Guía de experimentos - Facultad de Química

¡Bienvenidos!
Este material fue creado como guía
de trabajo del taller para maestros
“La materia se transforma” por
docentes del Centro de Educación
Flexible de la Facultad de Química
en el marco del proyecto financiado
por PEDECIBA y ANEP. Contiene
una descripción de las actividades
experimentales pensadas para que
F
los maestros participantes del taller
las empleen posteriormente en el
aula. Constituye además un punto
de partida para la realización de
actividades similares por muchos
otros educadores que así lo deseen.
U
D
E
L
A
R
FACULTAD DE
UIMICA
Julia Torres
Lucía Otero
Marcelo Queirolo
Patricia Acosta
Natalia Álvarez
Ma. Rita Chiappetta
Micaella Cipriani
Soledad Machado
Carolina Polisceni
Jessica Santander
La materia
SE TRANSFORMA
Algunos consejos de seguridad
Los experimentos que te
proponemos
se
pueden
hacer con materiales comunes.
Todos los reactivos que se
utilizan se consiguen fácilmente
en farmacias, ferreterías o
supermercados. Al realizar estos
experimentos recuerda tener
cuidado, ya que muchos pueden
manchar la ropa o ser tóxicos
por ingestión. Usa guantes
para manejar el agua oxigenada
(o
peróxido
de
hidrógeno).
Nunca te lleves a la
boca ninguno de los
reactivos que uses, por
más inofensivo que te
pueda parecer.
Observa y clasifica (2)
La conducción eléctrica (4)
La densidad como prop. intensiva (5)
La densidad como prop. característica (6)
La flotación depende de la densidad (6)
Tabla de densidades (7)
El arcoíris químico (7)
Los estados de la materia (8)
Fusión de chocolate (9)
El oráculo (10)
Una mezcla divertida (11)
Ósmosis (12)
Capilaridad (13)
Vasos comunicantes (13)
Los vasos químicos (14)
Pasta de dientes para elefantes (15)
Electrólisis del agua (16)
Los ácidos y las bases (17)
Materiales didácticos (18)
Observa y clasifica
¡Antes de empezar!
Absolutamente todo lo que nos rodea es materia, el aire es materia, nosotros somos materia, pero... ¿qué es la materia?
Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio. La materia está formada por
átomos y moléculas. Los átomos son la mínima porción de un elemento
que mantiene sus propiedades. Las moléculas son conjuntos de dos o más
átomos unidos por enlaces químicos. Clasificar nos ayuda a entender y por
eso te proponemos este trabajo.
Muestra
Nombre
común
Nivel
submicroscópico:
átomos,
moléculas
Nivel
macroscópico:
elemento, compuesto, mezcla
Enlace químico:
iónico, covalente, metálico
Cu
Fe
NaCl
CuSO4
SiO2
I2
¿Qué se necesita?
* Muestras de distintas sustancias
¡A trabajar!
Completar la tabla clasificando las distintas sustancias.
H2O
CH3CH2OH
Aire
Na
He
¡Anota tus conclusiones!
(2)
(3)
La conducción eléctrica
¡Antes de empezar!
Una enorme cantidad de átomos o moléculas unidas forman las
distintas sustancias que observamos. Cada sustancia química
tiene diferentes propiedades macroscópicas (observables). Una
propiedad interesante es la conductividad eléctrica. Los metales
(como el cobre) conducen la corriente en estado sólido, las sustancias iónicas (sal común) pueden conducir la corriente en estado
fundido o en solución pero no al estado sólido, las sustancias que
presentan enlaces covalentes (agua pura, azúcar) no conducen la
corriente. Vamos a probarlo.
¿Qué se necesita?
* Un eliminador de baterías
(fijo en 3V, ¡cuidado! A mayor voltaje
se quema el LED)
* 3 cables con cocodrilos
* Un LED
* Muestras de sustancias químicas
(alambre de cobre, sal común, azúcar, agua destilada)
La densidad como
propiedad intensiva
¡Antes de empezar!
La densidad es otra propiedad de la materia que representa lo que pesa
un cierto volumen de sustancia. Hay sustancias muy densas (los metales
al estado sólido) y otras muy poco densas (los gases que forman el aire).
Mediremos en este experimento la densidad y veremos que esta propiedad
es independiente de la cantidad de sustancia, es decir que se trata de una
propiedad intensiva.
