Tema 4, Bloque I

¿Cómo saber si la muestra de una mezcla está más contaminada que otra?

Actividad 1. ¿Qué sabemos de la contaminación y las sustancias tóxicas?

Parte 1.

Responder de manera individual las siguientes preguntas: a) ¿Qué es la contaminación?b) ¿Qué es un contaminante?c) ¿Cómo sabemos que algo está contaminado?d) ¿Qué efectos produce la contaminación?

Evaluación diagnostica/cualitativa

Elaborar un colage con el tema “La contaminación” Realizar un escrito con base en las imágenes de su colage y la de uno de sus

compañeros.Evaluación diagnostica/cualitativa

Parte 2. A partir de una serie de imágenes, relacionadas con contaminación y productos

tóxicos, acompañadas de preguntas, los estudiantes expresan libremente sus ideas previas sobre estos temas.

Indicarles que, al concluir el análisis de las imágenes escribirán en su cuaderno un breve texto que tendrá como título: ¿Cómo se identifica tradicionalmente a las sustancias y materiales tóxicos?

¿Te beberías un vaso con agua tomada de este desagüe? ¿Por qué?

¿Será sano respirar el aire que rodea a estas chimeneas? ¿Por qué?

¿Cómo identificamos que un ambiente está contaminado?

¿Te comerías estos hongos del bosque? ¿Por qué? ¿Cómo se identifican los venenosos?

¿Por qué tememos a las víboras?¿Sabías que el veneno de los alacranes se usa para hacer vacunas y medicinas? ¿Cómo puede ser esto?

Cuando se anuncia “marea roja”, se prohíbe ingerir pescados y mariscos. ¿Cómo se identifica?

¿Sabías que no todos los productos comerciales están libres de sustancias tóxicas?

¿Sabías que en la Edad Media y el Renacimiento el envenenamiento era una forma de deshacerse de los enemigos?

¿Nos envenenamos por gusto?

¿Te tomarías una medicina sin estar enfermo? ¿O triplicarías la dosis indicada por el doctor?

¿Para qué se usan estos símbolos? ¿Por qué?

¿Podrías asegurar que este paisaje aparentemente sin basura está libre de contaminación? ¿Por qué?

Evaluación diagnostica/cualitativa

Realizar una investigación sobre Paracelso y su concepto de veneno.

La investigación servirá para resolver lo siguiente:

a) Responde:¿Qué oficios o profesiones desempeño Paracelso?¿En que época vivió Paracelso?¿Qué importancia tuvieron sus ideas en su época?¿A que se refiere la expresión “la dosis hace al veneno”?¿Qué aplicación tendrían las enseñanzas de Paracelso en la vida actual?

b) En binas, elabora una descripción completa de alguna sustancia aparentemente inofensiva, desde el punto de vista de su toxicidad.

Lista de cotejo:Concepto Nivel

Realizó la investigación de Paracelso.Respondió las preguntas iniciales.Compartió con su bina.Escribió de manera coherente el producto elaborado con su bina

Clave: 0 = no lo hizo, 1 = muy poco, 2 = suficiente, 3 = bien.

Actividad 2. ¿Podemos hacer una escala de colores?

La intención de esta actividad es que los alumnos identifiquen que al reunir proporciones diferentes de un soluto y un disolvente se obtienen mezclas con características diferenciables. Se analizará también cómo al mantener la misma proporción para diferentes cantidades, las mezclas tienen las mismas propiedades pues se mantiene la concentración. Es necesario resaltar la interpretación y el análisis de datos.

¿Podemos hacer una escala de colores?

Nota: antes de la clase, solicite el siguiente material por equipo, 6 vasos transparentes, una balanza, una probeta, una espátula y un sobre de polvo para hacer agua de Jamaica.

Formar equipos de 4 ó 5 integrantes para realizar las siguientes actividades.

Se solicitará a cada equipo que prepare las mezclas indicadas en la siguiente tabla, midiendo con todo cuidado las cantidades, haciendo las observaciones y los necesarios para completar la tabla.

Tabla de observaciones de características de las mezclas de polvo de bebida y agua.

Vaso # Masa de polvo

Masa de agua

Total de masa

% masade polvo

Descripción de características (Comparativamente)

1 20 g 180 g 200 g 10%

2 10 g 190 g

3 5 g 195 g

4 1 g 198 g

5 0.5 g 199.5 g

6 2.5 g 97.5 g

Los alumnos deben comparar la masa, el volumen, el color, e incluso el sabor de las diferentes mezclas y anotar todas estas observaciones.

