiales de la charolaparadiseñar un experimento que comparare los efectos de la corrosión de los siguientes objetos: un clavo envuelto en magnesio, un clavo de acero inoxidable, un clavo pintado, un clavo galvanizado (con zinc) y un clavo cubierto de gel de petrolato. Decide con tu grupo el diseño que usarán para el experimento y prepáralo. 22O STC ,IS'" Pnoplso¡oBs ¡r l¡. M¡rnnre ' Diseña y dibuja tus propios resultados en lu tublu. oebei¿ incluir información como la apariencia de los clavos al inicio y al final del experimento (que será por lo menos después de tres a cuatro días). También puedes calificar cada clavo por su grado corrosión. Asegúrate de revisar tu equipo en cada clasã durante los días del äxierimento. Es responsabilidad del grupo asegurarse de que las condiciones de los objetos expuestos sean constantes. Desgué¡ del tiempo asignado, registra tus $. -' resultados en la tabla y comenta sobre los haliazgos que tuviste con los otros miembros del grupo. pl-iembro del grupo deberá explicar los - - hallazgos que realizaron.Asegúrate -10. de estar preparado para hacer el reporte. l¡cclón z¿ CoNrn¡.nnrsrlNDo r¡, ConnosróN REFLEXóN SOBRE LO QUE HICISTE I -' -l f.Deberâs compartir -- clase grupo. --o--------- comenta sobre los resultados de la con los otros miembros de tu Piensa en las respuestas a las siguientes --r preguntas: ---- A. ¿Funcionaron todas las técnicas prevenciónc de 3. -' tus resultados con el resto de la clase. Después de esto, escribe un enunciado en tu cuaderno explicando lo que sucedió con cada clavo' Esclibg un párrafo resumiendo todo lo qrre sabes sobre el proceso de corrosión. Incluye una ecuación en palabras para el Proceso' B. ¿Fueron igualmente efectivas? C. ¿Porque algunas de estas técnicas funcionaron y otras no? D. ¿De qué manera, las diferentes técnicas previnieron que se llevará a cabo corrosión? STC,IS'" Pnopreoanes or l¡ M¡rnnr¡ 227. LECCIóN 24 CONTRARRESTANDo LA CORROSIóN EL TRABAJO NT]NCAACABA El puente de Golden Gate es uno de los más grandes del mundo. Se extiende por 2.7 kilómetros a través del Golden Gate Strait en el límite de la bahía de San Francisco. Más de 1,500 millones de carros lo han atravesado. Contiene 75 millones de kilogramos de acero. Puede soportar fuertes mareas, vientos huracanados, y fuertes terremotos. Sin embargo, hay algo que podría hacerlo caer: la corrosión. El hierro y el acero se combina con el oxígeno del aire para formar oxido de hierro o corrosión. El agua y la sal a la que el puente está constantemente expuesto, aumentaron rápidamente la formación de esta corrosión. Para evitar que el puente se derrumbe, el equipo de Previniendo la Corrosión El acero seco se oxida muy lentamente, pero el acero mojado se oxida mas rápidamente. Si el acero se encuentra en contacto con agua salada, se oxida con mucha mayor rapidez. La pintura evita ia oxidación debido a que separa la superficie del acero del oxígeno, el agua,yla sal. Aplicando Pintura El pintor aplica una capa de imprimado, éste se adhiere al metal pero no es todavía a prueba de agua. Por lo que después de que este cebador se seca, el pintor aplica dos capas protectoras que evitan el contacto con el agJay el aire. mantenimiento debe combatir constantemente la corrosión. El puente de Golden Gate, en San Francisco California, es un ejemplo del acero utitizado en proximidad del agua salada. 