El volumen y la masa son propiedades extensivas (dependen de la cantidad
de sustancia). La conductividad, la temperatura y la densidad son propiedades intensivas.
¿Qué se necesita?
* Dos pelotas de distinto material
* Balanza
¡A trabajar!
Calcular aproximadamente el volumen de las 2 pelotas, pesar las
pelotas, calcular las densidades y
compararlas.
¡A trabajar!
Conectar el circuito como en la figura. Encender el LED conectando el eliminador a la corriente (¡Cuidado! esto debe hacerlo el docente). Abrir el circuito y para cerrarlo colocar sucesivamente: cobre, un recipiente con sal, un
recipiente con azúcar, agua destilada, solución de sal, solución de azúcar.
¡Anota tus conclusiones!
(4)
¡Anota tus conclusiones!
(5)
La densidad como
propiedad característica
¡Antes de empezar!
Una propiedad característica es
aquella que es propia de una sustancia y nos permite incluso identificar a la misma a partir del valor de
la propiedad. La temperatura es una
propiedad intensiva pero general,
es decir, no característica. Por otra
parte, la densidad es una propiedad
característica. La densidad del agua
pura es 1,0 g/mL. Lo veremos en
este experimento.
Tabla de densidades
¿Qué se necesita?
* Vaso
* Agua
* Balanza
¡A trabajar!
Medir 50 mL de agua y pesarla en
un vaso (tarar la balanza con el
vaso vacío o pesar el vaso separadamente y restar su peso en cada
medida). Medir 100 mL de agua y
pesarla en el vaso. Calcular la densidad del agua en los 2 experimentos
y comparar.
La flotación depende
de la densidad
¡Antes de empezar!
¿Por qué flota una sustancia en otra? Si ponemos juntas dos sustancias
que no se mezclan, la de menor densidad flotará sobre la de mayor densidad. Veámoslo.
¡A trabajar!
¿Qué se necesita?
Colocar 3 cubos de hielo en 3
* Cubos de hielo
vasos con agua, etanol o aceite.
* Agua
Observar una tabla de densidades
* Etanol
para relacionar las densidades con
* Aceite
lo que observamos.
¡Anota tus conclusiones!
(6)
Sustancia o
material
Densidad (g/cm3)
Sustancia o material
Densidad (g/cm3)
Hielo
0,917
Etanol
0,789
Madera
0,900
Aceite
0,920
Plomo
11,30
Glicerina
1,260
Corcho
0,250
Aire
0,00120
H2O líquida
1,000
Dióxido de carbono
0,00180
Helio
0,000179
El arcoíris químico
¡Antes de empezar!
Este es otro experimento de flotación en el que podemos crear un
divertido arcoíris.
¿Qué se necesita?
* Tubos
* Gotero
* Azúcar
* Agua
* Colorantes comestibles en polvo
¡A trabajar!
Colocar en 3 vasos 20 mL de agua.
En el vaso 1 agregar una pizca de colorante rojo, disolver bien. En el 2, dos
cucharadas de azúcar y una pizca de colorante amarillo, disolver bien. En el
3, cuatro cucharadas de azúcar y una pizca de colorante azul, disolver bien.
Verter con un gotero en un tubo de ensayo la misma cantidad de las tres
soluciones, primero la del vaso 3, luego la del 2 y por último la del 1.
¡Anota tus conclusiones!
(7)
Fusión de
Los estados de la
materia
¡Antes de empezar!
Las sustancias pueden presentarse
en tres estados: sólido, líquido y
gaseoso. En este experimento vemos algunos de los cambios de estado para el agua.
¿Qué se necesita?
* Agua
* Hielo
* Termómetro
* Calentador
* Vasos
¡Antes de empezar!
Cuando una sustancia cambia del estado sólido al líquido funde, pero sigue
siendo la misma sustancia, sólo cambia la relación entre las partículas que
la componen. En el sólido están muy juntas y con poca movilidad, en el
líquido están un poco más separadas y pueden moverse más.
¡A trabajar!
Sobre una plancha colocar un vaso con agua (y un termómetro) y llevarlo
a ebullición. Observar la vaporización a todas las temperaturas hasta la
de ebullición. Colocar encima un vaso de bohemia con hielo. Observar
la condensación y la fusión del hielo. Medir la temperatura del agua a
ebullición y del agua en contacto con hielo. Recoger el agua condensada
en el recipiente frío en un tubo de ensayo.