Finalmente, responder las siguientes preguntas para reflexionar sobre la necesidad de diferenciar las ideas de cantidad y de concentración y para hacer diferencias entre las características que pueden analizar en una disolución:

1. ¿Cómo varía el color en las disoluciones? ¿De qué depende esta variación?2. Algunas disoluciones contienen la misma masa total, ¿son también iguales en volumen,

color y otras propiedades? ¿Por qué?3. Suponiendo que una de las disoluciones tiene menos masa que las otras. ¿A cuál de

ellas consideras que se parezca más en sabor? ¿Por qué?4. ¿Qué tendrías que hacer para elaborar una jarra con una masa total de mezcla de 1000

g o 1 kg, para que tuviera el mismo sabor que la mezcla del vaso 2? ¿En qué se parecerían estas mezclas con respecto al porcentaje de masa de polvo?

5. Una vez que se selecciona una de las mezclas como la ideal de sabor, ¿qué dato sería conveniente indicar para poderla repetir en otra ocasión en cualquier cantidad?

6. El porcentaje de masa de polvo en el total de la mezcla se conoce como concentración porcentual en masa o % en masa. Siguiendo la lógica de los cálculos de esta experiencia, calcula que % en masa hay que asignarle a una mezcla que se hizo con 35 g de sal y 400 mL (o 400 g) de agua.

7. El suero fisiológico que puede usarse para evitar la deshidratación, es una disolución de sal (cloruro de sodio, NaCl) en agua al 0.9% en masa. Si quisieras preparar 200 g de este suero, ¿cuánta sal y cuánta agua usarías?

8. La concentración porcentual también puede aplicarse a medidas de volumen. Por ejemplo, el alcohol que se compra en la farmacia, útil para desinfectar, es una mezcla de alcohol en agua al 70% en volumen. Si compras una botella de 2 litros, ¿qué volumen de alcohol puro se empleó para hacerla?

9. Cuando los médicos recetan alguna medicina, no recetan la misma dosis para un adulto que para un niño. ¿Por qué crees que ocurra esto? ¿Cómo podrías relacionar este hecho con la idea de “concentración”?

Autoevaluación:Compartí ideas sobre la mejor forma de trabajo en laboratorio

Bien Regular

No

Apoyé en el trabajo práctico del presente experimentoRealice las observaciones indicadas y tomé notasReflexioné las preguntas planteadas Respondí las preguntas planteadas

Coevaluación:Cumplió con el material asignado Bien Regular NoApoyó al equipo durante el trabajo prácticoCompartió las observaciones de la práctica Su participación fue importante en la práctica Respondió correctamente las preguntas planteadas

Actividad 3 Vamos a hacer diluciones

Nota: antes de la clase, solicite material para esta nueva experiencia, pequeños vasos o recipientes transparentes, goteros y tinta negra o azul.

Organizar equipos de 5 ó 6 personas. A cada equipo se le asignarán 7 recipientes, dos goteros, tinta azul o negra y agua. Numerara los recipientes del 1 al 7 para identificarlos. Colocar 10 gotas de tinta en uno de los recipientes y que, tomando una gota de ahí, la

coloquen en otro recipiente y la combinen con 9 gotas más de agua agitando para homogeneizar.

Repetir la operación haciendo las diluciones como se indica en el siguiente esquema:

Una vez que se haya realizado la experiencia, describir por escrito qué ocurre con las características visibles de las diferentes mezclas.

En sesión grupal, el profesor planteará las siguientes preguntas para que se comenten y tener una aproximación a la expresión de la concentración en ppm.

1. ¿Cómo varían las características apreciables en las diferentes mezclas?2. Posiblemente en el último vaso no se aprecia la presencia de la tinta, que fue el soluto

de la disolución inicial. ¿Crees que quede algo de ella ahí?3. Cuando se pasa una gota de tinta al segundo vaso y se añaden nueve gotas más de

agua, la mezcla se diluye a la décima parte. Al hacerlo nuevamente en el tercer vaso, la mezcla resultante está diez veces más diluida que la segunda y cien veces más que la primera, es decir, su concentración equivale a la que tendría una gota de tinta mezclada con 99 gotas de agua. Siguiendo ese razonamiento deduce, ¿en qué vaso hay una mezcla equivalente a poner una gota de agua en 999,999 gotas de agua, para que quede 1 gota en 1 millón?

