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PerspectivasPerspectivas

Recursos para el docente

QuímicaEstructura, comportamiento y transformaciones de la materia.

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Perspectivas

Recursos para el docente

Química. Recursos para el docente –Serie Perspectivas– es una

obra colectiva creada y diseñada

en el Departamento Editorial de Ediciones Santillana,

bajo la dirección de Herminia Mérega, por el siguiente equipo:

Mónica P. Alegría Ricardo Franco

Mariana B. Jaul María Sandra Martínez Filomeno y

Fabián De Maio (Herramientas metodológicas)

Editora: Edith Morales

Editora sénior: Patricia S. Granieri

Coordinación editorial: Mónica Pavicich

Subdirección editorial: Lidia Mazzalomo

Índice

Cuadro de contenidos 2

Herramientas metodológicas 7

Solucionario 19

QuímicaEstructura, comportamiento y transformaciones de la materia.

Diagramación: Alejandro PescatoreCorrección: Marta N. CastroIlustración: Manuel J. Lois

Este libro no puede ser reproducido total ni parcialmente en ninguna forma, ni por ningún medio o procedimiento, sea reprográfico, fotocopia, microfilmación, mimeógrafo o cualquier otro sistema mecá-nico, fotoquímico, electrónico, informático, magnético, electroóptico, etcétera. Cualquier reproducción sin permiso de la editorial viola derechos reservados, es ilegal y constituye un delito. © 2007, EDICIONES SANTILLANA S.A. • Av. L. N. Alem 720 (C1001AAP), Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina.

ISBN 978-950-46-1683-2 Queda hecho el depósito que dispone la Ley 11.723.Impreso en Argentina. Printed in Argentina.Primera edición: febrero de 2007.

Alegría, Mónica Química : libro del docente : serie Perspectivas / Mónica Alegría ; Ricardo Franco ; Mariana B. Jaul - 1a ed. - Buenos Aires : Santillana, 2007. 48 p. ; 28x22 cm.

ISBN 978-950-46-1683-2

1. Química-Enseñanza Media. 2. Libro del Docente. I. Franco, Ricardo II. Jaul, Mariana B. III. Título CDD 540.712

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© Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723

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Cuadro de contenidos

Delimitar el objeto de estudio de la química.Interpretar el cambio generado desde los alquimistas hasta el concepto de ciencia actual.Reconocer la singularidad de la labor que realizan los cien-tífi cos como método específi co de abordar la ciencia.Comprender los códigos que utiliza la química.Reconocer el carácter interdisciplinar de la química.Transferir los conceptos estudiados a situaciones de la vida cotidiana.

Caracterizar el material de laboratorio.Utilizar en forma correcta el instrumental.Reconocer el carácter impreciso de las mediciones.Aplicar normas de seguridad y considerar los riesgos aso-ciados con el trabajo experimental. Entender que el trabajo experimental escolar persigue fi nes distintos de la producción de conocimiento científi co. Formular hipótesis y controlar variables a partir de la acti-vidad experimental.

Caracterizar la materia en función de sus propiedades. Diferenciar los cambios físicos de los químicos.Familiarizarse con las leyes que justifi can el comporta-miento de la materia.Reconocer que la materia está compuesta por átomos.Fundamentar el concepto de mol a partir de las leyes gravi-métricas y las hipótesis que las explican.

Tomar contacto con los modelos y teorías que explican la estructura de la materia reconociendo el carácter provisio-nal del conocimiento científi co.

Científi cos argentinos que contribuyeron y contribuyen a la química.La química, una ciencia. El método científi co. Procedimientos generales del método. La observación científi ca; la experimentación; los modelos y las analogías. Objeto de estudio de la química. Importancia de su estudio. El lenguaje de la química. El carácter experimental de la ciencia en general y de la química en particular. Química pura y química aplicada. Relación de la química con otras ciencias.Origen y evolución de la química. La alquimia; la iatroquímica; la química moderna. La química en la actualidad. Campos de acción de los químicos.

Evolución histórica del laboratorio de química. El laboratorio de química actual.Las drogas y el droguero en el laboratorio.El instrumental en el laboratorio. Uso del instrumental.Las mediciones. Sistema Internacional de Unidades. Instrumentos de medición. Medidas y errores experimentales. Exactitud y precisión. Cifras signifi cativas.Normas de seguridad en el laboratorio. Manipulación de sustancias químicas y de instrumental.

Antiguas ideas acerca de cómo estaba constituida la materia versus la concepción actual. Características de la materia y de la energía. Propiedades extensivas e intensivas de la materia. Mezclas. Sustancias. Transformaciones de la materia. Cambios físicos y químicos. Ley de conservación de la masa. Conservación de la masa y la energía.Sistema material. Sistemas abiertos, cerrados y aislados. Composición de la materia. El camino a la teoría atómica. Leyes gravimétricas: ley de las proporciones defi nidas y ley de las proporciones múltiples.Postulados de Dalton. Ley de los volúmenes de combinación.Hipótesis de Avogadro.El concepto de molécula. Magnitudes atómico-moleculares: masa atómica relativa y masa molecular relativa.El concepto de mol y la constante de Avogadro.

La transmutación de los metales y la radiactividad.La naturaleza eléctrica de la materia.Experimentos que condujeron a la comprensión de la estructura de la materia. Roentgen y Becquerel.

Expectativas de logro Contenidos

El lenguaje de la química

Capítulo 1

Química experimental

Capítulo 2

¿Qué es la materia?

Capítulo 3

Los modelos atómicos y la radiactividadLos modelos atómicos

Capítulo 4

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3Cuadro de contenidos

Interpretar que el conocimiento de la estructura atómica es la base para entender el comportamiento de la materia. Caracterizar las partículas subatómicas.Escribir la confi guración electrónica de un átomo de cual-quier elemento.Distinguir entre radiactividad natural y artifi cial.Explicar las emisiones nucleares.Analizar algunas aplicaciones de los isótopos radiactivos.

Valorar la evolución histórica de la tabla periódica.Interpretar la importancia del ordenamiento de los ele-mentos.Ubicar un elemento en la tabla a partir de su confi gura-ción electrónica externa.Relacionar las propiedades periódicas de los elementos con su ubicación en la tabla.Distinguir entre elementos naturales y elementos artifi -ciales.

Caracterizar los distintos tipos de uniones.Representar las sustancias por fórmulas de Lewis.Aplicar la TRePEV para predecir las diferentes geometrías moleculares.Evaluar la polaridad de las moléculas.Relacionar las propiedades macroscópicas con las propie-dades a nivel cinético-molecular.

Indicar los números de oxidación de los distintos elemen-tos en una sustancia o un ion. Aplicar las reglas de nomenclatura de la IUPAC para nom-brar compuestos inorgánicos.Caracterizar sustancias ácidas y básicas en función de su pH.Adquirir nociones de aquellos procedimientos industria-les que permiten obtener sustancias simples a partir de otras compuestas.

Th omson y el descubrimiento del electrón.Rutherford y el núcleo atómico. Los isótopos. Caracterización.Defi nición de masa atómica relativa.La radiactividad. Tipos de radiactividad. Fisión y fusión.Caracterización de las emisiones.Uso de los isótopos.Modelo atómico de Bohr.El modelo mecánico cuántico del átomo.Confi guración electrónica de los átomos.

El descubrimiento de los primeros y de los últimos elementos químicos. Ordenamiento de los elementos químicos: antecedentes de la tabla periódica; las tríadas de Döbereiner, las octavas de Newlands, la ley periódica de Meyer, la tabla de Mendeleiev. La ley periódica moderna o ley de Moseley.La tabla periódica actual. Estructura. Grupos y familias de elementos. Confi guración electrónica y tabla periódica.Los símbolos de Lewis. Bloques de la tabla periódica.Propiedades periódicas. Radio atómico. Energía de ionización. Afi nidad electrónica. Electronegatividad. Los elementos químicos y la vida cotidiana.Elementos naturales y artifi ciales.Características de los metales, los no metales y los metaloides.

Concepto de uniones químicas. Longitud y energía de enlace. Teoría del octeto. Tipos de uniones químicas: iónica, covalente y metálica.Electrones de valencia. Electrovalencia. Teoría del enlace químico. Electronegatividad y enlace covalente. Moléculas polares y apolares. Unión metálica. Modelo del mar de electrones.Características de los compuestos iónicos versus las sustancias moleculares. Geometría molecular. Teoría de la Repulsión de Pares de Valencia. Tipos de disposición molecular. Fuerzas intermoleculares. Fuerzas de Van der Waals. Enlace por puentes de hidrógeno.

La química inorgánica. Diferencias entre una sustancia en estado nativo o elemental y un compuesto químico. Concepto de función química y de grupo funcional.Formación de compuestos inorgánicos.Tipos de compuestos: hidruros, óxidos, peróxidos, hidrácidos, oxoácidos, hidróxidos. Características y obtención. Asignación de números de oxidación.Nomenclatura según la forma tradicional, la atomicidad y los numerales de Stock. Característica de los ácidos y de las bases. Concepto de pH. Soluciones ácidas, neutras y básicas. Obtención, nomenclatura y estructura de sales.Metalurgia. Obtención de algunos no metales: hidrógeno, azufre y halógenos.

Uniones químicasCapítulo 6

Los elementos químicos y la tabla periódica

Los elementos Capítulo 5

Los compuestos inorgánicos

Capítulo 7

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Expectativas de logro Contenidos

Interpretar la química orgánica como la química del car-bono.Reconocer los distintos tipos de hibridización del átomo de carbono.Distinguir los grupos funcionales y las funciones orgánicas.Aplicar las reglas de la IUPAC para nombrar los compues-tos orgánicos.Formular las ecuaciones representativas de algunas re-acciones en las que participan compuestos oxigenados y nitrogenados.Identifi car isómeros.

Relacionar las propiedades macroscópicas, medibles con el comportamiento a nivel molecular.Describir, en términos de la teoría cinético-molecular, las variables que caracterizan el estado gaseoso.Realizar cálculos empleando las leyes y ecuaciones de los gases ideales.Explicar los cambios de estado en función de la teoría ci-nético-molecular.

Clasifi car los sistemas materiales.Aplicar métodos que permitan separar las fases que com-ponen un sistema material.Identifi car los distintos tipos de soluciones.Utilizar métodos de fraccionamiento para recuperar los componentes de una solución.Expresar la concentración de una solución en diferentes unidades.Predecir la capacidad de disolución de una sustancia en otra a partir de su estructura molecular.Interpretar el efecto que produce disolver un soluto en un solvente sobre el punto de fusión y ebullición.Diferenciar una solución de un sistema coloidal.Transferir los contenidos a la resolución de situaciones problemáticas.

Los compuestos orgánicos. Conformación de las moléculas.El enlace covalente en el carbono. Hibridización de orbitales.Fórmulas químicas para representar un compuesto orgánico y funciones orgánicas.Clasifi cación de los hidrocarburos. Alifáticos y aromáticos. Saturados y no saturados. De cadena abierta y cíclicos.Nomenclatura de los hidrocarburos. Compuestos orgánicos oxigenados: alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, éteres, ésteres. Características, no-menclatura y obtención. Compuestos orgánicos nitrogenados: aminas, amidas y nitrilos. Características, nomenclatura y obtención. Isomería estructural y espacial. Isómeros geométricos e isómeros ópticos.

Descubrimiento de los componentes del aire. Características de los diferentes estados de agregación de la materia: gaseoso, líquido y sólido. Teoría cinético-molecular y estados de la materia. Distancia entre partículas y fuerzas de atracción. Leyes de los gases ideales: ley de Boyle-Mariotte, ley de Charles, ley de Charles-Gay-Lussac.Ecuación general de los gases ideales. Densidad de un gas.Ley de las presiones parciales.Cambios de estado. Cambios progresivos: fusión, vaporización, volatilización.Cambios regresivos: condensación, solidifi cación, sublimación.Otros estados de la materia: el plasma.

Los sistemas materiales. Sistemas homogéneos y heterogéneos. Diferencia entre mezcla y sustancia. Tipos de mezclas: suspensión, solución y coloide. Características de las suspensiones. Fases.Métodos de separación de fases.Características de las soluciones. Soluto y solvente.Formas de expresar la concentración de una solución. Concepto de solubilidad. Líquidos miscibles e inmiscibles. Interacciones soluto-solvente. Solubilidad de compuestos iónicos y de compuestos moleculares. Condiciones que infl uyen sobre la solubilidad: temperatura y presión. Métodos de fraccionamiento para separar los componentes de una solución.Propiedades coligativas: descenso crioscópico, disminución de la presión de vapor, ascenso ebulloscópico, presión osmótica. Sistemas coloidales. Tipos de coloides.

Los estados de la materiaLos estados

Capítulo 9

Partículas en dispersión

Capítulo 10

Los compuestos orgánicos

Capítulo 8

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5Cuadro de contenidos

Características de las reacciones químicas

Capítulo 11

Termoquímica, cinética y equilibrio de las reacciones químicas

Capítulo 12

EstequiometríaCapítulo 13

Reconocer algunos tipos de reacciones.Escribir ecuaciones químicas para representar las reac-ciones. Balancear ecuaciones por distintos métodos.Utilizar el método del ion-electrón para equilibrar ecua-ciones redox.Describir el funcionamiento de dispositivos electroquímicos.Comparar el funcionamiento de una pila convencional y la pila de combustible.Realizar experiencias de laboratorio relacionadas con la electroquímica.

Diferenciar entre cambio, reacción y ecuación química.Asociar la energía que se absorbe o se libera en una reac-ción química con los efectos producidos en el entorno.Expresar la ley de velocidades de una reacción.Analizar la cinética de una reacción en función de los fac-tores que la modifi can.Calcular el valor de la constante de equilibrio de un sis-tema.Interpretar el signifi cado de Kc.Predecir en qué sentido evolucionará una reacción.Evaluar los factores que infl uyen sobre un sistema en equilibrio mediante el principio de Le Chatelier.Representar gráfi camente la evolución de las concentra-ciones de reactivos y productos de un sistema.Resolver situaciones problemáticas.

Entender que en una reacción química se cumple la ley de la conservación de la masa.Establecer relaciones entre reactivos y/o productos.Calcular la cantidad de reactivo a partir de una solución.Considerar la pureza de los reactivos y productos.Aplicar el concepto de rendimiento a los cálculos estequiométricos.

El cambio en la naturaleza de las sustancias. Concepto de reacción química. Reactivos y productos. Criterios para clasifi car y clasifi cación de las reacciones químicas.Ecuaciones químicas. Coefi cientes estequiométricos.Balanceo de ecuaciones químicas.Método del tanteo y método algebraico.Reacciones de metátesis. Reacciones de precipitación y reacciones ácido-base o de neutralización. Concepto de ion espectador. Estado de oxidación de una especie química. Reacciones de óxido-reducción o redox. Balanceo de ecuaciones químicas por el método del ion-electrón.Tipos de reacciones redox: desplazamiento, combustión, corrosión, desproporción o dismutación. Electroquímica. Celda voltaica. Celda electroquímica. Galvanoplastia. Sistemas electroquímicos integrados: la pila de combustible. Aplicaciones.

Reducción y oxidación catalítica. Intercambio de energía en las reacciones químicas. Termodinámica. Energía total de un sistema.Los cambios entálpicos. Entalpía estándar de formación de un compuesto. Ley de Lavoisier-Laplace. Ley de Hess.Cinética de las reacciones y termoquímica. Expresión de la velocidad de una reacción química. Ley de velocidades.Teoría de las colisiones. Factores que infl uyen sobre la velocidad de una reacción: naturaleza de los reactivos, superfi cie de contacto, concentración de los reactivos, temperatura, catálisis.Características de los catalizadores. Equilibrio químico. Constante de equilibrio. Kc, Kp.Constante de equilibrio en sistemas gaseosos.Evolución de un sistema hacia el equilibrio.Principio de Le Chatelier. Respuesta del sistema frente a un cambio en las concentraciones, la presión y la temperatura.Un ejemplo de síntesis: el amoníaco.

El concepto de estequiometría. La estequiometría y la ley de la conservación de la masa.Cálculos estequiométricos. Pureza de los reactivos. Reacciones consecutivas.Reactivos en solución. Titulación.Reactivo limitante. Reactivo en exceso. Método de Job.Proporciones estequiométricas.Rendimiento de una reacción. Cantidad real y cantidad teórica de un producto. Factores que infl uyen en el rendimiento de una reacción. Mejorías en el rendimiento de una reacción.

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El docente en la actualidad

Los docentes son los verdaderos artífi ces del cam-bio educativo. Las innovaciones sólo podrán impactar en el aula si se tiene en cuenta al educador como el agente promotor por excelencia de ese cambio. Pero para ello es necesario que el propio docente se reco-nozca en ese rol.

La profesión docente se encuentra atravesando una profunda crisis. Y esto se refl eja en lo expresado por A. Kornblit y A. Méndez Diz:

“Los profesores como grupo social destilan senti-mientos contradictorios sobre el sentido mismo del trabajo que realizan. El desconcierto generalizado sobre los objetivos, el contenido y los métodos de su esfuerzo enseñante, unido a la pobre valoración material y a un escaso reconocimiento social de su trabajo, los ha con-ducido a una exasperación palpable”1.

Un indicador de la crisis es que a la escuela, en la ac-tualidad, se le solicita que garantice el acceso, la perma-nencia y la promoción de los alumnos, lo que ocasiona no pocos problemas a los docentes, ya que en muchos casos no están dadas las condiciones para que se pro-duzca la promoción.

Un inconveniente es que, casi siempre, se adjudica al docente casi toda la responsabilidad por no lograr los resultados esperados: la promoción de todos o casi todos los ingresantes en el sistema.

Un importante porcentaje de docentes se pregunta hoy cuáles son las funciones que deben cumplir, y en muchas oportunidades llegan a la conclusión de que son tantas que casi no les queda tiempo para enseñar. Esto genera en los educadores lo que se denomina “ma-lestar docente”, defi nido por J. Esteve como “el saber que algo no funciona bien, pero no somos capaces de defi nir qué es lo que no marcha y por qué”2.

Este fenómeno incide negativamente en su prác-tica profesional y se convierte en un obstáculo para que las innovaciones impacten en el aula, producien-do una transformación y, por ende, un mejoramiento en la calidad de la educación. Surge, entonces, el si-guiente interrogante: ¿cuáles son los obstáculos para

la implementación de transformaciones en el área de Ciencias naturales?

Mencionaremos tres obstáculos con los que pue-den encontrarse los docentes:

La falta de conocimiento acerca del contenido que se tiene que enseñar.

No se aborda el conocimiento incidental, aquello que se aprende como producto del pasaje por los distintos niveles del sistema educativo y que impac-ta fuertemente en la práctica de la enseñanza, por lo general más que el conocimiento aprendido for-malmente en las aulas.

La falta de incentivo y recompensas –principalmen-te externas– en la profesión docente, que lleva a los profesionales a sentirse desilusionados, fatigados, desmotivados, y como consecuencia se genera el mencionado malestar.

La profesión docente

La superación de las problemáticas planteadas re-quiere considerar a la docencia como una profesión, en la que resulta fundamental tener en cuenta:

la necesidad de una adecuada formación de grado acorde con las demandas de una sociedad carac-terizada por el cambio permanente y la incerti-dumbre;

la concientización respecto de la formación per-manente, que tome en cuenta las necesidades de los docentes para el desarrollo de una práctica profesional de calidad;

la investigación sobre la práctica profesional, que permite, a partir del análisis y la refl exión, la de-tección de las fortalezas y debilidades que se pre-sentan en el proceso de enseñanza para producir conocimientos que contribuyan a acrecentar los co-nocimientos de la didáctica de las Ciencias naturales. El concepto de profesión deriva del latín profi teor,

que signifi ca el acto de brindar un rol social de re-conocimiento público. Lourdes Montero defi ne al

1 Kornblit, A. y Méndez Diz, A. El profesor acosado. Del agobio al estrés, Buenos Aires, Humanitas, 1993, p. 10. 2 Esteve, J. El malestar docente, Barcelona, Paidós, 1998, p. 12.


profesional docente como “una persona con una ele-vada preparación, competencia y especialización, que presta un servicio social importante” o “alguien que recurre al conocimiento extraordinario, experto en situaciones de importancia humana”, o “alguien con capacidad para fundamentar sus decisiones”. La deno-minación de profesional proporciona además “privile-gio, autoridad y reconocimiento social [...]”3.

La profesionalización es una cuestión de cualifi ca-ción, competencia y poder, que se caracteriza por la necesidad de autonomía frente a la sociedad, al poder público, a la comunidad y a otras profesiones.

Nos planteamos ahora otro interrogante: ¿Qué diferencia la profesión docente de otras profesiones?

Sin lugar a dudas, la enseñanza, objeto de estudio de la didáctica, y defi nida por Alicia Camilloni como “un proceso diferenciado del aprendizaje, es el objeto pro-pio de conocimiento de esta disciplina”4.

Los docentes poseen un conocimiento que otros profesionales no tienen, en el que se distingue la capa-cidad diagnóstica con el fi n de hallar formas de ense-ñanza adecuadas para promover el aprendizaje de los alumnos con diferentes características, el dominio de los enfoques, modelos y estrategias de enseñanza y la regulación de los intercambios entre los sujetos y de ellos con el conocimiento, para producir aprendizajes signifi cativos. La enseñanza, entonces, requiere el pen-samiento y la acción.

