2017 Edición Dominio Científico Créditos DOMINIO CIENTÍFICO Servicio Ecuatoriano de Capacitación Profesional - SECAP Secretaría de Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación - SENESCYT ELABORACIÓN Y REVISIÓN: SECAP Dirección Ejecutiva Subdirección Técnica Dirección de Diseño Pedagógico SENESCYT Secretaría de Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación Subsecretaría de Acceso a la Educación Superior Dirección de Nivelación EQUIPO CONSULTOR: Lcda. Adriana Gortaire Carrillo Primera edición. Octubre 2017. Quito - Ecuador. Reservados todos los derechos SECAP - SENESCYT 2017. Presentación El presente manual "Dominio Científico" ha sido elaborado con la finalidad de facilitar los procesos de capacitación que ejecuta el SERVICIO ECUATORIANO DE CAPACITACIÓN PROFESIONAL - SECAP en conjunto con la SECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERIOR, CIENCIA, TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN - SENESCYT. Este documento ha sido elaborado a partir del análisis de los resultados alcanzados por los estudiantes en el Examen Nacional de Evaluación Educativa Ser Bachiller, y cuya evaluación les permite ingresar a las Instituciones de Educación Superior (IES) del Ecuador. Es el producto de la sistematización técnico-pedagógica de conocimientos expuestos del Dominio Científico de manera didáctica para apoyar el proceso de enseñanza-aprendizaje. El Dominio Científico, constituye una herramienta que desarrolla los aprendizajes de una manera lógica. Es una fuente de investigación y descubrimiento, siendo este un aliado que permite o desarrolla en el estudiante destrezas y habilidades en un marco de convivencia armónica con la ciencia. El Ecuador, en su proyecto educativo del milenio, ha preparado material que integra actividades con conocimiento, destrezas y habilidades, mismos que ayudarán a reforzar el ámbito científico para que el estudiante pueda desempeñarse de mejor forma, al rendir el examen SER BACHILLER. Para alcanzar la meta, a través de un grupo de disciplinas y de una manera generalista, los estudiantes lograrán obtener conocimientos potenciales y habilidades del pensamiento que contribuirán en el desarrollo personal y de la sociedad que los contienen. Dirección de Diseño Pedagógico Orientaciones metodológicas DOMINIO CIENTÍFICO ÁREA: Educación y Capacitación. ESPECIALIDAD: Capacitación (Identificación de necesidades, procesos de capacitación continua, evaluación y seguimiento) OBJETIVO: Interpretar y analizar los procesos biológicos y flujos de energía en los ecosistemas, la conservación del medio ambiente, cambios de la materia, leyes estequiométricas y de la conservación, interacción de los cuerpos y efectos de los desechos químicos en diversos ambientes, promoviendo la participación activa en los procesos de cambios para generar nuevos estilos de desarrollo sustentable. Pre requisitos Para iniciar el curso y avanzar con óptimos resultados en el aprendizaje, el participante debe contar con los siguientes requisitos: • • • Bachillerato aprobado. Edad mínima: 16 años cumplidos. Haber rendido el exámen SER BACHILLER y que no hayan obtenido un cupo para la Educación de Nivel Superior. Índice Evaluación Diagnóstica UF1............................................................................................................ 11 1.1 Teorías del origen de la vida...................................................................................................... 15 1.1.1 Creacionismo................................................................................................................ 15 1.1.2 Generación espontánea................................................................................................ 16 1.1.3 El origen cósmico o la panspermia............................................................................... 17 1.1.4 Teoría de la Endosimbiosis........................................................................................... 17 1.1.5 Teoría de la evolución química..................................................................................... 18 1.2 La evolución de las especies..................................................................................................... 19 1.2.1 La evolución según Lamarck........................................................................................ 19 1.2.2 Teoría Darwiniana......................................................................................................... 20 1.2.3 Variabilidad y selección natural..................................................................................... 21 1.2.4 Teoría sintética.............................................................................................................. 22 1.2.5 La evolución de una ciencia: La teoría de la evolución en la actualidad y la especiación.............................................................................................................. 23 1.3 El ecosistema............................................................................................................................. 24 1.3.1 Niveles de organización de las especies...................................................................... 25 1.3.1.1 Tipos de relaciones.................................................................................................... 26 1.3.2 Biodiversidad................................................................................................................. 28 1.3.2.1 Grupos funcionales.................................................................................................... 28 1.4 Relaciones tróficas..................................................................................................................... 30 1.4.1 Pirámide ecológica o niveles......................................................................................... 30 1.4.1.1 Productores................................................................................................................ 30 1.4.1.2 Consumidores............................................................................................................ 31 1.4.1.3 Descomponedores..................................................................................................... 33 1.4.2 Flujos de energía en la cadena trófica.......................................................................... 34 1.4.3 Ciclos de la materia....................................................................................................... 35 1.5 Conservación ambiental............................................................................................................. 36 1.5.1 La educación ambiental para la conservación.............................................................. 36 1.5.2 Tipos de recursos.......................................................................................................... 36 Recursos renovables................................................................................................... 36 Recursos no renovables.............................................................................................. 36 1.5.3 Costo ambiental............................................................................................................ 37 1.5.4 Conservación y desarrollo sustentable......................................................................... 37 1.5.4.1 Gestión ambiental................................................................................................. 37 1.5.4.2 Ordenamiento territorial........................................................................................ 37 1.5.5 Impacto ambiental......................................................................................................... 37 1.6 Procesos metabólicos................................................................................................................ 38 1.6.1 El metabolismo.............................................................................................................. 38 1.6.2 Rutas metabólicas......................................................................................................... 39 1.6.3 Tipos metabólicos de los seres vivos............................................................................ 39 1.6.4 Procesos de óxido reducción........................................................................................ 40 1.6.5 Fases del metabolismo................................................................................................. 41 1.7 La fotosíntesis............................................................................................................................ 42 1.7.1 Fases bioquímicas de la fotosíntesis....................................................................... 42 1.8 Homeostasis............................................................................................................................... 45 1.8.1 Mecanismos de regulación........................................................................................... 46 1.8.2 Procesos de la homeostasis......................................................................................... 46 1.9 Funciones vitales y defensa del organismo............................................................................... 47 1.9.1 Funciones vitales.......................................................................................................... 47 1.9.2 Defensa de los organismos........................................................................................... 48 1.9.2.1 El Sistema Inmunológico....................................................................................... 48 1.9.2.2 Tipos de barreras.................................................................................................. 48 1.9.2.3 Vacunas................................................................................................................ 50 1.10 Avances científicos y salud...................................................................................................... 50 Tarea UF1........................................................................................................................................ 51 Evaluación diagnóstica UF2............................................................................................................. 53 2. Física y química........................................................................................................................... 57 2.1 Estequiometría........................................................................................................................... 57 2.1.1 ¿Qué es la estequiometría?.......................................................................................... 57 2.1.2 Mezcla, proporciones y condiciones estequiométricas................................................. 58 2.1.3 Peso atómico................................................................................................................ 60 2.1.4 Símbolo químico........................................................................................................... 60 2.1.5 Unidades de medida..................................................................................................... 60 2.1.5.1 Átomo............................................................................................................... 60 2.1.5.2 Mol................................................................................................................... 60 2.1.5.3 Volúmen molecular.......................................................................................... 61 2.1.5.4 Número de Avogadro ...................................................................................... 61 2.1.6 Cálculos estequiométricos............................................................................................ 62 2.1.6.1 Mol-mol............................................................................................................ 62 2.1.6.2 Volumen molar de un gas................................................................................ 64 2.1.6.3 Mol-gramo........................................................................................................ 65 2.1.6.4 Gramo-gramo................................................................................................... 66 2.1.6.5 Mol-volumen.................................................................................................... 68 2.1.6.6 Cálculo de reactivo limitante y porcentaje de rendimiento............................... 69 2.1.7 Leyes estequiométricas................................................................................................ 74 2.1.7.1 Ley de las proporciones constantes................................................................ 74 2.1.7.2 Ley de las proporciones múltiples.................................................................... 75 2.1.7.3 Ley de la conservación de la materia.............................................................. 76 2.1.7.4 Ley de Proust................................................................................................... 77 2.1.7.5 Ley de Guy-Lussac.......................................................................................... 78 2.2 Interacción entre los cuerpos..................................................................................................... 79 2.2.1 La fuerza y sus efectos................................................................................................. 79 2.2.1.1 Tipos de fuerzas.............................................................................................. 79 2.2.1.2 Representación gráfica de las fuerzas............................................................. 80 2.2.2 Cálculo de vectores....................................................................................................... 80 2.2.2.1 Tipos................................................................................................................ 80 2.2.3 Suma de vectores......................................................................................................... 82 2.2.3.1 Suma poligonal de vectores............................................................................. 83 2.2.4 Resta de vectores......................................................................................................... 84 2.2.5 Ecuación general de conservación de la cantidad de movimiento............................... 85 2.2.6 Tipos de interacción...................................................................................................... 85 2.2.6.1 Las tres leyes de Newton................................................................................. 85 2.2.7 Ley de gravitación universal.......................................................................................... 87 2.2.8 Tipos de fuerzas............................................................................................................ 88 2.2.8.1 Fuerza de tensión............................................................................................ 88 2.2.8.2 Fuerza de fricción............................................................................................ 88 2.2.8.3 Fuerza elástica................................................................................................. 