222 STC/lvISt" Pnopruoaors on r,¡ M¡r¿nr¿ tEcclóN 24 CoNrn¡nn¡sTANDo re ConnosróN Retocando Cuando alguna mancha de oxido aparece sobre la superficie del puente, los equipos de mantenimiento se encargan de quitar la corrosión y la pintura desgastada. Entonces los trabajadores cortan y reemplazan el metal oxidado. Pintando de Nuevo Aunque al puente se le llama "Golden" (que en inglés significa"dorado"), el Puente Golden Gate siempre ha sido pintado con un color naranja. Se pintó por primera vez en el año de 1937, ese mismo año el puente se inauguró. Entre 1965 y 1995, el puente completo fue nuevamente pintado. Área por área, toda la pintura vieja se raspó y fue reemplazada por una fórmula nueva de acrílico más resistente. Pero incluso la nueva pintura puede tener algunas fallas. Los equipos de mantenimiento inspeccionan constantemente el puente y retocan cualquier parte oxidada. n PREGUNTAS ¿Cómo pueden los fabricantes de coches o bicicletas evitar la oxidación? Dibuja un boceto sencillo de algún carro o bicicleta y señala los diferentes métodos de prevención de corrosión que puedas recordar. Para combatir problema de la oxidación se aplica pintura. Esta evita que el hierro en el acero tenga contacto con el agua y el oxígeno. STC'fsttt Pnopron¡oes ne ll M,rrnnr,r 223 LE.'ô25 Masa y Reacciones QuÍmicas ¡l,¡rRooucclón En esta lección, estudiarás lo que sucede con la masa de reactivos y productos en esta reacción química. En esta lección seguirás investigando lo que sucede con la masa de la materia cuando se somete a algún cambio. ¿Qué reglas se aplican para lograr un cambio de fase y paralograr una disolución? ¿Pueden algunas reglas ser aplicadas a las reacciones químicas? Por ejemplo, ¿qué crees que suceda con la masa de una vela cuando se enciende? ¿Qué ocurre con la masa de un clavo cuando se oxida y corroe? ¿Qué piensas que sucede con la masa total de una materia en una reacción química cuando uno de los productos es gas (por ejemplo cuando reaccionaste magnesio con el ácido)? ¿Es la masa de los reactivos de estas reacciones químicas la misma que la masa de los productos? En el Ejercicio 25.1, investigarás los cambios de masa en reacciones químicas. Medirás la masa antes y después de agregar una pastilla efervescente al vaso con agua. Entonces rcalizarâs el mismo experimento dentro de una botella sellada. Se te pedirá que interpretes cualquier cambio en la masa que se lleve a cabo en ambos experimentos y decidirás de qué mânera la ley de la conservación de la materia puede ser aplicada en reacciones químicas. oBJEnvos DE EsrA lecclóru Realizar un eJercicio para comparar la masa de los reactivos y la masa de los productos en una reacción químlca que se lleva a cabo cuando una pastilla efervescente es introducida en agua dentro de un recipiente abierto y otro cerrado. Determinarás si la ley de la conservación de la materla puede ser aplicada a reacclones químlcas. 224 STC/trIS"' P¡.oplronn¿s oo l¡ M¡t¿nre Para Empezar I¡' Tu maestro(a) dirigirá un repaso de las l...iorr.r g à ía 14,!ue tratai sobre la conservación de la masa durante un cambio de fase y durante una disolvencia. MATERIAL PARA LA LECCION 25 Para 1 "Midiendo la lVasa Después del repaso, escribe en tu cuaderno de ciencias tu propia definición de la ley de la conservación de la materia. t -' Comenta con tu compañero si la ley de la conservación puede ser aplicada para reacciones químicas. Piensa sobre las reacciones químicas que has observado. A continuación se te muestran algunas preguntas que deberás considerar durante tus comentarios: A. ¿Cuáles fueron los reactivos y productos de la reacción? B. ¿Era su fase de la materiala misma? ¿Piensas que esto puede afectar alø masa de la materia? ti copia de la Hoja del Alumno 25.1: Dentro de una 1- Reacción QuÍmica" copia de la Hoja del L Alumno 25: "Revisión de los Compuestos, Elementos, y Reacciones Químicas" par de gafas de seguridad Para ti y tu compañero de laboratorio I 1- I I vaso de precipitado de 25Oml pastilla efervescente toalla de papel botella de plástico con tapa rosca 3. C. En la lección 1 obseryøste unø veln Acceso a una báscula encendida, ¿Qué piensas que ocurrió con