3 Montero, L. La construcción del conocimiento profesional docente, Buenos Aires, Homo Sapiens, 2001, p. 89. 4 Camilloni, A.; Davini, C.; Edelstein, G.; Litwin, E.; Souto, M. y Barco, S. Corrientes didácticas contemporáneas, Buenos Aires, Paidós, 1996, p. 24.

El libro de texto es un recurso imprescindible para el trabajo del docente y del alumno en el con-texto educativo, pero según cómo se lo utilice puede promover el desarrollo de aprendizajes superfi ciales o profundos:

El aprendizaje superfi cial no permite relacio-nar los nuevos conocimientos con los ya existen-tes. El alumno tiende a estudiar de memoria y por eso los contenidos pronto se olvidan. Este tipo de aprendizaje se promueve cuando se propone como actividad la resolución de un cuestionario, que sólo requiere que el alumno copie textual-mente la respuesta a esas preguntas que podrá extraer sin esfuerzo del libro.

El aprendizaje profundo está orientado a que el alumno pueda reestructurar su conocimiento,

o sea, encontrar su signifi cado. Para ello será necesario que procese el material que se le pre-senta en el libro de texto para resolver las activi-dades; por ejemplo, la resolución de situaciones problemáticas, que requerirán la utilización de las estrategias de adquisición, interpretación, análisis, comprensión y comunicación de la in-formación.

Es importante tener en cuenta que la información se transforma en conocimiento cuando el alum-no está en condiciones de comunicarla en forma escrita, oral o gráfi ca. Para ello será necesario que observe y analice cómo construyó el conocimien-to que va a dar a conocer, y de esta manera se trabajará lo metacognitivo, esencial para producir aprendizajes profundos y signifi cativos.

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. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723

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Obstáculos que enfrenta el profesor de ciencias

Antes de enunciar los obstáculos que se presentan a la hora de enseñar química, es imprescindible realizar un breve recorrido a través de los inconvenientes que debe enfrentar, en general, el profesor de ciencias naturales. Al respecto, podríamos decir que las principales difi cultades son, según lo expresado por Porlan, Rivero y Martín del Pozo5, :

5 Porlan, R.; García Rivero, A. y Martín del Pozo, R. “Conocimiento profesional y epistemología de los profesores I: Teoría, método e instrumentos”. Revista Enseñanza de las Ciencias, Nº 15, 1997.

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FRAGMENTACIÓN DEL CONOCIMIENTO

SIMPLIFICACIÓN Y REDUCCIONISMO DEL CONOCIMIENTO

TRABAJO EN EL LABORATORIO

MANEJO DE LOS CONCEPTOS PROPIOS

DE LA CIENCIA

OBSTÁCULOS Y DIFICULTADES EN LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS

RECHAZO DE LA VISIÓN CONSTRUCTIVISTA DEL

CONOCIMIENTO

RECHAZO DE LA

DIVERSIDAD

TRABAJO CON RESOLUCIÓN DE SITUACIONES PROBLEMÁTICAS

Fragmentación del conocimiento: la disociación entre la teoría y la práctica, y la falta de articulación entre el conocimiento tácito y el explícito son algunos de los indicadores que caracterizan este aspecto.

Simplifi cación y reduccionismo del conoci-miento: existe una mirada superfi cial de los procesos de enseñanza y de aprendizaje que, además, no se con-sideran objeto de estudios complejos y que llevan a la búsqueda de soluciones parcializadas que no favorecen el desarrollo de una adecuada práctica profesional.

Rechazo de la visión constructivista del conoci-miento: las estrategias de enseñanza que se utilizan son acordes con una visión simplifi cada del conoci-miento y, por ende, de la enseñanza y del aprendizaje.

Rechazo de la diversidad: se utilizan rutinas de acción coherentes con la ya mencionada visión sim-plifi cada del conocimiento, basadas en una mirada hegemónica del conocimiento científi co.

Experiencias en el laboratorio (ver página siguien-te, [1 ]): se ven obstaculizadas por la escasez de recursos y por la falta de preparación adecuada para su realización. El número excesivo de alumnos por clase y la presencia de problemáticas sociales com-plejiza la tarea y hace que los docentes decidan la no conveniencia de utilizar ese ámbito.

Manejo de los conceptos propios de la ciencia (ver página siguiente, [2 ]): se difi culta por el nivel de abstracción que poseen algunos de ellos y por la pre-sencia de ideas previas en los alumnos. Estas ideas son muy resistentes al cambio porque fueron adquiridas y aprendidas a través de la observación y les sirven para su desempeño cotidiano, o bien porque fueron mal en-señadas y, entonces, resultan difíciles de desaprender.

Trabajo con resolución de situaciones problemá-ticas (ver página siguiente, [3 ]): su escasa utiliza-ción impide que los alumnos comprueben los cono-cimientos adquiridos y no favorece la curiosidad, el descubrimiento y el desarrollo de la metacognición.

5 Porlan, R ; García Rivero, A. y Martín del Pozo R. “Conocimiento profesional y epistemología de los profesores I: Teoría, método e instrumentos”. Revista Enseñanza de las Ciencia, No 15, 1997.


1Las experiencias propuestas en el libro se ajustan al nivel evolutivo de los alumnos y han sido probadas en el ámbito escolar. Por otro lado, más allá de su ubicación (por lo general, en las páginas fi nales del capítulo), pueden llevarse a cabo en el momento en que el docente lo considere más oportuno. En muchos casos se deja abierta la posibilidad de seguir investigando mediante el planteo de nuevos problemas.

Capítulo 10, página 181.

3Muchas actividades o textos del libro pueden aprovecharse para encarar la resolución de situaciones problemáticas como estrategia didáctica. Por ejemplo:

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2En el libro encontrará numerosas actividades en las que se propone recuperar las ideas previas de los alumnos, para comenzar a trabajar a partir de ellas. Por ejemplo:


sentido, entonces, será necesario pasar de la mera descripción de las propiedades a la identifi cación, caracterización y explicación de los procesos para que el alumno pueda comprender el tema “materia” en su elevado nivel de complejidad.

Epistemológicas: el estudiante deberá llevar a cabo un cambio en la organización lógica de las teorías con las cuales arriba al conocimiento de la materia. Será necesario que pase del realismo ingenuo basa-do en los aspectos perceptivos (en cómo percibe el sujeto los fenómenos) a una visión constructivista o relativista en la que el sujeto interpreta la realidad a través de modelos.

Conceptuales: es preciso producir un cambio en la concepción del concepto de materia, que implica el pasaje de una visión centrada en los hechos y las pro-piedades observables a las no observables y a consi-derar la materia un “complejo sistema en equilibrio”.A continuación se presenta un cuadro donde se indi-can algunas difi cultades en la enseñanza de la química.

Hasta ahora hemos hecho referencia a los obstáculos en la enseñanza de las ciencias en general; ahora, espe-cifi caremos los problemas que encuentran los docentes en el momento de enseñar química.

Es habitual que los profesores de química se pregun-ten: ¿por qué a los alumnos les cuesta tanto aprender química? La respuesta es que, para lograr analizar y com-prender las propiedades y transformaciones de la ma-teria, los estudiantes deben aprender leyes y conceptos de un elevado nivel de abstracción, utilizar un lenguaje formalizado y simbólico.

J. I. Pozo6 señala que para poder enfrentar el nivel de abstracción que le permita comprender lo propuesto en la disciplina el estudiante deberá superar las siguientes limitaciones:

Ontológicas: en líneas generales, si el objeto de es-tudio es la materia, suele suceder que la enseñanza se centra en la descripción de sus propiedades ob-servables y escasamente se hace referencia a los pro-cesos que posibilitan los cambios que ocurren. En tal

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Difi cultades en la enseñanza de la química

DIFICULTADES EN LA ENSEÑANZA

DE LA QUÍMICA

Caracterización de los conceptos “sustancia pura”

y “elemento”.

Problemas para comprender el concepto de sustancia

y su utilización.

Representación de la materia como un todo indiferenciado

basado en una concepción estática y continua.

Atribución de propiedades macroscópicas a los átomos

y las moléculas. Falta de diferenciación entre

cambio físico y cambio químico.

Problemas a la hora de realizar relaciones cualitativas entre

conceptos como masa, cantidad de sustancia, etcétera.

Cuando se hace referencia a la conservación de la materia

a partir de un cambio, las explicaciones se basan en los

aspectos físicos de las sustancias.

Problemas para interpretar la signifi cación de la ecuación

química.

6 Pozo, J. I y Gomez Crespo, M. A. Aprender y enseñar ciencias, Madrid, Morata editorial, 1998.


En la enseñanza de las ciencias se reconocen por lo menos dos posiciones respecto de cómo se arriba al co-nocimiento: el constructivismo y el asociacionismo7.

Los docentes que adhieren al enfoque filosófico de la enseñanza constructivista se preocupan por compren-der cómo se elaboran los conocimientos, es decir, por saber qué sucede en la cabeza del alumno en el proceso de aprendizaje.

Los supuestos que sostiene este enfoque son: El alumno aprende a partir de lo que es y sabe; en

consecuencia, se sostiene que él mismo, anclándose en lo que conoce y de acuerdo con sus intereses y necesidades, construirá el nuevo conocimiento.

Para que el aprendizaje se produzca, es necesario que el docente proponga actividades con el fin de generar el conflicto cognitivo. Éste producirá la di-sonancia cognitiva y se arribará a la producción de aprendizajes significativos [1 ] . Para este enfoque, el aprendizaje debe considerar los

siguientes aspectos: Aprender significa trabajar con los conocimientos

espontáneos, los procesos y las actitudes, además de establecer relaciones interactivas para ir en contra de las ideas previas, erróneas y resistentes al cambio. Esto requiere el esfuerzo por parte de quien esté dis-puesto a encarar el proceso de aprendizaje, que ne-cesariamente implica el cambio de esas ideas. Ade-más, es preciso comprender que el sujeto no puede aprender todo por sí solo sino que necesita del docente que lo acompañe en dicho proceso. Por último, hay que recalcar que para aprender debe existir el placer y el deseo de querer saber, y para ello se requiere en-contrarle sentido al fenómeno objeto de estudio.

Aprender no es simple. Para lograr la transformación de las ideas, o sea pasar de un sistema de pensamiento a otro, se requiere la creación de situaciones que despier-ten la creatividad, el interés, la motivación y el deseo.

Para aprender es necesario deconstruir lo aprendido para luego construirlo.Algunos de los problemas que se presentan a la hora

de enseñar son: Cuando no se toman en consideración las preguntas

de los alumnos o bien se dan respuestas a ellas, no se permite al alumno que vaya construyéndolas por sí mismo.

El manejo de códigos de comunicación muy dife-rentes, que influye para que, frente a las distintas si-tuaciones que se presentan en el ámbito del aula, la producción de sentido no sea la misma en el docen-te y en el alumno.

¿Cómo se puede favorecer el aprendizaje?

Es necesario diseñar un entorno en donde se puedan crear conflictos en la concepción que poseen los alumnos sobre determinado fenómeno objeto de investigación.

Andre Giordan8 señala algunos parámetros para te-ner en cuenta cuando se desea producir aprendizajes significativos en los alumnos:

Es necesario cuestionar a los alumnos, poner en tela de juicio sus conocimientos a través de la formula-ción de situaciones que generen el conflicto cogniti-vo, para de esta manera preocuparlos y ocuparlos en el propio proceso de aprendizaje.

Las situaciones que se creen para generar el conflicto cognitivo deben posibilitar al alumno su resolución, para que adquiera confianza en sí mismo, en el do-cente y en la situación de aprendizaje.

Se deben producir nexos entre las diferentes ideas o concepciones, así habrá puntos de referencia para poder confrontar con las diferencias.

Hay que crear puntos de anclaje, como organizado-res previos –esquemas, dibujos, cuadros, etcétera.

El aprendizaje requiere la activación de los conoci-mientos para poder reutilizarlos en diferentes situa-ciones, sea porque se realiza una nueva acción o por-que se decide enseñar a otras personas.

Aprender requiere el metaprendizaje [2 ], es decir, la reflexión acerca de los procesos por los cuales se lle-ga a los conocimientos y de los conocimientos en sí.

La creación de situaciones que les permitan a alum-nos y alumnas reestructurar sus conocimientos de-ben perturbar las ideas que tienen los educandos, pero no obturarlas.

Es imprescindible acompañar al estudiante cuando se le presentan dudas, crear un clima distendido para que éstas se pongan de manifiesto; para ello es necesario crear un vínculo de confianza que permi-tirá la superación de la incertidumbre.

7 No se hará referencia al asociacionismo.8 Giordan, A. “Más allá del constructivismo y de las prisiones intelectuales”, Novedades educativas, Nº 179, noviembre de 2005.

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El constructivismo en la enseñanza de las ciencias


Las estrategias de aprendizaje en ciencias

Los enfoques de enseñanza van a sustentar los mo-delos, entendidos como el conjunto de estrategias que se persiguen para el logro de una meta de aprendizaje, en tanto que las estrategias son el conjunto de activi-dades que se llevan a cabo para el logro de aprendizajes signifi cativos.

Pozo9 identifi ca dos formas de aprendizaje: por un

lado, una más superfi cial que se sustenta en la asocia-ción, que se puede utilizar para el aprendizaje de hechos y técnicas; la estrategia es el repaso. Por el otro lado, otra forma de aprendizaje más profunda que se orienta hacia los procesos y permite el aprendizaje de conceptos, leyes y teorías, y que incluye las estrategias de elaboración y organización de la información [2 ].

2En el libro encontrará numerosas actividades, tanto de repaso como de elaboración y organización de la información, pero sobre todo de éstas. En las dos últimas páginas de cada capítulo, las denominadas “actividades fi nales” apuntan a repasar y recuperar los conceptos clave de la unidad didáctica, y se hallan organizadas en distintas categorías para una mejor planifi cación de las tareas. Por ejemplo:

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Existen diversas estrategias y actividades que favorecen el aprendizaje signifi cativo y desarrollan la metacognición, es decir que apuntan a la refl exión sobre el propio proceso de aprendizaje, entre ellas, los mapas y las redes conceptuales. En el libro podrá encontrar distintas propuestas al fi nal de cada

capítulo, en la categoría “Organización de la información”. Es importante tener presente que son los propios alumnos quienes deben trabajar activamente para construir los mapas y las redes conceptuales, siempre contando, claro está, con la mediación y la guía del docente.

9 Pozo, J. I. Aprender para comprender y construir el conocimiento, Buenos Aires, Santillana Docentes, 2006.



El modelo investigativo se basa en el supuesto de que el alumno puede construir su conocimiento y, de esta manera, se logran las metas propuestas por el edu-cador. En este modelo, el docente debe proporcionar al alumno los conocimientos y las estrategias para que se pueda realizar la investigación.

Se sugiere a los docentes que organicen y secuen-cien las actividades que deben basarse en un proceso interactivo y no lineal, como generalmente se presenta. La interactividad es una de las características que es ne-cesario tomar en consideración para promover la cons-trucción del conocimiento.

El propósito principal de esta metodología investiga-tiva consiste en proporcionar un marco adecuado para que la organización y la secuenciación de actividades posibiliten y fortalezcan los procesos de construcción de conocimientos en los alumnos. Se propone que el aprendizaje de las ciencias es posible si se utiliza la in-vestigación guiada, que parte del planteamiento de si-tuaciones problemáticas generadoras de interés. Es necesario, entonces, que el docente tenga en cuenta la necesidad de describir y caracterizar las etapas de una investigación, que son las siguientes:

El docente y los alumnos seleccionan un tema a par-tir del cual se desprenderá la idea de investigación.

Para la formulación de la idea, el docente debe in-centivar a sus alumnos a que piensen e indaguen so-bre un tema que les interese, siempre en el marco de los contenidos propuestos en el currículo. Una vez expresada la idea, se debe analizar si su realización es viable, para que no se presenten inconvenientes en el proceso de investigación.

A partir de la idea se formula el problema, que se define como aquellas situaciones sobre las cuales no se posee una respuesta inmediata; entonces se genera un grado de incertidumbre e interés que promueve el desarrollo de la investigación para poder llegar a la solución. Se trata, por lo general, de una situación abierta que admite varias vías de solución.

El docente debe acompañar a los alumnos para que puedan formular posibles problemas a par-tir de la idea seleccionada. También puede pro-poner ejemplos que guíen el aprendizaje. En la vida cotidiana, los alumnos se enfrentan con distin-tas situaciones problemáticas y desarrollan diferentes propuestas para resolverlas, pero por lo general es

difícil que lo hagan en el ámbito educativo, porque presentan actitudes pasivas, dado que consideran que el docente es la fuente de todo conocimiento y que es el único proveedor de contenidos que les posibilitarán el logro escolar.

El docente tiene que garantizar que el alumno pueda identificar problemas, seleccionarlos, proponerlos, desarrollarlos y resolverlos. Ayudar al alumno a que realice estas acciones favorece el establecimiento de la relación de enseñanza y de aprendizaje. Cuando se plantean y eligen los problemas, se debe crear una relación entre las metas que se propone el docente y los intereses de los alumnos; de esta manera se logra el desarrollo de la motivación en la enseñanza. El conocimiento de los intereses de los alumnos favorece la posibilidad del planteamiento de situaciones pro-blemáticas.

El siguiente paso que el docente debe tener en cuen-ta en el modelo de investigación es la elaboración de la hipótesis –respuesta tentativa al problema–, que indica lo que intentamos probar. Debe orientar a los alumnos para que, a partir del problema planteado, puedan proponer una o más hipótesis que sea fac-tible confirmar o no. Éstas deben formularse lo más claramente posible, para que se llegue a comprender aquello que se propone que realicen. Las hipótesis deben reunir los siguientes requisitos:• Relacionarse con el problema objeto de investiga-

ción, así el alumno puede comprender y sentirse motivado para llevar a cabo su comprobación.

• Formularse en un lenguaje claro y concreto; pre-sentar los aspectos que se investigarán de manera explícita y clara, para comenzar a plantear el diseño experimental que posibilite su confirmación o no.

Los alumnos deben lograr, mediante su investigación, determinar si las hipótesis propuestas son confirma-das o no, a través de la realización de diseños experi-mentales.

Los docentes deben brindar a los alumnos estrategias para formular los objetivos de la investigación. Y una vez que los alumnos logran esto, los docentes deben guiarlos para que pueden plantear las preguntas deri-vadas del problema de investigación.

Es preciso que los alumnos justifiquen y fundamen-ten su investigación; para ello deben recopilar infor-mación que les permita confirmar, o no, las hipótesis.

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El modelo investigativo


En síntesis: no es el propósito que el docente resuelva la investigación, sino que brinde todas las herramientas posibles para que sus alumnos puedan llevarla a cabo. Los docentes deben dar a los educandos la posibilidad de que desarrollen sus propios diseños experimentales y que constaten su viabilidad, con el fi n de contrastar una misma hipótesis, comparando los resultados obtenidos en cada caso y analizando su coherencia.

Análisis de los resultados y conclusiones fi nales

Los alumnos tienen que ser capaces de poder desa-rrollar un análisis crítico de sus propios resultados. Éste debe centrarse en comprobar en qué medida se confi r-man o rechazan las hipótesis.

Se trata de que los alumnos comparen y analicen los resultados obtenidos por los distintos grupos me-diante los experimentos realizados en condiciones ri-gurosas. De esta manera se resalta el hecho de que no bastan los resultados de un único experimento para dar por confi rmada una hipótesis. Una vez completados el análisis de resultados y la exposición de las conclusiones, se plantea la posibilidad de nuevas vías de investigación, de nuevos problemas relacionados con el tema aunque no vayan a abordarse inmediatamente.

La cuestión principal es evitar que casi todas las prácticas se reduzcan al mero seguimiento estructurado de pasos por parte de los alumnos, sin la formulación de problemas, sin plantear hipótesis, sin permitir la pro-puesta de posibles diseños, que no posibilitan la familia-rización con la metodología científi ca.

Descripción de una experiencia A continuación se describirá un trabajo práctico expe-

rimental que tendrá lugar en el laboratorio, ámbito en el que el docente lleva a cabo una experiencia de aprendizaje tomando como referencia el modelo de enseñanza por investigación, incluyendo actividades que responden a la estrategia de resolución de problemas.

Inicialmente, el docente divide la clase en grupos de cuatro integrantes y comienza el trabajo.

Tema: Química inorgánica. Idea de investigación: Obtención de un compuesto a partir de otros. Problema: ¿Cómo se puede obtener en forma experimental cloruro de sodio?

Los distintos grupos suponen posibles hipótesis para el problema planteado. Por ejemplo: “de la reacción entre un ácido y un hidróxido”. Sobre la base de la hipótesis, los alum-nos fi jan los objetivos generales y es-pecífi cos de la experiencia y proponen preguntas de investigación. Objetivo general: Comprobar la reac-ción que se produce al combinar un áci-do con un hidróxido.Objetivos específi cos: Producir una reacción química en forma experi-mental para obtener cloruro de sodio. Reconocer, mediante indicadores, el carácter ácido, básico o neutro de los reactivos y productos que intervienen en la reacción.Preguntas: ¿Qué es un hidróxido y cómo se lo caracteriza? ¿Qué es un áci-do y cómo se lo caracteriza? ¿Qué ca-racterísticas posee el cloruro de sodio? ¿Qué ecuación representa la formación de una sal? ¿Para qué puede usarse la fenolftaleína?