89 2.2.8.4 Fuerza eléctrica............................................................................................... 89 2.3 Efectos de los desechos químicos............................................................................................. 89 2.3.1 Tipos de desechos........................................................................................................ 89 Tarea UF2........................................................................................................................................ 91 Glosario............................................................................................................................................ 94 Bibliografía....................................................................................................................................... 96 MÓDULO 1 / Evaluación diagnóstica UF1 DOMINIO CIENTÍFICO Evaluación Diagnóstica Aplique sus conocimientos y conteste 1. ¿Cómo fundamentó Lamarck su teoría utilizando el ejemplo de las jirafas? a. b. c. d. 2. Enliste los tipos de contaminantes que usted conoce a. b. c. d. 3. Al observar el cuello de las jirafas, Lamarck concluyó que las especies adaptan su cuerpo dependiendo del uso o desuso de su estructura física. Observando el cuello de las jirafas se dio cuenta que las jirafas nacieron con más vertebras de las normales. Vio que así acceden a su alimento. Comprendió que, debido al clima, las jirafas alargaron su cuello para evitar el calor de la sabana. La combustión de la gasolina emitida como CO2, los plásticos, los pesticidas, la basura. Desastres naturales, el sol, la temperatura. La luz ultravioleta, el invierno más largo, el calentamiento global. Cambio en las precipitaciones, temperaturas elevadas, radiación ultravioleta. ¿Cómo está formado un ecosistema? a. b. c. d. Un ecosistema está formado por animales, plantas, y el medio físico que los rodea. Biotopo y biocenosis. Planetas y sistema solar. Contaminantes internos y externos. 11 DOMINIO CIENTÍFICO 4. Determine los niveles de la cadena trófica. a. Productores, consumidores primarios, consumidores secundarios, consumidores terciarios, descomponedores. b. Descomponedores, consumidores primarios y terciarios. c. Niveles de organización que inicia en los consumidores primarios. d. Consumidores y descomponedores. 5. En que se parecen las relaciones de mutualismo y comensalismo en los seres vivos. a. b. c. d. 6. De un ejemplo de consumidores primarios y descomponedores. a. b. c. d. 7. Ninguno de los organismos sufren daños. Solo el huésped sufre daños. Uno de los organismos se beneficia. Ninguno de los organismos se beneficia. Productor: la vaca, descomponedor: el cóndor Productor: la hierba, descomponedor: la lombríz. Productor: un ceibo, descomponedor: el águila harpía. Productor: el caballo, descomponedor: un ciervo. ¿Porqué las plantas son la base de la cadena trófica? a. Esto se debe a que son organismos autótrofos, es decir que ellos son capaces de producir su propio alimento por lo cual su población es más numerosa. b. Esto se debe a que son organismos heterótrofos, es decir que ellos son capaces de producir su propio alimento por lo cual su población es más numerosa. c. Esto se debe a que son organismos heterótrofos y autótrofos, es decir que ellos son capaces de producir su propio alimento por lo cual su población es más numerosa. d. Se debe a que su población es extensa y ellos dependen de otros organismos para producir su alimento. 8. Seleccione cual es la cadena trófica correcta. a. Productor: hierva, consumidor primario: conejo, consumidor secundario: zorro, consumidor terciario: águila. b. Productor: suelo, consumidor primario: lombríz, consumidor secundario: gallina. c. Productor: conejo, consumidor primario: serpiente, consumidor secundario: tigre. d. Productor: mapache, consumidor primario: tigre, consumidor secundario: buitre. 9. Complete: La energía que es consumida en la cadena trófica se pierde o degrada en forma de: a. b. c. d. 12 Aire Energía Calor Vapor DOMINIO CIENTÍFICO 10. ¿Qué es la huella ecológica? a. b. c. d. La marca de una campaña para evitar el uso de pesticidas Es todo lo que hace el ser humano a favor de la naturaleza Son espacios reducidos en donde el hombre puede contaminar. Son todas las marcas que dejamos en el medio ambiente, es decir la contaminación que cada uno de nosotros generamos en nuestro hábitat. 11. Tomando en cuenta que el impacto ambiental puede ser perjudicial para la conservación del medio ambiente. ¿Qué impacto ambiental dejaría la construcción de una carretera que atraviesa una Reserva Ecológica? a. Genera empleo y disminuye el uso de vías de segundo orden. b. Genera varios impactos como son: tala de árboles, separación de especies, muerte de especies territoriales, las zonas aledañas son pobladas, etc. El impacto sería mayor dentro de una reserva ya que estos espacios están constituidos para ser protegidos no intervenidos por el ser humano. c. Mejora el acceso al lugar donde llega la carretera, crea corredores ecológicos, ayuda a la transportación de productos. d. Obliga a los constructores a: reforestar las zonas que talaron para construir la carretera, poner señalética en caso de ser paso obligatorio de animales, etc. 12. ¿Qué es el proceso de óxido reducción? a. b. c. d. Es un proceso electro químico por el cual un átomo gana electrones. Es un proceso metabólico en el que un átomo pierde electrones. Es un proceso químico en el que el electrón es liberado en forma de gas. Es un proceso de osmorregulación. 13. ¿Qué es la fotosíntesis? a. Es un proceso de las plantas, que se lleva a cabo gracias a la energía del sol y está es utilizada para transformar productos inorgánicos en orgánicos. b. Es un proceso simple en el que la luz de la luna es utilizada por la clorofila de las plantas. c. Sucede gracias a la luz química y se usa para transformar sustancias orgánicas en inorgánicas. d. Genera energía a través del uso de luz química. 14. ¿Cuáles son las fases de la fotosíntesis? a. b. c. d. Fase clara y fase oscura. Fase solar y fase lunar. Fase luminosa y fase oscura o Ciclo de Calvin. Fase inicial y fase final. 15. Los avances científicos en la medicina generan: a. b. c. d. Gastos en los sistemas públicos. Posibles soluciones a enfermedades. Daños en las personas que los usan. Problemas para la sociedad. 13 DOMINIO CIENTÍFICO 14 UNIDAD FORMATIVA 1 INTERPRETACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS PROCESOS BIOLÓGICOS Y FLUJOS DE ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS Y, LA CONSERVACIÓN DEL MEDIO AMBIENTE. DOMINIO CIENTÍFICO Fuente: https://pixabay.com/es/tierra-globo-nacimiento-nuevo-405096/ 1.1. Teorías del origen de la vida 1.1.1 Creacionismo Esta teoría sostiene que la vida en la tierra tal como la conocemos fue creada por un ente divino, fue así como durante millones de años esta teoría fue sostenida por los escritos de la biblia. El génesis manifestaba que el hombre y su entorno fueron creados en solo seis días. Carl von Linné sintetizó así esta teoría: «Hay tantas especies diferentes como formas diversas fueron creadas en un principio por el ser infinito» 1 Busca más información en: http://www.mnhn.cl/613/articles-5038_archivo_01.pdf 1 ACARL VON LINNÉ (1707-1778). CREÓ LA NOMENCLATURA BINOMIAL Ayala, F., Alberts, B., et al. Ciencia, Evolución y Creacionismo. (2008). National Academy of Sciencices, Institute of Medicine. Recuperado de: http://www.mnhn.cl/613/articles-5038_archivo_01.pdf 15 DOMINIO CIENTÍFICO 1.1.2 Generación espontánea Los partidarios de esta teoría como: Francesco Redi (1668), John Needham (1745), Lazzaro Spallanzani (1769), sostienen su teoría diciendo que la vida puede ser generada a partir de materia inanimada es decir que no proviene de otros seres vivos. Los experimentos de Redi, realizados para comprobar esta teoría, se fundamentaron en el uso de materia orgánica en descomposición la cual era colocada en cuatro frascos cerrados herméticamente y cuatro abiertos, al cabo del tiempo Redi vio como en los frascos destapados en la carne aparecían gusanos y en los sellados no. Luego hizo la misma experimentación utilizando una malla para permitir que en los frascos ingrese aire pero no moscas y el resultado fue el mismo, así comprobó que esta teoría no era verdadera 2 (Resumen conferencia Veladas Científicas de la Sorbona, 1854). FRANCESCO REDI (1626-1698) MÉDICO NATURISTA. PROBEMOS UN POCO TÚ ESPÍRITU CIENTÍFICO: Materiales: Pan duro, agua, plato y vaso transparente. Toma un pan, de preferencia duro y un poco grueso. Ahora remójalo en agua y déjalo al aire libre durante aproximadamente una hora. Una vez trascurrido este tiempo tápalo con un vaso plástico para aislarlo del medio exterior. Tú misión será: • Observar diariamente que le ocurre al pan humedecido y describir a detalle lo que va ocurriendo, interpreta los resultados y averigua si es verdad o no la teoría de la generación espontánea. Resumen conferencia de las Veladas científicas de la Sorbona, (1864) La generación Espontánea. Recuperado de: http:// www.valencia.edu/orilife/textos/Pasteur.pdf 2 16 DOMINIO CIENTÍFICO Fuente: https://cdnb.20m.es/ciencia-para-llevar-csic/files/2015/04/Admiring_the_Galaxy.jpg 1.1.3 El origen cósmico o la panspermia Filósofos como Anaxagoras (siglo VI a.C.) propusieron que el origen de la vida fue generada en el espacio exterior y esta ha sido llevada al azar de planeta en planeta y de un sistema solar a otro. Svante Arrhenius (1859-1927) afirmaba que la vida viene del espacio exterior en forma de esporas bacterianas que viajan por todo el espacio impulsadas por la radiación de las estrellas 3. 1.1.4 Teoría de la Endosimbiosis • ¿Qué es la endosimbiosis? Se considera endosimbiosis cuando un organismo habita al interior de otro. Teoría de la endosimbiosis seriada Esta teoría describe el paso de las células procarióticas a células eucarióticas mediante incorporaciones simbiogenéticas de bacterias. Para formularla, Margulis se basó en los trabajos olvidados de científicos (Schimper, Merezhkovsky y Portier) de finales del siglo XIX y principios del XX, que relacionaban la capacidad fotosintética de los vegetales con las cianobacterias y que proponían el origen simbiótico de los cloroplastos y de los eucariontes 4 (Marguis, 1991). FUENTE: LYNN MARGULIS, ILUSTRACIÓN PROPIA DE SU ESTUDIO. Myprofeciencias. (2011). Teorías del origen de la vida. Recuperado de: http://bloc.mabosch.info/wp-content/ uploads/2012/07/1.2.1%20TEORIAS%20DEL%20ORIGEN%20DE%20LA%20VIDA.pdf Margulis, L., Fester, R. (1991). Symbiosis as a source of evolutionary innovation: speciation and morphogenesis. Speciation and Morphogenesis.Cambridge, Massachusetts. London, England. 3 4 17 DOMINIO CIENTÍFICO Llegó a esta conclusión comparando las bacterias, mitocondrias, cloroplastos y observando las siguientes semejanzas: • • • • • • • El tamaño similar de las mitocondrias y de algunas bacterias. Las mitocondrias presentan crestas comparables a los mesosomas. El parecido entre los ADN. La existencia de una membrana plasmática que permite la fagocitosis. La síntesis proteica que realizan es autónoma. Los ribosomas de las mitocondrias y cloroplastos, al igual que las bacterias, son 70s. En las mitocondrias y cloroplastos los centros de obtención de energía se sitúan en las membranas, al igual que ocurre en las bacterias. • Presentan similitudes en los procesos metabólicos. • Las mitocondrias y los cloroplastos tienen autonomía en la célula pudiendo dividirse y formar orgánulos hijos. Así podríamos decir que: La teoría de la endosimbiosis explica que la célula eucariota apareció por asimilación simbiótica de bacterias con habilidades diferenciadas. Es decir que algunos de los orgánulos de las células eucariotas (todas las células excepto las bacterianas), en particular las mitocondrias y los plastos, fueron en su momento organismos procariontes de vida libre (bacterias) que probablemente tras haber sido englobados o fagocitados, no fueron digeridos y por el contrario, se acoplaron de tal manera que establecieron una relación dependiente con la célula que los “ingirió”. 1.1.5 Teoría de la evolución química Esta teoría se basó en los procesos químicos, los cuales fueron: Cambios de compuestos inorgánicos simples por compuestos orgánicos complejos. Los procesos químicos que se llevaron a cabo en la Tierra primitiva estuvieron restringidos por las condiciones físicas y geológicas de la misma. Estas sujeciones determinaron su temperatura, presión y composición química del ambiente, aspectos que servirán para plantear experimentos apropiados en la química prebiótica. 18 DOMINIO CIENTÍFICO 1.2. La evolución de las especies 1.2.1 La evolución según Lamarck Existieron varias corrientes filosóficas que sostenían que la evolución de las especies confirmaba los postulados de la teoría de la generación espontánea. Es así como Jean Baptiste de Monet, caballero de Lamarck (1744 - 1829)5 desarrolla su teoría basado en: La tendencia natural hacia la complejidad El sentido de la transformación evolutiva va de las especies más sencillas formadas por generación espontánea, a las más complejas. Desarrollo de adaptaciones al medio: la función crea al órgano Las variaciones de las condiciones del medio ambiente provocan cambios en las funciones vitales de los seres vivos, lo cual conlleva que unos órganos se desarrollen y otros se atrofien. Es decir, las variaciones medioambientales causan las adaptaciones de los organismos. Herencia de los caracteres adquiridos JEAN BAPTISTE DE MONET, CABALLERO DE LAMARCK (1744 - 1829) Busca más información en: • http://www.redalyc.org/ pdf/402/40290304.pdf • https://www.youtube.com/watch?v=dc9YDfXBZRo Las modificaciones adquiridas por los organismos durante su vida, en su adaptación al medio, se transmiten a los descendientes. SABÍAS QUE…. El cuello largo de las jirafas es un ejemplo de la teoría de Lamarck, ya que según ésta, todo el esfuerzo realizado a lo largo de los años por las jirafas en su hábitat, ha hecho que su cuello sea lo bastante largo para alcanzar su alimento, ya que sus congéneres heredaron este carácter y a su vez lo desarrollaron. En la actualidad, ésta es una de las teorías más débiles ya que no explica la complejidad de las especies, ni tampoco el cómo estos caracteres son transmitidos en la descendencia de las especies. 