¡Cuidado, tanto el agua caliente como el vapor pueden producir quemaduras!
¿Qué se
necesita?
* Chocolate
* Agua caliente
* Recipiente de melanina
* Recipiente de vidrio
* Moldes
¡Anota tus conclusiones!
¡Anota tus conclusiones!
(8)
¡A trabajar!
Calentar agua y ponerla en los
recipientes de melamina. En
los recipientes de vidrio poner
chocolate rallado y sumergirlos en el
agua caliente. Fundir el chocolate y
colocarlo en moldes en la heladera.
(9)
El oráculo
¡Antes de empezar!
En este experimento, usamos la
sublimación para crear una actividad mágica y divertida.
Una mezcla
¿Qué se necesita?
* Frasco de vidrio con iodo
* Papel de filtro
* Solución de almidón
* Pincel
El almidón (también conocido como almidón de maíz)
es un azúcar, pero no tiene
gusto dulce. Cuando se encuentra con el iodo forma
un complejo de color negro.
DIVERT
IDA
¡Antes de empezar!
Una mezcla es un sistema formado por dos o más sustancias puras no
combinadas químicamente. En este experimento haremos una mezcla y la
separaremos por medio de un imán.
¿Qué se necesita?
* Limaduras de hierro
* Arena
* Imán
¡A trabajar!
Observar la mezcla de limaduras
de hierro y arena. Separarlas con
un imán.
¡A trabajar!
Escribir una palabra secreta con la solución de almidón sobre el papel.
Enrollar el papel y exponerlo unos segundos a los vapores de iodo dentro
del frasco. Es recomendable que lo haga el docente, usando guantes, ya
que los vapores de iodo manchan las manos.
La palabra se revelará “mágicamente”.
¡Anota tus conclusiones!
(10)
¡Anota tus conclusiones!
(11)
Capilaridad
Ósmosis
¡Antes de empezar!
La ósmosis es un fenómeno físico. Por ejemplo, en los seres vivos el agua
pasa a través de las membranas biológicas mediante ósmosis. Este fenómeno se da de manera espontánea cuando el agua pasa desde una solución diluída a una más concentrada, ya que las concentraciones tienden a
igualarse a ambos lados de una membrana.
¿Qué se necesita?
* Canicas
* Agua
* Azúcar
* 3 vasos
* Zanahorias
* Pasas de uva
* Orejones de ciruela
¡A trabajar!
Poner en cada vaso una pasa de uva, un orejón de ciruela, un trozo de
zanahoria cortada transversalmente y una bolita de vidrio. Numerarlos. El
vaso 1 es el testigo, no se le agrega nada más. Agregar agua en el vaso 2
y almíbar (solución concentrada de azúcar) en el vaso 3.
¡Anota tus conclusiones!
(12)
¡Antes de empezar!
La capilaridad es la capacidad de un líquido de subir por un tubo muy delgado (tubo
capilar). Las plantas la emplean para llevar el
agua hasta sus hojas.
¿Qué se necesita?
* Tallos de acelga
* Vasos
* Agua
* Colorante
¡A trabajar!
Colocar tallos de acelga en vasitos
con soluciones de colorante en
polvo comestible. Observar.
Vasos comunicantes
¡Antes de empezar!
Este es un ejemplo divertido de la
capilaridad
¿Qué se necesita?
* 2 vasos
* Agua
* Servilleta de papel
¡A trabajar!
Colocar agua en un vaso y conectarlo con otro por medio de una servilleta
de papel. Observar.
¡Anota tus conclusiones!
(13)
Los vasos químicos
¡Antes de empezar!
Un indicador es una sustancia que
cambia de color dependiendo del
medio en el que se encuentre.
La fenolftaleína es un indicador ácido-base: se vuelve fucsia en medio
básico e incolora en medio ácido.
¿Qué se necesita?
* 3 vasos
* Agua
* Base (NaOH)
* Ácido (HCl)
* Indicador
Pasta de dientes
¡¡PARA ELEFANTES!!
¡Antes de empezar!
Esta es una reacción química divertida. Puede observarse la transformación química y la liberación de
energía en forma de calor.