4. Si la tinta representara una sustancia ligeramente venenosa, ¿crees que una persona se podría envenenar ingiriendo cualquiera de las diluciones? ¿Por qué?

5. Cuando una mezcla contiene 1 parte de soluto en 1 millón de partes del total, se puede expresar su concentración en partes por millón o ppm. ¿Cuál de las mezclas elaboradas tiene una concentración que pudiera expresarse como 100 ppm? ¿Por qué?

6. Si una mezcla de tierra y diferentes minerales contiene 5 g de sal en cada 1000 kg de mezcla, ¿cómo expresarías la concentración en % en masa?, ¿y en ppm? Te sugerimos que, para hacer los cálculos, expreses todas las cantidades de masa en unidades iguales, pues de lo contrario resultará matemáticamente incorrecto compararlas.

Por medio de las respuestas de los cuestionamientos que se incluyen, intente que los alumnos comprendan que, como su nombre lo dice, ppm representa la millonésima parte de un todo, por ejemplo, 1 g de un material en 1000000 g de mezcla total, o 1 mL de un gas en 1000000 de mL de una mezcla gaseosa. Para no emplear números tan grandes, se suelen emplear sus equivalentes, como se puede apreciar en los siguientes ejemplos de combinaciones, que representan 1 ppm.

1 gde soluto1000 kgdemezcla

=1mgde soluto1kg demezcla

= 1mLde soluto1000 Ldemezcla

= 1mLdesoluto1m3de mezc la

Para terminar la sesión, cada alumno escribirá su propia definición de “parte por millón” y las conclusiones grupales en el reporte de la actividad. Revise estos materiales como una forma de evaluación de la sesión.

Autoevaluación:Compartí ideas sobre la mejor forma de trabajo en laboratorio

Bien Regular

No

Apoyé en el trabajo práctico del presente experimentoRealice las observaciones indicadas y tomé notasReflexioné las preguntas planteadas Respondí las preguntas planteadas

Coevaluación:Cumplió con el material asignado Bien Regular NoApoyó al equipo durante el trabajo prácticoCompartió las observaciones de la práctica Respondió las preguntas planteadasEscribió su definición de partes por millón

Actividad 4 ¿Cómo se expresa la concentración de los contaminantes de la atmósfera?

Para iniciar la sesión, recapitule lo realizado hasta ahora, pregunte si hay dudas al respecto y reparta a cada estudiante la siguiente lectura, que incluye dos tablas relacionadas con la contaminación atmosférica y los referentes de concentración que empleamos en México. Con esto se busca practicar la comprensión de lectura, uno de los aspectos más preocupantes en la formación de nuestros adolescentes.

¿Cómo está el aire que respiras?

Las actividades que el ser humano desarrolla para hacerse la vida más fácil y cómoda, en muchas ocasiones resultan perjudiciales para el ambiente. Como ya sabes, al quemar combustibles para la industria, para los transportes, para calentar el agua o para cocinar, se emiten al aire muchos compuestos como dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), dióxido de azufre (SO2) o dióxido de nitrógeno (NO2), que a su vez favorecen la formación de otras sustancias como el ozono (O3), una forma de oxígeno muy irritante para las vías respiratorias y para los ojos. El humo, los restos de materia fecal y el polvo que se levanta con el viento o por otras actividades domésticas e industriales, producen partículas que contaminan el aire y dificultan la visibilidad.

Todos estos materiales que contaminan el aire tienen consecuencias poco deseables: en cuanto exceden ciertas concentraciones, se vuelven una amenaza para la salud de la gente, de los animales y hasta de las plantas, pues son tóxicos. Nuestro planeta tiene múltiples mecanismos físicos, químicos y biológicos, como los vientos, las lluvias o la fotosíntesis,

mediante los cuales puede disminuir sus concentraciones y restablecer las condiciones adecuadas; pero cuando las emisiones son muy abundantes, estos mecanismos son sobrepasados y entramos en situaciones riesgosas.