5 La teoría de la evolución y el origen del ser humano. Recuperado de: http://amesweb.tripod. com/ccmc02.pdf 19 DOMINIO CIENTÍFICO 1.2.2 Teoría Darwiniana Darwin fue un naturista inglés, autor de “El origen de las especies”. Durante varios años de estudios alrededor del mundo en un buque de la marina real llamado HMS Beagle, desarrolla una teoría revolucionaria para su época. Sus postulados defienden el hecho de que la diversidad biológica deriva de una única forma de vida ancestral a partir de la cual la vida evolucionó a lo largo de múltiples y sucesivas vías divergentes. Uno de los análisis de su teoría habla de dos bloques teóricos fundamentales: • La descendencia con modificación de los individuos. • La selección natural de los individuos. CHARLES DARWIN (1809 - 1882) Darwin basado en sus observaciones en el archipiélago de Galápagos, determinó que existían catorce especies de pinzones adaptadas a diferentes tipos de alimentos, algunas de las cuales solo vivía en una de las islas. Además observó como en cada isla habitaba una especie diferente de tortuga. Debido a la gran diversidad de las Galápagos, Darwin llegó a la conclusión de que las condiciones ambientales y la distancia entre islas generaron condiciones peculiares para la adaptación de las especies y que estos rasgos sean transmitidos a los descendientes. Resumen de la teoría de Darwin , 6 20 Elevada capacidad reproductiva Dado que las especies tienen una elevada capacidad reproductiva, el hecho de que no aumente indefinidamente el número de individuos, se debe a que los recursos alimenticios son limitados. Variabilidad de la descendencia Los descendientes de los organismos que se reproducen sexualmente son distintos entre sí (excepto los gemelos univitelinos). Unos están mejor adaptados que otros a las características del ambiente para desarrollar las funciones vitales. Selección natural Cuando las condiciones medioambientales son adversas para los organismos, se establece entre ellos una lucha por la supervivencia, en la cual solo sobreviven los individuos más adaptados y se eliminan los demás. De esta manera se produce la selección natural de los más aptos. Únicamente los individuos que sobreviven son los que pueden reproducirse y así transmitir sus caracteres a los descendientes. La selección natural con el transcurso del tiempo, va transformando paulatinamente las especies 6. La teoría de la evolución y el origen del ser humano. Recuperado de: http://amesweb.tripod.com/ccmc02.pdf DOMINIO CIENTÍFICO 1.2.3 Variabilidad y selección natural Alfred Russel Wallace, naturista y pensador, considerado el cocreador de la teoría de la evolución por selección natural, aunque sus teorías fueron opacadas debido a la publicación de Charles Darwin y el Origen de las Especies. Busca más información en: http://www.scielo.cl/pdf/rchnat/ v86n3/art02.pdf La teoría de la selección natural sostiene que: Es el proceso que limita la tasa reproductora o la eficacia biológica de los seres vivos en relación con características fenotípicas ALFRED RUSSEL WALLACE (1823 - 1913) heredables, dando lugar a cambios en las frecuencias de los fenotipos de la población en generaciones futuras (evolución). Tiene lugar siempre que exista: (1) variabilidad individual, (2) una relación entre variabilidad en eficacia biológica y variabilidad fenotípica, y (3) una relación entre esas características fenotípicas y el genotipo del individuo. La selección natural afecta al valor medio y a la varianza del carácter en la población, dando lugar a los distintos tipos de selección (estabilizadora o normalizadora, direccional y disruptiva). 7 Existen varios tipos de selección natural: Selección normalizadora Busca más información en: Downloads/490-1225-1-PB.pdf 7 Selección disruptiva Selección direccional Ahora te toca a ti: Interpreta la gráfica y explica los tipos de selección natural Soler, J. Selección natural y adaptación. Recuperado de: http://sesbe.org/sites/sesbe.org/files/recursos-sesbe/SN_adaptacion.pdf 21 DOMINIO CIENTÍFICO 1.2.4 Teoría sintética Entre 1936 y 1947 surge la llamada teoría sintética de la evolución o Neodarwinista, en la que se destacan por sus aportes Theodosius Dobzhansky, y Mayr, esta teoría recoge especialmente los aportes de la genética mendeliana (conocida desde 1865), de la genética de poblaciones y de la biología molecular. Los postulados de la “Teoría Sintética” son: THEODOSIUS DOBZHANSKY (1900-1975) • Evolución es el cambio en frecuencias génicas del fondo o acervo genético de una población específica (microevolución). • Cada especie es un acervo aislado de genes, que posee complejos génicos particulares conectados por un flujo génico. • Un individuo contiene sólo una porción de los genes del acervo génico de la especie a la que pertenece. • Un individuo de fenotipo más favorable contribuye con una proporción mayor de genes al nuevo acervo genético. • La mutación es la última fuente de nuevos genes en un acervo genético (Sandin, 1997). 8 ERNST MAYR (1904 - 2005) 8 22 La evolución. PreUBiología. Recuperado de: https://sites.google.com/site/preupsubiologia/home DOMINIO CIENTÍFICO 1.2.5 La evolución de una ciencia: La teoría de la evolución en la actualidad y la especiación. La interpretación de la evolución en la actualidad se podría resumir en: Busca más información en: • http://evolucion.fcien. edu.uy/Lecturas/Lessa2010.pdf • http://bioinformatica. uab.es/divulgacio/ la%20evoluci%C3%B3n%20biol%C3%B3gica.pdf La visión de la evolución es esencialmente darwinista, sin embargo la teoría actual abarca todo, tomando como punto de partida que todas las especies descienden de un antecesor ancestral, es así como las especies que vemos hoy en día son el resultado de un proceso de evolución. Podemos asumir que la individualidad biológica es producto de la evolución y es reconocido ante todos los niveles de organización. Nuestro reto actual seria el determinar la complejidad del genoma y el fenotipo de donde se derivan los problemas de selección y las restricciones dentro de la evolución. Proceso de especiación Es el proceso mediante el cual las especies de una población determinada, dan lugar a una nueva o nuevas poblaciones de especies con las cuales no se reproducen. 9 Especiación geográfica o alotrópica Este tipo de especiación es gradual y se efectúa debido a la separación de poblaciones por barreras geográficas, las cuales no permiten que los individuos de las poblaciones se crucen entre sí. Especiación peripátrica Esta especiación hace referencia a la aparición de una nueva especie en los límites de la distribución de una especie con gran número de individuos. Especiación simpátrica Esto ocurre cuando dentro de una misma población, existen especies que consiguen independencia evolutiva en un mismo espacio geográfico. 9 Especiación cuántica Es cuando, de una población original una especie surge rápidamente y genera procesos de reproducción aislados a su población inicial. Perfectii, F. (s/f) Especiación: Modos y mecanismos. Departamento de Genética. Universidad de Granada. 23 DOMINIO CIENTÍFICO ¿SABÍAS QUE? Debido a las condiciones geográficas, geopolíticas, geológicas, topográficas, climáticas, precipitaciones, temperatura, factores biológicos y evolutivos, Ecuador es considerado un país mega diverso. Se calcula que aproximadamente el 10% de todas las especies de plantas en el mundo las tenemos aquí, el 18% de aves del mundo, cerca de 3.800 especies de vertebrados identificados, 1550 mamíferos, 350 reptiles, 800 especies de peces de agua dulce y 450 de agua salada. El número de insectos es incierto pero solo en mariposas existen 4500 especies identificadas (CONSULADO DEL ECUADOR EN EL REINO DE LOS PAISES BAJOS, s.f.). Investiga un poco: Busca ejemplos de especies terrestres que cumplan con cada uno de los tipos de especiación. Busca más información en: • http://sea-entomologia.org/PDF/BOLETIN_26/B26-037-561.pdf • http://www.puce.edu.ec/publicaciones/Centro_de_Publicaciones/Revistas/Publicaciones/Revista%2066.pdf • http://unl.edu.ec/sites/default/files/investigacion/revistas/2014-9-6/6_articulo_de_revision_44-49_b1.pdf 1.3. El Ecosistema Un ecosistema es el conjunto formado por el biotopo, la biocenosis, y las relaciones que existen entre ellos BIOTOPO BIOCENOSIS Hace referencia a un espacio biofísico o el medio ambiente físico. Es el conjunto de seres vivos, los cuales conviven con relaciones interespecíficas. Busca más información en: http://www.hypergeo.eu/spip.php?article428 24 DOMINIO CIENTÍFICO 1.3.1 Niveles de organización de las especies Los niveles de organización biológica son eslabones organizados de forma jerárquica, es decir, están organizados desde lo más simple hasta lo más complejo o viceversa. En términos simples, estos niveles se utilizan para clasificar materia, de acuerdo a su tamaño y/o cantidad, mismos que son: BIOSFERA COMUNIDAD POBLACIÓN SISTEMA ECOSISTEMA ESPECIE INDIVIDUO ÓRGANOS 25 DOMINIO CIENTÍFICO 1.3.1.1 Tipos de relaciones En orden jerárquico los niveles de organización de las especies son: Relaciones interespecíficas: Son aquellas que se producen entre diferentes especies, como: 10 Relación presa-depredador.Es cuando una especie (depredador) se beneficia de otra especie, la cual por lo general muere (Campos, 2001). Relación parásito-huésped.Esta relación se presenta cuando un organismo (parásito) vive a expensas de otro (huésped), en este tipo de relación solo uno de los dos organismos se ve beneficiado. Relación de mutualismo.En esta relación los dos organismos se ven beneficiados, en ocasiones esta relación genera dependencia en uno de los dos organismos y toma el nombre de simbiosis. Relación de comensalismo.En este tipo de relación, uno de los organismos se beneficia (comensal) del otro sin causarle daño. Sé un científico: Camina por un parque, observa y toma nota del tipo de relaciones interespecíficas que hay a tu alrededor. Busca más información en: • http://www.um.es/sabio/docs-cmsweb/materias-may25-45/tema_5.pdf • http://www.sisal.unam.mx/labeco/LAB_ECOLOGIA/Ecologia_y_evolucion_files/IV%20factores%20bioticos.pdf 10 26 Campos, C. (2001). Ecología. Zeta editores, 109 pág. DOMINIO CIENTÍFICO Relaciones intraespecíficas.Son aquellas que se generan dentro de los individuos de una misma población. Estas pueden ser: Competencia.- esta se presenta cuando las poblaciones se disputan por algún tipo de recurso limitado, al paso del tiempo una de las dos poblaciones se apropiará del recurso y desplazará a la otra. La competencia se puede presentar por temas como el territorio, las hembras o el alimento. Agrupamiento.- esta relación se da cuando individuos de una misma especie se agrupan para fortalecer técnicas de cacería, defensa o reproducción. Estos agrupamientos pueden ser en colonias, gregarismos, familias o sociedades.11 Busca más información en: • http://www.javeriana.edu. co/blogs/gtobon/files/M%C3%B3d-2_CONCEPTOS_BASICOS.pdf 11 Osuña, J., Marroquin, J., Garcia, E. (2010). Ecología y Medio Ambiente. 27 DOMINIO CIENTÍFICO Fuente: https://pixabay.com/es/flores-verano-jard%C3%ADn-parque-260202/ 1.3.2 Biodiversidad La definición más aceptada de biodiversidad, es la que se adoptó en el seno del Convenio sobre Diversidad Biológica en 1992: “la variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre otras cosas, los ecosistemas terrestres, marinos, otros sistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad dentro de cada especie, entre las especies y los ecosistemas” (Oficina de publicaciones de las comunidades europeas, 1992). 1.3.2.1 Grupos funcionales Existen dos grandes grupos funcionales, su principal característica es la forma en que obtiene su alimento. Así tenemos: Autótrofos Son todos los seres vivos que pueden crear su propio alimento a través del uso de sustancias inorgánicas. Heterótrofos Son todos los seres vivos que necesitan de otros organismos para alimentarse. Busca más información en: • http://www.ecomilenio.es/ wp-content/uploads/2010/10/ que-es-la-biodiversidad-web. pdf 28 DOMINIO CIENTÍFICO Tipo de alimentación Fuente de energía Quimiosintéticos Autótrofos Fotosintéticos • • • • • • Variantes metabólicas Hábitat Sulfatos Amonio Nitritos C3 C4 CAM Heterótrofos Consumidores secundarios Degradadores • • • • • • Micorrizógenos Fitopatógenos Polinívoros Nectarívoros Granívoros Frugívoros Folívoros • • • • • Micoheterótrofos Depredadores Zoopatógenos Zooparásitos Parasitoides Acuático Consumidores primarios Terrestre • Herbívoros • Bacterias FN • Hongos • Saprófogos • Saprófitos FIGURA1. Categorización de grupos funcionales considerando atributos generales de índole trófico y hábitat de los organismos, incluyendo el tipo de alimentación, la fuente de energía empleada en la elaboración del alimento, variantes metabólicas, sustrato de alimentación y tipo de hábitat ocupado. Elaborado por: Miguel Ramírez Ramos, recuperado del texto: Conocimiento Actual de la Biodiversidad (Martínez, 2008). 29 DOMINIO CIENTÍFICO 1.4. Relaciones tróficas Dentro de un ecosistema existen organismos productores, consumidores y descomponedores, los cuales se agrupan o forman diferentes niveles tróficos. Es decir cada nivel agrupa a todas las especies que poseen un mismo tipo de alimentación y para su alimentación depende de un nivel trófico inferior (Martínez, 2008). 1.4.1 Pirámide ecológica o niveles Esta es la representación gráfica de la estructura de una red trófica, la cual representa los niveles en la cadena alimenticia de los organismos. Esta pirámide puede informar los valores que aporta el nivel al ecosistema así: • Cantidad de biomasa • Número de individuos • La energía que almacena cada nivel (Ministerio de Educación Pública del Ecuador). PIRÁMIDE ECOLÓGICA, NIVELES ALIMENTICIOS DE LOS ORGANISMOS. 1.4.1.1 Productores Este constituye la base de la cadena alimenticia, en él están agrupados todos los organismos capaces de producir su propio alimento u organismos autótrofos. Estos pueden ser (Martínez, 2008): Quimiolitótrofos Fotótrofos Son aquellos que utilizan la luz solar, como: las algas verdeazuladas (bacterias fotosintéticas), algas eucariotas unicelulares (protozoos fotosintéticos), pluricelulares y todas las plantas en general. Son aquellos que su energía proviene de reacciones químicas inorgánicas exotérmicas, como: Bacterias nitrificantes, sulfobacterias, ferrobacterias (suelen ser escasas y habitan en lugares muy extraños). Busca más información en: http://www.um.es/sabio/docs-cmsweb/materias-may25-45/tema_5.pdf 30 DOMINIO CIENTÍFICO ¿SABÍAS QUE? Las ferrobacterias son capaces de transformar el CO2 en materia orgánica, obteniendo la energía a partir de la reacción de oxidación del hierro ferroso (Fe2+) a férrico (Fe3+). Estas bacterias obtienen la energía necesaria para la fijación del CO2, mediante la oxidación de carbonatos (CO3Fe) y sulfatos de hierro (SO4Fe), que transforman en los correspondientes hidróxidos, según la siguiente reacción exotérmica: 4 CO3Fe + 6 H2O + O2 – 4 Fe(OH)3 + 4 CO2. El mecanismo bioquímico de fijación del carbono no es muy conocido; es probable que la energía que se desprende de las reacciones oxidativas sea captada y transferida como energía química al ATP, el cuál se utiliza para la fijación del CO2; y también que estas bacterias tengan unas enzimas similares a los citocromos que transportarían electrones merced a la oxidación-reducción de los átomos de hierro (Fe) que poseen (igual que ocurre con las bacterias nitrificantes), de forma que suministrarían el poder reductor para reducir el CO2 y transformarlo en materia orgánica (History & Maps, 2017) . 1.4.1.2 Consumidores Constituyen todos los organismos que son heterótrofos, es decir requieren de materia orgánica que proviene de otro ser vivo. Podemos distinguir tres tipos de consumidores 12: Dentro de los consumidores también podemos mencionar a: Consumidores primarios.estos organismos dependen del alimento que les provee los productores, su alimentación es específica y son herbívoros. Consumidores secundarios.Son todos los animales u organismos que se alimentan de sus dos niveles inferiores son carnívoros u omnívoros. Consumidores terciarios.Son considerados superdepredadores, los cuales se alimentan de los consumidores secundarios. FOTO: HTTPS://PIXABAY.COM/ES/JAGUARDESCANSO-PIEDRA-PREDATOR-2800382/ 12 Niveles, cadenas y redes tróficas. Recuperado de: https://ccnnsegundo.wikispaces.com/file/view/nivelescadenastroficas4.pdf 31 DOMINIO CIENTÍFICO Saprófagos Su base alimenticia es materia orgánica muerta y estos pueden ser: Su alimentación depende de animales muertos o materia orgánica en descomposición. Necrófagos: Se alimenta de excrementos. Coprófagos: Se alimentan de materia orgánica muy fragmentada. Detritívoros: Omnívoros Para su alimentación estos organismos utilizan más de un nivel trófico, se podría considerar que estos ocupan varios niveles tróficos. 