Intermedia – Actividad - Proyecto MSP-21 Fase IV

Math and Science Partnership for the 21st Century
Elementary and Middle School MSP-21
ACADEMIA SABATINA
NIVEL: Escuela Intermedia: 7mo a 9no grado
PROFESORES: Gilda Díaz (Ciencias)
TALLER: LOS MINERALES Y ROCAS COMO MATERIA: INTEGRANDO CONTENIDOS
EN CIENCIAS (NIVEL INTERMEDIO)
DESCRIPCIÓN
Este taller los participantes utilizaran conceptos de ciencias físicas para investigar,
entender y conceptualizar propiedades los minerales y rocas. Al estudiar procesos de
cambios físicos y químicos descubrirán como los mismos se aplican en la formación de
rocas y suelos. Se profundiza en el conocimiento previo sobre los estados de la
materia; se expande el conocimiento sobre los cambios físicos en la materia, y la
relación entre la energía y el calor con el estado físico para explicar cambios en el ciclo
de la roca.
ESTANDARES E INDICADORES
Se indican en la presentación en PowerPoint (PPT)
ACTIVIDAD 1
Primera parte: ¿Qué dice la definición?
“Un mineral es un sólido inorgánico natural que tiene una composición química definida
y estructura cristalina.”
I.
Entre los miembros de cada mesa, identifiquen todas las propiedades de un
mineral que puedan encontrar en esta definición.
II.
Indica si cada uno de los siguientes materiales es un mineral o no, de acuerdo a
la definición. Justifica la contestación.
_______ El cobre
_______ El petróleo
_______ El azúcar de mesa
_______ El agua
_______ Carbón
III.
_______ La sal de mesa
_______ Una perla
_______ El diamante
_______ La calcita (CaCO3)
_______ El acero
Utiliza la definición de mineral para evaluar si el hielo es un mineral.
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IV
Entre los minerales seleccionados, indica cuales se componen de un solo
elemento y cuales se componen de compuestos.
Segunda Parte: ¿Qué nos dice la composición química?
1.
Utiliza el anejo “Classification of Minerals” y la Tabla periódica. Mirando la
composición química “a ojo de buen cubero”, identifica los 5 elementos más
abundantes en entre los minerales que componen la corteza terrestre.
Los cinco elementos se identifican con mayor frecuencia en la formula química de los minerales
2.
A partir de la tabla que acabas de crear, infiere el qué clasificación de minerales
abunda más en la corteza terrestre.
3.
¿Qué tipo de recurso natural son los minerales?
.4.
Los metales que se utilizan en la vida cotidiana se obtienen de los minerales.
Menciona un mineral de donde se pueda extraer cada uno de los siguientes metales:
Plomo (Pb):
Aluminio para las latas (Al):
El yeso (CaSO4):
El bario (Ba):
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ACTIVIDAD 2
Propiedades y cambios físicos y químicos de algunas sustancias que
componen los minerales
Materiales:
En la mesa encontrarás varios minerales:
Hielo, picado (Lo vamos a utilizar para efectos de propiedades de H2O)
Hierro, como lana
Cobre u otro metal
Carbonato de calcio (como tiza)
Sal
Vinagre
(En la mesa encontraras algunos materiales que te pueden resultar útiles: regla, balanza,
probetas, termómetro, tubos de ensayo, vasos, jeringuilla entre otros)
_______________________________________________________________________
Propiedades y cambios físicos
_______________________________________________________________________
Clarificación de conceptos:
Define de propiedad física:
Define de cambio físico:
Define punto de fusión:
Define punto de ebullición:
Presión:
Área superficial:
Procedimiento:
1. Identifica por lo menos tres propiedades físicas cualitativas de cada sustancia.
2. Identifica por lo menos tres propiedades físicas cuantitativas de cada material.
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3. Mide el punto de congelación y de fusión.
Puedes congelar agua colocando un tubo de ensayo dentro de un baño de hielo
picado, agua y sal. Pon el termómetro dentro del agua para medir el punto de
congelación. Para determinar el punto de fusión del hielo, saca el tubo de ensayo y
colócalo en un vaso. Mide la temperatura del hielo hasta que se derrita o se funda.
