manual de quÍmica

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA

PROYECTO DE SERVICIO SOCIAL OCT 2007- MAR 2008

MANUAL ELABORADO BAJO ASESORÍA Y SUPERVISIÓN DE: M.A. HILDA CECILIA ESCOBEDO

CISNEROS.

ALUMNAS:Elvia Rosario Chávez Téllez 185743

Ruth Romero Medrano 185885Anel Cristina Ceceñas Zamora 192895

Ana Gabriela Zárate Zubía 192911María Teresa Morales Prieto 192934

Cristina Sánchez Gamboa 192964Azalea Arreola Romero 192965Jennifer Ramírez Núñez 192967

Martha Adriana Martínez Olivas 192992

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Por la ciencia para bien del hombre

Presentación. El presente manual fue elaborado como parte del servicio social 2007-2008 de las autoras y está encaminado a facilitar el aprendizaje de la Química como ciencia experimental en los alumnos de secundaria mediante aplicaciones sencillas y prácticas de los conceptos que se manejan en clase. Consta de 15 prácticas, las cuales fueron elaboradas mediante la revisión bibliográfica de los temas presentados en el Plan de Estudios para la Educación Secundaria 2006, así como la revisión y supervisión de la asesora. Luego estas prácticas fueron presentadas en diversos planteles educativos, con el fin de recibir comentarios sobre las mismas, para finalmente realizar los cambios sugeridos en el material elaborado.

Esperamos que este manual ayude a fortalecer los conocimientos adquiridos de los estudiantes y que de esta manera logren y consoliden las competencias básicas para actuar de manera responsable en la construcción de una sociedad mejor preparada para los retos del mañana.

Manual de prácticas del laboratorioQuímica.

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Introducción. Las prácticas incluidas constan de los siguientes elementos:

Título y número de práctica, siendo éste último en base al lugar que ocupa cada una dentro del bloque al que pertence.

Propósito, en el cual se especifica el fin educativo que se persigue en los alumnos.

Aprendizajes esperados, en el cual se describe lo que el alumno será capaz de entender una vez que realice la práctica.

Fundamento teórico, donde se proporciona una introducción al tema de la práctica y en el cual se brindan los conocimientos mínimos que los alumnos deben tener para llevar a cabo el experimento.

Preguntas generadoras, cuyo fin es sembrar duda e inquietud en los alumnos; y al incluir la realización de una hipótesis, se induce el razonamiento y la predicción de resultados.

Materiales y reactivos, los cuales fueron cuidadosamente seleccionados para que estén al alcance de los alumnos y que puedan ser manejados por éstos sin ningún riesgo.

Procedimiento, en el cual se describen de manera clara y detallada los pasos a seguir para el experimento.

Análisis de resultados, en el cual se sientan los parámetros que deben tomarse en cuenta durante la realización del experimento; detalles que se considera importante que el alumno debe observar con detenimiento. Asimismo, esta sección también incluye un apartado donde se le pide al alumno que redacte sus conclusiones; éstas pueden estar basadas en la hipótesis planteada al inicio de la práctica así como en los resultados obtenidos y conocimientos previos.

Resultados esperados, que como el nombre lo indica, los fenómenos que se espera ocurran con el procedimiento realizado.

Explicación, la cual especifica el fundamento del o los sucesos observados.

Extensión, la cual, en algunos casos brinda otra opción para realizar el experimento conservando los propósitos de la práctica en caso de no poseer el material requerido para el experimento.

Preguntas guía, las cuales el alumno contestará una vez realizado el experimento, en base a sus observaciones, revisión bibliográfica y conocimientos adquiridos en clase y durante la experimentación.

Comentarios y sugerencias didácticas, la cual está dirigida al profesor e intenta dar opciones para imprimir más dinamismo en clase.

Bibliografía y links de interés, la cual puede ser visitada tanto por alumnos como por maestros e incluso en algunos casos, viene separada.

Matriz de evaluación, que indica los parámetros que deben tomarse en cuenta a la hora de calificar.


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Esperamos que este manual sea de provecho para los jóvenes y profesores y que asimismo, despierte el espíritu científico de los estudiantes.

“Por la ciencia para bien del hombre”

Las autoras.