Diseño experimental: Se realizan ex-periencias mediante las cuales se con-fi rma o se rechaza la hipótesis. Ade-más, se intenta responder algunas de las preguntas planteadas. El docente les proporciona a los alum-nos el instrumental de laboratorio ne-cesario para que trabajen experimen-talmente y obtengan datos para su posterior interpretación.

En síntesis: no es el propósito que el docente resuelva la investigación, sino que brinde todas las herramientas posibles para que sus alumnos puedan llevarla a cabo. Los docentes deben dar a los educandos la posibilidad de que desarrollen sus propios diseños experimentales y que constaten su viabilidad, con el fi n de contrastar una misma hipótesis, comparando los resultados obtenidos en cada caso y analizando su coherencia.

En síntesis: el propósito no es que el docente resuelva la investigación, sino que brinde todas las herramientas posibles para que sus alumnos puedan llevarla a cabo. Los docentes deben dar a los educandos la posibilidad de que desarro-llen sus propios diseños experimentales y de que constaten su viabilidad, con el fi n de contrastar una misma hipótesis, comparando los resulta-dos obtenidos en cada caso y analizando su co-herencia.

La cuestión principal es evitar que casi todas las prácticas se reduzcan al mero seguimiento estructurado de pasos por parte de los alumnos, sin la formulación de problemas, sin plantear hipótesis, sin permitir la pro-puesta de posibles diseños, que no posibilitan la familia-rización con la metodología científi ca.

La cuestión principal es evitar que casi todas las prácticas se reduzcan al mero seguimiento estructurado de pasos por parte de los alumnos, sin la formulación de problemas, sin plantear hipótesis, sin permitir la propuesta de posibles diseños, que no posibilitan la familiarización con la metodología científi ca.

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Los materiales que se requieren son: un tubo de ensayo; una gradilla; un gotero; un mechero de Bunsen; una tela metálica; una cápsula de Petri; fósforos; una balanza; una probeta; dos matraces de 250 ml; dos vasos de precipitado; dos varillas de vidrio; hidróxido de sodio; ácido clorhídrico concentrado; dos goteros; solución de fenolftaleína; agua destilada; marcador indeleble.

A modo de ejemplo, se sugiere el siguiente procedimiento:

Formación de la salUna vez preparados los reactivos, ambos grupos

se juntan para proceder de la siguiente manera: 1.º Llenar 1/3 del tubo de ensayo con solución de

hidróxido de sodio.2.º Agregar dos gotas de solución de fenolftaleí-

na. Observar y registrar lo que sucede.3.º Con el gotero, verter, gota por gota, la solu-

ción de ácido clorhídrico sobre la solución de hidróxido. Agitar cada vez. Dejar de agregar ácido cuando el color desaparezca.

4.º Colocar en la cápsula de Petri unas gotas de la solución obtenida.

5.º Mantener al fuego unos instantes, hasta obte-ner un residuo sólido: el cloruro de sodio.

A partir de las observaciones realizadas y de los

datos obtenidos, los alumnos podrán responder los siguientes interrogantes:

a) Para ustedes, ¿qué indica la desaparición del color?

b) ¿Cuáles son las ecuaciones de disociación del ácido clorhídrico y del hidróxido de sodio?

c) ¿Por qué se dice que lo que acaban de realizar es una reacción química de neutralización?

d) ¿Por qué fue necesario calentar la solución de la sustancia obtenida? ¿Qué nombre recibe la transformación física efectuada?

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Preparación de los reactivosMientras un grupo prepara una solución del hi-

dróxido de sodio, otro se ocupa de preparar una dilu-ción del ácido clorhídrico concentrado (recordemos que lo que se quiere preparar es cloruro de sodio).

Solución de hidróxido de sodio:1.º Pesar 5 g de granallas de hidróxido de sodio en

la balanza y colocarlas en un vaso de precipita-do (utilizar espátula, no tocar con las manos).

2.º Con la probeta, agregar lentamente 100 ml de agua destilada mientras se agita con la varilla.

3.º Una vez disueltas todas las granallas, trasvasar a un matraz y completar con agua hasta 250 ml.

4.º Rotular.

Solución de ácido clorhídrico diluida:1.º Con la probeta, colocar 150 ml de agua des-

tilada en un vaso de precipitado.2.º Agregar con mucho cuidado y muy lenta-

mente 22,5 ml de ácido clorhídrico, mientras se mezcla con una varilla.

3.º Esperar que se enfríe y trasvasar a un matraz.4.º Agregar agua hasta completar 250 ml.5.º Rotular.


Alfabetización científica y tecnológica (ACT)

En la actualidad, la sociedad enfrenta cambios verti-ginosos; por eso la escuela debe promover el desarrollo de competencias científicas y tecnológicas que les per-mitan a los futuros ciudadanos pensar los problemas que se le presentan a la sociedad, de manera reflexiva y crítica, para la toma de decisiones responsables con el fin de lograr el bien común.

Surge el siguiente interrogante: ¿Cuándo se considera que una persona se encuentra científicamente alfabeti-zada? Para responder esta pregunta se tomará lo expre-sado por Gérard Fourez, quien considera que el ciuda-dano está científicamente alfabetizado cuando:

Maneja los conceptos científicos articulados con los valores para una toma de decisiones responsable frente a los problemas que se presentan en su vida cotidiana.

Reconoce que la sociedad ejerce un control sobre las ciencias y la tecnología, y viceversa, por ejemplo, a través de las subvenciones que otorgan las organiza-ciones que forman parte de ella.

Puede delimitar cómo intervienen la ciencia y la tec-nología en el progreso del bienestar de los ciudada-nos.

Conoce las hipótesis, las teorías y los problemas prin-cipales que se plantea la ciencia y está en condicio-nes de utilizarlos cuando sea necesario.

Puede reconocer cómo la ciencia y la tecnología es-timulan el desarrollo intelectual.

Reconoce que la producción del saber científico de-viene de las investigaciones realizadas por los cientí-ficos.

Reconoce las diferencias entre el saber cotidiano y el saber científico.

Identifica el origen de la ciencia y reconoce que éste es probabilístico y provisorio.

Posee un saber y una experiencia que le permiten valorar la importancia de la investigación y del desa-rrollo tecnológico.

Reconoce las fuentes válidas de conocimientos a las cuales puede recurrir para la toma adecuada de de-cisiones responsables.

Reconoce el desarrollo de las ciencias y las tecnolo-gías en el devenir histórico. La alfabetización científico-tecnológica en la escue-

la se produce cuando se articulan tres dimensiones (las actitudes y los valores, las habilidades y los conceptos acerca de la Naturaleza), porque permite a los educan-dos desarrollar competencias para la indagación, el aná-lisis, la interpretación y la resolución de los problemas que se plantean a partir de la toma de decisiones res-ponsables.

La alfabetización científico-tecnológica en la escuela encuentra algunos obstáculos: la falta de actualización de los contenidos, que genera una fisura entre lo que se enseña en la escuela y lo que acontece en la vida co-tidiana, y la escasa motivación e interés por aprender ciencias.

Ciencia, tecnología y sociedad (CTS)

El enfoque CTS se origina con el fin de crear con-ciencia respecto de los efectos negativos que surgen a partir de la utilización de la ciencia y la tecnología sin contemplar el impacto que éstas causan en la sociedad. Para ello hacen falta instituciones que formen expertos para el desarrollo de políticas científico-tecnológicas y para su monitoreo y evaluación. Este movimiento supe-ra el enfoque ACT, porque hace especial hincapié en las necesidades sociales.

El propósito de este enfoque es conceptualizar más socialmente la enseñanza de las ciencias. La alfabetiza-ción científica se ha convertido en una necesidad para que todo ciudadano pueda desarrollarse satisfacto-riamente en la sociedad. Se basa en un enfoque inter-disciplinario y se caracteriza porque se incorporan a la enseñanza de las ciencias conceptos provenientes de la historia, la sociología y la filosofía de la ciencia.

La utilización de este enfoque en la enseñanza de las ciencias posibilita el desarrollo de la sensibilidad social en relación con los cambios científicos y tecnológicos; de esta manera se logra una regulación democrática de estos cambios.

Algunos de los obstáculos con los que se encuentra la enseñanza de la ciencia para el desarrollo de este en-foque en el ámbito educativo son:

La fragmentación del conocimiento, que deviene principalmente de una formación de grado y per-manente que se centra en lo disciplinar y que obs-taculiza la identificación de las interrelaciones entre las diferentes disciplinas que conforman el área de Ciencias naturales.

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Enfoques actuales para la enseñanza de las ciencias


Las creencias de los docentes respecto de la concep-ción de la ciencia y de los científi cos; por ejemplo, todavía se sostiene que la ciencia arriba a verdades absolutas y que es neutra.

Una escasa formación profesional adecuada para implementar los cambios que exige la enseñanza de las Ciencias naturales con una mirada social.

El carácter conservador del sistema educativo y de algunos docentes que resisten las innovaciones.

Los enfoques ACT y CTS están presentes en el libro desde su misma concepción. Algunas secciones, en particular, dan cuenta de ello:

En las aperturas de cada capítulo, una mirada lejana, o atrás en el tiempo, y su mirada cercana o actual para una problemática en particular. Una misma cuestión en diferentes contextos para entrar en tema.

Una sección especialmente dedicada a analizar aspectos generales y particulares relacionados con la estructura y las estrategias argumentativas comunes de distintas fuentes de comunicación científi ca. Incluye interesantes propuestas de actividades que promueven el desarrollo de ideas adecuadas sobre la ciencia y el conocimiento científi co.

Al fi nal de cada sección, “Nuestra gente”, una entrevista en la que un profesional nos cuenta su trabajo y nos permite reconocer y confi rmar que la producción del saber científi co deviene de las investigaciones realizadas por los científi cos.

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El enfoque CTS sostiene que para comprender la ciencia se requiere que los conocimientos sean opera-tivos en los contextos sociales, y esto se logra a través del desarrollo de conductas que se sustentan en cono-cimientos, procedimientos y actitudes coherentes con el enfoque, que resalta la necesidad de enseñar ciencias desde un punto de vista social.


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Solucionario Capítulo 1

El lenguaje de la químicaPágina 11 1. a) Esta respuesta promueve el debate y la refl exión. En términos ge-

nerales, se espera que los alumnos comprendan que el desarrollo de la actividad científi ca sirve no solo para comprender los fenómenos que ocurren en la Naturaleza sino también para lograr mejores y más estables condiciones de vida para la población. Esto puede consistir en hallar medios para la cura de enfermedades, obtener adelantos tecno-lógicos que favorezcan los procesos productivos de un país, etcétera.

b) Desde ya que sí, el conocimiento científi co es acumulable, un nuevo conocimiento se basa en otros anteriores (recordemos que todas las explicaciones científi cas son provisorias y perfectibles). Por ejemplo, el estudio específi co que realizó el Dr. Leloir sobre el

metabolismo de los hidratos de carbono no hubiera sido posible si alguien antes no hubiera descubierto las características del hígado, de la glucosa, de la insulina y de muchísimos procesos involucrados en estos temas. Asimismo, las investigaciones del Dr. Leloir segura-mente resultaron el puntapié inicial para muchas otras.

c) En general, el propósito de los hombres y mujeres de ciencia es contribuir al bienestar de la humanidad. Sin embargo, ciertos descubrimientos científi cos pueden ser utilizados con fi nes ne-fastos para el hombre. Un ejemplo es la energía nuclear que, si bien tiene múltiples usos pacífi cos, puede emplearse para cons-truir una bomba atómica (de hecho, así se hizo).

Página 15 2. a) Respecto de la preparación de una limonada, podría pen-

sarse qué componentes tiene el limón para ser ácido, por qué el azúcar se disuelve en agua, si será lo mismo revolver con la cuchara que no hacerlo, si tendrá que ver la temperatura del agua en la disolución del azúcar, etcétera.

b) Al leer la etiqueta de una prenda puede verse, por ejemplo, la composición química de las fibras con las que está confec-

cionada; las leyendas “no usar lavandina” o “no planchar” dan cuenta de algunas propiedades físicas y químicas del material con que está hecha la prenda.

c) Aquí podemos pensar en la composición química del ali-mento que está comiendo el perro y en las transformaciones físicas y químicas que ocurren con el alimento durante la di-gestión.

Página 19 3. a) Una especie química (sustancia pura o mezcla de sustancias)

que impide el desarrollo de gérmenes en un material vivo, por ejemplo, la piel. Se oponen a su sepsis o putrefacción. En general, tienen baja actividad tóxica sobre los tejidos vivos en los que se aplican.

b) Antiguamente, el más utilizado era el cloruro de mercurio. En la actualidad se usa el thimerosal (etil mercurio thiosalicilato de sodio), conocido comercialmente como Merthiolate.

c) El cloruro de mercurio (II), conocido antiguamente como “su-blimato” porque sublimaba a temperaturas bastante bajas, dejó de usarse porque era sumamente tóxico. Sus vapores producían serias afecciones respiratorias, entre otros daños.

d) Si bien todas las aleaciones del mercurio con otros metales (oro, plata, platino, uranio, cobre, plomo, sodio y potasio) reci-

ben el nombre de amalgamas, las amalgamas dentales son de plata-estaño-mercurio.

e) El óxido de mercurio (II) y el sulfuro de mercurio (II) se em-plean en la fabricación de pinturas.

f) El mercurio metálico se utiliza para la fabricación de termómetros, barómetros, tubos fl uorescentes, lámparas de mercurio, interrupto-res automáticos para sistemas de refrigeración, entre otros usos. El cloruro de mercurio se usa como conservante de tejidos y catali-zador químico. Los óxidos sirven para hacer baterías secas de larga duración. Las sales oxomercúricas, como el sulfonato de mercurio, se emplean como catalizadores en la síntesis de ácido acético, cloruro de vinilo y metilestireno. El nitrato ácido de mercurio, para taxidermia y tratamientos especiales de pieles. El fulminato de mercurio es deto-nante de cartuchos, fácilmente absorbible y un cáustico irritante.

Páginas 22-23 4. a) El “camino” lógico o deductivo se basa en la utilización del pen-

samiento para deducir y analizar algo; de esta manera es posible hallar los principios o leyes que rigen el Universo a partir de otros conocidos. El “camino” empírico o inductivo, en cambio, intenta una explicación del fenómeno mediante su exploración directa. Se basa en la observación y la experimentación. Permite descubrir consecuencias desconocidas de una ley o principio conocido.

b) Datos son los que se obtienen por observación directa o mediante la experimentación. Pueden ser datos cualitativos

(cambio de color, burbujeo, aparición de una nueva sustancia) o cuantitativos (variación de la temperatura, cantidad de sólido for-mado, volumen obtenido de un líquido). Evidencias son los datos procesados mediante la realización de gráfi cos, tablas, cálculos y todo lo que sirva para organizarlos.

c) La observación siempre es voluntaria e intencional; tiene como fi n el conocimiento del objeto que se observa. Permite la captación inmediata del objeto, el entorno en que se encuentra y las relaciones que se establecen entre ambos. La observación


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científica tiene la intención de recolectar información en forma sistematizada, válida y confiable. De esta manera, algunos datos pueden convertirse en evidencias.

d) Una hipótesis es una explicación provisoria que intenta res-ponder un interrogante o resolver un problema. Una comproba-ción permite corroborar o no una hipótesis planteada.

e) La analogía trata de encontrar similitud entre algo nuevo o desco-nocido con algo conocido, algo que te resulte familiar. En ese caso, es altamente probable que se pueda inferir alguna característica del objeto desconocido. El modelo crea una abstracción que tiene por objetivo explicar la realidad. Sustituye al objeto de investigación.

5. Estas respuestas son de elaboración personal, pero para orientar a los alumnos podemos tener en cuenta las siguientes premisas:

a) Se refiere a que el “motor” que promueve la investigación científica es la curiosidad y no la obtención de resultados o con-clusiones (que siempre son provisorias).

b) Se refiere al trabajo cooperativo entre científicos y también al hecho de que la labor de uno o varios científicos se basa siempre en la de otros.

c) A medida que la ciencia avanza con sus descubrimientos es posi-ble pensar que puede explicar cada vez más fenómenos naturales.

d) Cuantas más relaciones puedan establecerse entre las diferen-tes disciplinas (las ciencias naturales, por ejemplo), más sencillo resultará explicar un fenómeno natural.

e) Observar con atención y utilizar deducciones lógicas son cla-ve en el proceder científico.

f) No es que a Newton, al ver caer una manzana se le ocurriera el tema de la gravedad: éste estaba rondando en su cabeza y la observa-ción de la manzana fue clave para que encontrara una explicación.

g) La ciencia solo aporta explicaciones provisionales y perfectibles. 6.

a) A L Q U I M I A

b) C O M B U S T I Ó N

c) I A T R O Q U Í M I C A

d) D E M Ó C R I T O

e) F L O G I S T O

f) P A R A C E L S O

g) D A L T O N

c) Disciplina surgida en los siglos xvi y xvii, encargada de utilizar productos químicos en las prácticas médicas.

g) Científico nacido en 1766 que, a la luz de las leyes ponderales de la materia, enunció la teoría atómica.

7. La presencia de “datos químicos” en los productos de uso coti-diano es mucho más habitual que lo que pensamos. Ese listado permitirá orientar aun más la investigación:• Composición química de los alimentos. • Composición química de los medicamentos. • Composición química de los productos de limpieza. • Composición química de los cosméticos. • Composición química de las fibras textiles de una prenda. • Leyendas especiales de algunos alimentos, por ejemplo: 0% de

grasas, homogeneizado, libre de colesterol, sin azúcar.• Recomendaciones de uso de algunos productos de limpieza,

por ejemplo, lavandina. • Términos especiales en algunas etiquetas, por ejemplo, biode-

gradable. 8. Esta pregunta requiere una elaboración personal, pero la idea es

que los alumnos comprendan que en una red de conceptos se señalan las cosas más importantes de un tema. Al “poner” estos conceptos en palabras puede agregarse cualquier detalle que re-sulte complementario.

9. a) Sí, porque la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos de la reacción.

b) Si en la reacción se produjera un gas, se perdería. Éste no es el caso pero, por ejemplo, podría haberse evaporado parte del agua que sirve como medio a la reacción. Entonces, la masa de los reactivos no sería igual que la de los productos y podríamos pensar que no se cumple la ley de conservación de la masa, cosa que no es así.

Capítulo 2Química experimentalPágina 25 1. a) Ambos dispositivos (el alambique y el destilador) sirven para

destilar o separar un líquido de una mezcla mediante la vapori-zación y posterior condensación de ese líquido.

El destilador de vidrio y el de acero inoxidable tienen diferencias en lo que respecta al diseño, pero no en cuanto al fundamento de funcionamiento. Entre las diferencias podemos mencionar el material con que están hechos, la forma en que se produce el calentamiento y el suministro de agua.

b) En el destilador de vidrio, el recipiente donde se coloca la mezcla es un balón de vidrio, mientras que en el destilador de

hongo, se trata de un recipiente de acero inoxidable en el que entra permanentemente agua.

c) El alambique se calentaba, por lo general, con leña; el desti-lador, con un mechero de Bunsen; y el destilador eléctrico, con una resistencia eléctrica.

d) La respuesta de esta última pregunta es personal. El principal detalle que hay que cuidar respecto del uso de un destilador es evitar que el recipiente donde se coloca la muestra se seque.

2. Esta pregunta requiere una indagación personal y tiende a eva-luar ideas previas.


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Página 26 ¿Hay un extinguidor…? Esta pregunta tiene como finalidad familiarizar a los alumnos con los dispositivos de seguridad del establecimiento escolar.

Página 27 3. Esta actividad pondrá de manifiesto las posibles falencias del

laboratorio escolar. Será entonces el docente el que evaluará previamente la conveniencia de realizarla o no (aunque es muy recomendable que sea así).

Página 30 ¿Preparaste alguna vez…? Esta actividad tiene como objetivo familiarizar al alumno con los procedimientos meticulosos que, en general, se siguen cuando se realiza un experimento. Al describir el “paso a paso”, y al intentar leerlo y reproducirlo, se hace evidente si la secuencia propuesta fue correcta o no.

Página 32 ¿Usaste alguna vez una balanza…? Esta pregunta indaga conocimientos previos y vivencias cotidianas y apela al sentido común: la elección de recipientes adecuados para realizar una pesada dependerá de la naturaleza de los materiales que se van a pesar. En este caso (líquidos o sólidos pulverizados), hay que usar recipientes de vidrio o de plástico.

Página 35 Antes de seguir leyendo… El ámbito de la cocina es quizá, dentro del entorno cotidiano de los alumnos, el que más se parece a un la-boratorio, por lo menos en cuanto a seguridad. La idea es, entonces, indagar estos saberes previos. 4. A la hora de cursar esta materia y transitar los laboratorios de

química los alumnos adolescentes están en plena rebeldía y se

“ponen en contra”, muchas veces sin razón. Por eso esta activi-dad tiene por objetivo que ellos mismos se den cuenta de las situaciones peligrosas que pueden ocurrir en el laboratorio y la forma de prevenirlas.