En los medios urbanos e industriales se deben tomar ciertas medidas cuando se llega a condiciones de contaminación amenazantes. En México, para tener una referencia que indique cuando iniciar acciones, como evitar el ejercicio al aire libre, detener ciertas industrias o impedir la circulación de determinados vehículos, se maneja el Índice Metropolitano de Calidad de Aire o IMECA. Este dato, que se aplica a cada una de las sustancias contaminantes, indica que estamos en condiciones de riesgo cuando se pasan los valores de 100. Pero, debido a que esas sustancias no son igualmente tóxicas, el valor 100 de cada una representa una medida de contaminación diferente para cada material.

En las tablas que aparecen a continuación, puedes observar a qué concentración en ppm equivalen los datos del IMECA para cada contaminante; se indica también el tiempo en el que debe mantenerse esta concentración para tomar acciones y algunos efectos que se aprecian sobre la salud. Analízalos con detenimiento, para que, cuando escuches en un noticiero o leas en un periódico que se han tomado ciertas acciones o que algunos problemas de contaminación se están saliendo de control, entiendas a qué se refieren y realices también las acciones adecuadas para ayudar a solucionar el problema, pues recuerda que todos somos un poco responsables y en manos de todos están las alternativas de solución.

Índice metropolitano de Calidad del Aire (IMECA)Nivel aproximado de contaminantes.

Nivel aproximado de contaminantes (ppm)

Partículas SO2 CO O3 NO2

IMECA 24 h 24 h

8 h 1 h 1 h Efecto en la salud Medidas a tomar por niveles

desfavorables de dispersión

100 275 0.18 13 0.1 0.2 Insalubre Irritación en personas sanas Vigilancia de niveles de

contaminación las 24 horas del día.

Implementar el primer nivel de reducción de emisiones de fuentes industriales (promedio 30%)

Implementar el segundo nivel de reducción de emisiones de fuentes industriales (promedio 50%)

Implantar el tercer nivel de reducción de emisiones de fuentes industriales (promedio 70%)

200 420 0.35 21 0.21 0.7 Muy Insalubre

Disminución de la tolerancia al ejercicio físico

300 600 0.56 31 0.35 1.15PELIGRO

Aumento prematuro de varias enfermedades

Muerte prematura de enfermos y ancianos.

400 790 0.78 41 0.45 1.6

500 950 1 50 0.6 2

Tomada de: Libro para el maestro, Educación Secundaria, Química, México, SEP, 1994, p. 112.

Interpretación del IMECA

IMECA Condición Efectos a la Salud

0 - 50 Buena Adecuada para llevar a cabo actividades al aire libre.

51 - 100 RegularPosibles molestias en niños, adultos mayores y personas con enfermedades.

101 - 150 MalaCausante de efectos adversos a la salud en la población, en particular los niños y los adultos mayores con enfermedades cardiovasculares y/o respiratorias como el asma.

151 - 200 Muy Mala Causante de mayores efectos adversos a la salud en la población en general, en particular los niños y los adultos mayores con enfermedades cardiovasculares y/o respiratorias como el asma.

>200Extremadamente

Mala

Causante de efectos adversos a la salud de la población en general. Se pueden presentar complicaciones graves en los niños y los adultos mayores con enfermedades cardiovasculares y/o respiratorias como el asma.

Tomada de: http://www.sma.df.gob.mx/simat/pnimeca.htm#imeca

Al terminar la lectura, comentar y, si hay términos que no se comprendieron, busca en un diccionario para que queden claros en el mismo momento.

Posteriormente, por parejas o en grupos de tres y, responder las siguientes preguntas para que posteriormente las comenten en clase, como una forma de evidenciar que estas comprendiendo la información que recibes.

1. ¿Qué acciones se toman cuando el reporte IMECA indica valores inferiores a 100?2. Si se reportan 100 IMECAS de dióxido de azufre y 100 IMECAS de monóxido de

carbono, ¿se está indicando la misma concentración de los dos?3. Comparen los valores de concentración de los diferentes contaminantes y concluyan:

¿cuál podría considerarse el más tóxico? ¿Por qué?4. Para llegar a 500 IMECAS de monóxido de carbono, se requeriría mantener una

concentración de 50 ppm de este gas durante 8 horas. ¿Cómo podrías expresar esta concentración en % en volumen?