32 DOMINIO CIENTÍFICO 1.4.1.3 Descomponedores Este grupo es el que se encarga de degradar o transformar la materia orgánica en inorgánica, aquí están las bacterias y los hongos, los cuales se encargan de degradar las partículas orgánicas complejas en simples y luego las transforman en productos mineralizadores, los cuales son devueltos al suelo para que sea aprovechado por los productores (Martínez, 2008). Busca más información en: https://www.youtube.com/watch?v=WFHwpHUnaIQ Dentro de los descomponedores tenemos: Saprofitos: Utilizan la materia orgánica sin necesidad de ingerirla como los hongos y muchas de las bacterias. Mineralizadores: Estos obtienen energía mediante un proceso de oxidación de la materia inorgánica que procede del metabolismo de otros organismos, generando a partir de estos minerales asimilables para los productores, estos son los encargados de cerrar el ciclo de los bioelementos en los ecosistemas. 33 DOMINIO CIENTÍFICO Ejemplo de cadena trófica terrestre Consumidor primario Consumidor terceario Consumidor secundario Productor Ahora inténtalo tú: Crea una cadena trófica con animales que te sean familiares en el entorno en el que vives y compártelo con tus compañeros. 1.4.2 Flujos de energía en la cadena trófica Basados en el hecho que de toda la energía solar que llega a la superficie terrestre apenas el 0,1% a 1% es aprovechado por los organismos autótrofos, se evidencia un flujo unidireccional de la energía a través de los seres que forman parte de un ecosistema, evidenciando que según fluye la energía, esta se va disipando hasta desaparecer. Entre niveles tan solo el 10% de la energía es aprovechada en su totalidad es por esto que no existen más de tres o cuatro niveles tróficos (De la LLata, 2003). Los organismos productores o autótrofos son los encargados de transformar la energía del sol a través de la fotosíntesis, haciendo que la energía quede retenida en las moléculas orgánicas. A través de la alimentación los consumidores absorben la energía utilizándola para sus funciones vitales. De la última parte de energía liberada se encargan los descomponedores, los cuales desintegran los restos de materia orgánica y la liberan al medio ambiente. 34 Parte de la energía se pierde en forma de calor (Q). DOMINIO CIENTÍFICO 1.4.3 Ciclos de la materia Los elementos químicos que forman los seres vivos (oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre y fósforo, etc.) van pasando de unos niveles tróficos a otros. Las plantas los recogen del suelo o de la atmósfera y los convierten en moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Los animales los toman de las plantas o de otros animales. Después los devuelven a la tierra, la atmósfera o las aguas por la respiración, las heces o la descomposición de los cadáveres, cuando mueren. De esta forma encontramos en todo ecosistema ciclos como: oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, etc. (Vasquez, 2000). Busca más información en: • https://www.youtube.com/watch?v=u6dhBw_f7Oc • https://www.youtube.com/watch?v=yJu_p-OoZv8 • https://www.youtube.com/watch?v=XsrdR9BrYNA • https://www.youtube.com/watch?v=b6eGOhN97Wo 35 DOMINIO CIENTÍFICO 1.5. Conservación ambiental 1.5.1 La educación ambiental para la conservación. Tomando en cuenta que la conservación es el mantenimiento o cuidado de algo con el fin de mantenerlo, podríamos hablar que la conservación ambiental se basa en la protección del medio ambiente. De cara al futuro, la educación ambiental crea conciencia en las generaciones venideras con el fin de que puedan disfrutar de un ecosistema equilibrado. El generar conciencia de la huella ecológica que generamos va más allá de un texto de literatura, es crear conciencia colectiva que genere cambios tangibles en la sociedad. Identifica: Analiza un día normal en tu vida y en una hoja describe cuál es tu huella ecológica dentro del ecosistema en el que vives. Ahora que tienes identificada tu huella, que cambios podrías generar para minorar tu huella en el mundo. 1.5.2 Tipos de recursos • Recursos renovables Son aquellos que mediante procesos naturales puede restaurarse. • Recursos no renovables Son recursos naturales que no pueden regenerarse y se acaban según su tasa de consumo (Ministerio de Educación del Ecuador, 2017). Busca más información en: https://www.youtube.com/watch?v=YkuRHabHTso 36 DOMINIO CIENTÍFICO 1.5.3 Costo ambiental El costo ambiental es la consecuencia económica negativa en el ambiente, debido a una actividad productiva o de servicios. El costo ambiental habitualmente no está contemplado en el valor de los mismos, sino que son absorbidas por el conjunto social, la naturaleza o directamente por las generaciones futuras”. (Fundación Ambiente, Cultura y desarrollo, s.f.) 1.5.4 Conservación y desarrollo sustentable. 1.5.4.1 Gestión ambiental Se considera gestión ambiental a todas las estrategias que se generen para reparar o proteger el medio ambiente, integrando los lineamientos y políticas de los entes rectores en el uso racional de los recursos. 1.5.4.2 Ordenamiento territorial Es el que se encarga de planificar el uso adecuado del espacio en provincias, ciudades, parroquias, con el fin de aprovechar los espacios sin deteriorar los recursos naturales (Balmori, 2001). 1.5.5 Impacto ambiental Se aplica a la alteración que introduce una actividad humana en el entorno; este último concepto identifica la parte del medio ambiente afectada por la actividad, o más ampliamente, que interacciona con ella. No se suele aplicar el término impacto a las alteraciones ambientales producidas por fenómenos naturales, como los daños causados por una tormenta. Por tanto el impacto ambiental se origina en una acción humana y se manifiesta según tres facetas sucesivas (Ministerio de Educación del Ecuador, 2017): - La modificación de alguno de los factores ambientales o del conjunto del sistema ambiental. 37 DOMINIO CIENTÍFICO - La modificación del valor del factor alterado o del conjunto del sistema ambiental. Busca más información en: https://www.youtube.com/watch?v=pfsu7pA2nCY - La interpretación o significado ambiental de dichas modificaciones, y en último término, para la salud y el bienestar humano. Esta tercera faceta está íntimamente relacionada con la anterior ya que el significado ambiental de la modificación del valor no puede desligarse del significado ambiental del valor inicial (Ministerio de Educación del Ecuador, 2017). 1.6. Procesos metabólicos 1.6.1 El metabolismo Es el proceso mediante el cual las células catalizan o transforman en su interior materia, proporcionando energía para sus funciones vitales (Murray, 1994). 13 Funciones del metabolismo: Obtener energía química del entorno. Transformar las moléculas nutrientes en precursores de las macromoléculas celulares. Sintetizar las macromoléculas celulares. Formar y degradar las biomoléculas. Murray, R., Darylk, Granner, Meyer, P, & Rotewell, V., (1994) Bioquímica de Harper 22° Ed. Editorial El Manual Moderno . México. 13 38 DOMINIO CIENTÍFICO 1.6.2 Rutas metabólicas Son las reacciones químicas que conducen a un sustrato (donde actúa una enzima) inicial a uno o varios productos finales, a través de una serie de metabolitos intermediarios (Lehninger, 1981). Estas pueden ser: Lineales: Es cuando el sustrato de la primera reacción (sustrato inicial) es diferente del producto final (producto) de la última reacción. Cíclicas: Es cuando el producto de la última reacción es el sustrato inicial. Entonces el sustrato inicial es un compuesto que se incorpora (en la primera reacción) a la ruta, y el producto final es un compuesto que sale de la ruta. 1.6.3 Tipos metabólicos de los seres vivos Para su clasificación se ha tomado en cuenta: Fuente de carbono. Usadas por sus biomoléculas Fuente de hidrógeno. Fuente de energía. Fuente de carbono • • Autótrofos: usan CO2 (inorgánico). Heterótrofos: usan compuestos orgánicos. • • Fotosintéticos: usan la luz solar. Quimiosintéticos: usan la que se libera en oxidaciones (exotérmica).14 • Litótrofos: usan compuestos inorgánicos como agua, etc. Organótrofos: usan moléculas orgánicas. Fuente de hidrógeno Fuente de energía • 14 Lehninger, A., (1981) “Bioquímica” Ediciones Omega. Barcelona 39 DOMINIO CIENTÍFICO 1.6.4 Procesos de óxido reducción Las reacciones metabólicas de los seres vivos son reacciones de oxidación y reducción, también llamadas reacciones oxido-reducción, o reacciones redox. La oxidación consiste en el proceso mediante el cual se pierden electrones y la reducción en su ganancia. De modo que para un compuesto se oxide es necesario que otro se reduzca, es decir la oxidación de un compuesto siempre va ligada a la reducción de otro (Lehninger, 1981). Oxidación Reducción 2 . EOH + EOs + 4 . EOO = 0 2H+ + 2e- H2 Por lo tanto las oxidaciones también llamadas combustiones, en las que se desprende energía son deshidrogenaciones y las reducciones en las que se requiere de un aporte energético son hidrogenaciones. 15 ¿SABÍAS QUE? Dentro de las pilas o baterías se produce un proceso de óxido reducción espontáneo. El ejemplo más sencillo es la pila de Daniell que se construye con una lámina de cobre y otra de zinc introducidas en una disolución acuosa de sulfato de cobre. Ambas láminas, llamadas electrodos, se unen mediante un conductor eléctrico (por ejemplo un hilo de cobre). En esta situación, los átomos de zinc se oxidan, pierden electrones y pasan a la disolución como iones positivos. Simultáneamente, los iones positivos de cobre que están en la disolución se reducen, ganan electrones y se depositan como átomos de cobre metálico sobre el electrodo de cobre. Busca más información en: • https://www.youtube.com/watch?v=7OZ5MrhHT2c • https://www.edu.xunta.gal/centros/ieschanmonte/ aulavirtual2/pluginfile.php/14689/mod_resource/ content/1/Teoria%20redox.pdf 15 40 Gómez, H. (2007). Equilibrios Redox. Recuperado de: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/REDOX_1276.pdf DOMINIO CIENTÍFICO 1.6.5 Fases del metabolismo Dentro del metabolismo existen procesos en los que se libera energía y otros en los que se requiere o necesita de energía, estos procesos o fases del metabolismo son: ANABOLISMO CATABOLISMO POLISACÁRIDO DE QUITINA. FÓRMULA DE LA UREA En esta fase las moléculas complejas, como: azúcares, ácidos grasos o proteínas que proceden de reservas o del medio externo, son degradadas en moléculas más sencillas como el ácido láctico, amoníaco, bióxido de carbono, agua; en este proceso se libera energía. Es considerada como la fase constructiva o biosintética, en la que las moléculas complejas son sintetizadas a partir de precursores más simples, por lo que requiere de un aporte energético. 16 Busca más información en: https://www.youtube.com/watch?v=rAkN9EMPE1s EL ATP El trifosfáto de adenosina (ATP) es una molécula que se encuentra en todos los seres vivos y constituye la principal fuente de energía. Esta es originada en el metabolismo y se comporta como una coenzima ya que su función de intercambio de energía y la función catalítica (trabajo de estimulación) de las enzimas están íntimamente relacionadas. De ATP a ADP El ATP es degradado en ADP debido a las reacciones químicas que ocurren en el metabolismo por lo que la energía que se necesita para las funciones endergónicas se utilizan de la hidrólisis del ATP. MODELO DE LA ESTRUCTURA DEL ATP, IMAGEN 3D 16 Introducción al metabolismo. Recuperado de: http://www.edu.xunta.gal/centros/iesriocabe/system/files/u1/T_202_Introducci__n_al_metabolismo.pdf 41 DOMINIO CIENTÍFICO https://pixabay.com/es/de-la-hoja-verde-follaje-1001679/ 1.7 La fotosíntesis Es el proceso de anabolismo autótrofo, en donde las plantas utilizan la energía solar para sintetizar compuestos orgánicos a partir del CO2 atmosférico, más el agua y los nutrientes que obtiene del suelo. 1.7.1 Fases bioquímicas de la fotosíntesis En la fotosíntesis se puede determinar dos fases: FASE LUMINOSA: La fase luminosa de la fotosíntesis involucra el uso de la energía lumínica para generar ATP y poder reductor. El poder reductor en los organismos fotosintéticos del reino vegetal es el NADPH. Los electrones necesarios para convertir el NADP+ en NADPH en la fase luminosa provienen del agua. En este proceso tiene lugar la formación de oxígeno (Salisbury, 1992). 42 DOMINIO CIENTÍFICO FASE OSCURA: Es conocida también como Ciclo de Calvin. El Ciclo de Calvin es una ruta metabólica cíclica que tiene lugar en el estroma del cloroplasto. Durante esta fase se utiliza el ATP y el NADPH obtenidos en la fase luminosa, para transformar sustancias inorgánicas oxidadas (CO2, NO3, SO4) en moléculas orgánicas reducidas que participarán en la síntesis de moléculas orgánicas complejas. En esta ruta podemos diferenciar tres fases: • • • Fase de fijación del dióxido de carbono a la ribulosa 1,5 difosfato por acción de la ribulosa obteniéndose dos moléculas de ácido fosfoglicérico. El ácido fosfoglicérico, a expensas del ATP y NADPH, se reduce a gliceraldehido-3-fosfato. Estos dos fosfatos de triosa son utilizados en parte para regenerar la ribulosadifosfato mediante una serie de reacciones que implican gasto de ATP, y en parte son desviados hacia el anabolismo para servir de precursores a distintos tipos de biomoléculas (Salisbury, 1992). ADP + Pi CARBOXILACIÓN CO2 + H2O Ribulasa 1,5-difosfato Rubis CO ATP Acido 3fosfoglicérico ADP + Pi + NADP 3-fosfo gliceraldehido REGENERACIÓN REDUCCIÓN ATP NADPH Busca más información en: https://www.youtube.com/watch?v=deGxQJGhSlE&t=21s 43 DOMINIO CIENTÍFICO 3 moléculas CO 2 6 moléculas 3 moléculas ribulosa 1,5 bifosfato 5C Reducción del carbono Se lleva a cabo cuando los productos formados en la fase luminosa son usados para formar enlaces covalentes de carbono (C-C), de los carbohidratos. La fijación del anhídrido carbónico CO2 se realiza en tres etapas: 1C 3 fosfoglicerato 3 ADP 3C 6 ATP fase de carboxilación 6 ADP 3 ATP 6 moléculas 3 moléculas ribulosa 5 fosfato 2P 1,3 difosfoglicerato 3C 5C fase de regeneración fase de reducción 5 moléculas gliceraldéhido 3-fosfato 3C 6 NADPH 6 NADP 6 moléculas gliceraldéhido 3-fosfato 3C 1 molécula gliceraldéhido 3-fosfato 3C carbohidratos, ácidos grasos, aminoácidos... • Carboxilativa: el CO2, se fija a una molécula de átomos de carbono, la ribulasa1,5 difosfato, formándose un compuesto inestable de 6C, que se divide en dos moléculas de ácido 3 fosfoglicérico (PGA). • Reductiva: el ácido 3 fosfoglicerico se reduce a gliceraldehido-3-fosfato (PGAL), utilizándose ATP y NADPH. Las moléculas de gliceraldehido-3-fosfato formadas siguen diversas rutas; de cada seis moléculas, una será empleada para sintetizar moléculas de glucosa (vía de las hexosas), ácidos grasos, aminoácidos y en general todas las moléculas que necesita la célula. • Regenerativa: las cinco moléculas de gliceraldehido-3-fosfato restantes se utilizan para regenerar la ribulosa 1,5 difosfato y hacer que el ciclo de Calvin pueda proseguir. La mayor parte de las plantas terrestres toman el CO2 directamente desde la atmósfera y dependen de la difusión del CO2 atmosférico hasta los cloroplastos donde se realiza la fijación. Las plantas acuáticas han desarrollado diversos mecanismos para incorporar CO2. Así: 44 • Las que transforman el bicarbonato en dióxido de carbono extracelular y lo incorporan rápidamente al interior celular. • La que bombea bicarbonato de la célula y posteriormente lo convierte en dióxido de carbono por acción de la anhidrasa carbónica (Caballero, 2004). 