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Índice. Bloque I. Las características de los materiales.Por: Ruth Romero Medrano 185885Jennifer Ramírez Núñez 192967

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Práctica 1. Ley de la conservación de la materia 7 Práctica 2. Densidad 12 Práctica 3. Destilación 18

Bloque II. La diversidad de propiedades de los materiales y su clasificación química.Por: Elvia Rosario Chávez Téllez 185743Ana Gabriela Zárate Zubía 192911Martha Adriana Martínez Olivas 192992

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Práctica 1. Cromatografía: separación de mezclas 25 Práctica 2. Agua contra aceite 30 Práctica 3. Bandeja de burbujas 34 Práctica 4. Viscosidad 38 Práctica 5. Emisión atómica en llama 42

Bloque III. La transformación de los materialesPor: Elvia Rosario Chávez Téllez 185743Ana Gabriela Zárate Zubía 192911Martha Adriana Martínez Olivas 192992

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Práctica 1. La lámpara de Aladino 48 Práctica 2. Pelar un huevo con vinagre 53

Bloque IV. La formación de nuevos materiales.Por:Cristina Sánchez Gamboa 192964Azalea Arreloa Romero 192965

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Práctica 1. Identificación de las propiedades ácido-básicas de las sustancias de uso común mediante un colorante vegetal extraído de la col morada

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Práctica 2. Identificación de la oxidación como un fenómeno químico de la vida diaria

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Bloque V. Ciencia y TecnologíaPor:Anel Ceceñas Zamora 192895María Teresa Morales Prieto 192934

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Práctica 1. Fabricación de un polímero 70 Práctica 2. Elaboración de jabón 75 Práctica 3. Elaboración de agua de rosas con glicerina 80

Bibliografía y links de interés 84

BLOQUE I


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LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES


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Práctica de laboratorio Nº 1 “Ley de la conservación de la materia”.

PROPÓSITO.- Que los alumnos:1.- Demuestren con la práctica la importancia de las aportaciones del trabajo de Lavoisier.

Tema 2.- Propiedades físicas y caracterización de las sustancias.Subtema 2.3.-¿Qué se conserva durante el cambio?.

APRENDIZAJES ESPERADOS

Explica la importancia de establecer un sistema cerrado para pronunciar el principio de conservación de la masa.

Reconocer que el trabajo de Lavoisier permitió que la ciencia mejorara los mecanismos de investigación y de comprensión de los fenómenos naturales.

Reconocer que el conocimiento científico es tentativo y está limitado por la sociedad en la cual se desarrolla.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Ley de la conservación de la materia.

Cuando se congela el agua, y la pone a que se haga liquida, esta no cambia de propiedades ni características, la sustancia siempre seguirá siendo igual.

Uno de los propósitos del estudio de los cambios químicos y físicos es descubrir las leyes fundamentales los que describen el comportamiento de la materia. Los cambios en peso, que indican creación o destrucción de la materia, siempre han sido campo de estudio para los químicos.

Basándose en muchos experimentos de esta clase los químicos han llegado a la conclusión de que las transformaciones químicas, la forma y composición de la materia cambian, pero la materia en si no se puede destruir.

En los cambios físicos, se modifica la forma física de la materia, pero ésta no puede ser destruida durante procesos que modifican su forma.

Antonio Lavoisier, descubrió hechos y estableció las leyes fundamentales de la conservación de la materia.

“la materia no se crea ni se destruye solo se transforma”

Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794), químico francés, considerado el fundador de la química moderna.

Lavoisier nació el 26 de agosto de 1743 en París y estudió en el Instituto Mazarino. Fue elegido miembro de la Academia de Ciencias en 1768. Ocupó


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diversos cargos públicos, incluidos los de director estatal de los trabajos para la fabricación de la pólvora en 1776, miembro de una comisión para establecer un sistema uniforme de pesas y medidas en 1790 y comisario del tesoro en 1791. Trató de introducir reformas en el sistema monetario y tributario francés y en los métodos de producción agrícola. Como dirigente de los campesinos, fue arrestado y juzgado por el tribunal revolucionario y guillotinado el 8 de mayo de 1794.

Los experimentos de Lavoisier fueron de los primeros experimentos químicos realmente cuantitativos que se realizaron. Demostró que en una reacción química, la cantidad de materia es la misma al final y al comienzo de la reacción. Estos experimentos proporcionaron pruebas para la ley de la conservación de la materia y la masa. Lavoisier también investigó la composición del agua y denominó a sus componentes oxígeno e hidrógeno.

Algunos de los experimentos más importantes de Lavoisier examinaron la naturaleza de la combustión, demostrando que es un proceso en el que se produce la combinación de una sustancia con el oxígeno. También reveló el papel del oxígeno en la respiración de los animales y las plantas. La explicación de Lavoisier de la combustión reemplazó a la teoría del flogisto, sustancia que desprendían los materiales al arder.