la møsa de la materia en esa reøcción química? Acceso a agua To maestro(a) te pedirá que comparta algunas de sus ideas. Mientras realizas el Ejercicio 25.1, piensa en los puntos que se tocaron durante esta plática y en cómo tus ideas pueden cambiar en respuesta a la evidencia experimental. STC/ùISî' P¡.oprn¡rrons ¡e ln Mnronra 225 LEccróN 2s MASA y RxACCToNEs QuÍurca.s Ejercicio 25.L Midiendo la Masa de Reactivos y Productos POR TU STGURIDAD Usa tus gafas de seguridad durante este ejercicio. PROCEDIMIENTO 1. Ur miembro del grupo deberá recoger la charola con los materiales. En esta lección trabajaras con tu compañero de laboratorio. Cada charola contiene material para clos parejas de alumnos. Asegúrate de que de que tu compañerismo cuenta con los equipos enlistados en la lista de materiales. !. !. está, sécala suavemente con una toalla de papel. Asegúrate de que la báscula se encuentra en ceros. ' Vierte aproximadamente 50 ml de agua dentro del vaso. Si una porción de agua cae fuera de recipiente, sécala con la toalla de papel. ' Parte la pastilla por mitad. Sacude la pastilla para que no queden granos sueltos. {. Dirígete hacia la báscula. Asegúrate de que la charola de la báscula esta seca. Si no lo /. Coloca la mitad cle la pastilla sobre la junto al ,ruro lrr., Imagen 3 5. I ) . Registra su masa total en la columna 2 de la Täbla I en la Hoja del Alumno 25.1. báscula, Quita el vaso y la pastilla cle la báscula. Regresa a tu lugaicon el vaso y la pastilla. Cuidadosamente introduce la pastilla dentro del agua que se encuentra en el yøso sin salpicør o mojar tus dedos. Observa lo que sucede (recuerda el Ejercicio 1.8). Registra tus observaciones en la columna 5 de la Tabla 1. Espera hasta que la reacción termine (de dos a tres minutos). $. Regresa a la báscula y mide la masa del vaso y sus contenidos. Registra la masa en la columna 3 de la Tabla 1. Entonces calcula cualquier cambio en la masa y regístralo en el espacio apropiado de la columna 4. lmagen 35.1 Asegúrate de que la charola de la báscula esté seca anfes de medir Ia masa del vaso con agua y la mitad de la pastilla seca. 226 STC/trIS"' Pnopr¡o¡oes nr l,r [rl,rr¡nla tEccróN (o Repite el proceclimiento con la otra mitad -' d.lu pastila. Pero ésta vez utilizando la botella envez del vaso. I--'de t Registra tus resultados en la parte inferior la columna 3 en la Tabla ]. Calcula las diferencias de masa entre la botella abierta y la cerrada. Registra tus mediciones en la tabla. A. Mide la masa de la otra mitad de pastilla, la botella con 50 ml de aguay su tapa 13.:iläïel sobre la báscula. Registra la masa en la Tabla 1. B. Agrega la mitad de la pastilla a la botella, inmediatamente enrosc a \a tap a fuertemente. Observa lo que sucede dentro de la botella y registra tus observaciones en la Tabla |- 4 " 1. G. Cuando la reacción se detenga, mide la masa de la botella sellada (ver Imagen 35.2) y registra tu resultado en la Tabla 2s Masa y RrlccroN¡s QuÍulcas 1. D. Calcula cualquier cambio de masa y regístralo en la tabla. vaso v la botella, v devuélvelos Examina los datos de la Tabla l. Contesta las siguientes preguntas en la Hoja del Alumno 25.1: ¿qué evidencia quienes para asegurar que se llevó a cabo una reacción química cuando introdujiste la pastilla al agua? ¿Qué sucedió con la masa en el experimento realizado en un vaso abierto? Tiata de explicar este resultado. ¿Por qué no obtuviste el mismo resultado cuando realizaste el experimento en la botella cerrada? ¿Qué sucedió con la masa de la botella, la tapa, y el contenido después de que la tapa fuera quitada? Explica este resultado. REFLEXION SOBRE LO QUE HICISTE I I. -' Valiéndote de [us resultados y el conocimiento que tienes de la precisión de tu equipo, ¿piensas que la ley de la conservación de la materia se puede aplicar a las reacciones químicas? Escribe tu respuesta en tu cuaderno. Desenrosca la tapa de la botella. ¿Qué es 1o que escuchas? ¿Por qué se produjo ese formular tu propia ley de la de la materia, que se aplique fase, al cambio de disolvencias y reacciones químicas? Comenta con tu compañero sobre las palabras que usarías para dicha ley. Escribe tu definición en la Hoja del Alumno 25.1. Tu maestro(a) te pedirá que comparta tus ideas con el resto ruido? de la clase. 