2P DOMINIO CIENTÍFICO Fuente: http://staticr1.blastingcdn.com/media/photogallery/2015/11/18/660x290/b_1433x630/sistema-inmunologico-para-derrotar-el-cancer_501071.jpg 1.8. Homeostasis Mantenimiento de las condiciones fisicoquímicas en el medio interno de los sistemas biológicos, de forma que, aunque las condiciones externas varíen, los efectos de estos cambios sobre el organismo sean mínimos. El medio ambiente cambiante ayuda al organismo animal a enfrentar 4 problemas o alteraciones estas son: Mantener constante la temperatura corporal. Mantener la cantidad de agua y de iónes. Mantener constante la concentración de glucosa en la sangre. Conservar el pH dentro de ciertos rangos. ¿SABÍAS QUE? El 60% del peso corporal humano es agua, la cual se encuentra distribuida en un 40% del peso corporal en el Líquido intracelular y en un 20% en el Líquido extracelular. Del total del Líquido extracelular un 80% corresponde al Líquido intersticial y un 20% al Plasma sanguíneo. Observa y escucha tu cuerpo: Observa cómo reacciona tu cuerpo cuando te encuentras mucho tiempo expuesto al sol. ¿Crées que esto se deba a la Homeostasis?. Investiga y responde esta interrogante. 45 DOMINIO CIENTÍFICO 1.8.1 Mecanismos de regulación Se los conoce como procesos de equilibrio dinámico, que se hace posible gracias a una red de sistemas de control realimentados, que constituyen los mecanismos de regulación de los seres vivos (Ministerio de Educación del Ecuador, 2017). 1.8.2 Procesos de la homeostasis Osmorregulación La osmorregulación es la forma activa de regular la presión osmótica del medio interno del cuerpo, para mantener la homeostasis de los líquidos del cuerpo; esto evita que el medio interno llegue a estados demasiado diluidos o concentrados. La presión osmótica es la medida de la tendencia del agua para moverse de una solución a otra por medio de la osmosis. 17 Excreción La célula, al igual que todo ser vivo debe efectuar la excreción. Gracias a este proceso expulsa a través de su membrana celular las sustancias que no le son útiles, así como los metabolitos tóxicos. Generalizando, puede afirmarse que la excreción se produce mediante la Exocitosis de vacuolas presentes en el citoplasma. Estas vacuolas formadas por una bicapa lipídica como la membrana celular, se fusionan con la membrana liberando el contenido que mantenían dentro de la célula, aislado del citoplasma al medio externo. Algunos organismos unicelulares que viven en el agua como el paramecio han desarrollado vacuolas contráctiles para expulsar el exceso de agua. Busca más información en: • https://www.youtube.com/watch?v=ImkbphAxTnU • Downloads/Homeostasis-y-Medio-Interno-CHA-2010.pdf Universidad Nacional de Educación a Distancia. Biología: Fisiología animal. Recuperado de: http://ocw.innova.uned.es/biologia/ contenidos/pdf/fisio/fisio_animal_II.pdf 17 46 DOMINIO CIENTÍFICO 1.9. Funciones vitales y defensa del organismo 1.9.1 Funciones vitales Las funciones vitales, son los procesos que deben llevar a cabo los seres vivos para el mantenimiento de la vida. Tanto para que sobreviva el individuo que las realiza, como para que perdure la especie a la que pertenece (De la LLata, 2003). Reproducción Es el proceso por el que los seres vivos dan lugar a nuevos seres semejantes a ellos. En la función de reproducción interviene el aparato reproductor. 18 Nutrición Es el proceso por el que los seres vivos toman los alimentos, los transforman y expulsan las sustancias de desecho que se producen. Los alimentos contienen nutrientes que son sustancias que los seres vivos utilizan para crecer y obtener la energía que necesitan para realizar sus funciones (movimiento, reproducción, etc). En la función de nutrición intervienen el aparato digestivo, el aparato circulatorio, el aparato respiratorio y el aparato excretor; en el caso de los animales. Relación Es el proceso por el que los seres vivos captan los cambios que se producen en el medio donde viven y responden a esos cambios. En la función de relación de los animales intervienen los órganos de los sentidos, el sistema nervioso y el aparato locomotor. Busca más información en: http://escueladeverano.net/conocimiento_medio/todo/contenidos_ unidades/unidades_cono.pdf ¿SABÍAS QUE? Las señales sonoras y el modo en que son emitidas se encuentran estrechamente adaptadas a su función. El sonido viaja mejor y con menos atenuación en el agua que en el aire y de ahí que los animales acuáticos utilicen el sonido para comunicarse como vía preferente. En los mamíferos terrestres el sonido es relativamente menos usado como medio de comunicación. Las diferentes especies poseen diversos vocabularios, así, el gato presenta una variedad de voces (ronroneo, resoplido, gruñido, maullido, arrullamiento, chillido y canto). El perro emite ladridos, gruñidos, lloros y gemidos. El caballo manifiesta sus emociones con relinchos, quejidos, resoplidos y el ronquido. En tanto que el medio químico es la vía más eficaz y más extendida dentro del mundo animal. Las señales químicas se encuentran bien desarrolladas en los mamíferos. La mayoría de las señales químicas se emplean para transmitir un mensaje único, relativamente estable. La marca del territorio se realiza mediante la emisión de feromonas que se concentran en determinados puntos aromáticos y sirven para la comunicación. 18 Las funciones vitales de los seres vivos. Recuperado de: http://sauce.pntic.mec.es/lded0003/adaptaciones%20curriculares/ ccnn/2eso/opcion2/unidad_8_las_funciones_vitales_de_los_seres_vivos.pdf 47 DOMINIO CIENTÍFICO 1.9.2 Defensa de los organismos 1.9.2.1 El Sistema Inmunológico Este se encuentra constituido por una serie de órganos, tejidos y células que están distribuidos en todo el cuerpo. Su función es la de proteger al organismo de infecciones por medio de la identificación de agentes patógenos. A lo largo del tiempo los organismos vivos han desarrollado varios mecanismos para reconocer y neutralizar agentes patógenos. Incluso los microorganismos simples (como las bacterias) poseen un sistema de enzimas que las protegen contra infecciones virales (Ministerio de Educación del Ecuador, 2017). 1.9.2.2 Tipos de barreras Tomando en cuenta la especificidad y su ubicación se dividen en: Barreras primarias, externas e innatas. Barreras físicas Barreras químicas Barreras biológicas La piel Mucosas Flora bacteriana La piel es un órgano dinámico formado por diferentes tipos celulares que desempeñan diversos procesos biosintéticos e inmunológicos, entre estos últimos se encuentran los mecanismos de resistencia innata y adaptativa, que se activan cuando existen agresiones al tejido. El sistema inmune de las mucosas debe inducir: La flora microbiana, es el conjunto de microorganismos que se localizan de manera normal en distintos sitios del cuerpo humano. En particular, el equilibrio entre las comunidades microbianas que conforman la microbiota del tracto gastrointestinal y de la vagina es de vital importancia para la salud del ser humano. Hay pocos parámetros fisiológicos e inmunológicos que no están profundamente afectados por la presencia y naturaleza de la micro flora normal del cuerpo, siendo la resistencia del huésped a las infecciones uno de los factores más prominentes (Mackowiak, 1982, Reid, 2004). a) Una respuesta especializada que genere tolerancia o no reacción contra las moléculas benéficas; b) Una respuesta inmune no esterilizante para la flora normal, y c) Una inmunidad esterilizante contra los patógenos. Esta triple función determina las diferencias principales entre el sistema inmune interno y el de las mucosas.19 Inmunobiología de las mucosas, un nuevo enfoque de la protección y la adaptación al medio de nuestro organismo. Recuperado de: http://www.cinvestav.mx/Portals/0/SiteDocs/Sec_Difusion/RevistaCinvestav/enero-marzo2007/inmunobiologia.pdf 19 48 DOMINIO CIENTÍFICO Busca más información en: • http://scielo.isciii.es/pdf/nh/v22s2/fisiologia2.pdf • http://www.cinvestav.mx/Portals/0/SiteDocs/Sec_Difusion/RevistaCinvestav/enero-marzo2007/inmunobiologia.pdf • http://www.medigraphic.com/pdfs/derrevmex/rmd-2008/rmd085b.pdf Barreras secundarias, internas, inespecíficas e innatas Células biomoléculas inactivadoras Células sanguíneas Es un conjunto de células sanguíneas con capacidad fagocítica, como los macrófagos, granulocitos y células NK (asesinas naturales o “natural killer”) 20 Como el sistema del complemento y ciertas citocinas, que reaccionan indiscriminadamente ante cualquier elemento extraño en el interior del cuerpo. Barrera interna específica Linfocitos 20 Son proteínas solubles producidas y secretadas por los linfocitos T, que tienen una gran variedad de actividades biológicas como por ejemplo: atraer los macrófagos, activar a los macrófagos, destruir células extrañas o células infectadas por virus y participar en el proceso inflamatorio. Sirven como señales de comunicación intercelular. Existen varios tipos, siendo las principales la interleuquina 2 (IL-2) producida por las células T y que actúa como señal entre leucocitos; la interleuquina 1 (IL-1) producida por macrófagos se conoce como pirógeno endógeno ya que es la responsable de las alteraciones del centro hipotalámico que conducen a la fiebre durante la infección; el interferón es una pequeña proteína producida por células eucariotas en respuesta a las infecciones víricas. El interferón actúa activando moléculas que bloquean la replicación del genoma vírico (activa la ribonucleasa L que degrada el mRNA parando la transcripción) y además incrementa la citotoxicidad de las células T (Mateos). Sistema inmunitario. Reuperado de: http://iescamp.edu.gva.es/moodle21/pluginfile.php/6845/mod_resource/content/1/sistema-inmunitario.pdf 49 DOMINIO CIENTÍFICO 1.9.2.3 Vacunas Se entiende por vacuna, cualquier preparación destinada a generar inmunidad contra una enfermedad, estimulando la producción de anticuerpos. Puede tratarse, por ejemplo, de una suspensión de microorganismos muertos o atenuados, o de productos o derivados de microorganismos. El método más habitual para administrar las vacunas es la inyección, aunque algunas se administran con un vaporizador nasal u oral. (Salud, 2017). 1.10. Avances científicos y salud A lo largo de la historia hemos notado, como los países que invierten en la generación de tecnología, han demostrado que gran parte de su estabilidad económica está ligada a la inversión generada en investigación. Países como Corea del Sur, Singapur e Israel han generado grandes aportes a la innovación. Es importante recalcar que la investigación abre una gama amplia en la creación de nuevas fuentes de empleo lo que genera un incremento en la economía del país. TÚ: ¿Crees que nuestro país aporta en algo al avance de la ciencia en el mundo? Busca tres nuevos inventos generados en el Ecuador. 50 DOMINIO CIENTÍFICO Fortalecimiento de conocimientos Tarea Unidad Formativa 1 Imagine que existe una población de conejos en la parte alta de un bosque de gran altura, donde las zonas bajas se caracterizan por el clima templado y las zonas altas por llegar hasta la nieve, su clima es muy frio y la vegetación es de pajonal, pero el ecotono o zona intermedia posee características climáticas intermedias entre la zona baja y la zona alta. Si en nuestra población inicial varia el grosor de la piel, el color del pelo y los hábitos alimenticios, y de pronto la población excede su límite de individuos y esto hace que la población de los conejos se disperse entre el nivel bajo y alto, y una tercera parte permanece en la región media donde se originaron. Analice el problema propuesto y responda: • Si durante un período largo, las tres poblaciones estuvieran aisladas. ¿Qué sucedería? • ¿Cuáles serían las características de los conejos de cada una de las zonas? • ¿Qué pasaría si el aislamiento no fuera efectivo entre las tres poblaciones? • Si, sabemos que el proceso de selección natural depende de la variabilidad, la herencia y la sobrepoblación. ¿Qué podríamos concluir con este ejemplo? • ¿Cómo se originan las especies por selección natural? 51 DOMINIO CIENTÍFICO 52 MÓDULO 1 / Evaluación diagnóstica UF2 DOMINIO CIENTÍFICO Fuente: https://pixabay.com/es/laboratorio-qu%C3%ADmica-temas-1009190/ Evaluación Diagnóstica Aplique sus conocimientos y conteste 1. La estequiometría se define como: a. b. c. d. El cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en el transcurso de una reacción química. El cálculo de la masa, peso, volumen, tipo y variación de un reactivo. La base de la química para saber las constantes de variación al realizar una reacción. Cálculos que se basan en masas de los componentes de una reacción. 2. ¿Qué cantidad de clorato de potasio, en moles, se requiere para producir 6 moles de oxígeno? a. b. c. d. 3. La masa atómica del carbono es: a. b. c. d. 4. x= 6 moles de KClO3 x= 10 moles de KClO3 x= 4 moles de KClO3 x= 5 moles de KClO3 19 17.9999 15.9994 17 El peso atómico de un elemento expresado en gramos es: a. b. c. d. Mol Atomo Gramo Volumen 53 DOMINIO CIENTÍFICO 5. La constante del número de Avogadro en condiciones ideales es: a. b. c. d. 6. En la reacción: Ca + HCl a. b. c. d. 7. 6022 x 1023 60,22 x 1023 602,2 x 1023 6.022 x 1023 CaCl2 + H2 , identifique la reacción ajustada: Ca + 2HCl → CaCl2 + H2 Ca + HCl → CaCl2 + H2 Ca + 3HC → CaCl2 + H2 Ca + 4HCl → CaCl2 + H2 ¿Cuál es la presión parcial de 0,25 de Cl2? a. b. c. d. 0,725 atm 0,825 atm 0,625 atm 0,525 atm 8. El volumen de un gas es de 200 ml a 1,5 atmósferas y 20 °C. Si la presión permanece constante. ¿Qué temperatura hay que aplicarle para que el volumen aumente a 300ml? a. b. c. d. R= 759,5 K R= 859,5 K R= 559,5 K R= 659,5 K 9. Se tienen 20 litros de un gas sometidos a la temperatura de 5 °C y a la presión de una atmósfera. Calcular el volumen que ocuparía el gas a 30 °C a. b. c. d. R= 20,7 L R= 19,7 L R= 21,7 L R= 20,9 L 10. Calcule la cantidad en litros, de dióxido de carbono (gas) que se puede producir cuando se hacen reaccionar 6 L de monóxido de carbono (gas) con 5 L de oxígeno (gas). Todos los gases se miden a la misma temperatura y presión. a. b. c. d. 54 6.01l CO2 6.01l CO 601l CO2 60l CO2 DOMINIO CIENTÍFICO 11. ¿Cuál es la fuerza necesaria para que un móvil de 1500 Kg., partiendo de reposo adquiera una rapidez de 2 m/s2 en 12 s? Datos: F=?, m= 1500Kg, Vo = 0, Vf= 2 m/s2, t= 12s a. b. c. d. F= 240N F= 2,4N F= 2400N F= 0,24N 12. Calcular la masa de un cuerpo, que estando en reposo se le aplica una fuerza de 150N durante 30s, permitiéndole recorrer 10m. ¿Qué rapidez tendrá al cabo de ese tiempo? Datos: m= ?, Vo= 0, F= 150N, t=30s, x= 10m, Vf= ?. a. b. c. d. m=7500Kg m=7,500Kg m=75,00Kg m=750,0Kg 13. Un ascensor pesa 400 Kg. ¿Qué fuerza debe ejercer el cable hacia arriba para que suba con una aceleración de 5m/s2 ? Suponiendo nulo el roce y la masa del ascensor es de 400Kg. a. b. c. d. F= 41,20N F= 4120N F= 412,0N F= 4,120N 14. Dos niños están patinando sobre una pista de hielo. Se empujan y salen despedidos con velocidades de 3m/seg y 3,5m/seg. Si la masa del primer niño es de 25kg, calcular la masa del segundo. a. b. c. d. 22,42kg 21,42kg 2,2242kg 22,2kg 15. ¿Cuantos átomos de nitrógeno habrán en 68 gramos de NH3? a. b. c. d. 24.08 x 1023 átomos de N 240.8 x 1023 átomos de N 2408 x 1023 átomos de N 2.408 x 1023 átomos de N 55 DOMINIO CIENTÍFICO 56 UNIDAD FORMATIVA 2 INTERPRETACIÓN DE LOS CAMBIOS DE LA MATERIA, LEYES ESTEQUIOMÉTRICAS Y DE LA CONSERVACIÓN, INTERACCIÓN DE LOS CUERPOS Y, EFECTOS DE LOS DESECHOS QUÍMICOS EN DIVERSOS AMBIENTES. DOMINIO CIENTÍFICO Fuente: https://pixabay.com/es/m%C3%A9dico-hospital-laboratorio-m%C3%A9dica-563423/ 2. Física y Química 2.1 Estequiometría 2.1.1 ¿Qué es la estequiometría? Proviene del griego: Stoicheion Elemento Metrón Medida Es decir, se define como: El cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en el transcurso de una reacción química (Garritz, 2005). 