2 H2O2
Incoloro
Fucsia
¡A trabajar!
Numerar los vasos.
Verter 5 gotas de base en el vaso 1, llenar con agua. Verter 3 gotas de
indicador en el vaso 2. Verter 7-8 gotas de ácido en el vaso 3.
Pasar el agua del vaso 1 al 2 y luego al 3.
¡Anota tus conclusiones!
(14)
O2 + 2 H2O
¿Qué se necesita?
* Peróxido de hidrógeno 200 vol
(¡Cuidado! Usar guantes)
* Detergente
* Ioduro de potasio
* Botella de plástico
¡A trabajar!
Cubrir la zona con nylon o varias
capas de papel de 80 cm x 80
cm aproximadamente, para evitar
manchar el lugar en el que se realiza
el experimento. Colocar detergente
líquido de manera que apenas
cubra el fondo de la botella, agregar
aproximadamente 15 mL de peróxido
de hidrógeno (6 goteros de plástico
llenos).
¡Cuidado! Este reactivo produce
quemaduras en la piel y manchas en
la ropa. El agregado debe hacerlo el
docente y siempre debe usar guantes.
Finalmente agregar una cucharadita
de ioduro de potasio.
¡Anota tus conclusiones!
(15)
Electrólisis del agua
¡Antes de empezar!
Esta reacción química necesita energía para poder ocurrir. Se la damos
en forma de energía eléctrica. Como producto obtenemos las sustancias
elementales O2 e H2.
2 H2O
Los ácidos y las bases
¡Antes de empezar!
Este experimento nos muestra cómo reconocer un ácido y una base a partir
de un indicador casero. Un indicador es una sustancia cuyo color cambia
cuando está presente en un medio ácido o básico.
¿Qué se necesita?
* Repollo colorado
* Alcohol
* Limón
* Vasos
* Goteros
* Polvo de hornear
* Caramelos ácidos
* Limpiador de hornos
* Limpiador con amoníaco
2 H2 + O2
¿Qué se necesita?
* Palangana
* Agua
* Sal
* 2 tubos
* Papel de aluminio
*2 cables con cocodrilos
* Eliminador de baterías (fijo en 9V)
¡A trabajar!
En una palangana que tiene agua y 3 cucharaditas de sal disuelta, sumergir
dos tubos de ensayo e invertirlos (asegurarse de que no tengan nada de
aire) conteniendo dos electrodos de papel de aluminio enrollado. Conectar
con cocodrilos al eliminador de baterías. Enchufar el eliminador de baterías
(¡Cuidado! esto debe hacerlo el docente). Observar el desprendimiento
gaseoso.
¡Anota tus conclusiones!
(16)
¡A trabajar!
Picar repollo y sumergirlo en alcohol. Remover durante algunos minutos
y separar las hojas del líquido violeta. Emplear la solución como indicador. Agregar indicador a diferentes muestras: caramelos ácidos, vinagre,
limón, polvo de hornear, agua de la canilla, limpiador con amoníaco
y soda cáustica. Para saber el pH de la muestra, se lacompara con la
escala.
¡Anota tus conclusiones!
(17)
Materiales didácticos
Juego de tarjetas:
“los cambios de estado”
Esta serie de tarjetas permite
desarrollar una divertida actividad
relacionando los cambios de
estado con ejemplos de la vida
cotidiana.
* 3 estados de la materia
* 6 cambios de estado
* 6 flechas (3 rojas, 3 azules)
* Ejemplos de sustancias
* Ejemplos de cambios de estado
Ponchos H y O
El último grito de la moda a la
hora de explicar las reacciones de
formación del agua y de descomposición de peróxido de hidrógeno.
* 4 ponchos rojos, H
* 4 ponchos azules, O
Modelo de molécula
de agua
Este modelo nos muestra cómo es
la molécula de agua.
Las mostacillas nos ayudan a * 1 pelota azul (oxígeno)
aprehender los conceptos de * 2 pelotas rojas (hidrógeno)
sustancia, mezcla, compuesto, etc. * 2 enlaces (varillas de madera)
* Mostacillas azules
* Mostacillas rojas
* Hilo o tanza
Mostacillas
Gracias por acompañarme,
espero que te hayas divertido haciendo experimentos
y que esta guía te sea de
utilidad en el futuro.
(18)