2. ¿Puedes conservación lmagen 25.2 Cuando la reacción haya cesado, mide la masa de la botella, su tapa, y su contenido, manteniendo la tapa bien cerrada. tQ. -I I-' Permite que la botella abierta repose de 2 a 3 minutos. Coloca la botella, la solución ylatapa sobre la báscula y mide su masa. ' Al final de los comentarios en clase, escribe la definición de la ley de la conservación de la materia de la clase en la STCytrISttt Pnopro¡¡nes n¡ l¡. M¡renr¡ 227 LEccróN 2s Mas¡ y R¡¡ccroNes QuÍurcas La Masa dc la MateÅa La materia puede cambiar de sólido a líquido. Los elementos pueden reaccionar juntos para formar compuestos.¿Qu¿ sucede con la masa de la materia de un recipiente con agua cuando se deja reposar debajo del sol caliente? ¿Qué sucede con la masa de la materia de un trozo de papel cuando se quema? En algunas situaciones como esta podríamos creer que la materia desaparece, lo cual es simplemente una ilusión. La materia puede cambiar de una forma a otra. Por ejemplo, cuando el agua de un recipiente absorbe la energía del sol y se evapora, se transforma en vapor de agua en la atmósfera. El trozo de papel se calienta en forma de energía al quemarse, y su materia se convierte en dióxido de carbono, vapor de agua, y otros gases que se pierden en la atmósfera. Parte de la masa permanece en forma de cenizas. En ambos casos, la materia cambia de forma, pero su masa total se mantiene la misma. La misma masa de cada elemento está presente antes y después del cambio. La materia no se crea ni se destruye durante estos cambios. Antoine y Marie-Anne Lavoisier trabajaron juntos en los experimentos que lo llevaron a la ley de la conse¡vación de la materia. A los primeros científicos les tomó cientos de años de estudio antes de que la ley de la conservación de la materia fuera aceptada. Por un largo tiempo, los científicos sospechaban que la materia no podía ser creada ni destruida, pero nadie había realizado ningún experimento que Antoine Lavoisier (1743-1794) fue uno de los fundadores de la química moderna. 228 STC/ì,IS'" PnoprBon¡rs oo le Mnrnnr¡. lo probara. Durante los últimos años del siglo XVIII, el químico francés Antoine Lavoisier y su esposa de Marie-Anne desarroliaron algunos experimentos que demostraban la conservación de la masa. Antoine era famoso por sus acertadas observaciones y su insistencia en hacer cuidadosas mediciones. Utilizaban básculas muy precisas que podían medir pequeños cambios en la masa durante sus experimentos. Muchos de los experimentos de Lavoisier fueron desarrollados en recipientes de cristal sellado de los que la materia no podía entrar ni escapar. LEccróN Por ejemplo, durante un experimento Antoine introdujo fruta dentro de un recipiente sellado, midió su masa y la dejó en un lugar cálido por algunos días. La fruta se descompuso y cambió a un estado putrefacto. La fruta despidió un gas por la descomposición y se formaron gotas de agua en el cristal, pero nada salió de recipiente. Muchos cambios se habían ilevado a cabo, pero la masa dentro de recipiente sellado y de la fruta descompuesta era la misma que había medido al principio del experimento. En otros experimentos, Antoine calentó elementos encerrados en recipientes con aire dentro de ellos. Descubrió que se formaron nuevas