21 Busca más información en: https://www.youtube.com/watch?v=f1ZafmUIcV4 21 Garritz, A. Manifestaciones de la materia. Capítulo seis. Recuperado de: https://andoni.garritz.com/documentos/Mi%20curriculum/06-Garritz.pdf. 57 DOMINIO CIENTÍFICO Aprende un poco más: Razones estequiométricas Las razones estequiométricas son parámetros constantes y universales para cada par de participantes en la reacción. Para obtenerlos hay que tener las ecuaciones químicas balanceadas. Observa la siguiente ecuación: 2CO (g) + O2 (g) La razón indica las moles de monóxido de carbono que se requiere para reaccionar con un mol de oxígeno. Para la misma reacción, se pueden construir las siguientes razones estequiométricas: 2CO2 (g) La razón estequiométrica entre el monóxido de carbono (CO) y el oxígeno (O2) es: 2 moles de CO 1 mol de O2 2 moles de CO 2 moles de CO2 1 mol de O2 2 moles de CO2 2.1.2 Mezcla, proporciones y condiciones estequiométricas Cada vez que los reactivos de una reacción están en cantidades proporcionales a sus coeficientes estequiométricos se dice que: La mezcla es estequiométrica; Los reactivos están en proporciones estequiométricas; La reacción tiene lugar en condiciones estequiométricas. Interpretando los tres postulados anteriores podemos concluir que: En estas condiciones, si la reacción es completa, todos los reactivos se consumirán dando las cantidades estequiométricas de productos correspondientes. Si no están así, existirá el reactivo limitante el cual se encuentra en menor proporción y que con base en él se trabajan los cálculos. Busca más información en: https://www.youtube.com/watch?v=6x3ZbYQWc9Y 58 DOMINIO CIENTÍFICO EJEMPLO • ¿Qué cantidad de oxígeno es necesaria para reaccionar 100 gramos de carbono produciendo dióxido de carbono? Sabemos que: Masa atómica del carbono es=15.9994 Masa atómica del oxígeno es= 12.0107 La reacción es: C + O2 = CO2 Para formar una molécula de dióxido de carbono, hacen falta un átomo de carbono y dos de oxígeno, o lo que es lo mismo, un mol de carbono y dos moles de oxígeno. 1 mol de carbono = 2 mol de oxígeno 12,0107 gramos de carbono = 2 . 15,9994 gramos de oxígeno 100 gramos de carbono = x gramos de oxígeno Despejando x: x= 2∙15,9994 de oxígeno ∙ 100 gramos de carbono 120107 gramos de carbono Realizadas las operaciones: x= 266,41 gramos de oxígeno 59 DOMINIO CIENTÍFICO 2.1.3 Peso atómico Es una cantidad física, cuyo símbolo es Ar, y corresponde a la reacción de las masas de los átomos de un elemento. Se tiene como peso atómico estándar el peso atómico del carbono: 12 u.m.a. Los pesos atómicos, a diferencia de las masas atómicas, no son constantes físicas, porque dependen de la muestra. Para hallar el peso atómico de un elemento tenemos que conocer el número de protones y de neutrones que tiene el elemento, estos valores los sumamos dando como resultado el peso atómico. 22 Busca más información en: https://es.khanacademy.org/science/chemistry/atomic-structure-and-properties/introduction-to-the-atom/v/atomic-weight-andatomic-mass 2.1.4 Símbolo químico Este es el que permitirá reconocer un compuesto químico o un elemento químico sin la necesidad de utilizar su denominación completa, estos símbolos los podemos encontrar en la tabla periódica. Ba (bario) 2.1.5 Unidades de medida 2.1.5.1 Átomo Es el peso atómico de un elemento expresado en gramos. 2.1.5.2 Mol Es el número de la molécula contenido en una molécula gramo o la masa molecular de una sustancia expresada en gramo. 22 60 Estequiometria en elementos y compuestos. Recuperado de: http://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/esteq.html DOMINIO CIENTÍFICO 2.1.5.3 Volumen molecular Es el volumen que ocupa un mol de un gas en condiciones normales de temperatura y presión, es igual a 22.41/mol. 23 Temperatura normal: 0°C o 273°K Presión normal l: 1atmósfera (atm) o 760 milímetros de mercurio (mm de Hg). 2.1.5.4 Número de Avogadro Desde la época de Dalton, año 1600 d.C., los químicos han reconocido la importancia de los “números relativos”. Por ejemplo: se dice que una molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. Y aunque los nombremos, no se puede contar átomos o moléculas tan simplemente como cualquier otro elemento factible de ser visto, como lápices, ganchitos o canicas. Es difícil imaginar una determinada cantidad de átomos o moléculas de un determinado elemento. Para ello se recurre a la masa, como modo práctico de contar elementos muy pequeños, por ejemplo: “clavos”. Siempre que compramos clavos, no lo hacemos por unidad, sino por kilo o por gramos. El tamaño de los átomos es extremadamente pequeño. Su diámetro promedio es de 0,1 a 0,5 nanómetros(nm), y cada nanómetro corresponde 0,000 000 001 metro. Si colocáramos uno al lado de otro, átomos de 0,1nm, necesitaríamos unos 10 millones para que ocuparan 1mm de longitud. Tengamos en cuenta que 1mm corresponde al ancho del trazado de un lápiz negro de dibujo. Se dijo anteriormente que un mol de sustancia corresponde a una cantidad de materia determinada, la masa molecular relativa o peso molecular. A su vez, Amadeo Avogadro planteó otra relación entre cantidad de materia y partículas (átomos o moléculas) que contiene. Él redefine el concepto de mol así: Mol es la cantidad de materia que contiene el mismo número de partículas (átomos o moléculas) dado por el Número de Avogadro, y corresponde a 6,022 x 1023 partículas. El valor de 6,022 x 1023 tiene como unidades el mol-1 porque corresponde a la cantidad de partículas que tengo en un mol de una sustancia. 24 24 23 Estequiometría química: (leyes fundamentales de la química). Ediciones de la Universidad de Castilla-La Mancha. Recuperado de: https://books.google.com.ec/books?id=dYdElFxneloC&pg=PA25&lpg=PA25&dq=simbolo+quimico%2Bestequiometria&source=bl&ots=u0an8wfrot&sig=YDr504B5lMMJ38TD6mluaLQe_iU&hl=es-419&sa=X&ved=0ahUKEwjRwMXghMzWAhUM5yYKHZffBpYQ6AEIYTAJ#v=onepage&q=simbolo%20quimico%2Bestequiometria&f=false Di Risio; Roverano; Vazquez ( 2011) , 4ta Edición, Editorial Educando, “ Química Básica” Recuperado de: file:////Downloads/ Dialnet-EstequiometriaYLeyDeConservacionDeLaMasa-5272155%20(1).pdf 61 DOMINIO CIENTÍFICO EJEMPLO Para una sustancia simple (un elemento de la Tabla Periódica): 1 mol de Carbono (C) Contiene 6,022 x 1023 átomos de C. Pesa 12g. (masa atómica) 1 mol de Oxígeno (O2) Contiene 2 x 6,022 x 1023 átomos Recordemos que en la naturaleza se encuentra en estado gaseoso y es diatómico. Pesa 32g. (masa molecular) Para una sustancia compuesta: 1 mol de SO2 Contiene 6,022 x 1023 moléculas de SO2 Pesa 64g. (masa molecular) 1 mol de H2SO4 Contiene 6,022 x 1023 moléculas de H2SO4 Pesa 98g. (masa molecular) 2.1.6 Cálculos estequiométricos 2.1.6.1 Mol-mol En este tipo de reacción la sustancia de partida está expresada en moles, y la sustancia deseada se pide en moles. En los cálculos estequiométricos los resultados se reportan redondeándolos a dos decimales. Igualmente, las masas atómicas de los elementos deben utilizarse redondeadas a dos decimales. Recordando: Para redondear con dos decimales, usamos como base el tercer decimal. Si este es mayor o igual a 5, aumentamos una unidad al segundo decimal; si es menor o igual a 4 se conservará la cifra del segundo decimal. 62 DOMINIO CIENTÍFICO Calculemos por pasos: Ecuación balanceada 4Al (s) + 3O2 (g) 2 Al2O3 (s) Calculemos: a. ¿Cuántas mol de aluminio (Al) son necesarias para producir 5.27 mol de Al2O3? Paso 1: Balancear la ecuación Revisando la ecuación nos aseguramos que realmente está bien balanceada. Podemos representar la ecuación balanceada, el dato y la incógnita del ejercicio. 4Al (s) + 3O2 (g) ?mol 2 Al2O3 (s) 5.27 mol Paso 2: Identificar la sustancia deseada y la de partida Sustancia deseada: en el ejercicio se indica que debemos calcular las moles de aluminio (Al), por lo tanto éste es la sustancia deseada. Se pone la fórmula y entre paréntesis la unidad solicitada, que en este caso son moles. 25 Sustancia deseada: Al (mol) Sustancia de partida: El dato proporcionado es 5.27 mol de óxido de aluminio (Al2O3) por lo tanto, ésta es la sustancia de partida. Se anota la fórmula y entre paréntesis el dato. Sustancia de partida Al2O3 (5.27 mol) 25 Pasos para resolver ejercicios. Recuperado de: http://calmol-mol.galeon.com/pasos.htm 63 DOMINIO CIENTÍFICO Paso 3: Aplicar el factor molar Las moles de la sustancia deseada y la de partida los obtenemos de la ecuación balanceada. 4Al (s) + 3O2 (g) ?mol 2 Al2O3 (s) 5.27 mol 4 mol Al 5.27 mol Al2O3 2 mol Al2O3 Factor Molar Se simplifica mol de Al2O3, y la operación que se realiza es: 26 5.27 (4) = 10,54 2 Se sugiere que el resultado final se enmarque. La respuesta es: 10.54 mol de Al 2.1.6.2 Volumen molar de un gas Es el volumen que ocupa un gas en condiciones normales (C.N.) o condiciones estándar (STP) de temperatura y presión. Estas condiciones son: T = 0°C = 273K P = 1 atm = 760 mm de Hg = 760 torr atm = atmósfera torr = torricelis Busca más información en: http://coleccion.educ.ar/coleccion/CD21/ce/archivos/torricelli.pdf 26 64 Pasos para resolver ejercicios. Recuperado de: http://calmol-mol.galeon.com/pasos.htm DOMINIO CIENTÍFICO SABÍAS QUE… El descubrimiento de la presión atmosférica es obra de Evangelista Torricelli (1608 - 1647). Este físico matemático italiano, descubrió y determinó el valor de la presión atmosférica. En 1643 inventó el barómetro. También comprobó que el flujo de un líquido por una abertura es proporcional a la raíz cuadrada de la altura del líquido, este resultado es conocido ahora como el Teorema de Torricelli. Fuente: coleccion.educ.ar Este volumen es fijo y constante para estas condiciones. Como el valor por cada mol de gas, se puede obtener la siguiente equivalencia (Kennet, 1992) 27 : 1 MOL DE GAS= 22.4 LITROS (l) 2.1.6.3 Mol-gramo Es un número de moléculas contenidas en la molécula gramo o el peso molecular de una sustancia expresado en gramos. EJEMPLO ¿Cuánto pesa, en gramos, una molécula de agua? 1Mol-g (H2 O)=18g (H2 O)→6,022 x 1023 átomos de (H2 O) Veamos que: 6,022 x 1023 moléculas de (H2O) pesan 18 gramos Ahora: Tenemos que calcular cuánto pesa 1 molécula de (H2O) Hagamos una regla de tres: 6.022 x 1023 moléculas de ( H2O) → 18 gramos 1 molécula ( H2O) → x gramos x = 18/ (6,022 x 1023) x = 3 x 1023 gramos 27 Kennet, W., Kennet G., Raymond, D. (1992). “Química General”. 3ra. Edición Mc. Graw Hill 65 DOMINIO CIENTÍFICO 2.1.6.4 Gramo-gramo En este tipo de ecuaciones las sustancias de inicio y de la final son dadas en gramos. Calcular: a. Mol de Mg(OH)2 (hidróxido de magnesio) que se produce de 125g de agua. b. Gramos de Mg3N2 (nitruro de magnesio) necesarios para obtener 7,11 mol de NH3 (amoniaco). Mg3 N2 (s) + 6 H2O (l) 3 Mg (OH)3 (ac) + 2NH3 (g) En el Mg3N2 (nitruro de magnesio) el coeficiente es 1, por lo que no se lo escribe. a. Moles de Mg (OH)2 (hidróxido de magnesio) que se producen a partir de 125g de agua. Paso 1: Revisar que la ecuación esté correctamente balanceada. Mg3 N2 (s) + 6 H2O (l) → 3Mg (OH)3 (ac) + 2NH3(g) 1.25g ?mol Paso 2: Sustancia deseada: Mg (OH)2 (hidróxido de magnesio) en MOL. Sustancia de partida: H2O (agua) 125g. Paso 3: El agua está expresada en gramos y no en moles, por lo que no se puede aplicar directamente el factor molar. Se necesitará efectuar una conversión a moles, para efectuarlo deberemos calcular la masa molecular del agua. Para obtener la masa molecular, multiplicamos el número de átomos de cada elemento por su masa atómica y las sumamos. 66 DOMINIO CIENTÍFICO H 2 x 1.01 = 2.02 O 1 x 16 = 16+ 18.02g Para convertir a moles: 125g H2O (1 mol) = 6.94 mol de H2O (18.02 g) Teniendo la sustancia de partida en moles, podemos aplicar el factor molar. Mg3 N2 (s) + 6 H2O (l) → 3Mg (OH)3 (ac) + 2NH3(g) 1,25g = 6.94 mol ? mol 15.26 mol H2O 2 mol H3 PO4 = 5.09 mol H3 PO4 6 mol H2 O Recuerda: Los datos del factor molar se obtienen de la ecuación balanceada. Se incluye el factor de conversión de mol-gramo utilizando la masa molecular de H3PO4. H3PO4 H 3 x 1.01 = 3.03 P 1 x 30.97 = 30.97 O 4 x 16.00 = 64.00+ 98g Factor de conversión: este es el resultado del ejercicio que es: 498.83g H3PO4. 67 DOMINIO CIENTÍFICO 2.1.6.5 Mol-volumen Para realizar este cálculo es necesario: • • Que las sustancias sean gases. Que la reacción se efectúe en condiciones normales de temperatura y presión. EJEMPLO En la siguiente ecuación balanceada se muestra la descomposición del clorato de potasio, asumiendo que las condiciones de temperatura y presión sean normales: ∆ 2KClO3 (s) → 2KCls + 3 O2 (g) a. ¿Cuántas mol de KClO3 (clorato de potasio) son necesarios para producir 25L de O2? Paso 1: Revisamos la ecuación y encontramos que está balanceada. Paso 2: ∆ 2KClO3 (s) → 2KCls + 3 O2 (g) ?mol 25 litros Sustancia deseada: KClO3 Sustancia de partida: O2 mol 25L Paso 3: Es necesario convertir los 25L de la sustancia de partida para aplicar el factor molar. 1 MOL = 22.4 LITROS 68 DOMINIO CIENTÍFICO 1 mol O2 25 litros O2 22.4 litros O = 1,12 mol O2 2 Luego de realizar la conversión utilizar el factor molar. La sustancia de partida está ya expresada en moles. ∆ 2KClO3 (s) → 2KCls + 3 O2 (g) ?mol 25 litros 1.12 mol 2 mol KCl O3 = 0.75 KClO3 3 mol O2 1.12 mol O2 Directamente del factor molar obtenemos la respuesta: 0.75 mol KClO3 2.1.6.6 Cálculo de reactivo limitante y porcentaje de rendimiento En una reacción química no necesariamente se consume la totalidad de los reactivos. Generalmente alguno de ellos se encuentra en exceso. El otro reactivo, que es el que se consume totalmente, se conoce como reactivo limitante. Para que una reacción se lleve a cabo debe haber sustancias (reactivos) capaces de reaccionar para formar los productos, pero basta que uno solo de los reactivos se agote para que la reacción termine. En los procesos industriales generalmente se usa un exceso del reactivo más barato y fácil de conseguir, y se selecciona como limitante el más caro o difícil de conseguir. 28 EJEMPLO El proceso para producción de amoniaco se representa a partir de la siguiente ecuación balanceada: N2 (g)+3H 2 (g) → 2 NH3 (g) a. A partir de 100g de N2 y 100g H2. ¿Cuántos g de NH3 (amoniaco) se obtienen? b. ¿Cuál es el reactivo limitante y cuál es el que está en exceso? c. Calcule la cantidad de g de reactivo en exceso que quedan al final de la reacción. 28 CBC (Ciclo Común Básico) ( 2014) Cátedra única de Química , “ Química” , Ejes temáticos y ejercicios de Química 69 DOMINIO CIENTÍFICO Paso 1: Se debe revisar si la ecuación está balanceada Paso 2: Calcular la mol del producto a. Se inicia calculando la mol de NH3 (amoniaco), a partir de los 100g de N2. N2 (g)+3H2 (g) → 2 NH3 (g) 100g Sustancia deseada: Sustancia de partida: ?mol NH3 g N2 mol Se calcula la masa molecular del nitrógeno para convertir a moles y poder aplicar el factor molar. N2 2 x 14.01 = 28.02g 100 g N2 3.57 mol N2 1 mol N2 28.02 g N2 = 3.97 mol N2 2 mol NH3 1 mol N2 = 7.14 mol NH3 El mismo procedimiento se repite de los 100g de H2: N2 (g) 3H2 (g) → 2 NH3 (g) 100g 70 ?mol DOMINIO CIENTÍFICO H2 2 x 1.01 = 2.02g 100 g H2 1 mol H2 2.02 g H2 49.50 mol H2 = 49.50 mol H2 2 mol N H3 3 mol H2 = 60.75 mol NH3 Se comparan las moles obtenidas con cada reactivo: A partir de 100g de H2: 60.75 mol NH3 A partir de 100 g de N2: 7.14 mol NH3 El reactivo limitante es el N2, porque a partir de él se obtiene el menor número de moles. Solo queda convertir esa cantidad de moles a gramos, ya que la unidad de la sustancia deseada es gramos. 