Preguntas:
¿Qué temperatura tiene el baño de agua, hielo y sal? ___________
¿Qué temperatura tiene el agua mientras se congela? ___________
¿Qué temperatura tiene el hielo mientras se funde?
___________
¿Por qué la temperatura del agua o el hielo en el tubo de ensayo no es igual a la
temperatura del baño de hielo o del aire a su alrededor?
Compresibilidad y área superficial
4. Llena una jeringuilla hasta la mitad con hielo picado. Describe los componentes de ese
sistema.
5. Desplaza el pistón sobre el hielo hasta que no baje más. Estas ejerciendo una fuerza
distribuida en un área, o sea, la cabeza del pistón. Describe lo observado y contesta:
Utiliza una marca de cotejo en las premisas ciertas:
______ Ocurre un cambio de estado
______ Se observa compactación entre los fragmentos de hielo
______ Cambia la masa de hielo
______ Cambia la composición del hielo, y tenemos una nueva sustancia.
______ Cambia el área superficial del hielo (disminuye, aumenta)
¿Qué crees que va a ocurrir si en lugar de hielo picado utilizas un pedazo de hielo
entero?
Magnetismo
7. Pasa un imán sobre los metales.
Identifica cual es magnético_______________________________
Masa, volumen y densidad
8. Mide la masa del carbonato de calcio* ___________
9. Mide el volumen del carbonato de calcio.__________
10.
Calcula la razón de masa/volumen para la sustancia. A esta razón se le conoce como
densidad. _______________
4
11. Busca el resultado obtenido por otros grupos.
12. Clasifica las propiedades como extensivas o intensivas.
(1)La
caja que contiene las piezas de carbonato de calcio (tiza) indica que su dimensión es
7.6 cm de altura y 0.4 cm de radio, y la ecuación del volumen del cilindro es
V=(3.14)(radio)2(altura).
__________________________________________________________________________
Propiedades y cambios químicas:
__________________________________________________________________________
Clarificación de conceptos:
Define propiedad química:
Define cambio químico:
(Anotación: Si el pH < 7, es acido y el papel litmus se torna rojo. Si el pH >7, es básico y el
papel rojo se torna azul. Si el pH= 7, es neutral, y tanto el litmus rojo
como el azul no
cambian de color)
Reacción con ácido
1. Echa agua en un vaso, y mide su pH. Clasifica como ácido, básico o neutro.
2. Echa vinagre en un vaso y mide el pH. Clasifica como ácido, básico o neutro.
3. Echa un pedazo de la tiza (CaCO3) a cada vaso. Marca lo observado.
El CaCO3 en agua: _____ se disuelve_____ reacciona ______ no reacciona
El CaCO3
en vinagre
:
_____ se disuelve _____ reacciona ______ no reacciona
Preguntas:
¿Qué evidencia existe de que ha ocurrido un cambio químico?
Hablando con propiedad:
De acuerdo a lo observado, una propiedad química de CaCO3 es ______________.
El cambio químico es _________________________________________________.
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Oxidación de un metal
1. Mezcla el agua y la sal.
2. Echa los pedacitos de hierro en esta mezcla y pon a calentar lentamente*.
3. Observa el cambio en la apariencia del hierro.
Preguntas:
a. ¿Qué evidencia de que ha ocurrido un cambio químico puedes observar?
b. Esta reacción se conoce como oxidación de hierro, y ocurre a temperatura de
ambiente. ¿Por qué crees que se calienta la muestra?
c. ¿Qué color característico puede observarse en las rocas que contienen óxido de
hierro?
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ACTIVIDAD 3
Caso # 1
Materiales:
Evaluando las propiedades y los cambios para identificar la materia
Imán
Caja de rocas
Vinagre
Piedra Caliza- dos muestras (no de la caja)
Otras rocas (piedritas de río)
Una probeta
Vaso, puede ser plástico
Tabla de composición de minerales
1.