5. Esta pregunta metacognitiva tiene el mismo sentido que la ante-rior: concientizar desde la reflexión y no desde la imposición.

Páginas 36-37 6. a) Un tubo de ensayo. b) Un cristalizador. c) Una pipeta de 10 ml. d) Un erlenmeyer. e) Una bureta.7. a) Colocar con una pipeta 1 ml de agua en el tubo de ensayo.

Sosteniendo el tubo con una pinza de madera y apuntando su boca hacia el lado contrario de la cara, calentar sobre un meche-ro de Bunsen directamente (sin trípode ni tela metálica).

b) Verter la mezcla en un cristalizador y colocarlo sobre una tela metálica apoyada en un trípode. Calentar suavemente con el mechero de Bunsen hasta que se evapore todo el líquido y queden los cristales. Evitar el sobrecalentamiento.

c) Trasvasar un poquito de alcohol del envase original a un vasito de precipitado (para evitar la contaminación de la droga). Pipetear desde allí con una propipeta, como se indica en la página 35 del libro del alumno. Verter el contenido de la pipeta en el erlenmeyer, dejando escurrir por las paredes para evitar salpicaduras.

d) Depende del líquido y del sólido en cuestión. En general, se recomienda colocar el sólido en el erlenmeyer y agregar con la probeta el líquido a medida que se agita. No acercar la cara a la boca del erlenmeyer.

e) Para cargar la bureta, primero es necesario sostenerla firmemente en el soporte correspondiente. Luego se cargará por la parte superior con la ayuda de un embudo, teniendo la precaución de controlar que el robinete se encuentre cerrado. Finalmente, se descargará por el vástago hasta el enrase superior, descartando el líquido excedente. Una vez realizada esta operación, se podrá comenzar la descarga

gota a gota sobre una muestra. Colocar una mano “abrazando” el robinete y con la otra, agitar el recipiente que recibe el líquido.

8. a) Lo más probable es que no sean exactamente iguales. b) Como las mediciones se realizan con pulgares y pies de ado-

lescentes, es probable que se encuentren algunas diferencias respecto de las mediciones en adultos. Además, pueden estable-cerse diferencias entre varones y mujeres.

9. a) Una báscula o balanza para camiones. b) Una balanza de cocina o una jarra graduada en ese ingrediente. c) Una jarra graduada para líquidos. d) Un timer o cronómetro. e) Un termómetro corporal. f) Un metro de madera, una cinta métrica o un centímetro de

costurera. g) Los mismos instrumentos que en f), porque luego de tomar

las dimensiones de la habitación se calcula el volumen (habría que descontarle el que ocupan los muebles, si los hay).

h) Un cronómetro. 10. a) Un material no inflamable y resistente a la corrosión, por

ejemplo, cerámica o baldosas de granito. b) Para que no queden acumuladas sustancias tóxicas en el desagote. c) Sobre una mesada firme y bien nivelada, en un lugar reparado

de las corrientes de aire y del paso de la gente. d) Lo ideal es hacerlos reaccionar con alguna sustancia y obtener

productos de la reacción poco corrosivos o tóxicos. Por ejemplo, si tenemos que descartar un ácido, podemos combinarlo con una base o álcali. De esta manera se obtiene una sal que no es tóxica ni corrosiva.


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22

e) Un extinguidor de incendios, un botiquín, una campana para trabajar con gases tóxicos, la señalización adecuada, buena ilu-minación y ventilación y algunos elementos de seguridad perso-nal, como anteojos protectores.

f) Ambos sirven para mantener las drogas y el instrumental de laboratorio ordenado y fuera de las mesadas (donde debe estar estrictamente lo que se va a usar).

g) Droguero. Para su organización, conviene guardar las drogas en los estantes ordenadas alfabéticamente, salvo los ácidos, que se ubican en el estante inferior.

h) Lo conveniente es hacer una ficha por droga en la que se ano-ten su nombre, sus características y la cantidad estimada de cada una de ellas. Luego estas fichas se guardan por orden alfabético.

11.

El valor de una magnitud

La masa El volumen

Comparación

Magnitud desconocida y la conocida o unidad de medida

La medición

Proceso

es uncon el que se determina

con el cual se realiza una

de la como

La balanza Instrumental volumétrico

que se miden con

12. a) Por diferencia entre la “canastita” vacía y la que tiene azúcar. b) Para evitar el error en la pesada, porque una vez que se pone

azúcar pueden quedar restos en la “canastita” y el peso registrado no sería el del recipiente vacío.

c) Un recipiente de vidrio. 13. a) Esta respuesta es variable, pero la idea es que se den cuenta de

que los materiales oleosos y aquellos sólidos que permanecen mu-cho tiempo “pegados” en los tubos son los más difíciles de limpiar.

b) La mezcla sulfocrómica es una solución que se obtiene disol-viendo 3 g de dicromato de potasio en 100 ml de ácido sulfúrico concentrado. Para decidir si se usa esta mezcla en la limpieza de un material (luego de haberlo hecho de la manera relatada en la expe-riencia) puede realizarse la siguiente prueba: secar el recipiente por fuera y llenarlo con agua hasta los bordes; luego, dejarlo escurrir lentamente. Si el agua escurre en forma continua por su superficie interior, sin dejar gotas aisladas, el lavado ha sido correcto.

Capítulo 3¿Qué es la materia?Página 43 1. a) Una de las primeras ideas fue la de Tales de Mileto, quien

sostenía que toda la materia era fundamentalmente agua. Luego, Empédocles propuso que la materia estaba formada no solo por agua sino también por aire, fuego y tierra.

b) Porque sostenía que toda la materia estaba formada por agua, tierra, fuego y aire, y que sus propiedades se relacionaban estre-chamente con las proporciones de estos elementos.

c) Significa que es discontinua. Así, un papel puede dividirse en infinitos pedazos, un gas se expande en el espacio de que dispo-ne, un líquido fluye. Si la materia fuera continua, sería muy difícil explicar estos fenómenos.

d) En realidad eran matemáticos. Y fue precisamente la cuanti-ficación de la materia lo que abrió el camino de la química mo-derna.

e) Este enunciado (conocido como ley de conservación de la masa) fue hecho por Lavoisier a fines del siglo xviii. Sirvió para terminar con muchas ideas erróneas, como la teoría del flogisto, en las cuales se afirmaba que la materia “desaparecía”. Permitió es-tablecer que la materia en la naturaleza siempre cumple un ciclo, ya esté formando parte de objetos inanimados o de seres vivos.

f) Con esta pregunta se espera mínimamente que los alumnos contesten que la materia está formada por átomos.

Página 44 ¿Estás de acuerdo con…? La idea de esta pregunta es que los alumnos comiencen a comprender que todo el Universo, incluso nosotros mismos, es materia y energía.

Página 45 2. a) Color, textura, punto de fusión (en realidad, la madera antes

de fundirse se quema), densidad, flotabilidad, reacción con el oxígeno y con los ácidos.

b) Color, densidad, punto de ebullición, viscosidad, reacción con sustancias ácidas.

c) Estado de agregación, punto de fusión, reacción con oxígeno. d) Índice de refracción, punto de fusión, densidad.

Página 49 Para vos, ¿Leucipo y…? Sí, tenían razón, la materia es discontinua y está formada por átomos. Sus predicciones coincidieron con la definición actual de materia. El error fue haber pensado que los átomos eran indivisibles e indestructibles, hecho que no es así (el átomo está formado por partículas subatómicas).


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Página 53 3. a) En 9 g hay 3,01 . 1023 moléculas. En 36 g, 12,04 . 1023 moléculas. b) Un mol de agua. c) 64 g. Hay 12,04 . 1023 moléculas.

Páginas 54-57 4. El último gráfico, abajo a la derecha. La densidad no varía con la

masa. 5. a) No, a temperatura ambiente el cloro es gaseoso. Lo que venden

es una solución de hipoclorito de sodio, o hipoclorito sólido. b) Yodo: sólido; benceno: sólido; bromo: sólido; amoníaco: líquido. c) No, porque a 4.000 ºC el tungsteno estaría fundido. d) Podemos afirmar que las llamas superaron los 1.064 ºC pero

no alcanzaron los 2.054 ºC. e) 38 ºC bajo cero, porque a 39 ºC solidifica. f) Aluminio: sólido; agua: líquido; bromo: líquido; mercurio: líqui-

do; etanol: líquido; nitrógeno: gaseoso. 6. a) Mezcla. e) Sustancia simple. b) Sustancia compuesta. f) Sustancia compuesta. c) Sustancia simple. g) Mezcla. d) Mezcla. h) Sustancia simple. 7. Es a la inversa, A es una sustancia y B, una mezcla (porque cada

meseta indica el cambio de estado para cada sustancia). 8. a) Seis: cloruro de amonio, amoníaco, cloruro de hidrógeno, ni-

trógeno, hidrógeno y cloro. b) Simples: nitrógeno, hidrógeno y cloro; compuestas: cloruro de

amonio, amoníaco y cloruro de hidrógeno.9. 1) Sustancia compuesta. 2) Sustancia simple. 3) Sustancia simple. 4) Sustancia compuesta. 5) Mezcla de dos sustancias simples. 6) Mezcla de dos sustancias simples y de una compuesta. 7) Mezcla de dos sustancias simples formadas por el mismo ele-

mento (dos alótropos). 8) Mezcla de dos sustancias compuestas. 10. a) En el primer caso se produce una transformación física, es

decir, el hidrógeno se mezcla con los otros componentes del aire. En el segundo, en cambio, hay una combinación del hidrógeno y el oxígeno del aire. Se produjo una transformación química.

b) En a, los componentes de la mezcla conservan sus propieda-des. En b, los componentes pierden sus propiedades anteriores como consecuencia de una transformación química.

11. a) F; b) F; c) F; d) Q; e) Q; f) Q; g) F; h) F; i) Q; j) Q; k) Q. 12. a) El sistema es cerrado, porque no permite el intercambio de

materia entre el medio interno y el exterior. b) Puede preverse que la masa final es igual a la inicial. c) En la ley de la conservación de la masa, enunciada por Lavoisier.

Dice que en un sistema cerrado, la masa final después de ocurrir una reacción química es igual a la masa inicial; la cantidad total de materia se conserva.

13. a)

Amoníaco → Nitrógeno + Hidrógeno

17 g 14 g 3 g

34 g 28 g 6 g

51 g 42 g 9 g

b) Masa de nitrógeno / Masa de hidrógeno = 14 g / 3 g = 28 g / 6 g = 42 g / 9 g. 14. a) El valor de x, que es 1 g, puede ser determinado empleando la

ley de conservación de la masa. b)

Metano → Carbono + Hidrógeno

4 g 3 g 1 g

8 g 6 g 2 g

12 g 9 g 3 g

16 g 12 g 4 g

20 g 15 g 5 g

100 g 75 g 25 g

c) En 100 g de metano hay 75 g de carbono y 25 g de hidrógeno. Por lo tanto, en el metano hay 75% de carbono y 25% de hidrógeno.

15. Se forman 40 g de hidrógeno. 16. A la ley de las proporciones múltiples. En el primer caso, se trata

del dióxido de azufre (SO2) y en el segundo, del trióxido de azu-

fre (SO3).

17. Se requieren 279 g de carbono. 18. Se pueden formar 98 g de monóxido de carbono. 19. a) 1,56 mol de HNO

3. c) 0,036 mol de Pb(NO

3)

2.

b) 0,06 mol de FeSO4. d) 0,047 mol de CaBr

2.

20. a) 0,005 mol de MnO2 = 0,435 g.

b) 1,12 mol de CaH2 = 47,04 g.

c) 0,25 mol de C2H

12O

6 = 33 g.

d) 4,61 mol de AlCl3 = 612,7 g.

21. a) Verdadera. e) Falsa. b) Falsa. f) Verdadera. c) Verdadera. g) Falsa. d) Falsa.22.

Químicos Físicos Intensivas Extensivas

Mezclas

Homogéneas Heterogéneas

Sustancias

CompuestasSimples

La materiatiene propiedadespuede sufrir

cambios

se clasifica en

que pueden ser que pueden ser

23. a) Un valor de densidad intermedio. b) Porque la densidad del líquido aumenta, y su empuje también. c) Sí, es directamente proporcional.


Capítulo 4Los modelos atómicos y la radiactividadPágina 59 1. a) No. b) Los alquimistas abandonaron las especulaciones y entraron

a sus laboratorios para experimentar. Obtuvieron respuestas a preguntas que no se habían planteado, llegaron a descubrir pro-cesos y sustancias mucho más importantes que el oro para la humanidad. Finalmente, la alquimia derivó en la química.

c) Sí, mediante procesos de radiactividad inducida o artificial lo-graron transmutar un elemento en otro.

d) Descubrieron el polonio. e) En la industria en general como trazadores, para prolongar la

vida de un alimento, en las radiografías industriales; en medicina como fuente de energía, para las radiografías, para los tratamien-tos oncológicos.

Página 61 ¿Cómo se llama la especialidad…? Radiología.

Página 62 ¿Te animás a calcular…? 9,11 . 10-28 g.

Página 64 ¿Cuál es el número atómico…? Protio: Z = 1; A = 1. Deuterio: Z = 1; A = 2. Tritio: Z = 1; A = 3.

2.

CH3

C2H5

CH3

CH3Br

Pág 25

Pág 27

Pág. 35

b) d) e) g) h)f )7.

13. c)

La fórmula del modelo para mí está OK

Hay que agregarle

las referencias, en

el modelo no se ven

147 X y 16

7 X son isótopos del mismo elemento, nitrógeno.

Página 65 3. Ar

Cl = (34,9688 . 75,77 + 36,9659 . 24,23) / 100 = 35,453.

Página 66 4.

Radiación Masa Penetración Carga

α 4 uma Baja 2+

β 0 Más penetrante 1-

γ 0 Máxima 0

Página 68 Nombrá los ejemplos de transformación… Cuando se habla del matrimonio Joliot-Curie se menciona que bombardeaban átomos de aluminio con partículas α y obtenían fósforo 30. También cuando se habla de la radiactividad se menciona la desintegración natural y, al mencionar el uso de los radioisótopos, hace referencia a la transmutación nuclear.

Página 71 5. Hay ocho combinaciones posibles. Si n = 2, l puede valer 0 o 1

(dos valores). Si l = 0, m = 0 con dos valores posibles para el spin. Si l = 1, m puede ser -1, 0, +1 (seis valores si se considera el valor del spin).

6. Para el silicio: [Ne] 3s23p2; para el azufre: [Ne] 3s23p4.

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147 X 12

6 X 16

7 X 16

8 X


Páginas 72-75 7. a) F. Demócrito afirmó lo contrario. b) V. c) F. Los rayos catódicos están formados por electrones. d) F. El tema de las cargas era verdadero y sus estudios fueron

valiosos. e) V. f) F. Los isótopos tienen propiedades muy similares. g) V. h) F. Pueden producir peligrosísimas explosiones, además de la con-

taminación por radiación que se origina no solo cuando ocurren explosiones sino por exposición indebida.

i) F. Se llenan por orden de energía creciente.8. a) R; b) T; c) R; d) B; e) R; f) T; g) B. 9. Los electrones dentro de los átomos son capaces de pasar de un

nivel estable a otro de mayor energía cuando se les entrega esta energía en forma de calor, bombardeo de electrones, reacciones químicas que generan calor, etc. Luego, cuando vuelve a su nivel original, libera energía en forma de radiación electromagnética de color característico que depende de los átomos involucrados.

10. a) Se utilizan radiaciones gamma para realizar exámenes inter-nos de piezas industriales no destructivos. Permiten detectar fallas de fabricación, grietas, etcétera.

b) Fuente de energía. c) Se obtiene energía a partir de procesos de fisión nuclear usan-

do como combustible isótopos radiactivos. d) Se mide la desintegración del carbono 14 remanente, ya que

los organismos vivos incorporan carbono durante toda su vida. 11. a) No. b) Sí. c) A

A = 21; A

B = 20.

d) ZC = 11; Z

D = 10.

12. a) 47. b) 47. c) 47. d) Plata.13. Hidrógeno = 1,008 uma; boro =10,81 uma; sodio = 22,9898 uma;

estroncio = 87,62 uma.14. a) 239

94Pu → 235

92U + 4

2He

b) 146C → 14

7U + 0

-1e

15. a) 23892

U → 23490

Th + 42He

b) 23491

Pa → 23492

U + 0-1e

16. Si se emiten ambas deben contar por lo menos con una protec-ción de aluminio que detendrá ambas radiaciones.

17. a) Desde el punto de vista biológico, los rayos X pueden produ-cir efectos inmediatos sobre las personas como consecuencia de la muerte celular provocada por alteraciones en el ADN o bien que dichas alteraciones se transmitan a las generaciones futuras. Las radiaciones ionizantes pueden lesionar el organismo en su conjunto, y el daño depende de las dosis y de la parte del orga-nismo irradiada, ya que cada tipo de tejido tendrá una respuesta diferente. Si una mujer embarazada se expone a radiaciones io-nizantes, el feto correrá riesgos que van desde anomalías congé-nitas hasta la muerte.

b) La piel es la primera barrera que pone el organismo a las radia-ciones ionizantes. Las personas que deben exponerse en forma continuada a dichas radiaciones deberán protegerse con una

pared de concreto o de plomo cuyo espesor dependerá de la energía de la fuente.

18. Para calcular esto, se considera la actividad residual que corres-ponde a la situación: pasaron dos vidas medias, por lo que su edad es de 11.460 años.

19. La muestra tiene 11.460 años, ya que la actividad del carbono 14 se redujo a un 25%, o sea que transcurrieron dos vidas medias.

20. 26 segundos.21. a) Los neutrones. b) x = 3. c) Sí, porque se producen más neutrones que los empleados en

la reacción. d) Sí, en el Sol. e) No, porque se requiere muchísima energía para iniciarla.22. a) Es limpia y eficiente. b) En lugares aislados y cercanos a cursos de agua. c) Las materias primas son caras y existe riesgo de accidentes. d) Principales accidentes ocurridos en centrales nucleares por

orden cronológico (fuente: es.wikipedia.org):• Canadá, 12 de diciembre de 1952. El primer accidente nuclear

serio ocurre en el reactor nuclear NRX de Chalk River.• Canadá, 24 de mayo de 1958. Accidente en el reactor NRU, de

nuevo en Chalk River.• Estados Unidos, 24 de julio de 1964. Accidente en las instala-

ciones de Wood River Junction, Charlestown, Rhode Island.• Estados Unidos, 5 de octubre de 1966. Accidente en el reactor

de la Central Nuclear Enrico Fermi.• Gran Bretaña, mayo de 1967. Accidente en la central nuclear de

Chapelcross, Dumfries and Galloway, Escocia. • Checoslovaquia, 22 de febrero de 1977. Accidente en la central

nuclear de Jaslovske Bohunice.• Japón, 1981. Obreros accidentados por recibir una dosis alta

de radiación durante las reparaciones de la central nuclear de Tsurunga.

• Estados Unidos, 25 de enero de 1982. Accidente en la central nuclear de Rochester, Nueva York.

• Argentina, 23 de septiembre de 1983. Muere un operario al re-cibir una fuerte radiación en un reactor experimental.

• Unión Soviética, 26 de abril de 1986. Ocurre el peor accidente nuclear de la historia en la central de Chernobyl, cerca de Kiev, Ucrania.

• Alemania, 4 de mayo de 1986. Accidente en un reactor THTR-300 de gas a alta temperatura, localizado en Hamm-Uentrop.

• RDA, 1989. Accidente en la central de Greifswald.• España, 19 de octubre de 1989. Accidente en la central nuclear

de Vandellós, cerca de Tarragona.• Japón, 30 de septiembre de 1999. Accidente en la central de

reprocesado de uranio en Tokai-mura, prefectura de Ibaraki, al noreste de Tokio.

• Estados Unidos, 15 de febrero de 2000. Accidente en la central nuclear de Indian Point, en Buchanan, Nueva York.

• Japón, 9 de febrero de 2002. Incendio en la central nuclear de Onagawa, prefectura de Miyagi.

• Gran Bretaña, septiembre de 2005. Cierre de la central de Dounreay después de un vertido de residuos radiactivos.

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23. Respuesta abierta.24. a) Los rayos gamma son más penetrantes que los X, por lo que

pueden usarse para irradiar objetos más grandes o densos. b) Respuesta abierta. Se recomienda leer con los alumnos la en-

trevista de la sección que habla sobre este tema. c) Respuesta abierta. Vale la misma recomendación que para el

ítem b.25.

Neutrones Protones Electrones

Magnético SpinSecundarioPrincipal

Modelo mecánico cuántico del átomoestá formado por

representan el o la

que son el

Núcleo Nube electrónica con contiene

se disponen según una

Configuración electrónicadeterminada por

Números cuánticos

Nivel de energía

Subnivel de energía

Orientación espacial de los

orbitales

Sentido del giro del

electrón

26.