29 NH3 N 1 x 14.01 = 14.01 H 3 x 1.01 = 3.03 + 17.04g 7.14 mol NH3 17.04g NH3 1 mol NH3 = 121.67 mol NH3 Se producen 121.67g de NH3 b. ¿Cuál es el reactivo limitante y cuál es el reactivo exceso? Reactivo limitante: N2 Reactivo en exceso: H2 29 Pasos para resolver ejercicios. Recuperado de: http://calmol-mol.galeon.com/pasos.htm 71 DOMINIO CIENTÍFICO En el momento en que el nitrógeno se consuma totalmente la reacción terminará, por eso la cantidad de producto depende de éste reactivo. Para este proceso es más conveniente utilizar exceso de nitrógeno para que el reactivo limitante sea el hidrógeno, ya que el nitrógeno es un reactivo más barato y más fácil de conseguir. En el aire aproximadamente el 78.09% es nitrógeno. c. Calcular la cantidad en gramos del reactivo en exceso que queda al final de la reacción. Reaccionan 100g de N2 (3.57 moles) y parte del hidrógeno queda sin reaccionar. Para encontrar los gramos de hidrógeno que no reaccionan, es necesario calcular cuántos gramos de hidrógeno reaccionaron con 3.57 mol de nitrógeno. Conviene más utilizar el dato en moles, para poder aplicar en forma directa el factor molar y después convertir las moles de hidrógeno obtenidas a gramos. N2 (g) 3H2 (g) → 2 NH3 (g) 3.57 mol 3.57 mol N2 • = 10.71 mol H2 Se utiliza la masa molecular del H2 calculada anteriormente: 2.02g, para convertir moles a gramos. 10.71 mol H2 72 3 mol H2 1 mol N2 ?g 2.02 g H2 1 mol H2 = 21.63g H2 DOMINIO CIENTÍFICO Reaccionaron 21.63g H2 y la cantidad inicial era de 100g, por lo tanto se resta para obtener los gramos en exceso de hidrógeno. 100g – 21.63g = 78.37g de hidrógeno en exceso La respuesta final es: Quedan 78.37h de H2 en exceso https://www.mybrainsolutions.com/library/wp-content/uploads/2012/02/molecular-structure.jpg 73 DOMINIO CIENTÍFICO 2.1.7 Leyes estequiométricas 2.1.7.1 Ley de las proporciones constantes Esta ley es también conocida como ley de las proporciones definidas o fijas. En sus experimentos el químico francés Joseph Proust realizó innumerables análisis cuantitativos, en los cuales se percató que, los elementos al unirse para formar un compuesto, siempre lo hacen en la misma cantidad, la cual permanece fija e invariable. Por esto la ley dice: Los elementos que forman un compuesto se combinan siempre en la misma proporción. A esta conclusión llegó Proust después de realizar múltiples experimentos. Por ejemplo, cuando hizo reaccionar hierro con azufre comprobó que se combinaban siempre para formar sulfuro de hierro (II) en la misma proporción, y si ponía un exceso de hierro o de azufre, éstos quedaban sin reaccionar al final del proceso. Este comportamiento le hizo pensar, que cuando dos elementos se combinaban lo hacían en una proporción de masas constante, y el valor de la constante lo obtuvo a partir de la pendiente de la recta obtenida con los resultados experimentales. Azufre (S) Hierro (Fe) 5g 20 g Sulfuro de hierro (Fe S) 7,9 g Azufre (exceso) 17,1 g Busca más información en: http://iesantonioserna.edu.gva.es/HTML/dep_fq/1BACH/tema_1.pdf 74 DOMINIO CIENTÍFICO EJEMPLOS a. En un compuesto formado por cloro y oxígeno hay la proporción de 2:3. Si se tiene 6g de cloro y 7g de oxígeno. Encontrar: 1. 2. 3. Elemento que sobra. Cantidad de elemento que sobra. Cantidad de óxido que se formará. Se hace una regla de tres: 2g de cloro-----------3g de oxígeno x -----------7g de oxígeno x=7g de oxígeno x 2 gramos de cloro 3 gramos de oxígeno x=4.66 de cloro Elemento sobrante: 6g - 4,66g = 1,34g de cloro Cantidad de óxido formado: 7g de oxígeno + 4,66g de cloro = 11,66g 2.1.7.2 Ley de las proporciones múltiples Esta ley fue enunciada por John Dalton en 1803. Tras numerosos experimentos descubrió que algunos elementos se combinaban con una cantidad fija de otro elemento en diferentes proporciones, dependiendo de las condiciones de reacción. ¿Quería esto decir que fallaba la Ley de Proust? En realidad no, demostró que esto sucedía cuando podían formarse compuestos diferentes. Enseguida se percató de una regularidad que enunció como: Ley de las proporciones múltiples: 30 “Dos elementos pueden combinarse entre sí en más de una proporción para dar compuestos distintos. En este caso, determinada cantidad fija de uno de ellos se combina con cantidades variables del otro elemento, de modo que las cantidades variables del segundo elemento guardan entre sí una relación de números sencillos y enteros”. 30 La Materia y la teoría atómico - molecular. Recuperado de: http://iesantonioserna.edu.gva.es/HTML/dep_fq/ 1BACH/tema_1.pdf 75 DOMINIO CIENTÍFICO EJEMPLO Se puede tomar como referencia: La combinación de nitrógeno (N) y oxígeno (O). Así: cuando se combina en la misma proporción, es decir uno a uno, forma óxido nítrico. N + O → NO Pero si se mantiene constante el volumen de nitrógeno y variamos en 2 el oxígeno, se tendrá peróxido de nitrógeno. N + 2O → NO2 Por otro lado, si sobre la base del óxido nítrico, luego se mantiene constante el oxígeno y se varía el volumen de nitrógeno en 2, se obtendrá óxido nitroso. 2N + O → N2O 2.1.7.3 Ley de la conservación de la materia Esta Ley fue postulada por Antonie Lavoisier, después de realizar varios experimentos en los cuales medía la cantidad exacta de cada substancia que utilizaba y de las que obtenía después del cambio químico sufrido, comprobando que la suma de las masas resultantes eran iguales a las iniciales. Por lo que su ley dice: la materia no se crea ni se destruye: se transforma. 31 SABÍAS QUE… La ley de conservación de la masa no es válida para reacciones nucleares, ya que la materia se convierte en energía a través de la ecuación de Einstein: E = m . c 2. Para estas reacciones se habla de conservación de la materia y de la energía. Busca más información en: http://iesantonioserna.edu.gva.es/HTML/dep_fq/1BACH/tema_1.pdf Leyes estequiométricas. Recuperado de: http://cvonline.uaeh.edu.mx/Cursos/BV/C0301/Unidad%20VII/71_lec_Estequiometria.pdf 31 76 DOMINIO CIENTÍFICO 2.1.7.4 Ley de Proust Fue uno de los fundadores de la química moderna. Enunció la Ley de las proporciones definidas o Ley de Proust (1808). Observó que las cantidades relativas de los elementos constitutivos de un compuesto permanecen constantes, independientemente del origen del compuesto. 32 Ejemplo: ADUC 179 LAGRANGE (J.L., 1736-1813). JPG. Supongamos que sabemos que han mezclado 100g de CuO (óxido de cobre) y 90g de HCl (cloruro de hidrógeno). Deseamos saber si sobrará alguno de ellos, y cuánto. La ecuación y las masas moleculares respectivas son: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O 79.6g 72.9g 134.5g 18g Paso 1: Aplicando una regla de tres podemos determinar la cantidad de cloruro de hidrógeno necesaria para combinarse con los 100g de óxido de cobre 19.6g de CuO reaccionan con 72.9g de HCl 100g de CuO reaccionaran con cg de HCl Paso 2: Aplicación de la fórmula: c = 100∙72.9 = 91.5829g de HCl 79.6 Por lo que se puede observar que se necesita 91.5829g de HCl. inicialmente se tenía sólo 90g, de forma que faltará HCl, o también se podría decir que existe un exceso de óxido de cobre CuO. Paso 3: Calculemos cuál es la cantidad sobrante: 72.9g de HCl reaccionan con 79.6g de HCl 90g de HCl reaccionarán con cg de HCl c = 90∙79.6 = 98.2716g de CuO 72.9 32 Educar Chile. Leyes estequiométricas. Recuperado de: http://ww2.educarchile.cl/UserFiles/P0001%5CFile%5CLeyes%20estequiom%C3%A9tricas.pdf 77 DOMINIO CIENTÍFICO 2.1.7.5 Ley de Guy-Lussac Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800. Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante. La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura: Si se aumenta la temperatura, aumentará la presión. FUENTE: WWW.EDUCAPLUS.ORG Fórmula P∙V=n∙R∙T n= n M Recuerda: Un mol de gas ocupa 22.4l, La temperatura es de 0°C La presión es 1atm Los coeficientes de la ecuación indican el número de moles. SIMBOLOGÍA P = presión V = volumen n = número de moles R = constante de los gases T = temperatura M = masa 78 DOMINIO CIENTÍFICO 2.2 Interacción entre los cuerpos 2.2.1 La fuerza y sus efectos Fuerza es toda causa capaz de modificar el estado de reposo, movimiento de un cuerpo, o de producir una deformación en él. La fuerza es, en todos los casos, una interacción que se ejerce entre dos cuerpos o entre partes de un mismo cuerpo. La unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Medidas (SI) es el Newton, que se simboliza N. Los materiales, según su comportamiento frente a la acción de las fuerzas, se pueden clasificar como: • Rígidos.- No modifican su forma cuando actúa sobre ellos una fuerza. • Elásticos.- Recuperan su forma original cuando deja de actuar la fuerza. • Plásticos.- No recuperan su forma original cuando deja de actuar la fuerza que los deforma y quedan deformados permanentemente. Ej. Plastilina. 2.2.1.1 Tipos de fuerzas Es importante distinguir dos tipos de fuerzas: Fuerzas de acción a distancia El peso es una fuerza de acción a distancia, ya que no es necesario que los cuerpos estén en contacto con la tierra para que ésta interactúe con los mismos. El campo gravitatorio terrestre es un campo de fuerzas: cualquier partícula material colocada en el mismo es atraída hacia el centro de la Tierra. Fuerzas por contacto La fuerza normal, la fuerza del hombre sobre la caja, el rozamiento, son fuerzas por contacto, representan el resultado del contacto físico entre dos cuerpos. 79 DOMINIO CIENTÍFICO 2.2.1.2 Representación gráfica de las fuerzas Para simplificar la representación de las fuerzas, es conveniente dibujar un sistema de coordenadas, cuyo origen se localice en el centro del objeto que recibe la acción, y dibujar las fuerzas que actúan sobre él desde este punto (Departamento de física y química, s.f.). F1 F2 FUENTE: WWW.CURSOSINEA.CONEVYT.ORG Sistema de fuerzas Fuerza resultante Es el conjunto de fuerzas que actúan simultáneamente sobre un cuerpo. A cada una de estas fuerzas se la llama componente del sistema. Es aquella que puede remplazar a todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo produciendo el mismo efecto. Es la suma vectorial de todas las fuerzas. 2.2.2 Cálculo de vectores 2.2.2.1 Tipos Cálculo del módulo y argumento (ángulo) del vector a partir de sus componentes. Dado el vector V = 8,66i + 5,00j Para calcular el módulo basta con aplicar el teorema de Pitágoras utilizado las componentes: Vy | V | = (Vx )2 + ( Vy )2 Vx |V|= 80 (8,66)2 + (5,00)2 = 74,9956 + 25 = 99,9956 = 99,99 = 10 DOMINIO CIENTÍFICO (No da exactamente 10 porque previamente el coseno de 30 se redondeó). Para calcular el argumento (ángulo α) se puede hacer a partir de la fórmula: α = tg -1 α = ángulo tg= tangente Vy= valor del vector ubicado en el eje de las “y”. Vx= valor del vector ubicado en el eje de las “x”. Vy Vx PARA EL EJEMPLO ANTERIOR: α = tg -1 5 8,66 = 30° También se puede calcular el ángulo (argumento) aplicando seno (sen) y coseno (cos): α = sen-1 Vy V α = cos-1 Vx V Aplicando el ejemplo anterior. α = sen-1 5 10 = 30° α = cos-1 8,66 = 30° 10 Resumiendo, del vector se debe conocer su módulo y su argumento con lo cual se calculan sus componentes. O bien, conocidos sus componentes se podría también calcular su módulo y su argumento. En función de lo que se quiera hacer con el vector, se utilizará unos datos u otros. 33 33 Tema 2: Interacción entre los cuerpos: Fuerzas. Recuperado de: file:///C:/Downloads/Interacciones_entre_los_ cuerpos.pdf 81 DOMINIO CIENTÍFICO 2.2.3 Suma de vectores Los dos vectores a sumar se sitúan partiendo desde el mismo punto: Si los vectores se representan a escala y el dibujo se hace con una regla, trazando correctamente las paralelas, la longitud de la diagonal nos dará el módulo del vector suma (a+b). a a+b b (2,3) u v (5,1) s = u + v = (2i+3j) + (5i+1j) = (7i+4) que corresponde con las coordenadas (7,4) (7,4) u+v v+u 82 DOMINIO CIENTÍFICO 2.2.3.1 Suma poligonal de vectores Es un método gráfico para la suma simultánea de más de dos vectores. Tanto el método del triángulo como del paralelogramo, sólo permiten la suma de dos vectores cada vez. Cuando se quieren sumar más de dos vectores simultáneamente, se utiliza el método conocido con el nombre de “Suma poligonal de vectores”, que consiste en trasladar cada vector de tal manera que el origen de uno coincida con el extremo del siguiente, construyendo así un polígono. EJEMPLO Un movil recorre 200km al norte, luego recorre 150km al noreste y finalmente 20km al sur. ¿Cuánto recorre el movil y cuál es su dirección? 1 7. 50k 5c m m A.- 200km = 10cm B.- 150km = 7.5cm C.- 20km = 1cm A O B Vr = 2.8 14.36km cm 200km 10cm N 20km C 1cm E S Respuesta: El movil recorre 2.86km con dirección noreste. Procedimiento: 1. Elegir la escala. 2. Realizar una regla de tres simple, para convertir los datos de km a cm y poderlos graficar en el plano cartesiano. 3. Crear el sistema de coordenadas x,y. 4. Generar un sistema auxiliar de coordenadas en el fin del vector A. 5. Utilizando el graduador colocar el rumbo del segundo vector (B). 6. Realizar el mismo procedimiento para el vector C. 7. La resultante viene dada desde el origen del primer vector (A), hasta el vector (C). 8. Procedemos a medir el vector resultante y lo convertimos con la escala inicial. Busca más información en: https://www.youtube.com/watch?v=qvw7j9eKGdg https://www.youtube.com/watch?v=9tXgNATKjeY 83 DOMINIO CIENTÍFICO 2.2.4 Resta de vectores La resta gráfica de vectores se realiza sumando al minuendo el opuesto del sustraendo. En otras palabras, la resta se puede ver como la suma del opuesto. u - v = u + (-v) Siendo el vector –v el opuesto del vector v, es decir, de sentido contrario. RESTA a -a 1.- Es el mismo vector pero con sentido opuesto. a-b a + (-b) a -b 2.- Al vector “b” se le suma su opuesto; o explicado por el método algebraico más por menos es igual a menos. -b r a a-b=r 3.- Se realiza la resta con el vector “a” menos el vector “b” y unimos los puntos resultantes de cada vector, que sería el vector resultante(r). 84 DOMINIO CIENTÍFICO 2.2.5 Ecuación general de conservación de la cantidad de movimiento Fuente: José Agüera Soriano 2011 La ecuación de movimiento de un fluido expresa la Segunda Ley de Newton, esto es, que la tasa de cambio de la cantidad de movimiento de una porción dada de fluido es igual a la resultante de las fuerzas que actúan sobre esta porción (Gratton). 34 ƩF = ṁ ∙ a ƩF = sumatoria de las fuerzas ṁ = masa a = aceleración 2.2.6 Tipos de interacción 2.2.6.1 Las tres leyes de Newton Primera Ley o principio de inercia. Todo cuerpo permanece en su estado inicial de reposo o movimiento rectilíneo uniforme, a menos que sobre él actúe una fuerza externa neta no nula (Tippens, 1992). 34 Educar Chile. Leyes estequiométricas. Recuperado de: http://ww2.educarchile.cl/UserFiles/P0001%5CFile%5CLeyes%20estequiom%C3%A9tricas.pdf 85 DOMINIO CIENTÍFICO SABÍAS QUE… Cuando se presenta un cambio en el movimiento de un cuerpo, éste presenta un nivel de resistencia denominado INERCIA. Si has ido en un vehículo que ha frenado de improviso y tú has debido detenerte con tus propias manos, has experimentado lo que es la inercia. Por tanto, a la primera ley de Newton también se le conoce como Ley de la Inercia. 