Utiliza el imán para identificar qué rocas contienen oxido de hierro en la caja de
rocas. Luego, utiliza la lista para identificar la roca.
2.
De acuerdo al muestrario, clasifica la roca como
____ roca de procedencia volcánica
____ roca sedimentaria
____ roca metamórfica
3.
Echa la piedra caliza (no usar las de la caja) en el vinagre y describe lo que observas.
La piedra caliza
en vinagre:
_____ se disuelve
_____ reacciona ______ no reacciona
4.
De acuerdo al muestrario, la piedra caliza (limestone) se clasifica como
____ roca de procedencia volcánica
____ roca sedimentaria
____ roca metamórfica
La piedra caliza se compone mayormente de CaCO3. Además, dependiendo de
donde se forme, contiene otros minerales como minerales como arcilla, hematita,
cuarzo.
Echa alguna otra roca que se te asigne. Si reacciona con el vinagre, contiene calcita.
Roca 1
en vinagre
_____ se disuelve
_____ reacciona ______ no reacciona
5.
Determina la masa de una segunda piedra caliza: _________
Mide el volumen por desplazamiento de agua echando primero 10 mL de agua en
una probeta, y luego depositando la piedra en el agua y midiendo el nuevo volumen.
Volumen de la piedra, en mL o cm3 = volumen final – volumen inicial = _________
La razón de masa/volumen o densidad = __________________
¿Cómo compara con la densidad obtenida con la tiza como representación de la
forma mineral?
Observa que la propiedad del mineral permanece en la formación rocosa, porque es
una mezcla.
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Caso #3 Oxidación de hierro
Preguntas:
a. Hierro, como metal nativo apenas aparece en la corteza terrestre. Normalmente el
hierro esta oxidado. ¿Qué color característico puede observarse en las rocas que
contienen óxido de hierro?
b. ¿Qué efecto tiene el salitre en la meteorización de rocas que contienen hierro?
c. ¿Qué color tienen los suelos donde hay rocas con altos contenidos de minerales
como hematita, Fe2O3?
Caso #4
Sedimentación en rocas sedimentarias químicas
Materiales:
Solución de sal saturada
Halita
Vaso resistente al calor
Hornilla
1. Observa la solución, y describe su apariencia.
2. Echa 5 mL de la solución en el vaso, y calienta hasta evaporar el agua.
3. Describe el residuo.
Preguntas:
a. Marca las premisas que sean ciertas:
______ La solución saturada de sal es una mezcla.
______ La sal cambia de estado, y se funde.
______ La sal se recristaliza y queda como sedimento en el fondo.
La halita se compone de NaCl (cloruro de sodio) y es un ejemplo de una roca sedimentaria
que se forma por la evaporación de aguas salinas, conocida como evaporita. Para que se
formen es esencial que el ritmo de evaporación exceda a la entrada de agua.
Caso #5
Comparando la dureza
Materiales:
Halita, piedra caliza y cobre
Marrón
Lija
Papel
Una tabla de madera
Procedimiento:
1. Ponga la piedra caliza entre dos hojas de papel, y martille cobre la tabla hasta que
rompa.
2. Repita el proceso con cada una de los otros materiales.
3. Lije la piedra caliza, procurando recoger los pedazos en un papel.
4. Repita el proceso con cada uno de los otros materiales.
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La meteorización mecánica es un proceso por el cual los minerales y las rocas se rompen
en trozos más pequeños, sin que se afecte su composición.
¿Qué situaciones de las estudiadas en esta actividad son comparables a este proceso?
¿Qué importancia tiene este proceso para la formación de suelos?
¿Crees que todos los minerales se rompen con la misma facilidad?
Contesta la siguiente pregunta:
¿Cómo crees que es más efectiva la meteorización mecánica de una piedra?
_______ Por rompimiento de la piedra.
_______ Por un proceso que lije la piedra.
_______ Ambos
_______ Ninguno
¿Cómo crees que es más efectiva la meteorización mecánica del cobre?
_______ Por rompimiento del cobre.
_______ Por un proceso que lije del cobre.
_______ Ambos
_______ Ninguno
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