Nivel de energía Zonas difusas

El número cuántico secundarioindica describe la forma de los

El subnivel Orbitalesdentro del que son

con

Formas definidasterminada por

Electrones Las letras s, p, d y f

donde hay

27. a) Las diferencias son la cantidad de neutrones y su estabilidad. La semejanza es que los tres poseen la misma cantidad de protones.

b) Porque en un átomo neutro el número de protones y electro-nes debe coincidir.

c) Partícula alfa. 28. a) Número de desintegraciones en función de tiempo (o de ve-

ces que ocurren las desintegraciones). b) La idea es que el gráfico obtenido por los alumnos sea similar

a uno de desintegración “de verdad” similar a éste:

CH3

C2H5

CH3

CH3Br

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Pág. 35

b) d) e) g) h)f )7.

13. c)


Hay que agregarle

las referencias, en

el modelo no se ven

c) Sí, es más representantivo porque, estadísticamente, cuantas más muestras se tengan, menos error se comete en las determi-naciones.

Capítulo 5Los elementos químicos y la tabla periódicaPágina 77 1. a) Elemento: el componente de toda sustancia simple, sus varie-

dades alotrópicas y las sustancias compuestas en las que inter-viene. La IUPAC define elemento como integrado por átomos de igual número atómico.

b) Aleaciones. c) Al número atómico. d) La estabilidad. e) Una diferencia es que el ununquadium es sintético y el cobre

es un elemento que se encuentra en la naturaleza.

Página 80 Si por cada tipo de óxido… Ocho.

Desintegraciones (N)

N0

N0

2

t1/2 Tiempo (t)


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Página 81 2. La idea de que en la tabla todavía había que ubicar elementos desconocidos hasta ese momento. Mendeleiev predijo, acerca de ellos, sus

propiedades y su ubicación en la tabla.

Página 83 Mendeleiev predecía en sus… Sin conocer la estructura del átomo, Mendeleiev estaba diciendo que ésta es la que determina las propiedades de los elementos químicos. Hoy ya sabemos que el ordenamiento periódico de los elementos en la tabla se debe a la configuración electrónica de sus átomos y que los responsables de prácticamente todo el comportamiento de éstos son los electrones periféricos.

Página 84 ¿Cuál es el elemento representativo…? El helio, que presenta dos electrones en su último nivel pero está ubicado en el grupo 18 de los gases nobles y no en el 2.

Página 87 ¿Cómo será la afinidad electrónica...? Alta.

Página 91 Averiguá qué materiales se utilizan…? Por ejemplo, silicio o germanio, dos metaloides que tienen propiedades semiconductoras.

Páginas 92-95 3. a) Döbereiner. b) Newlands. c) Moseley. d) Mendeleiev.4. a) Cuatro. Argón, helio y neón. Bromo, cloro y flúor. Litio, potasio

y sodio. Bario, calcio y magnesio. b) De acuerdo con su reactividad química, los elementos dan el

mismo tipo de compuestos cuando se combinan con el hidró-geno, el cloro o el oxígeno o, directamente, no se combinan con ninguno de ellos (gases nobles).

c) Dan óxidos del tipo R2O e hidruros del tipo RH, donde R es

cualquiera de los metales alcalinos. d) Dan óxidos del tipo RO o hidruros del tipo RH

2, donde R es

cualquiera de los metales alcalino térreos. e) Mendeleiev, cuando encontró que se formaban ocho grupos

diferentes de óxidos y, a partir de esto, dedujo que debía haber ocho grupos o familias diferentes de elementos.

f) Grupo 18: argón, helio y neón. Grupo 17: bromo, cloro y flúor. Grupo 1: litio, potasio y sodio. Grupo 2: bario, calcio y magnesio.

5. a) Si el primero tiene cuatro niveles de energía, pertenece al pe-ríodo 4, y por tener dos electrones en el último nivel, correspon-de al grupo 2 o IIA. El segundo elemento pertenece al período 3 porque tiene tres niveles de energía, y al grupo 15 o VA porque tiene cinco electrones en el último nivel.

b) El primero es el calcio y el segundo, el fósforo. c) El calcio pertenece a la familia de los metales alcalino térreos

y el fósforo, a la familia del nitrógeno.6. a) Flúor, oxígeno, cloro, selenio, antimonio, hierro, galio, magne-

sio y potasio. b) Potasio, magnesio, hierro, galio, antimonio, selenio, oxígeno,

cloro y flúor. c) Flúor, oxígeno, cloro, selenio, antimonio, galio, hierro, magne-

sio y potasio.

d) Potasio, magnesio, hierro, galio, antimonio, selenio, cloro, oxí-geno y flúor.

e) Flúor, oxígeno, cloro, selenio, antimonio, galio, hierro, magne-sio y potasio.

7. Para los elementos que se encuentran en un mismo grupo el radio atómico aumenta a medida que aumenta el número del perío-do. Esto se debe a que aumenta el número de niveles de energía ocupados y, como la atracción del núcleo sobre los electrones más alejados se debilita, la energía de ionización es menor. En un período, a medida que el Z crece, disminuye el radio atómico y aumenta la atracción nuclear sobre los electrones.

8. a) Correcta. b) Correcta. c) Incorrecta. En un grupo, el radio atómico aumenta de arriba

hacia abajo porque aumenta el número de niveles de energía ocupados por electrones.

d) Correcta. e) Incorrecta. El sodio pertenece al período 3, mientras que el

cobre, el cinc y el selenio pertenecen al período 4. f) Incorrecta. Los no metales tienen muy poca tendencia a per-

der electrones. g) Correcta. h) Incorrecta. Los no metales tienen alta afinidad electrónica y

alta energía de ionización. i) Incorrecta. Los no metales tienen mayor electronegatividad

que los metales. j) Correcta.9. El calor que se libera al encender una lámpara no alcanza para

fundir este metal, precisamente porque el tungsteno es el ele-mento de la tabla que mayor punto de fusión posee.

10. a) Representativos: hidrógeno, helio, carbono, nitrógeno, oxíge-no, flúor, sodio, azufre, cloro, argón, potasio, calcio, bromo, bario. Transición: hierro, oro. Transición interna: uranio.


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b) Grupo 1: sodio y potasio. Grupo 2: calcio y bario. Grupo 16: oxígeno y azufre. Grupo 17: flúor, cloro y bromo. Grupo 18: helio y argón.

c) Período 2: carbono, nitrógeno, oxígeno y flúor. Período 3: so-dio, azufre, cloro y argón. Período 4: potasio, calcio, hierro y bro-mo. Período 6: bario y oro.

d) Gases nobles: helio y argón. Halógenos: flúor, cloro y bromo. Metales alcalinos: sodio y potasio.

e) Sólidos: sodio, potasio, calcio, bario, hierro, oro, carbono, azufre y uranio. Líquidos: bromo. Gases: hidrógeno, helio, argón, flúor, cloro, nitrógeno y oxígeno.

f) Sodio, potasio, calcio, bario, hierro, oro y uranio. g) Todos los metales. h) El uranio, ya que los elementos están organizados en la tabla

periódica según un orden creciente de sus números atómicos.

11.

Cloro Bromo Yodo

Masa atómica 35,5 80 127

Estado físico Gas Líquido Sólido

Punto de fusión -100 °C -7 °C 113 °C

Punto de ebullición -35 °C 59 °C 184 °C

Reactividad Alta Media Baja

12.

Elemento eV

3 Li 5,4

4 Be 9,3

5 B 8,3

6 C 11,3

7 N 14,5

8 O 13,6

9 F 17,4

10 Ne 21,6

13. Tabla periódica actualorganizada según el

Orden creciente

de números atómicos

Döbereiner

sus antecedentes fueron formada por

Newlands

Mendeleiev

Grupos y períodos

Configuración electrónica de

los átomos

que dependen de la

14. a) Potasio, sodio y litio. b) Potasio. c) En el que contiene solución de hidróxido de potasio.15. a) Forman precipitados: cloruro de plata, blanco, bromuro de

plata, crema, y yoduro de plata, amarillo pálido. b) Si consideramos la reactividad relacionada con la formación

de precipitados, el que se forma con menor concentración de ion plata (el menos soluble) es el yoduro de plata.

Capítulo 6Uniones químicasPágina 97 1. a) La adhesión del pegamento es la fuerza de unión del adhesivo

al sustrato. Se produce por la atracción de las moléculas de la su-perficie del sustrato y las del pegamento. La cohesión es la fuerza interna del adhesivo y se relaciona con las uniones moleculares e intermoleculares entre las moléculas del adhesivo.

b) Porque los especialistas en nanotecnología están intentando desarrollar pegamentos basados en la capacidad adhesiva de las patas del gecko.

c) Directamente, intervienen los electrones. Indirectamente, los protones (porque atraen con más o menos fuerza a los electro-nes y eso define el tipo de unión).

d) Hay enlaces internos (iónicos, covalentes, metálicos) dentro de las especies químicas. También entre las moléculas hay fuer-zas intermoleculares que las mantienen unidas.

e) Las fuerzas de atracción entre moléculas, como las fuerzas de Van der Waals, son de menor intensidad que las que existen entre los átomos.

Página 100 ¿Qué elementos tienen mayor…? Los metales.

Página 101 De acuerdo con esta definición, ¿cuál…? 2, 5 y 7, respectivamente.


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Página 102 ¿Cuántos electrones le faltan…? Hidrógeno y bromo: 1; azufre: 2; fósforo: 3; carbono: 4.

Página 103 2. a) Enlace covalente polar. b) Enlace covalente apolar.

Página 104 ¿Cómo explicarías, mediante el modelo…? Al calentar una zona del metal aumentan la energía, la vibración de los cationes y la velocidad de los electrones que, al moverse por toda la red, distribuyen uniformemente el calor por conducción.

Página 109 3. Dipolo transitorio mayor que dipolo-dipolo, mayor que puentes

de hidrógeno, mayor que ion-dipolo.4. Debido a los puentes de hidrógeno que se forman entre molé-

culas de HF. La mayor energía necesaria para romperlos hace que el punto de ebullición sea más alto.

Páginas 110-113 5. I. c) Conducir la corriente eléctrica en solución acuosa o en es-

tado fundido. II. d) Iónica, covalente polar. III. d) KOH. IV. c) Iónico. V. b) Molecular, molecular, iónico, iónico. VI. b) Hierro, cloruro de sodio y dióxido de carbono. VII. a) CsF.6. a) A es un metal; B es un compuesto con enlace iónico y C es un

compuesto con enlace covalente polar. b) Cuando el compuesto iónico se funde o se disuelve en un sol-

vente polar las fuerzas que mantienen unidos a los iones se debilitan, éstos se mueven libremente, y permite que la corriente circule.

7. a) Covalente simple polar. b) El modelo a. c) Ion-dipolo.8.

Propiedad CuSO4 Cu

Dureza Muy alta Alta

Solubilidad en agua Alta Insoluble

Punto de fusión Muy alto Alto

Conductividad eléctrica

Nula en estado sólido Muy buena

Propiedades mecánicas Muy frágil Dúctil y maleable

9.

Moléculas Geometría electrónica

Geometría molecular

Enlace covalente

NH3 Tetraédrica Piramidal Polar

CH4 Tetraédrica Tetraédrica Apolar

HCl - - -

N2 - - Apolar

H2O Tetraédrica Angular Polar

10. Cl2 < HI < H

2O < NaCl.

11. a)

Disociación

Solvatación

b) Disociación: la interacción entre el extremo negativo (o positi-vo) de la molécula de agua y los iones de signo opuesto que for-man la sal producen la separación de éstos del cristal. Solvatación: los iones, una vez disociados, tienden a rodearse de moléculas de agua, proceso que en particular se denomina hidratación.

c) La ausencia de zonas con diferente densidad electrónica no favorece la disociación de la sal.

12. a) Tetraédrica. b) Angular plana. c) Angular plana. d) Triangular plana. 13. a) Las no conductoras son el metanol, el cloro, el hidrógeno, el

metano y el naftaleno. Las restantes son conductoras. b) Son conductoras tanto en estado sólido como en estado líquido

(fundidas): titanio, cobre, hierro, sodio y plata. Son conductoras en solución acuosa: cloruro de sodio, ioduro de potasio, óxido de mag-nesio, cloruro de potasio, amoníaco y cloruro de hidrógeno, pero sólo conducen en estas condiciones las dos últimas sustancias.

c) Los metales tienen puntos de fusión y ebullición altos o muy altos. Los compuestos con enlace iónico presentan puntos de fusión y ebullición muy altos. Las sustancias con enlace covalen-te presentan puntos de fusión y de ebullición bajos o muy bajos. Esto puede explicarse en función de la intensidad de las fuerzas que mantienen unidas las partículas.


d) Las sustancias iónicas y las polares son solubles en solven-tes polares, por ejemplo, el agua. Las no polares, en solventes no polares, por ejemplo, tetracloruro de carbono. Los metales son insolubles en la mayoría de los solventes.

e) Las sustancias conductoras en estado sólido tienen enlace metálico; las que conducen cuando están fundidas, enlaces me-

tálicos o enlaces iónicos; y las que lo hacen en solución acuosa presentan enlaces iónicos o covalentes polares (estas últimas sólo conducen la electricidad disueltas en agua). Las sustancias no conductoras son aquellas que tienen enlaces covalentes no polares.

14. a)

Propiedad NaCl Azúcar CuSO4 KMnO4 Parafina

Solubilidad en agua Sí Sí Sí Sí No

Solubilidad en alcohol No Sí No No Sí

Funde a baja temperatura No Sí No No Sí

Conductividad del sólido No No No No No

Conductividad en solución Sí No Sí Sí –

Enlace iónico Sí No Sí Sí No

Capítulo 7Los compuestos inorgánicosPágina 121 1. a) Los primeros usos de la sal se relacionan con la conservación

de los alimentos. También se utilizó como medio de pago. b) Se emplea fundamentalmente para saborizar las comidas y en

la fabricación de alimentos. También sigue usándose en la con-servación, por ejemplo, de las aceitunas o de las anchoas.

c) Porque “resuelve” las imperfecciones de los alimentos elabo-rados: mejora su sabor, evita la rancidez e impide los cambios de color, entre otras cosas.

d) Que el consumo de sal per cápita ha aumentado y, en con-secuencia, también suben los riesgos de hipertensión arterial y problemas cardíacos.

e) En química, se denomina sal a aquel compuesto iónico que cuando se encuentra como sólido cristalino no conduce la co-rriente eléctrica pero cuando está en solución, sí lo hace. Puede formarse mediante la reacción química entre un ácido y un hi-dróxido.

f) Las sustancias que se mencionan son el agua, el cloro, el ácido clorhídrico, el hidróxido de sodio, el sodio metálico, el cloruro de amonio, el hipoclorito de sodio y el carbonato de sodio. Las tres últimas son sales, pero las otras, no.

Página 125 2. a) Óxido perbrómico, heptóxido de dibromo, óxido de bromo

(VII). b) Óxido de cinc, monóxido de monocinc, óxido de cinc (II). c) Óxido fosfórico, pentóxido de difósforo, óxido de fósforo (V). d) Óxido de aluminio, trióxido de dialuminio, óxido de aluminio (III). e) Óxido cromoso, dióxido de dicromo, óxido de cromo (III). f) Dióxido de azufre, dióxido de monoazufre, óxido de azufre (IV).

g) Óxido de bario, monóxido de monobario, óxido de bario (II). h) Dióxido de carbono, dióxido de monocarbono, óxido de car-

bono (IV). 3. a) I: +7; O: +2. b) Pb: +4; O: +2. c) Br: +5; O: +2. d) Li: +1; O: +2.

Página 126 ¿Te animás a escribir…? P2O5 + 3 H2O → 2 H3PO4 NO + H2O → H2NO2 CO2 + H2O → H2CO3

4. A partir del amoníaco: 4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O 2 NO + O2 → 2 NO2 3 NO

2 + H

2O → 2 HNO

3 +

NO, etc.

A partir del nitrógeno: 2 N

2 + 3 H

2 → 2 NH

3

2 NH3 + 5 O

2 → 4 NO + 6 H2O

2 NO + O2 → 2 NO23 NO

2 + H

2O → 2 HNO

3 +

NO, etc.

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¿Cómo será la fórmula…? HBr. ¿Te animás a nombrar…?

H2SO

3 Sulfato de hidrógeno (IV)

H2SO

4 Sulfato de hidrógeno (VI)

H3PO

2 Fosfato de hidrógeno (I)

H3PO

3 Fosfato de hidrógeno (III)

H3PO

4 Fosfato de hidrógeno (V)

HClO Clorato de hidrógeno (I)HClO

2 Clorato de hidrógeno (III)

HClO3

Clorato de hidrógeno (V)HClO

4 Clorato de hidrógeno (VII)

Página 128 ¿Cuántos hidróxidos…? Hidróxido de berilio y de aluminio: tres iones hidróxidos cada uno.

Página 129 5. a) Mayor que 7. b) Menor que 7. c) Mayor que 7. d) Menor que 7.

Páginas 134-137 6. a) Falso. Los hidróxidos son compuestos ternarios. b) Falso. Se denominan hidrácidos y oxoácidos. La nomenclatura

haloideo se reserva para las sales. c) Falso. Existen otras posibilidades, por ejemplo, a partir de un

óxido metálico y un ácido. d) Falso. Pueden ser anfóteros. e) Verdadero. f) Falso. Disminuye porque se forma el hidróxido de calcio (una base).7. a) Óxido de calcio, CaO: básico; trióxido de azufre, SO

3: ácido.

CaO + H2O → Ca(OH)

2

SO3 + H

2O → H

2SO

4

b) Monóxido de carbono, CO: ácido; óxido de sodio, Na2O: básico.

CO + H2O → H

2CO

2

Na2O + H

2O → 2 NaOH

c) Trióxido de dinitrógeno, N2O

3: ácido; óxido de bario, BaO: básico.

N2O

3 + H

2O → 2 HNO

2

BaO + H2O → Ba(OH)

2

d) Óxido de potasio K2O: básico; monóxido de azufre, SO: ácido.

K2O + H

2O → 2 KOH

SO + H2O → H

2SO

2

8. b) Un hidróxido.9. a) 2 SO

2 + O

2 → 2 SO

3

SO3 + H

2O → H

2SO

4

b) Es el ácido sulfúrico. c) Ternario. 10. b) Clorhídrico. 11. La leche de magnesia es el hidróxido de magnesio; el ácido mu-

riático, el clorhídrico y la soda cáustica, el hidróxido de sodio. Dos son hidróxidos y uno, hidrácido.

12. (a) CO2 (e) Presente en el jugo gástrico. (b) H2O2 (c) Presente en las cremas dentales. (c) NaF (a) Usado para gasificar el agua. (d) CaO (d) Empleado como desinfectante. (e) HCl (d) Usado como material de construcción.13. a) Carbonato de bario, carbonato (IV) de bario (II). Sal. b) Ácido sulfuroso, sulfato (IV) de hidrógeno. Ácido. c) Óxido permangámico, dióxido de monomanganeso, óxido de

manganeso (IV). Óxido. d) Hidróxido de sodio, hidróxido de sodio (I). Hidróxido.

e) Peróxido de nitrógeno, dióxido de mononitrógeno, óxido de nitrógeno (I). Peróxido.

f) Fluoruro de potasio. Sal. g) Nitrato de sodio, nitrato (V) de sodio. Sal. h) Bicarbonato de sodio, carbonato ácido de sodio, hidrogenotrioxo-

carbonato (IV) de sodio. Sal. i) Sulfuro de hidrógeno. [no metal] –uro de hidrógeno. 14. a) Magnesio, Mg. Aluminio, Al. b) El óxido de magnesio, MgO. c) MgO + H

2O → Mg(OH)

2

d) El hidróxido de magnesio, Mg(OH)2.

e) 2 HCl + Mg(OH)2→ MgCl

2 + 2 H

2O

f) Sulfato de magnesio: MgSO4.

g) H2SO

4. + Mg(OH)

2→ MgSO

4. + 2 H

2O

h) H2SO

4. + MgCl

2→ MgSO

4. + 2 HCl

15. a) Ácido clorhídrico. b) El ácido clorhídrico es el cloruro de hidrógeno en solución. Lo

que aparece en el aire es, entonces, este gas. c) Hidróxido de sodio. Una base neutraliza un ácido; una sal, no. 16. Son posibles a y b.17. Es correcta a. 18. Se completa como el cuadro de la página 122.19. Al colocar hielo dentro del vaso, el dióxido de carbono se com-

bina con el agua para formar ácido carbónico, de allí el cambio en el indicador.

CO2+ H

2O → H

2CO

3

20. a) La diferencia se debe a que en el agua se disuelve el trióxido de azufre y se obtiene ácido sulfúrico.

b) S + O2 → SO

2

2 SO2 + O

2 → 2 SO

3

SO3+ H

2O → H

2SO

4

c) Porque los vapores formados son tóxicos. d) Evitar que se acumulen gases. 21. a) MnO

2 + 4 HCl → MnCl

2 + Cl

2 + 2 H

2O

b) Evitar que se mezclen los productos de reacción. c) Cl

2 + 2 KI → I

2 + 2 KCl

d) El cloro tiene propiedades decolorantes o blanqueadoras so-bre la tinta.

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Capítulo 8Los compuestos orgánicosPágina 139 1. a) En la oscuridad. b) El cis-retinal se isomeriza a trans-retinal y cambia la forma. Por

eso se desacopla de la molécula de opsina. c) Se generan impulsos nerviosos que viajan a lo largo del nervio

óptico hasta el cerebro y nosotros los percibimos como signos visuales.

d) Son moléculas orgánicas que tienen la misma estructura quí-mica y las mismas propiedades físicas, pero se diferencian por la ubicación en el espacio de sus átomos. Ambas moléculas son imágenes especulares que no se pueden superponer.

e) Sí, porque pueden tener receptores específicos para cada uno en la membrana de las células olfativas.