35 Busca más información en: https://www.youtube.com/watch?v=EBf5WcOMM_Y Segunda ley o Ley de la Fuerza. La aceleración de un cuerpo tiene la misma dirección que la fuerza externa neta que actúa sobre él. Es proporcional a la fuerza externa neta, según: Fneta = m ∙ a, donde “m” es la masa del cuerpo y “a” es aceleración. La fuerza neta que actúa sobre un cuerpo, también llamada fuerza resultante, es el vector suma de todas las fuerzas que sobre él actúan. Fneta = ƩF = m ∙ a Recuerda: La fuerza y la aceleración son magnitudes vectoriales, por lo que tienen un valor, una dirección y un sentido. Si la masa de los cuerpos es constante, la fórmula que expresa la segunda ley de Newton es: fuerza=masa x aceleración Pero si la masa del cuerpo aumenta, la aceleración disminuye. Entonces, debes establecer la cantidad de movimiento (p) que equivale al producto de la masa de un cuerpo por su velocidad. p=m∙v Mejoramiento de la calidad de la educación particular, popular y de la comunidad social comunitaria. Recuperado de: https://leoberrios.files.wordpress.com/2011/10/leyes-de-newton.pdf 35 86 DOMINIO CIENTÍFICO En el Sistema Internacional, la cantidad de movimiento (p) se mide en Kg·m/s, porque la unidad para la masa es el kilogramo y la unidad para la aceleración es metros por segundo. Así: Fuerza (N) = masa(kg) x aceleración (m/s2) Tercera ley o Ley de acción y reacción. Es cuando un cuerpo 1, ejerce una fuerza (acción) sobre un cuerpo 2, y éste reacciona con una fuerza de igual magnitud pero sentido contrario. Expresada: FBA = -FBA 2.2.7 Ley de gravitación universal La Ley de gravitación universal es una ley física clásica que describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa. Ésta fue presentada por Isaac Newton en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicado en 1687, donde establece, por primera vez, una relación cuantitativa (deducida empíricamente de la observación) de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. Así, Newton dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos de diferente masa únicamente depende del valor de sus masas y del cuadrado de la distancia que los separa. 36 Es decir, cuanto más masivos sean los cuerpos y más cercanos se encuentren, con mayor fuerza se atraerán. F=G m1 m2 r2 F = Fuerza. G = Gravedad. m1 m2= Masa. r2 = Cuadrado de la distancia que los separa. 36 Física termodinámica. Ley de gravitación universal. Recuperado de: https://hernanleon1002.wordpress.com/fisica-de-fluidos-y-termodinamica/primer-corte/marco-teorico/ley-de-gravitacion-universal/ 87 DOMINIO CIENTÍFICO 2.2.8 Tipos de fuerzas 2.2.8.1 Fuerza de tensión Es la fuerza que, aplicada a un cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión. Este último concepto posee diversas definiciones, que dependen de la rama del conocimiento desde la cual se analice. T - Fr = m ∙ a T = m ∙ a + Fr A 35º 1.2 m 0.9 m B 250 N T= Tensión Fr = Fricción m = Masa a = Aceleración Fuente: www.fisicapractica.com Busca más información en: https://www.youtube.com/watch?v=rV14u1FoBGk 2.2.8.2 Fuerza de fricción N Siempre que un objeto se mueve sobre una superficie o en un medio viscoso, hay una resistencia al movimiento debido a la interacción del objeto con sus alrededores. Dicha resistencia recibe el nombre de fuerza de fricción. Las fuerzas de fricción son importantes en la vida cotidiana. Nos permiten caminar y correr. Toda fuerza de fricción se opone a la dirección del movimiento relativo. Fr = μ ∙ N 88 F f mg Fuente: www. jfinternational.com Fr = Fricción μ = coeficiente de rozamiento N = normal DOMINIO CIENTÍFICO 2.2.8.3 Fuerza elástica La fuerza elástica es la ejercida por objetos tales como: resortes que tienen una posición normal, fuera de la cual almacenan energía potencial y ejercen fuerzas. La fuerza elástica se calcula como: F = Fuerza elástica. -k = Constante de elasticidad del resorte. ∆x = Desplazamiento desde la F = -k ∙ ∆x posición nomal. Busca más información en: https://www.youtube.com/watch?v=bJR0hOoahks Fuente: www.fisicapractica.com 2.2.8.4 Fuerza eléctrica Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica, cuyo módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen. 37 La fuerza entre dos cargas se calcula como: Fe = Fuerza eléctrica Fe = k ∙ q1 q2 d2 N ∙ m2 k = 9 ∙ 109 Constante c2 q = valor de las cargas d = distancia de separación entre las cargas 2.3 Efectos de los desechos químicos 2.3.1 Tipos de desechos Los bifenilos policlorados (PCBS). Los metales pesados (cadmio, plomo, mercurio, etc) y el arsénico. Las dioxinas. 37 Física práctica. Recuperado de: https://www.fisicapractica.com/fuerza-electrica.php 89 DOMINIO CIENTÍFICO Manejo Para el manejo de desechos químicos las industrias, laboratorios, hospitales, y todas las entidades que deban manejar este tipo de material tendrán que contar con planes de manejo, planes de mitigación y planes de prevención, para que las personas que trabajan con químicos sepan cómo actuar con el uso y desecho de estos materiales. 38 Impacto La explotación agropecuaria moderna se ayuda de infinitos productos químicos, que dejan su huella en los alimentos. A ellos se suman los residuos que las actividades mineras, industriales y urbanas esparcen por la tierra, aire y agua. ¿Cómo afectan a nuestro organismo? Los antibióticos se utilizan para tratar y prevenir las enfermedades del ganado, consiguen que el organismo de los animales aproveche mejor la comida, estos pueden provocar reacciones alérgicas en el ser humano y lo que es peor, estimular la aparición de bacterias resistentes a sus poderes curativos, lo que invalida su eficacia médica y dificulta la lucha contra enfermedades hasta ahora controladas gracias a ellos. Las hormonas naturales y sintéticas, tienen usos terapéuticos, pero se emplean también para estimular el crecimiento de los animales. Algunas tienen efectos cancerígenos y pueden producir malformaciones en el feto, aunque aún no se conocen bien todos sus efectos sobre la salud. https://pixabay.com/es/vaca-allg%C3%A4u-vacas-lindo-rumiante-2782461/ Los tranquilizantes calman la excitación de los animales durante el transporte y antes del sacrificio. Lo B-agonistas, como el famoso clembuterol, responsable de algunas intoxicaciones agudas en las personas, se usan para tratar bronconeumonías, estimular partos y, sobre todo, para favorecer el engorde forzado del ganado. ¿QUÉ PODEMOS HACER? • Pele todas las frutas antes de consumirlas. • No compre productos de origen desconocido. • Si las tuberías de su casa son de plomo, cámbielas. • Desconfíe de las carnes y sus derivados que presenten una coloración roja exagerada. 38 90 La contaminación química. Recuperado de: file:///C:/Users/Downloads/3contquimicaqumica.pdf DOMINIO CIENTÍFICO Fortalecimiento de conocimientos Tarea Unidad Formativa 2 Realiza los siguientes ejercicios: 1. Averigua la masa de: a. b. c. d. 4 moles de cadmio, Cd. 2.8 moles de plomo, Pb. 4.9 moles de arsénico, As. 6 moles de mercurio, Hg. 2. Comprueba que las siguientes ecuaciones se encuentren balanceadas (método tanteo): → 3CO2 + 4H2 O 2Na + 2H2 O → 2 NaOH + H2 2KOH + H2 SO4 → K2 SO4 + 2H2 O a. C3 Hg + 5O2 b. c. 3. Balancee las siguientes ecuaciones por el método algebráico: a. BaO2 + HCl → BaCl2 + H2 O2 b. Ag2 SO4 + NaCl → AgCl + Na2 SO4 c. KClO3 → KCl + O2 4. ¿Cuántos gramos de metano, CH4 hay en 1.20 x 104 moléculas? 5. ¿Cuántos moles de Si reaccionan con 5 moles de Cr2O3? 6. ¿Qué masa y cantidad de sulfuro de cobre se obtiene al hacer reaccionar 64g de azufre con la cantidad adecuada de cobre? 7. ¿Qué masa de HCl se necesitará para reaccionar con 20g de Ca? 8. Calcula el volumen de dióxido de carbono que se desprenderá al quemar 1kg de butano (C4 H10 ) en condiciones normales. Datos de masas atómicas: C=12 y H=1 9. Sobre un catalizador de platino, el monóxido de carbono (CO) reacciona fácilmente con el oxígeno (O2) para transformarse en dióxido de carbono (CO2): CO (g) + O2 (g) → CO2 (g) a. ¿Qué volumen de dióxido de carbono se obtendrá si reaccionan completamente 12L de monóxido de carbono en condiciones normales? b. ¿Qué volumen de oxígeno se habrá consumido? 91 DOMINIO CIENTÍFICO 10. ¿Qué volumen de ácido clorhídrico 0,2 M se necesitará para neutralizar 20 ml de hidróxido de potasio 0,5 M? 11. Se tratan 200 gramos de carbonato de calcio con una disolución 4 M de ácido clorhídrico, para obtenerse cloruro de calcio, dióxido de carbono y agua. Calcula: a. Volumen de disolución necesaria para que reaccione todo el carbonato Datos de masas atómicas: C=12; Ca= 40; O=16 12. Al quemar 3g de antracita (C impuro) se obtienen 5,3 L de dióxido de carbono medidos en condiciones normales. Calcular la riqueza en carbono de la antracita. Datos Masas atómicas: C=12 13. Se tratan 500 gramos de carbonato de calcio con una disolución de ácido clorhídrico, para obtenerse cloruro de calcio, dióxido de carbono y agua . Si el rendimiento de la reacción es del 80% Calcula: a. El volumen de CO2 desprendido en condiciones normales. Datos de masas atómicas: C=12; Ca= 40; O=16 14. En la reacción ajustada: 6 HCl + 2 Fe → 2 FeCl3 + 3H2 Calcular: Los gramos de HCl que serán necesarios para obtener 150 gramos de cloruro férrico si el rendimiento de la reacción es del 80 % Datos Masas atómicas Fe = 55,85 ; H = 1; Cl=35,5 15. Determinar el % en peso de Cloro (Cl) presente en los siguientes compuestos: a. Cloruro de Sodio (NaCl) b. Cloruro de Magnesio (MgCl2) 16. Una muestra de aire solo contiene nitrógeno y oxígeno gaseoso, cuyas presiones parciales son 0,80 atmósfera y 0,20 atmósfera, respectivamente. Calcula la presión total del aire. 17. Una muestra de gases contiene CH4, C2H6 y C3H8. Si la presión total es de 1,50 atm y la fracción molar de cada gas son 0.36; 0.294; 0.341; respectivamente. Calcular las presiones parciales de los gases. 18. Se tienen 600 ml de un gas sometido a la presión de 800 mmHg. Calcular el volumen que ocuparía la misma masa de gas, cuando la presión es de 300 mmHg. 19. El volumen de un gas es de 200 ml a 1,5 atmósferas y 20 °C. Si la presión permanece constante. ¿Qué temperatura hay que aplicarle para que el volumen aumente a 300ml? 20. Una mezcla de gases se encuentra sometida a la presión 760 mmHg. La composición en volumen de dicha mezcla es la siguiente: 20% de CO2, 65% de N2 y 15% de O2. Calcular las presiones parciales de cada uno de los gases. 92 DOMINIO CIENTÍFICO 21. Una pequeña esfera de masa está colgada del techo de un vagón de ferrocarril que se des plaza con aceleración a. ¿Cuáles son las fuerzas que actúan sobre la esfera para un observador inercial? Y para uno no inercial en el interior del vagón? 22. Una persona empuja un trineo por un camino horizontal nevado. Cuando el módulo de la velocidad del trineo es 2,5 m/s, esa persona suelta el trineo y este se desliza una distancia d = 6.4 m antes de detenerse. Determina el coeficiente de fricción cinética entre los patines del trineo y la superficie nevada. 93 DOMINIO CIENTÍFICO Glosario Atmósfera.- Unidad de presión que equivale a la presión ejercida sobre un centímetro cuadrado por una columna de mercurio de 760mm de altura, a 0 oC de temperatura y a 45o de latitud al nivel del mar. Átomo.- Porción material menor de un elemento químico que interviene en las reacciones químicas y posee las propiedades características de dicho elemento. Anabolismo.- Fase constructiva del metabolismo. Autótrofo.- seres vivos que pueden crear su propio alimento. Biocenosis.- conjunto de seres vivos, los cuales viven en relación con el biotopo. Biodiversidad.- hace referencia a la diversidad de especies vegetales y animales que viven en un espacio determinado. Biotopo.- es el espacio físico o el medio ambiente físico. Comensalismo.- es un tipo de relación en la que uno de los organismos se beneficia del otro sin causarle daño. Competencia.- tipo de relación presente cuando los organismos se disputan territorio, alimento. Deshidrogenaciones.- tipo de oxidación en donde la energía es desprendida. Ecuación.- Representación simbólica de las transformaciones que tienen lugar en una reacción química. Estequiometría.- es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en el transcurso de una reacción química. Ecosistema.- es el conjunto formado por el biotopo, la biocenosis, y las relaciones que existen entre ellos. Factor.- Elemento, circunstancia, influencia, que contribuye a producir un resultado. Fotosíntesis.- es un proceso de anabolismo autótrofo. Gramo.- Medida de masa, de símbolo g, que es igual a la milésima parte de un kilogramo. Heterótrofo.- seres vivos que dependen de otros organismos para alimentarse. Homeostasis.- mantiene las condiciones internas de las células estables. 94 DOMINIO CIENTÍFICO Lineal.- las rutas metabólicas en la que el sustrato de la primera reacción es diferente al producto final. Masa atómica.- Cantidad mesurable de materia que forma un cuerpo, cuyo valor depende de la resistencia que dicho cuerpo opone a modificar su estado de reposo o de movimiento y de la fuerza de atracción que se produce entre ese y otros cuerpos. Mezcla.- material formado por uno o más componentes. Molecular.- De la molécula o relacionado con ella. Mol.- Unidad de cantidad de materia del Sistema Internacional, de símbolo mol, que equivale a la masa de tantas unidades elementales (átomos, moléculas, iones, electrones, etc.) como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Metabolismo.- es el proceso mediante el cual las células catalizan o transforman en su interior materia, proporcionando energía para sus funciones vitales. Mutualismo.- es un tipo de relación en el que los dos organismos se ven beneficiados. Peso atómico.- medida de esta propiedad de los cuerpos. Proporción.- Relación de correspondencia entre las partes y el todo, o entre varias cosas relacionadas entre sí, en cuanto a tamaño, cantidad, dureza, etc. Productores.- constituyen la base de la cadena alimenticia, son todos aquellos que pueden producir su propio alimento. Reactivo.- Sustancia que, por su capacidad de provocar determinadas reacciones, sirve en los ensayos y análisis químicos para revelar la presencia o medir la cantidad de otra sustancia. Sustancia.- Componente principal de los cuerpos, susceptible de toda clase de formas y de sufrir cambios, que se caracteriza por un conjunto de propiedades físicas o químicas, perceptibles a través de los sentidos. Trófica.- de la nutrición o relacionado con ella. Volumen.- Espacio que ocupa un cuerpo. 95 DOMINIO CIENTÍFICO Bibliografía Alain, G. F. (s.f.). HYPERGEO. Obtenido de http://www.hypergeo.eu/spip.php?article451 Balmori, A. (2001). Educación Ambiental y Conservación de la Naturaleza. Obtenido de http://www.mapama.gob.es/es/ceneam/articulos-de-opinion/09047122800ceaf2_ tcm7-141776.pdf Caballero, P. (2004). Manual Teórico de Fotosíntesis, ciclo de Calvin y destinos del carbono fotoasimilado. Universidad de las Palmas de Gran Canaria. Campos, C. (2001). Ecología. CONSULADO DEL ECUADOR EN EL REINO DE LOS PAISES BAJOS. (s.f.). Consulado del Ecuador en Reino de los Paises Bajos. Obtenido de http://www.embassyecuador.eu/site/index.php/es/turismo-inf-general-2/ turismo-flora-fauna Departamento de física y química. (s.f.). Obtenido de http://iesantonioserna.edu.gva. es/HTML/dep_fq/1BACH/tema_1.pdf De la LLata, M. (2003). Ecología y Medio Ambiente. Progreso Primera Edición. 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McGraw-Hill Interamericana, S.A. Vasquez, C. (2000). Ecología y Medio Ambiente para Bachillerato. Primera Edición. 97 Dirección Administración Central José Arízaga E3-24 y Coronel Conor Teléfono: 593-2 394-4000 Quito - Ecuador