sustancias pero que los recipientes y sus contenidos poseían la misma masa que antes de calentarlos. Cuando midió la masa de las nuevas sustancias sólidas que había creado, descubrió que eran más pesadas que los elementos originales que había calentado. De este modo, determinó que debieron haber obtenido su masa a partir del aire. Basándose en estos experimentos, también concluyó que el aire contenía diferentes tipos de gases, uno de los 25 MASA y RxACCToNEs QuÍurcas cuales reaccionó con los elementos del experimento. Llamó a este gas oxígeno (el cual había sido previamente descubierto y descrito-pero no nombrado-por Carl Wilhem Cheele y por Joseph Priestley). En 1789, Antoine escribió el mejor libro de texto sobre química que el mundo había visto. En este libro, introdujo una nueva ley científica que llamó la ley de la conservación de la materia. Esta ley establecía que en cualquier sistema cerrado (tan pequeño como un recipiente sellado o tan grande como el universo entero) la masa total permanecía igual, sin importar los cambios a los que fuera expuesta. ! PREGUNTAS Imagina que tú eres Antoine Lavoisier, ¿de qué manera diseñarías un experimento para investigar lo que le sucede a la masa total de la materia cuanclo una oruga se come una hoja? Traza:un dibujo del equipo que utilizarías y escribe una breve descripción del procedimiento que seguirías. Recuerda que Antoine Lavoisier no poseía básculas electrónicas. ír l z fi Antoine Lavoisier tenía un interés pariicular en la química de /os gases. Este dibujo lo muestra trabajando con otros científicos en la investigación de /os gases intercambiados durante la respiración. STC^{S"tt P¡.opr¡n¡ors o¡ le Nltr¡nl¡r 22g LEc'626 Evaluación de Fin de Módulo rrumooucclótr Esta lección está diseñadaparasaber cuánto has aprendido en este módulo Propiedades de la Materia. Esta evaluación consiste en dos partes: una evaluación de desempeño (Ejercicio 26.I) y una evaluación escrita. En esta lección, llevarás a cabo un ejercicio que requiere que sigas cuidadosamente las instrucciones. También oBJETrvos DE EsrA uccrón Utllizar tus conoclmlentos y habilidades para completar la evaluaclón de lo que has aprendldo durante el módulo Propledades de la Materla. 2go src^,fs'" Pnoprro¡nos ¡r l¡ M¡rrnr¡ MATERIAL PARA LA LECCION 26 Para Empezar Ilr -- . Para Tu maestro(a) les asignará a ti y tu ): compañero(a) de laboratorio un juego de materiales y una báscula. Asegúrate de que tienes todo el equipo mencionado en la lista de materiales. copia de la Hoja del Alumno 26.1: "Evaluacion de Desempeño" 1- copia de la Hoja del Alumno 26: "Evaluacion Escrita" par de gafas de Si es necesario, puedes consultar tu Guía del Alumno y tu cuaderno de ciencias para el Ejercicio 26.1. Puedes hablar con tu compañero de laboratorio, pero no puedes seguridad compartir información de resultados con otras parejas de alumnos. Contesta las preguntas individualmente. . ti I Para ti l- frasco con el sólido A 1 botella de sustancia Tu maestro(a) explicará cuándo y cómo realizar la evaluación escriLa. transparente C 1- vaso de 250m1 1 3 1 I 1 1 vaso de 250m1 con 50 ml de agua tubos de ensayo cuchara de laboratorio regla marcador de punto fino etiquetas Acceso a una báscula STCyÀ,IStnt Pnopreoeons o¿ Ln M¡.rsnlA. 231 TECCIóN 26 EVALUACIóN DE FIN DE MóDULo Ejercicio 26.L Evaluación de Desempeño PROCEDIMIENTO 1 -' ' Tienes 35 minutos en para completar esta parte de la evaluación. En este ejercicio deberás medir la masa de forma precisa. Se cuidadoso para no salpicar sólidos o líquidos después de haber medido su masa. Si esto sucede, comienza el experimento nuevamente. Si cometes algún error o derramas algún cualquier cosa, puedes pedir a tu maestro(a) que reemplace los objetos. !. Rotula con el marcador los 3 tubos de ensayo (4, B y C) en el vaso. Aqtrg? una cucharada sólido A dentro del 4.