Página 140 ¿Cuántas uniones covalentes...? Dos.

Página 141 2.

Carbono primario

Carbono secundario

Carbono terciario

Carbono cuaternario

Página 144 3. CH

3–CH(CH

3)–(CH

2)

2–CH

3.

CHCl–CH2–CH(C

2H

5)–(CH

2)

2–CH

3

CH2=CH–(CH

2)

2–CH(CH

3)–CH

3

4. 4-etil-2-metilheptano.

Página 147 Los aldehídos y las cetonas... Sí, porque son moléculas polares que pueden formar puentes de hidrógeno con la molécula de agua.

Página 150 En las figuras 8-39, 8-40 y 8-41 se presentan... C

4H

10; C

3H

8O; C

4H

8O.

Páginas 151-155 5.

a) F E N O L

b) S U L F Ú R I C O

c) C E T O N A

d) A C É T I C O

e) C A R B O N I L O

f) E T A N O L

g) M E T A N O L

h) É T E R

i) S I M P L E

j) P R O P A N O N A

k) C A R B O X I L O

l) H I D R Ó X I D O

m) G A S E O S O

n) É S T E R E S

ñ) N I T R I L O

o) B E N Z A L D E H Í D O

p) S E C U N D A R I A

q) A L D E H Í D O

r) A M I D A S

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32


6. a) Carbono. b) Saturadas. c) Isomería. d) Sustituyentes. e) Un orbital s y tres orbitales p. f) 1s2 2(sp3)3. g) Doble. h) Hibridación. i) Orbitales p. j) Terciario. 7. a) CH

3–CH

2–CH(C

2H

5)–CH

2–CH(C

2H

5)–CH Cl–CH

2–CH

2–CH

2–CH

3

b)

CH3

C2H5

CH3

CH3Br

Pág 25

Pág 27

Pág. 35

b) d) e) g) h)f )7.

13. c)


Hay que agregarle

las referencias, en

el modelo no se ven

c) CH3–CHBr–CH(C

3H

7)–CH(C

3H

7)–CH

3

d)

CH3

C2H5

CH3

CH3Br

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b) d) e) g) h)f )7.

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Hay que agregarle

las referencias, en

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e)

CH3

C2H5

CH3

CH3Br

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f)

CH3

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CH3

CH3Br

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g)

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las referencias, en

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h)

CH3

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CH3

CH3Br

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b) d) e) g) h)f )7.

13. c)


Hay que agregarle

las referencias, en

el modelo no se ven

8. Isómeros estructurales de posición.9. a) C

4H

8 f) C

3H

8O

b) C5H

10O g) C

6H

12

c) C3H

8O h) C

2H

4O

2

d) C5H

10O i) C

5H

12

e) C6H

12 j) C

4H

6

El b y el d son isómeros estructurales de posición. El c y el f son isómeros estructurales de función. El i y el e son isómeros estructurales de cadena.10. a) En general, la nafta común tiene hasta 92 octanos, la súper,

entre 92 y 95 y la de calidad superior, más de 95. b) Sí, tienen varios aditivos y dependen de las marcas. c) En general, la más vendida es la nafta súper, pero este dato

debe ser corroborado por los alumnos. d) Las naftas con bajo índice de octanos se queman más rápida-

mente y detonan con facilidad. Esto provoca una mayor libera-ción de contaminantes al ambiente.

11.

Aromáticos

Alifáticos

Cíclicos No saturadosSaturados

Hidrocarburos

Carbono e hidrógeno

que pueden ser

Alcanos Alquenos Alquinos

se clasifican en formados por

con doble enlace con triple enlace

12. a)

Características Etano Eteno Etino

Orbitales formados por la hibridación entre:

Un orbital s y tres orbitales p del segundo nivel de energía

Un orbital s y dos orbitales p del segundo nivel de energía

Un orbital s y un orbital p del segundo nivel de energía

Orbitales híbridos 4 3 2

Tipo de enlace que forma

Simple Doble Triple

Característica del enlace

Puede rotar sobre su eje

No puede rotar sobre su eje

No puede rotar sobre su eje

Ángulo de enlace 109º 120º 180º

b) Para tener una idea más concreta de la estructura de una mo-lécula.

13. a) A medicamento para los dolores musculares. b) Es un agente deshidratante. c)

OH

COOH

OH

COOCH3

+ CH3OH

H2SO4

Pág 35 13. c)

d) Ácido butanoico o butírico, etanol y ácido sulfúrico concen-trado como catalizador.

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Capítulo 9Los estados de la materiaPágina 161 1. a) Es una mezcla de gases. b) Al dióxido de carbono. c) Sí. El dióxido de carbono es uno de los principales contami-

nantes que ha incorporado el hombre a la atmósfera. Contri-buye al efecto invernadero y al calentamiento global. Durante millones de años su concentración en la atmósfera fue estable

(alrededor de 280 ppm). Hoy supera las 300 ppm y seguirá en aumento.

d) Los gases son fácilmente compresibles. Los líquidos son par-cialmente compresibles y los sólidos no son compresibles.

e) Dependerá de la presión, de la temperatura y del número de moles del gas.

Página 162 ¿Recordás tres características…? Los gases son fluidos, son com-presibles y ocupan todo el volumen disponible.2. En contacto con agua caliente el volumen del gas contenido en

el interior del globo tenderá a aumentar. En contacto con el hielo tenderá a disminuir.

a) Sí. b) Se comprueban la compresibilidad y la expansibilidad en fun-

ción de la temperatura.

Página 164 3. a) Las moléculas de un gas se mueven continuamente al azar y

en línea recta, chocando entre sí o contra las paredes del reci-piente que las contiene.

b) Se llama agitación térmica. c) La presión aumentará.

Página 169 4. a) Sabemos que en CNPT un mol de nitrógeno ocupa 22,4 L

(volumen molar) y tiene una masa molar relativa (Mr) de 28 g.

Entonces planteamos una regla de tres simple: 22,4 L — 28 g 1.000 L — 28 g . 1.000 L/ 22,4 L = 1.250 g Mil litros de nitrógeno tienen una masa de 1.250 g, muy poca si

la comparamos con la masa de 1.000 L de agua que es de 106 g. Esto quiere decir que el nitrógeno es mucho menos denso que el agua.

b) 1,25 g/L. Se puede deducir del punto anterior llevando el va-lor obtenido a 1 L o bien aplicar la fórmula: δ = P . M

r / R . T

Página 171 Desde el punto de vista químico… Significa que las fuerzas de cohesión que existen entre las partículas que forma la sustancia son muy altas. Se necesita suministrar mucho calor para que la energía cinética de las partículas alcance un valor lo suficientemente alto como para anular estas fuerzas de cohesión.

Página 172 Observá la figura 9-24… Para alcanzar el punto de ebullición de un líquido la presión de vapor en el interior del líquido debe igualar la presión externa. Cuanto menor sea la presión externa (en este caso, la presión atmosférica) menor será la temperatura a la cual se pro-duzca la ebullición.

Con la olla a presión el andinista logra aumentar la presión en el me-dio ambiente del alimento que se cocina (dentro de la olla), con lo que la ebullición del agua ocurrirá a mayor temperatura y el alimento se cocinará.

Páginas 174-177 5. a) Un gas ideal cumple siempre con la ley de los gases ideales

(P . V = n . R . T). Los gases reales se desvían de este comporta-miento ideal. El gas ideal no existe, los distintos gases que exis-ten se desvían más o menos de este comportamiento ideal, y para calcular los parámetros es necesario introducir coeficien-tes de corrección en la fórmula de los gases ideales, distintos para cada gas.

b) Un gas es una sustancia cuyo estado de agregación a deter-minadas condiciones responde siempre a las características de

los gases. Se llama vapor al gas que se desprende de un líquido cuando éste llega a su punto de ebullición y se produce la vapo-rización. El vapor está en equilibrio con el líquido y fácilmente vuelve al estado líquido si varían las condiciones.

6. a) Verdadero. Se explica con la teoría cinético molecular. b) Verdadero. Si mantenemos el volumen y la temperatura cons-

tantes, habrá una masa de gas mayor en el recipiente al introdu-cir aire. Cuanto mayor es la masa más partículas habrá y, por lo tanto, mayor número de choques.

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34


c) Verdadero. La presión total de una mezcla de gases es la suma de todas las presiones parciales de los gases que forman la mezcla.

d) Verdadero. Si consideramos a los dos gases como gases ideales. e) Verdadero. Al disminuir el volumen disponible para el gas con-

tenido en el tanque por el ingreso de agua aumenta la presión. f) Falso. Al aumentar la presión a temperatura constante el volu-

men tiene que disminuir para mantener la igualdad de los térmi-nos de la ecuación P

0 . V

0 = P

1 . V

1

g) Falso. Si aumenta la temperatura a presión constante, el volu-men aumentará.

7. I. a) Incorrecto. Si bien los dos recipientes contienen el mismo número de partículas, la masa correspondiente en cada caso de-pende de la masa molecular relativa de cada gas; en este caso es distinta.

b) Correcto (en el caso de que consideremos un comporta-miento ideal de los dos gases).

c) Incorrecto. La molécula de hidrógeno es biatómica, mientras que la del helio, como la de todos los gases nobles, es monoató-mica; por lo tanto, es de esperar que haya el doble de átomos de hidrógeno.

d) Incorrecto. La masa de la molécula de hidrógeno es 2 uma, mientras que la del helio es 4 uma.

e) Incorrecto. Si en los dos recipientes tenemos el mismo número de partículas, la misma temperatura y los dos recipientes tienen el mismo volumen, la presión en ambos tiene que ser la misma (considerando un comportamiento ideal para los dos gases).

II. a) Incorrecto. Las masas moleculares relativas son distintas: 32 uma para el oxígeno y 4 uma para el helio.

b) Incorrecto. La molécula de helio es monoatómica y la de oxí-geno, biatómica.

c) Incorrecto. Los dos volúmenes deben sumarse para que la presión y la temperatura no cambien así que el volumen de la mezcla para continuar en CNPT debe ser de 50 litros.

d) Incorrecto. Para que la presión permanezca constante el volu-men final debe ser de 50 litros. Si el volumen final es de 25 litros, la presión debe ser el doble de la original.

e) Correcto. En el caso de que consideremos un comportamien-to ideal de los dos gases, el mismo volumen de dos gases dis-tintos a la misma presión y temperatura debe tener el mismo número de moléculas.

III. a) Correcto. No puede calcularse si no conocemos el volumen y la presión al principio o al final de la operación y el número de moles.

b) Incorrecto. c) Incorrecto. d) Incorrecto.8. a) 3,22720784 mol. b) 10,71 L. c) 22,909 L. d) 1,78125 g/L. e) 61,09 L. f) El vapor de agua es agua en estado gaseoso, por lo que tiende

a ocupar todo el volumen disponible en la habitación, es decir 64 m3 que son 64.000 litros (no importa la masa de agua, ocupa todo el volumen disponible).

g) 1,357 L de hidrógeno. 0,679 L de oxígeno. h) 35,5 atm.

i) Si trabajamos en CNPT, la temperatura es de 273 ºK siempre. j) 0,85 mol. 9. a) No, se le oxidan hasta los botones del traje. b) 21%, sigue siendo la misma.10. a) Diez metros cúbicos (10 m3) son 10.000 litros, 10.000 dm3,

10.000.000 ml o 10.000.000 cm3. b) n

2 es menor que n

1, por lo que el segundo globo es más livia-

no y ascenderá más. c) 296 globos. d) 36,031 g. e) La temperatura estará comprendida entre –50 ºC y –55 ºC.11. Los gráficos I, III y IV corresponden a procesos isotérmicos. El II y

el V, a procesos isobáricos.12. a) Las dos partes rectas del gráfico muestran los cambios de es-

tado, ya que éstos ocurren a temperatura constante. En el punto que representa 0 grados se señala el pasaje del estado sólido al estado líquido (punto de fusión) y en el punto que representa 100 grados, el pasaje del estado líquido al gaseoso (punto de ebullición).

b) A presión constante.13. a) En la intersección de los tres colores. b) La presión y la temperatura. c) A: sublimación. B: fusión. C: ebullición.14. a) En una nube, el agua se encuentra principalmente en estado

líquido pero también, en pequeña proporción, se encuentra en estado gaseoso y en estado sólido (en forma de cristales muy pequeños).

b) Siempre hay una pequeña cantidad de vapor de agua en equi-librio con el líquido. Si la presión ambiente disminuye, habrá más vapor de agua a menor temperatura.

c) Escala Reamar. d) En la soga, la ropa se seca por evaporación al exponerla al

calor del sol. En el secarropas, al llegar la temperatura a 105 ºC la ropa se seca por ebullición.

e) El helio contiene mayor número de partículas de gas en la misma masa de gas porque es menos denso.

f) La presión dentro de la cabina de los aviones se aumenta arti-ficialmente respecto de la presión externa del avión, ya que a la presión existente a la altura a la que vuelan los aviones la presión no alcanza para permitir la respiración.

15. a) Al enfriarse el aire dentro de la botella disminuye su volumen. Cuando se la lleva nuevamente a temperatura ambiente el aire comienza a aumentar su volumen y presiona sobre las paredes de la botella de plástico, produciendo su expansión y ruido.

b) No, porque el aire más caliente del exterior entraría inmedia-tamente a la botella.

16. a) A volumen constante: 1,5 L.

P (atm) T (ºC)

10 93

15 276

20 459

500

400

300

200

100

00 15105 20 25

12

10

8

6

4

00 864 10 12

2

2

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400

300

200

100

0

0-100

0,5 1 1,5 2

0,12

0,10

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0,06

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0,02

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b) A presión constante: 15 atm.

V (dm3) T (ºC)

0,5 -90

1 93

1,5 276

2 459

500

400

300

200

100

00 15105 20 25

12

10

8

6

4

00 864 10 12

2

2

500

400

300

200

100

0

0-100

0,5 1 1,5 2

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

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c) A temperatura constante: -29 ºC.

P (atm) V (dm3)

1 10

2 5

4 2,5

10 1

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400

300

200

100

00 15105 20 25

12

10

8

6

4

00 864 10 12

2

2

500

400

300

200

100

0

0-100

0,5 1 1,5 2

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0,06

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0,02

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17. a) Por sobrefusión. Al colgar la bolsa con arena se produce una presión sobre el hielo que permite que sin variar la temperatura se produzca la fusión del hielo.

b) A medida que el hilo va pasando por el bloque de hielo, por encima de él ya no existe el aumento de presión y el hielo restan-te otorga la temperatura necesaria para que se produzca nue-vamente la solidificación. Por encima del hilo se van formando nuevas capas de hielo que permiten mantener la integridad del bloque de hielo.

18. a) Para estar seguro de que solo tengo vapor en el interior del matraz en equilibrio con el agua.

b) El vapor se condensa sobre las paredes del matraz y el tapón es empujado hacia el interior. Al enfriar el gas por aplicación del trapo húmedo el volumen que ocupa es menor y, por lo tanto, disminuye la presión en el interior del recipiente, con lo que ocu-rre el pasaje del agua del estado gaseoso al líquido y se produce vacío en el recipiente.

c) No. El punto de ebullición es una propiedad de la materia que no varía si no cambian las condiciones. Lo que variamos son las condi-ciones, con lo que llegamos a un nuevo punto de ebullición.

d) En estado gaseoso, las partículas se mueven a mayor velocidad y ocupan todo el volumen del recipiente que las contiene. Al variar las condiciones la sustancia pasa al estado líquido, en el cual las partícu-las se encuentran más ordenadas y tienen menor movilidad.

Capítulo 10Partículas en dispersiónPágina 179 1. a) Ambos son lagos salados; sin embargo, en el Mar Muerto la

salinidad es altísima y se incrementa con el tiempo mientras que en la laguna Mar Chiquita se modifica bastante. La región en la que se encuentra el Mar Muerto es muy árida, mientras que Mar Chiquita cuenta con una gran biodiversidad en sus alrededores.

b) Son mezclas formadas por un componente líquido mayorita-rio, el agua, y una serie de sólidos disueltos o mezclados en ella.

c) Las sales limitan el crecimiento de la flora y el desarrollo de la fauna.

Página 181 2. Respuesta abierta.3. Sí, por ejemplo, la leche formada por una solución acuosa de sales

y algunos nutrientes (como lactosa), mezclada con partículas de lípidos que forman una suspensión, entre otros componentes.

4. Soda con cubitos: tres fases, gaseosa, sólida y líquida, y dos com-ponentes, agua y dióxido de carbono (considerando que el gas de la soda es el único gas disuelto). Aceite y vinagre: dos fases líquidas y dos componentes (aceite y vinagre). Agua con tinta: dos fases, líquida y sólida, y dos componentes, agua y negro de humo.

Página 184 Buscá otros ejemplos para… Respuesta abierta.

Página 186 5. 25% v/v y 6 M.6. a) El orden que resulta es el mismo en el cual se prepararon las

soluciones. La primera será la más diluida y la última, la más con-centrada.

b) Es la cantidad de cucharaditas de sal que contiene el recipien-te anterior al que precipita. Cuando queda sal sin disolver a una temperatura dada, se dice que la solución está saturada en ese soluto.

Página 187 Indicá cuáles de los siguientes compuestos… Cloruro de etilo y hexano: ambas sustancias son apolares y entre las moléculas (ya sea de clo-ruro de etilo como de hexano) solo existen interacciones de London, que son muy débiles, mientras que entre las moléculas de agua existen interacciones de London, dipolo-dipolo y puente de hidrógeno. Para ser solubles en agua, las fuerzas entre partículas de soluto y de solvente deben ser de intensidad similar.

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7. a) Espuma (gas en líquido). b) Aerosol (líquido en gas). c) Sol o gel (sólido en líquido).

Páginas 192-195 8. a) Falso. Depende de la afinidad entre las partículas que se mez-

clan, es decir, de la intensidad de las interaccciones. El tamaño de las partículas de soluto puede variar (si se muele o disgrega). Otro factor que influye es la cantidad de soluto, ya que no debe sobrepasar la solubilidad.

b) Verdadero. c) Falso. Las propiedades de la mezcla tienen los mismos valores

en toda su extensión. Solo al separar los componentes volvere-mos a obtener sus propiedades individuales.

d) Verdadero (hielo en agua líquida). e) Verdadero. f) Falso. Las mezclas gas-gas siempre son soluciones. g) Verdadero. h) Verdadero. i) Falso. Cualquier forma de expresión es aplicable, aunque en la

práctica pueda resultar más conveniente utilizar un modo u otro según el tipo de solución.

j) Falso. Será mayor por el ascenso ebulloscópico.9. a) Porque si no el principio activo queda depositado en el fondo

y su concentración será muy baja en las primeras porciones y muy alta en las últimas, ya que se trata de mezclas heterogéneas.

b) Las sustancias colorantes de la remolacha son solubles en agua, y esta solubilidad aumenta con el calor.

c) Al principio se formará una mezcla heterogénea (solución sa-turada), ya que a 20 ºC esa concentración es mayor que la que corresponde a la solubilidad a esa temperatura. Al calentar a 80 ºC el soluto en exceso se disuelve completamente, ya que la concentración es menor que la solubilidad.

d) Saturada. e) Por la presión osmótica. El agua tiende a pasar por la mem-

brana exterior del vegetal hacia la zona donde hay menor con-centración de agua y mayor concentración de sal, por lo tanto, el vegetal pierde su rigidez.

10. a) Los peces se mueren por falta de oxígeno, ya que la solubili-dad del oxígeno disminuye al aumentar la temperatura y se ha-brá escapado durante el hervor.

b) La botella caliente perderá el dióxido de carbono con más rapidez.

c) Al aumentar la cantidad de calor aumenta la temperatura y con ella la solubilidad. Con la presión no varía la solubilidad.

11. a) La solubilidad del cloruro de sodio prácticamente no varía con la temperatura. La solubilidad del nitrato de sodio aumenta con la temperatura. La solubilidad del dióxido de carbono (gas) disminuye con la temperatura.

b) 10,4 g.12. 25% v/v. El alcohol etílico es el soluto y el agua es el solvente.

13. 60 ml de etanol.14. a) 150 g de NaCl en 850 g de agua. b) 75 g de CuSO

4 en 175 g de agua.

c) 75 g de glucosa.

15. 0,5866 M.16. 10 ml de H

2SO

4 y 990 ml de agua.

17. 72 g de oro.18. 3.744 g de sal.19. Cada litro de agua potabilizada tendrá 6 mg de cloro.20. 200 tazas. 1% m/v.21. a) 200 microgramos. b) 0,075% m/v. c) Aproximadamente 267 ml de leche.22. a) Decantación. b) Centrifugación y decantación. c) Extracción con solventes con agua tibia. d) Cromatografía. e) Destilación fraccionada.23. Al abrir la botella la presión disminuye y con ella la solubilidad

del dióxido de carbono, que escapa de la botella.