5. Si al analizar el aire se detectan 0.25 mL de ozono en 1 m3 de aire, ¿a cuántos IMECAS equivale esta concentración?

Evaluación:

En plenaria, el grupo, con guía del profesor, asignará una evaluación a cada respuesta, de acuerdo con la siguiente escala:

0 = Sin respuesta.1 = Respuesta parcial.2 = Respuesta acertada.3 = Respuesta excelente.

Actividad 5 Tú decides: ¿Cómo identificar si una muestra de agua está más contaminada?

Antes de la clase: Prepare material para la actividad experimental: 10 muestras de agua de diferentes fuentes: de la llave, charcos, tinacos, agua de lluvia, ríos o lagos, agua con restos de jabón, aceite u otros desechos de cocina o de industria. Procure que al menos tres o cuatro de las muestras tengan contaminantes que no den muchas muestras visibles, como por ejemplo sal, alcohol o jabón. Los alumnos podrán solicitar diferentes implementos para diseñar un análisis para su agua y decidir cuál está más contaminada.

organizar equipos de 4 ó 5 integrantes para realizar la actividad experimental.

Cada equipo recibirá 10 muestras de agua de diferentes fuentes. Algunas de ellas estarán evidentemente contaminadas y otras parecerán limpias. Entregarlas etiquetadas y numeradas para que, en el reporte, sepa usted a qué muestra se refieren en sus descripciones.

Como instrucción y orientación, a cada equipo se le entregarán las siguientes frases en un trozo de hoja de papel:

¿Cuál de las siguientes muestras de agua está más contaminada?

¿Cuál o cuáles de ellas emplearías para beber?

Pueden pedir microscopios para ver si detectan microbios. También pueden intentar evaporar una parte de la muestra para ver si tiene solutos, o tratarán de colarla. Tener a la mano coladores, papeles filtro para café y sistemas para calentar.

Cuando se solicite algún material, fundamentar para qué van a emplearlo; deben tomar conciencia de sus razonamientos.

De forma individual, deberán entregar una “V heurística” de las actividades que realicen y de sus conclusiones sobre las muestras más y menos contaminadas, fundamentando cada una de sus decisiones.

Para terminar, como preparación para la siguiente clase, los alumnos y alumnas deben revisar todo lo realizado en estas sesiones, con la finalidad de evaluar las actividades y los conocimientos en la siguiente sesión.

CIERRE Tiempo estimado: 60 minutos

Actividad 6

Revisión y evaluación de lo aprendido

La sesión se dividirá en dos partes. En la primera realizarán la actividad ¡Resolviendo situaciones! en 20 minutos como máximo. Revisar al terminar la sesión y devolverlo en la siguiente clase para detectar los logros de los alumnos e identificar aquellos que necesitan reforzar algunos contenidos.

¡Resolviendo situaciones!

I. Responde las siguientes preguntas en tu portafolio de evidencias:

1. ¿Qué tipo de propiedades se pueden analizar para saber que una muestra está contaminada?2. ¿La contaminación en un material siempre puede detectarse a simple vista? Explica tu respuesta.3. ¿El veneno de una araña o un alacrán resulta dañino para la gente en cualquier dosis y condición en que se aplique?4. La sal es una sustancia indispensable para los seres humanos, ¿si se consume en una dosis muy elevada resulta tóxica?5. Explica, ¿qué son los IMECAS?6. Si una mezcla de gases contiene 450 ppm de ozono, ¿se puede expresar también esta concentración como 0.045% en volumen?, explica tu respuesta.

II Ejemplifica algunos fenómenos en los que, de manera tradicional se detecten sustancia o materiales tóxicos y se evite su contacto o consumo:

III. Realiza una historieta en la cual integres los conocimientos aprendidos en la secuencia y realices el planteamiento de una situación donde se requiera la toma de decisiones informadas.

IV Resuelve el siguiente problema:

Cuando hay exceso de sudoración o deshidratación por falta de ingestión de líquidos, se recomienda la hidratación con suero glucosado, el cual aporta, además, glucosa como fuente de energía. Este suero tiene una concentración de glucosa al 5% en masa. ¿Qué cantidad de esta mezcla haría falta que recibiera una persona para obtener 20 g de esta sustancia?

Plenaria, como pretexto la revisión de las respuestas del cuestionario. Realizar los ejercicios que se encuentran en el archivo ContamECAMM que se

encuentra al final de la página.

V. Resuelve un examen (en línea) de los conocimientos adquiridos.