- tubo de ensayo A (ver lmagen 36.1). Acomoda el tubo de ensayo dentro del VASO. Vierte aproximadamente 4cm de agua '_ dentro åel trbo B. Udliza la regla p"ara medir la profundidad. Acomoda el tubo de ensayo clentro del vaso. $. Vierte aproximadamente 4cm de la solución transparente dentro de la botella con etiqueta C en el tubo de ensayo C. Acomocla el tubo de ensayo dentro del vaso. POR TU STGURIDAD Utiliza tus gafas de seguridad a lo largo del ejercicio. 232 STC/ì,IS"' Pnoploorro¿s oe la NIrr¡nr¡ lmagen 26.1 Agrega un cucharada de sólido A dentro del tubo de ensayo A. lEccrón ee 7. ii::i,i.vaso ' v los tubos de ensavo a la Mide la masa del equipo (Imagen 36.2). Registra tu resultadbs en la fa6h t (debajo de "Antes de mezclar el contenido del Tubo A y el Tubo B") en la Hoja del Alumno 26.1. Ev¡rurtcróN os FrN nE Móour.o Retira el vaso y los tubos de ensayo de la $. -báscula. Regresa a tu lugar. vierte el agua del tubo de ensayo B al tubo cle ensayo A (ver Imagen 36.3). Regresa el tubo c1e ensayo B al vaso. f Q. Sin salpicar, 26.2 Mide la masa del vaso y de los 3 tubos de ensayo sobre la báscula. lmagen 26.3 S/n salpicar, agrega el agua de, tubo de ensayo B al tubo de ensayo A. lmagen STC/l,lS'" Pnoprco¡¡es oe l¡ IVIrrrenr¡ 233 LECCIóN 26 EVALUACIóN DE FIN DE MÓDULO suavemente el tubo de ensayo A de 11. - -- lgjtu lado a lado como se muestra en la Imagen tt.- 36.4. Es muy importante que no coloque su dedo sobre la parte abierta del tubo de ensayo. Debes ser muy cuidadoso para no derramar parte del líquido. Continúa agitando el tubo hasta que todos los cristales azules se disuelvan. ll. Devuelve el tubo de ensayo al vaso. tvt-ide n_uevamente la masa del vaso y los tubos de ensayo. Registra la masa en la Tabla 1 (debajo de "Después de mezclar el contenido del Tubo A y el Tubo B") en la Hoja del Alumno. Calcula cualquier cambio en la masa y escribe tus respuestas en el lugar apropiado de la tabla. l{. Observa cuidadosamente la mezcla del tubo de ensayo. Responde la siguiente pregunta en el paso 2 dela Hoja del Alumno 26.7: ¿Cuâles son tres propiedades del sólido A? t$. Vierte el contenido del tubo C en el tubo de A cuidadosamente. Asegurate de no derramar nada. Devuelve los tubos de ensayo al vaso. /a'-- ..-/-4 --=-è7 4* -?;====-4' lmagen 26.4 Agita suavemente el tubo. No derrames el contenido. 234 STC/ì,IS" Pnopreo¡pes or l¡ NIerenr,r rEccróN I 6. eï#înÏ,i#:xT'å,i'åffi iü: :1," t$. que observaste cuándo mezclaste el contenido del tubo de ensayo A y el tubo de ensayo C3 ¿Cómo puedes saber que se llevó a cabo una reacción química? f /. Regresa a la báscula y mide nuevamente la masa de tu equipo. Registra la masa en la Tabla 1 (debajo de "Después de mezclar el contenido del Tirbo A y el Tübo B") en la Hoja delAlumno. Calcula cualquier cambio en la masa y escribe tus respuestas en el lugar apropiado de la tabla. Contesta 26 EvALUACTóN ¡E FrN l,as or Móturo siguientes preguntas en el paso 4 de la Hoja delAlumno: ¿Hubo algún cambio en la masa del equipo cuando preparaste la solución? ¿Hubo algún cambio en la masa después de haber mezclado las dos soluciones? Explica los resultados. t$, Desecha ei contenido de tus tubos de ensayo y enjuágalos con agua de la llave. lQ. Regresa a tu lugar y revisa tus respuestas. STCylvfS'n' Pnoplronoes oo r-t M¡rnnle 235 National Science Resources Center Smithsonian Institution Arts and Industries Building, Room l20l 900 ]efferson Dr., SW Washington, DC 20560-0403 www. nationalscienceresourcescenter.org THE NSRC IS AN ORGANIZATION OF: THE NATIONAL ACADEMIES Smithsonian Institution Gan0[na B¡0logical sumlu oommnu 2700 York Road, Burlington, 1.800.334.5551 North Carolina 27215 www.carolina.com