24. Sistema en estudio

Dos o más fases

Una fase

Dos o más componentes

Un componente

Sustancia Solución

observación a simple vista

Una faseobservación con ultramicroscopio

Coloide

Dos o más fases

Dos o más componentes

Un componente

Sustancia en dos estados

Suspensión

Investigación25. Para poder trabajar este tema, se reproducen las normas codex

para las aguas minerales naturales y los requerimientos para va-rones y mujeres de los principales minerales.

Definición de agua mineral natural El agua mineral natural es un agua que se diferencia claramente

del agua potable normal porque:• se caracteriza por su contenido de determinadas sales minerales

y sus proporciones relativas, así como por la presencia de oligo-elementos o de otros constituyentes;

• se obtiene directamente de manantiales naturales o fuentes perforadas de agua subterránea procedente de estratos acuífe-ros, en los cuales, dentro de los perímetros protegidos, deberían adoptarse todas las precauciones necesarias para evitar que las calidades químicas o físicas del agua mineral natural sufran al-gún tipo de contaminación o influencia externa;

• su composición y la calidad de su flujo son constantes, teniendo en cuenta los ciclos de las fluctuaciones naturales menores;

• se recoge en condiciones que garantizan la pureza microbiológi-ca original y la composición química en sus constituyentes esen-ciales;

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• se embotella cerca del punto de emergencia de la fuente, adop-tando precauciones higiénicas especiales;

• no se somete a otros tratamientos que los permitidos por esta norma.

Límites de determinadas sustancias en relación con la salud El agua mineral natural embotellada no deberá contener, de las

sustancias que se indican a continuación, cantidades superiores a las siguientes:• Antimonio 0,005 mg/L• Arsénico 0,01 mg/L, calculado como As total• Bario 0,7 mg/L• Borato 5 mg/L, calculado como B• Cadmio 0,003 mg/L• Cromo 0,05 mg/L, calculado como Cr total• Cobre 1 mg/L• Cianuro 0,07 mg/L• Fluoruro. Véase la sección 6.3.2• Plomo 0,01 mg/L• Manganeso 0,5 mg/L• Mercurio 0,001 mg/L• Níquel 0,02 mg/L• Nitrato 50 mg/L• Nitrito 0,02 mg/L • Selenio 0,01 mg/L

26. a) Plomo: 0,015 ppm; arsénico: 0,05 ppm; cadmio: 0,01 ppm. b) Depende de la zona. Nunca deben superar los valores permitidos. c) Las zonas del país son las provincias de Buenos Aires, Santiago

del Estero y parte de Santa Fe. La patología es el hidroarsenismo.27. a) 100 ml ----------- 10 g NaOH 500 ml ------------- x = 50 g NaOH b) Para la solución al 3% m/v: 300 ml. Para la solución al 1%: 100 ml.

Volumen total: 400 ml de solución madre. c) 50 ml . 10% = 1.000 ml . x x = 0,5%28. a) Depende de las tintas elegidas. b) Las tinturas al agua “corren” mejor cuando se usa como fase

móvil de la cromatografía este líquido. Las tinturas al solvente lo hacen al usar solventes orgánicos.

c) La solubilidad de las tinturas al agua será, justamente, mayor en agua que en otros solventes. Para las tinturas al solvente será a la inversa.

d) Depende de la actividad experimental. 29. a) Porque el agua es polar y el aceite, no. b) Es tensioactivo. c) Los jabones tienen una estructura en la que hay dos zonas

nítidamente diferenciadas, la cabeza polar y la cola no polar. La parte no polar tiene afinidad por la grasa, mientras que la polar tiene afinidad por el agua. Cuando lavamos los platos el agua arrastra la parte polar, ésta, la parte no polar y en el proceso se elimina la grasa.

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Requerimientos de minerales

Edad (años) Calcio (mg) Fósforo (mg) Magnesio (mg ) Hierro (mg) Cinc (mg) Yodo (µg) Selenio (µg)

Varones

11 - 14 1.200 1.200 270 12 15 150 40

15 - 18 1.200 1.200 400 12 15 150 50

19 - 24 1.200 1.200 350 10 15 150 70

25 - 50 800 800 350 10 15 150 70

+ 51 800 800 350 10 15 150 70

Mujeres

11 - 14 1.200 1.200 280 15 12 150 45

15 - 18 1.200 1.200 300 15 12 150 55

19 - 24 1.200 1.200 280 15 12 150 55

25 - 50 800 800 280 15 12 150 55

+ 51 800 800 280 10 12 150 55


Capítulo 11Características de las reacciones químicasPágina 203 1. a) Volta interpretó de manera distinta el experimento con los

electrodos de bronce y hierro, donde no había aparentemente una fuente de electricidad externa al tejido, y Galvani atribuyó el origen de la contracción muscular a electricidad venida del tejido mismo. Para Volta, el origen de la electricidad estaba en la unión bimetálica, en el gancho de bronce sujeto al hierro. Anti-cipándose al concepto de potencial de electrodo, Volta supuso que cada metal posee una cantidad característica de electricidad y concluyó que si un material orgánico humedecido se pone en contacto entre dos metales diferentes, fluirá una corriente eléc-trica al cerrar el circuito. Esa corriente, de vuelta, estimulará el músculo entre ambos electrodos; es el principio de la pila.

b) La evidencia es que se enciende el foco de luz. Eso indica que en el interior de la pila ocurren reacciones químicas redox espontáneas que generan electricidad.

c) Sí. Por ejemplo, las linternas, que también tienen un foco, fun-cionan con pilas que pueden ser de Ni/Cd o una pila alcalina, que no son pilas de combustible, y el foco también se enciende, lo que indica que hubo reacciones redox producidas en los elec-trodos, que generan una corriente de electrones.

d) Las sustancias que reaccionan en la pila de Volta son el cobre, que se reduce en el cátodo pasando de Cu2+ a Cu(s) metálico, y el cinc que se oxida en el ánodo, pasando de Zn(s) a Zn2+. El ta-

bique poroso constituido por el cartón humedecido en solución salina permite el pasaje de los electrones entre ambos metales. Se puede establecer un paralelo entre la reacción que ocurre en la pila de Volta y la que ocurre entre el oxígeno y el hidrógeno en la pila de combustible. En la pila de combustible el hidrógeno gaseoso se oxida en el ánodo a H+ y el oxígeno se reduce en el cátodo tomando los electrones que cede el hidrógeno y reaccio-nando con los H+ formando agua. Como se menciona en el tex-to, ambos están separados por un electrolito iónico conductor. En el ánodo de ambas se produce la oxidación y en el cátodo, la reducción y los electrones circulan a través del electrolito.

e) Sí, el agua dulce (la que usa el ser humano) es un recurso en peligro de agotamiento. El agua ha sido considerada común-mente como un recurso renovable, cuyo uso no se veía limitado por el peligro de agotamiento que afecta, por ejemplo, a los ya-cimientos minerales. Consideremos que el 2,53% del agua en la Tierra es agua dulce y el resto, agua salada. El consumo de agua en el planeta se duplica cada veinte años debido a los excesos de consumo de los países desarrollados y del crecimiento demográ-fico. En 2003, se realizó el tercer foro mundial del agua en Japón y se declaró Año Internacional del Agua Dulce, atendiendo a la preocupación por el exceso de consumo. Se puede recomendar el ingreso a esta página o al Protocolo de Kyoto.

Página 204 Mencioná reacciones químicas… Respuesta abierta, pero se puede sugerir: combustión de una vela, corrosión de los metales expuestos al aire libre, cocción de los alimentos, las que atañen a los procesos biológicos (respiración, digestión), etcétera.2. El verde de la cúpula del Congreso se debe a la formación de una

pátina de cobre. El cobre, comparativamente inactivo, se corroe lentamente con el agua y el aire en presencia de ácidos débiles, como la disolución de dióxido de carbono en agua (que posee propiedades ácidas); se produce, entonces, carbonato básico de cobre, verde y poroso. Los productos de corrosión verdes, co-nocidos como cardenillo o pátina, aparecen en aleaciones de cobre como el bronce y el latón, o en el cobre puro, y se aprecian con frecuencia en estatuas y techos ornamentales. El proceso de

formación de la pátina comienza con la oxidación del cobre a óxido cuproso (cuprita), que tiene generalmente colores rojizos. Éste rápidamente se convierte en óxido cúprico (tenorita), que es marrón oscuro o negro. Con la humedad del ambiente y la presencia de CO

2 se produce el carbonato de cobre. Es una re-

acción del óxido de cobre, no del cobre, y sólo se formará sobre los óxidos de cobre marrones o rojos. Como el óxido de cobre es más estable que el carbonato de cobre, a veces se puede quitar solo el verde dejando la pátina original de color rojo o marrón.

Cu + O2 → Cu

2O

Cu2O + Aire húmedo → [Cu(OH)]

2CO

3

3. Inorgánicos: oxígeno, dióxido de carbono y agua. Orgánicos: me-tano.

Página 207 4. Na

2S + 2 AgNO

3 → 2 NaNO

3 + Ag

2S(s) Ésta es una reacción de metátesis, más precisamente de precipitación.

Página 212 5. Ecuación iónica: K+ + ClO

3– + K+ + I– + H

2O → K+ + Cl– + K+ + HO– + I

2

Hemirreacción de reducción: 6 e– + ClO

3– + 3 H

2O → Cl– + 6 HO–

Hemirreacción de oxidación: 3 (2 I– → I

2 + 2 e–)

ClO3

– + 3 H2O + 6 I– → Cl– + 6 HO– + 3 I

2

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6. 12 OH– + Br

2 → 2 BrO

3– + 6 H

2O + 10 e–

7. La especie química que dismuta es el azufre. Pasa de estado de oxidación 0 a +6 y -2 en el tiosulfato y -2 en el sulfuro. Las hemirreacciones son:

24 OH– + S8 → 4 S

2O

32– + 12 H

2O + 16 e–

16 e– + S8 → 8 S2–

Página 216 ¿Por qué en la electrólisis del agua…? Porque al descomponerse el agua, el hidrógeno y el oxígeno se liberan en la proporción en que inte-gran la molécula de agua.

Páginas 218-221 8. a) El clorato de potasio. b) El cloruro de potasio y el oxígeno. c) Se produjeron dos moles de cloruro de potasio. d) El oxígeno se desprende en estado gaseoso. e) El oxígeno es una molécula diatómica. f) Una descomposición.9. a) Sí. b) No. c) Sí. d) No.10. a) Ecuación molecular: NH

3(aq) + HNO

3(aq) → NH

4NO

3(aq)

Ecuación iónica total: NH

3(aq) + H+(aq) + NO

3–(aq) → NH

4+(aq) + NO

3–(aq)

Ecuación iónica neta: NH

3(aq) + H+(aq) → NH

4+(aq)

b) Ecuación molecular: 2 H

3PO

4(aq) + 3 Ca(OH)

2(aq)

→

Ca

3(PO

4)

2(s) + 6 H

2O(l)

Ecuación iónica total: H

3PO

4(aq) + 3Ca2+(aq) + 6 OH– → Ca

3(PO

4)

2(s) + 6 H

2O(l)

La ecuación iónica total coincide con la ecuación iónica neta. c) Ecuación molecular: 2 HNO

3 (aq) + Mg(OH)

2(s) → Mg(NO

3)

2 + 2 H

2O

Ecuación iónica total: 2 H+(aq) + 2 NO

3– (aq) + Mg2+(aq) + 2 OH−(aq)

→ Mg2+(aq) + 2 NO3– (aq) + 2 H

2O

Ecuación iónica neta: H+(aq) + OH– (aq) → H

2O

11. a) Falsa. Actúan como oxidantes porque oxidan el hierro. Falsa. No actúan ni como oxidantes ni como reductores, pues ni

el nitrógeno ni el oxígeno cambian su estado de oxidación. Falsa. Actúa como reductor pues reduce a los iones Ag+ a Ag

metálica. Verdadera. Aumentó su número de oxidación. Verdadera. Disminuyó su número de oxidación. b) Verdadera. c) Falsa. Son de precipitación o ácido-base. d) Falsa. El resultado de esta reacción produce una solución ácida. 12. a) Zn(s) → Zn2+ (aq)+ 2 e–

Oxidación. b) 2 Cl– (aq) → Cl

2(g) + 2 e–

Oxidación. c) MnO

2(s) + 2 H

2O → MnO

4– (aq) + 4 H+ + 3 e–

Oxidación.

d) Fe3+(aq) + e– → Fe2+(aq) Reducción. e) Pb4+(aq) +4 e– → Pb0

Reducción.13.1 e) A y B. 13.2 b) La acción del cloro sobre el yoduro de potasio indica que el

cloro es más oxidante que el yodo y tiene la capacidad de des-plazarlo de sus compuestos.

14. a) Para poder recubrir el tenedor lo tendremos que usar de cáto-do. Allí, el ion Ag+ se reduce a Ag0 y se deposita en el tenedor.

b) Galvanoplastia o electroplateado.

15. a) 2 (H2(g) + 2 OH–(aq) → 2 H

2O(l) + 2 e–)

O2(g) + 2 H

2O(l) + 4 e– → 4 OH–(aq)

2 H2(g)

+ 4 OH–(aq)

+ O

2(g)

+ 2 H

2O(l) → 4 H

2O(l)

+

4 OH–(aq)

b) Ecuación molecular: 2 H

2(g)

+ O

2(g)

→ 2 H

2O(l)

Ecuación iónica total:

2 H2(g)

+ 4 OH–(aq) + O

2(g)

+

2 H

2O(l) → 4 H

2O(l)

+

4 OH–(aq)

c) Oxidación: 2 H

2(g) + 4 OH–(aq) → 4 H

2O(l) + 4 e–

Reducción: O

2(g) + H

2O(l) + 4 e– → 4 OH–(aq)

16. a) Ácido base y precipitación. b) Desplazamiento y redox. c) Redox. d) Redox y combinación. e) Descomposición. f) Precipitación. g) Redox y combustión.

17. a) Cr2O

72– + 14 H+ + 6 e– → 2 Cr3+ + 7 H

2O

3 (2 I– → I2 + 2 e–)

Cr2O

72– + 14 H+ + 6 I– → 2 Cr3+ + 7 H

2O + 3 I

2

Ecuación molecular: K

2Cr

2O

7 + 6 HI + 8 HClO

4 → 2 Cr(ClO

4)

3 + 2 KClO

4 + 3 I

2 + 7 H

2O

b) 2 IO3

– + 12 H+ + 10 e– → I2 + 6 H

2O

5 (2 I– → I2 + 2 e–)

2 IO3

– + 12 H+ + 10 I– → I2 + 6 H

2O + 5 I

2

Ecuación molecular: 2 KIO

3 + 10 KI + 6 H

2SO

4 → 6 I

2 + 6 K

2SO

4 + 6 H

2O

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c) 3 (I2 + 6 H

2O → 2 IO

3– + 12 H+ + 10 e–)

10 (NO3

– + 4 H+ + 3 e– → NO + 2 H2O)

3 I2 + 18 H

2O + 10 NO

3– + 40 H+ → 6 IO

3– + 36 H+ + 10 NO + 20 H

2O

Eliminando H+ y H2O:

3 I2 + 10 NO

3– + 4 H+ → 6 IO

3– + 10 NO + 2 H

2O

Ecuación molecular: 3 I

2 + 10 HNO

3 → 10 NO + 6 HIO

3 + 2 H

2O

d) MnO4

– + 8 H+ + 5 e– → Mn2+ + 4 H2O

5 (Fe2+ → Fe3+ + e–) MnO

4– + 8 H+ + 5 Fe2+ → Mn2+ + 4 H

2O + 5 Fe3+

Ecuación molecular: KMnO

4 + 5 FeCl

2 + 8 HCl → MnCl

2 + 5 FeCl

3 + KCl + 4 H

2O

e) 5 (Br2 + 2 e− → 2 Br–)

Br2 + 12 OH– → 2 BrO

3– + 6 H

2O + 10 e–

5 Br2 + Br

2 + 12 OH–→ 10 Br–+ 2 BrO

3– + 6 H

2O

Ecuación molecular: 6 Br

2 + 12 KOH → 10 KBr + 2 KBrO

3 + 6 H

2O

f) 8 (MnO4

– + 2 H2O + 3 e– → MnO

2 + 4 OH–)

3 (NH3 + 9 OH– → 8 e– + NO

3– + 6 H

2O)

8 MnO4– + 16 H

2O + 3 NH

3 + 27 OH– → 8 MnO

2 + 32 OH– + 3 NO

3– + 18 H

2O

Eliminando OH– y H2O:

8 MnO4– + 3 NH

3 → 8 MnO

2 + 5 OH– + 3 NO

3– + 2 H

2O

Ecuación molecular: 8 KMnO

4 + 3 NH

3 → 3 KNO

3 + 8 MnO

2 + 5 KOH + 2 H

2O

18. a)

MetalesZn Pb Mg Ni Cu

ZnSO4 - No ocurre Ocurre No

ocurreNo

ocurre

NiSO4 Ocurre No ocurre Ocurre - No

ocurre

CuSO4 Ocurre Ocurre Ocurre Ocurre -

Mg(NO3)2No

ocurreNo

ocurre - No ocurre

No ocurre

Pb(NO3) 2 Ocurre - Ocurre Ocurre No ocurre

b) Mg, Zn, Ni, Pb y Cu.19. a) Reacción de combinación. b) Una reacción de precipitación. Se forma carbonato de calcio

sólido (sarro).

c) La sustancia que usan generalmente los plomeros para elimi-nar el sarro es ácido clorhídrico diluido. Disuelve el carbonato de calcio y transforma la sal insoluble en cloruro de calcio soluble.

20.

se definen como

Transformación Combinación

Desplazamiento

Descomposición

Metátesis

Óxido-reducción

Algebraico TanteoIon-electrón

Reactivos

Productos

Ecuaciones químicas

se representan mediante

se clasifican en

Reacciones químicas

de uno o más

de uno o más que se ajustan por el método de

21. a) Una reacción química genera corriente eléctrica. Los elec-

trones pasan, a través de un hilo conductor, desde el ánodo en donde se produce la oxidación hacia el cátodo en donde ocurre la reducción. Si en el circuito de los electrones interponemos el LED, la diferencia de potencial hará que éste se encienda.

b) El ácido acético que hay en el vinagre es el electrolito. Los electrodos son el hierro (ánodo) y el cobre (cátodo).

c) Ánodo: Cu → Cu2++ 2 e–

Cátodo: Fe2+ + 2 e– → Fe d) En el ánodo se produce la oxidación y en el cátodo se produ-

ce la reducción.22. a) Ánodo, oxidación: 2 I– → I

2(g)

+ 2 e–

Se observa la aparición de color pardo debido a la formación de yodo molecular.

Cátodo, reducción: 2 H

2O (l) + 2 e– → 2 OH–(aq) + H

2(g)

b) Al agregar las gotas de fenolftaleína al tubo 1, como la solu-ción es básica, el indicador vira de incoloro a fucsia. En el tubo 2, comprobamos la presencia de iones hidróxido producto de la reducción que, al combinarse con el hierro, forman un precipita-do color pardo de hidróxido de hierro (III).

FeCl3 + 3 KOH → 3 KCl + Fe(OH)

3 (s)

c) En el tubo 1, el yodo queda adsorbido en la estructura com-pleja de la amilopectina, que es uno de los componentes del almidón. En el tubo 2 se produjo una extracción con solvente.

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Capítulo 12Termoquímica, cinética y equilibrio de las reacciones químicasPágina 223 1. a) Un catalizador modifica la velocidad de una reacción sin con-

sumirse. Los primeros en utilizarlos fueron los egipcios cuando realizaban la fermentación de las uvas para obtener el vino.

b) Según Berzelius, “se ha probado que algunas sustancias sim-ples o compuestas, solubles o insolubles, tienen la propiedad de ejercer sobre otras sustancias un efecto muy diferente de la afinidad química. A través de este efecto ellas producen des-composición en los elementos de esas sustancias y diferentes recombinaciones de esos elementos, de los cuales ellas perma-necen separadas [...]. Esta nueva fuerza desconocida hasta hoy es común a la naturaleza orgánica e inorgánica [...]. Yo la llamaré fuerza catalítica y llamaré a la descomposición de sustancias por esta fuerza catálisis”.

c) Porque se interrumpe la acción catalítica del fermento con el objetivo de conservar restos azucarados que le confieran el sabor dulce característico.

d) Es un dispositivo cuya función es actuar sobre tres gases con-taminantes (NO

x, CO y HC sin consumir), entre los muchos que

se desechan a través del escape, transformarlos en N2,

N2O y CO

2

y reducir de esta manera el impacto ambiental. e) Catalizador de dos vías: elimina CO y HC. Es un catalizador de oxi-

dación, necesita exceso de oxígeno para su buen funcionamiento. Catalizador de tres vías sin toma de aire: elimina los tres contaminan-

tes principales, CO, HC, y NOx. Todos los vehículos fabricados en la

actualidad están equipados con este tipo de catalizador. Los cataliza-dores de tres vías llevan todos sonda lambda para la precisa regulación de la mezcla aire-combustible, por lo que es imprescindible que los vehículos lleven sistemas de inyección gestionados electrónicamente.

Catalizadores de tres vías con toma de aire: eliminan CO, HC y NO

x. Solamente se ha utilizado en los vehículos americanos.

Consta de una primera etapa que elimina los NOx y una segunda

etapa que actúa como un catalizador de dos vías.

Página 227 Balanceá las ecuaciones... Un gas:NH

4+ (aq) + NO

2–(aq) → N

2(g) + 2 H

2O(l)

Un precipitado: ya está equilibrada.Un color: MnO

4–(aq) + 8 H+ (aq) + 5 e– → Mn2+(aq) + 4 H

2O(l)

2. a) Verdadera, porque la [B] aparece en la ley de velocidades. b) Falsa, k es función de la temperatura y del tipo de reacción. c) Falsa, se cuadruplica porque la [B] está elevada a la segunda

potencia.

Página 229 3. a) Si v = k [A]0 entonces no afecta. b) Si v = k [A]1 la velocidad se duplica. c) Si v = k [A]2 la velocidad se cuadruplica.

4. a) Verdadera, porque las energías cinética y térmica están rela-cionadas.

b) Falsa, porque al aumentar la temperatura, aumenta la cantidad de partículas en condiciones de producir choques efectivos.

Página 232 Representá gráficamente cómo…

Experimento

Molaridad (M) en el estado inicial

Molaridad (M) en el equilibrio

N2O4 NO2 N2O4 NO2

1 0,00 0,02 0,00140 0,01722 0,00 0,03 0,00280 0,02433 0,00 0,04 0,00452 0,03104 0.02 0,00 0,00452 0,0310

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Experimento 1

Experimento 2 Experimento 3 Experimento 4


Otra forma de lograr el mismo efecto... Eliminando el producto a medida que se forma, disminuye la concentración de amoníaco. Por el principio de Le Chatelier, el sistema tenderá a reponerlo, para lo cual consumirá los reactivos que aún no reaccionaron.

Página 234 Volviendo al ejemplo de la síntesis del amoníaco… Sí, porque el aumento en la presión produce un desplazamiento del sistema en el sentido de la disminución del número de partículas, que en este caso ocurre hacia la formación de productos.Se sabe que la síntesis del amoníaco… Teniendo en cuenta conside-raciones exclusivamente termodinámicas, convendría trabajar a tempe-raturas bajas porque esto obliga al sistema a generar calor, lo cual sucede simultáneamente con la formación de productos. Sin embargo, si con-sideramos cuestiones cinéticas, veremos que cuando la temperatura se reduce demasiado, la velocidad de la reacción es muy lenta. Por eso debe trabajarse a una temperatura intermedia que optimice ambos aspectos.

5. a) Con exceso, porque hace que se desplace el sistema hacia la formación de más producto.

b) La concentración de hidrógeno, porque se encuentra elevada al cubo en la expresión de K

c y el efecto es mayor sobre la con-

centración de producto. c) Por enfriamiento, ya que el amoníaco tiene punto de ebulli-

ción más alto que el hidrógeno y el nitrógeno debido a que es una sustancia polar y entre sus moléculas existen interacciones de London, dipolo-dipolo y puente de hidrógeno. También se puede disolver en agua, ya que por las propiedades menciona-das es soluble en agua y los reactivos no lo son.

Páginas 236-239 6. a) Verdadera. Como Q

c se determina por la relación [productos]/

[reactivos], un valor bajo implica mucho mayor concentración de reactivos que de productos. Esto implica un valor muy bajo de Q

c.

b) Falsa. La reacción de equilibrio se refiere a reacciones químicas incompletas o reversibles en donde los reactivos se transforman en productos y a su vez los productos se transforman en reac-tivos. Existe una reacción directa y una inversa. En el estado de equilibrio, cada sustancia está en el sistema con una concentra-ción determinada e invariable. La concentración no varía, pero sí reaccionan los reactivos y los productos.

c) Verdadera. Si la reacción directa es exotérmica ΔH < 0. Cuan-do se enfría el sistema, éste cambiará de modo tal que restituya dicha energía. Como consecuencia se formará más producto a expensas de la desaparición de reactivos y dado que K

c = [P]/[R],

su valor será mayor que el que tenía en las condiciones iniciales. d) Falsa. K

c no depende de los cambios ocurridos en las concen-

traciones, solo es función de la modificación de la temperatura.7. ΔHo

f (l) = ΔHo

f (g) + ΔHo

cond

ΔHof (l) = (–167,88 kJ/mol) + (–28,9 kJ/mol)

ΔHof (l) = –196,78 kJ/mol

8. a) 2 O3(g) → 3 O

2(g)

b) O (oxígeno naciente o atómico). c) Para el primer paso: 1 y para el segundo: 2. d) v = k [O

3] [NO]

9. Velocidad de formación del CO2 es 0,200 M/s y del H

2O, 0,400 M/s.

10. a) C4H

9Cl(l) + H

2O(l) → C

4H

9OH(aq) + HCl(aq)

b)

Tiempo (s) Velocidad promedio (M/s)0

50 1,90 . 10-4

100 1,70 . 10-4

150 1,58 . 10-4

200 1,40 . 10-4

300 1,22 . 10-4

400 1,01 . 10-4

500 0,80 . 10-4

800 0,56 . 10-4

10.000

c)

Tiempo (s)

Concentración de C4H9Cl (M)

0 0,100050 0,0905

100 0,0820150 0,0741200 0,0671300 0,0549400 0,0448500 0,0368800 0,0200

10.000 0,0000

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d) Sí, ya que en función de los datos experimentales se observa una disminución en el valor de la velocidad a medida que decre-ce la concentración del reactivo.

11. Si se duplica la [B] manteniendo la [A] constante, la velocidad no se modifica, pero si se duplica la [A] manteniendo la [B] cons-tante, la velocidad resulta cuatro veces mayor. Esto indica que la ley de velocidades será v = k . [A]2. Como conclusión podemos afirmar que la velocidad no depende de la concentración de am-bos reactivos sino solo de uno de ellos. En particular, el orden de la reacción es 2.

12. a)

[CO] [O2] [CO2]

Equilibrio 0,01 – 2x 0,2 – x 2x

b)

[N2] [H2] [NH3]

Equilibrio 0,1 – x 0,1 – 3x 2x

c)

[H2] [O2] [H2O]

Equilibrio 2x x 0,3 – 2x

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13. a) Kc= [SO

2]2 [O

2] / [SO

3]2

b) Kc= [O

2]3 / [O

3]2

c) Kc= [NO

2]2 / [N

2O

4]

d) Kc= [H

2O]2 [Cl

2]2 / [HCl]4 [O

2]

14. Kp = p2 Cl / pCl2 = (2,97 .10-2)2 / 1 = 8,82 . 10-4

15. n NO = 8,62 g / 30,0 g . mol-1 = 0,287 mol n N

2 = 43,0 g / 28,0 g . mol-1 = 1,54 mol

n O2 = 48,4 g / 32,0 g . mol-1 = 1,51 mol

Kc = [NO]2 / [N

2] [O

2] = (0,287 / V)2 / 1,54 / V . 1,51 / V = 0,0354

El dato del volumen no es necesario porque es una reacción equimolecular y el volumen se anula.

16. Qc = 0,049, porque la concentración de productos es menor que

la correspondiente al equilibrio. Habrá reacción, es decir el PCl5

(pentacloruro de fósforo) se descompone para formar PCl3 (tri-

cloruro de fósforo) y Cl2 (cloro).

17. a) Llamaremos 1, 2 y 3 respectivamente a las ecuaciones plan-teadas en el problema. Como queremos partir de una reacción que contenga sólo C y H como reactivos y CH

4 como producto,

debemos invertir la ecuación 3 para obtener el metano como producto de la reacción. A la ecuación invertida la numeramos como 4:

1. C(grafito) + O2(g) → CO

2(g)

ΔHºrxn

= –393,5 kJ 2. 2H

2(g) + O

2(g) → 2 H

2O(l)

ΔHºrxn

= –571,6 kJ 4. CO

2(g) + 2 H

2O(l) → CH

4(g) + 2O

2(g)

ΔHºrxn

= + 890,4 kJ Si luego sumamos miembro a miembro 1, 2 y 4, obtendremos: C(grafito) + 2H

2(g) → CH

4(g)

ΔHºrxn

= –74,7 kJ Todas las especies innecesarias (O

2 , CO

2 y H

2O) se cancelan en

esta operación. b) Se aplica la ley de Hess.18. La b. Una vez que se alcanza el equilibrio prácticamente se con-

sumieron los reactivos, en forma total. 19. a) Hacia reactivos. b) Hacia reactivos. c) No se puede responder sin el dato de entalpía de reacción.20. La reacción es endotérmica. Si K

c disminuye es porque ha dismi-

nuido la concentración de productos para formar reactivos, es

decir que al elevar la temperatura se favoreció la descomposi-ción del producto.

21. a) N2(g) + 3 H

2(g) → 2 NH

3(g)

b) Que la reacción sea exotérmica implica que libera calor. Si la temperatura del sistema disminuye, éste reaccionará para dismi-nuir la perturbación, aumentando la temperatura. El sistema se desplaza hacia los productos liberando más calor y formando más cantidad de amoníaco para contrarrestar la disminución de la temperatura.

c) Si se agrega hidrógeno, manteniendo constante la tempera-tura, el sistema se desplaza hacia los productos para disminuir la perturbación. Aumenta la concentración de producto y dismi-nuye la concentración del otro reactivo (N

2), dado que se man-

tiene constante el valor de Kc.

d) El valor de la constante cambia en b porque Kc depende solo

de la temperatura.22. a) Dado que ambas reacciones son endotérmicas, se favorecerá

la formación de productos utilizando altas temperaturas, lo cual coincide con las usadas en el proceso para ambas etapas.

b) Como en ambas reacciones hay más moles de productos que de reactivos se debe esperar que la formación de productos se produzca a bajas presiones. El motivo de trabajar a altas presio-nes es que cuando se produce el hidrógeno gaseoso general-mente se utiliza en la fabricación de amoníaco y una presión alta favorece la formación de amoníaco.

23. a)

¿Qué efecto tendrá... Respuestas

…aumentar la presión? Disminuye

…disminuir la [Cl2]? Disminuye

…disminuir la [Cl2]? Aumenta

…aumentar la [Cl2]? Nada

b) Por Le Chatelier o Q

c.

24. Respuesta abierta.25. a) Es experimental. b) C

25H

52(g) + 38 O

2(g) → 25 CO

2(g) + 26 H

2O(g)

c) El agua se calienta por el calor liberado durante la combustión de la parafina.

d) Dicha variación de entalpía está asociada con la masa de vela que-mada, para hallar el valor para 1 g se debe dividir por dicha masa.

Capítulo 13EstequiometríaPágina 241 1. a) Dalton considera que sólo existen átomos simples o com-

puestos, por eso su teoría fracasa cuando se aplica a otras sus-tancias diferentes del agua. Los experimentos de Gay-Lussac demuestran el error en la teoría de Dalton y Avogadro define “átomo” como la parte más pequeña de un elemento químico y “molécula” como la parte más pequeña de una sustancia simple o compuesta con existencia individual estable.

b) Porque reflejan la abundancia isotópica. c) Porque la masa de los electrones es invariable independiente-

mente del átomo del que provengan, cosa que no ocurre con los iones, que dependen del átomo que los genera. Además, es la más pequeña dentro de las partículas subatómicas más frecuentes y co-nocidas.

d) Porque el valor de la masa atómica relativa se calcula como la masa promedio de la mezcla natural de los diferentes isótopos.

Página 244 2. 2694,26 kJ.

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44


3. 2,64 L.

Página 251 4. a) 2 HBr + H

2SO

4 → H

2SO

3 + Br

2 + H

2O

b) El reactivo limitante es el H2SO

4. El rendimiento es del 90,0%.

5. Costo de combustible necesario para llenar el tanque = 40 L. $1,99/L = $79,6. Se desperdicia: 0,75 . $79,6 = $59,7.

Páginas 254-257 6. a) S(s) + O

2(g) → SO

2(g)

b) Reacción de síntesis, redox o combustión. c) En este caso, la M del S es 32 g/mol = MO

2 la reacción, además

de ser mol a mol es gramo a gramo, o sea; si se combinan 1 g de S con 1 g de O

2, se obtendrán 2 g de SO

2; reacción de síntesis.

7. a) mFe

= 55,85 g Fe. 1.000 kg Al / 54 g Al = 1.034 kg Fe (teóricos) m

Fe (real) = 0,92 . 1.034 kg = 951 kg

b) ΔHteórico

= 198 kcal . 1.000 kg Al / 54 g Al = 3667 kcal ΔH

real = 0,92 . 3.667 kcal = 3.374 kcal

8. mAg

recuperada por el Hg = 107,86 g Ag / 200,59 g Hg = 0,538 g m

Ag recuperada por el Hg = 107,86 g Ag / 196 g NaCN = 0,550 g

9. nCO2

= 12 mol . 1.000 g nitroglicerina / 227 g nitroglicerina = 52,86 mol n

O2 = 1 mol . 1.000 g nitroglicerina / 227 g nitroglicerina = 4,40 mol

nN2

= 6 mol . 1.000 g nitroglicerina / 227 g nitroglicerina = 26,43 mol n

H2O = 10 mol . 1.000 g nitroglicerina / 227 g nitroglicerina = 44,05 mol

ntotales

= 127,74 mol V = 127,74 mol. R. 773 K / 500 / 760 atm = 12.307 L10. m

nafta = 0,72 g/mL . 1.000 mL = 720 g

mPb en Pb(C2H5)4

= 10 g Pb(C2H

5)

4 . 207,19 g Pb / 265,19 g = 7,81 g Pb

m Pb en nafta

= 7,81 g Pb . 1012 g nafta / 720 g nafta = 1,08 . 1010 g 11. a) El Al

2O

3; la masa que no reacciona es igual a masa inicial pura

menos masa que reaccionó. 6 mol HCl _____ 102 g Al

2O

3

3,6 mol HCl _____ x = 61,2 g Al2O

3

Masa de Al2O

3 en exceso: 40,8 g.

b) 6 mol HCl _____ 267 g AlCl3

3,6 mol HCl _____ x = 160 g Al2O

3

Masa de AlCl3 real: 115,2 g.

12. a) mAg teórica

= 36 g .100 g / 90 g = 40 g 40 g Ag ________ 10,74 g aldehído 2 . 108 g Ag ________ x = 58,0 g CH

3CH

2COH

b) 216 g Ag ________ 250 g AgOH 40 g Ag ________ x = 46,3 g13. a) 11,16%. b) n

CO2 = 16 mol. Teóricos, si se quemara completamente el mol de

nafta, pero sólo se quema el 88,84% (porque se debe descontar el porcentaje de nafta que arde para dar CO). n

CO2 = 14,21 mol reales.

14. El reactivo limitante es la hidracina porque reaccionan 64 g con 92 g de tetróxido de dinitrógeno:

64 g N2H

4 ________ 92 g N

2O

4

32 g N2H

4 ________ x = 46 g N

2O

4

Por lo tanto, los gases que quedan después de la reacción son: N

2, H

2O y N

2O

4, y los moles de cada gas serán:

nN2

= 3 mol . 1 mol hidracina / 2 mol hidracina = 1,5 mol. n

H2O= 4 mol . 1 mol hidracina / 2 mol hidracina = 2,0 mol.

nN2O4

= 1 mol inicial – 0,5 mol que reaccionó = 0,5 mol. p

N2= 1,5 mol . R . 523 / 30 = 2,14 atm.

pH2O

= 2,0 mol . R . 523 / 30 = 2,86 atm. p

N2O4= 0,5 mol . R . 523 / 30 = 0,714 atm.

ptotal

= 5,71 atm.

15. a) 2 C2H

5OH +O

2 → 2 CH

3COOH + 2 H

2O

b) CH3COOH + NaOH → CH

3COONa + H

2O

c) Se gastaron 20,5 ml de NaOH 0,1 M n

NaOH = V . M = 2,05 mmol = n (ácido) = n (etanol)

La masa (etanol) = n . M (etanol) = 2,05 mmol . 46 mg/mmol = 94,3 mg

El volumen (etanol) = m / ∂ = 0,0943 g / 0,79 g/ml = 0,119 ml de etanol que se oxidó a etanoico.

En 25 ml de solución diluida que provienen de 5 ml de vino, es decir: 5 ml de vino _________ 0,119 ml de etanol oxidado. 100 ml de vino _________ x = 2,38 ml de etanol oxidado. Como la cantidad normal de etanol en el vino es el 12% v/v, el

porcentaje de picado es: 2,38 . 100 / 12 = 19,83%.16. a) 1.º El magnesio está puro y la cantidad de HCl se calcula en fun-

ción de los datos de volumen y concentración de la solución.2.º Se determina el reactivo limitante.3.º Se halla la masa teórica de MgCl

2.

4.º Con los datos de la masa de sal teórica y real se calcula el rendimiento.

b) No, porque de existir reactivo limitante, los cálculos se deben basar en él.

c) Verdadera. Se justifica por medio de los siguientes cálculos: 24,3 g de magnesio puro corresponden a 1,00 mol de magnesio, que es la cantidad que se combina con 2,00 mol de HCl (correspondien-te al número de moles que hay en 2,00 L de solución, 1,00 M de dicho ácido), por lo tanto están en proporción estequiomé-trica. La masa teórica de MgCl

2 será 95,3 g y el rendimiento:

R = 76,24 g / 95,3 . 100 = 80%. Falso. Están en proporción estequiométrica. Falsa. En los datos del enunciado se dice que el magnesio está puro.17. Alfred Nobel organizó varias plantas de explosivos en Suecia, basa-

das principalmente en la manufactura de la nitroglicerina líquida, sustancia detonante descubierta por el italiano Ascanio Sobrero en 1846. Con sus hermanos Ludwig (1831-88) y Robert (1829-96), perfeccionó la destilación del petróleo y explotó los yacimientos rusos de Bakú. En Heleneborg (Suecia), trabajó en una fábrica tra-tando de desarrollar un método seguro para manipular la nitro-glicerina, después de que en una explosión en 1864 fallecieran su hermano y otras personas. En el año 1867 redujo la volatilidad de la nitroglicerina mezclándola con un material poroso absorbente (la tierra de diatomeas), consiguiendo un polvo que podía ser per-cutido e incluso quemado al aire libre sin que explotara. La mezcla resultante solo explotaba cuando se utilizaban detonadores eléc-tricos o químicos. Había nacido la dinamita. Esto le dio ganancias que le permitieron crear una fundación y dar los conocidos pre-mios todos los años, en diferentes áreas de la ciencia.

18. a) Respuesta abierta. b) Respuesta abierta.19. a) C

6H

4OHCOOH + (CH

3CO)

2O → C

6H

4OCOCH

3COOH + 2 H

2O

b) Es experimental. c) Actúa como catalizador y deshidratante.

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Trabajar con documentosPágina 270 a) Buscar la página en un buscador no es la única posibilidad; es im-

portante hacer ver a los estudiantes que se accede a ella también a través de las páginas de los organismos de los cuales depende el INQUIMAE, es decir, la FCEyN y el CONICET.

b) En la página recomendada se puede encontrar: una nómina del personal, fotos y currículos de los investigadores, proyectos de investigación en curso, referencias a publicaciones, una breve his-toria de la institución, los servicios que presta a la “comunidad”, un catálogo on-line de la biblioteca del Instituto, etcétera.

c) Para encontrar otras instituciones, se puede navegar en páginas de otras universidades públicas argentinas:

Universidad Nacional de La Plata: www.unlp.edu.ar Entrar a “Unidades académicas”, de allí a “Facultad de Ciencias

Exactas”, y de allí al Departamento de Química (se abre una nueva ventana: http://www.quimica.unlp.edu.ar). Una vez allí, cliquear, sobre el menú de la izquierda, en “Centros de Investigación”.

Universidad Nacional de Córdoba: www.unc.edu.ar Entrar a “Organización institucional”, cliquear en “Facultades”. Al

ingresar a la página de la Facultad de Ciencias Químicas se abre una nueva ventana: http://www.fcq.unc.edu.ar. Hay que cliquear arriba, sobre el nombre de la Facultad, para llegar a http://www.fcq.unc.edu.ar/site/todo.htm. Abajo a la izquierda dice “Institu-tos del CONICET en FCQ”.

Universidad Nacional del Litoral: www.unl.edu.ar En la barra horizontal, entrar a “Investigación”. A la izquierda, al

cliquear sobre “Institutos, centros y laboratorios”, se despliega un menú de facultades (identificadas por sus iniciales). Sirven la Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas (FBCB) y la de In-geniería Química (FIQ). Allí solo se listan los institutos, con poca información sobre ellos. En la página de la Facultad de Ingeniería Química (http://www.fiqus.unl.edu.ar) hay forma de acceder a información similar, muy escueta.

Página 271 1 y 2. Atención. Conviene tomarse un tiempo para chequear la calidad de estos recursos. Es importante también trabajar en clase, con los y

las estudiantes, el tema de la confiabilidad de la información que aparece en Internet (ver la actividad).

Página 273 9.º En general no se respetan el tamaño, la proporción, la textura, el

color y el movimiento de los objetos representados. Casi siem-pre se usan esferas para representar objetos como protones,

electrones o átomos. Es difícil representar la energía, la luz o las radiaciones. Hay que usar elementos auxiliares para sostener a los electrones en órbita o a los iones dentro de un cristal.

© Santillana S.A


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