PREGUNTAS GENERADORAS

1.- ¿Es común observar las transformaciones de los tres estados de la materia en la vida cotidiana?.

2.- ¿Estás de acuerdo con el principio de Lavoiser, el cual dice que la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma?

Elaborar una hipótesis para este experimento con base en las respuestas a las preguntas anteriores.

MATERIALES: REACTIVOS:Matraz de destilación fraccionada HNO3

Moneda de cobre de 20 centavos Globo Tapón


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PROCEDIMIENTO:

Colocar en el matraz de destilación fraccionada 50ml de HNO3

Colocar el globo en la parte de al lado del matraz, Introduzca una moneda y tape rápidamente la parte superior con un tapón.

Observar lo que sucede con la moneda Anotar todas las observaciones y formular conclusiones.

NOTA: Tener cuidado con el gas producido ya que éste puede ocasionar daños.

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Observar durante el proceso la transformación de la materia de un estado a otro (de sólido a líquido, líquido a gas) y realizar conclusiones en base a lo observado.

Conclusiones por el alumno en base a los resultados:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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moneda

tapón


RESULTADOS ESPERADOS

Se espera que el alumno pueda observar los tres estados de la materia (sólido, líquido, gaseoso). Así como comprobar el principio de Lavoisier corroborando que la materia no se crea ni se destruye sólo se transforma.

EXPLICACIÓN

El cobre (Cu) en su estado sólido (moneda) al hacer contacto con el HNO3

(ácido nítrico), pasará al estado líquido produciendo una coloración azul formando el compuesto de nitrato de cobre ((Cu)NO3). Una vez que esté en su totalidad en el estado líquido se desprenderá una gas con una coloración anaranjada indicando que hay una formación de oxido nítrico (NO2)

EXTENCION/VARIABLE:

El principio también puede ser demostrado con los reactivos PbNO3 y KI. Colocando en un matraz la solución PbNO3, e introducir un tubo de ensaye conteniendo KI, se somete a calor.

PREGUNTAS GUÍAS

1.- ¿Qué compuesto se formó al mezclar la moneda con el HNO3?

2.- Explica por qué se desprendió una coloración azul.

3.- Explica por qué se desprendió una coloración naranja.

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÁCTICAS

Para facilitar la comprensión de la ley de la conservación de la masa se recomienda puntualizar las contribuciones del trabajo de Lavoisier al utilizar un sistema cerrado. Para ello conviene clarificar el valor del control de las variables a medir, así como la importancia de determinar los límites del sistema. Es fundamental que este principio se compruebe con actividades experimentales. Este tema permite relacionar el desarrollo de la ciencia con el histórico al referir el contexto de la revolución de Lavoisier por trabajar cobrando impuestos para la monarquía.

BIBLIOGRAFÍA Y LINKS DE INTERÉS:

http://www.fisicanet.com.ar/quimica/gravimetria/ap01_gravimetria.php

personal.iddeo.es/.../medicionvolumen.htm


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Práctica de laboratorio Nº 2 “Densidad”·

PROPÓSITOS.- Que los alumnos:1.- Aprendan el significado del concepto de densidad.2.- Identifiquen cual de las soluciones realizadas es más densa que la otra.

Tema 2.- Propiedades físicas y caracterización de las sustancias.Subtema 2.2.-¿Se pueden medir las propiedades de la materia?.

APRENDIZAJES ESPERADOS Valora la importancia de la medición de las propiedades intensivas y

extensivas para caracterizar e identificar las sustancias. Aprecia la importancia de los instrumentos de medición en la

amplificación de nuestros sentidos Identifica que al variar la concentración (porcentaje masa volumen) de

una sustancia, cambian sus propiedades. Valora el papel de los instrumentos de medición en la construcción del

conocimiento científico.

Tema 2.- Propiedades físicas y caracterización de las sustancias.Subtema 2.2.- ¿Se pueden medir las propiedades de los materiales?.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Un poco de historia.En el año 250 AC, el matemático griego Arquímedes recibió el encargo, de parte del reyHerón de Siracusa, de determinar si un artesano lo había estafado confeccionando una coronautilizando no oro puro, sino una mezcla con algún otro metal. El rey sospechaba que además de oro se había utilizado plata y cobre. Al principio Arquímedes no logró dar con la respuesta en forma inmediata, pero un día reflexionando sobre el problema mientras se bañaba en una especie de tina encontró la respuesta. Ahí se dio cuenta que el nivel del agua subía y se derramaba a los lados conforme él se sumergía.Arquímedes, como científico innato que era se dio cuenta que la cantidad de agua (el volumen) que se derramaba era igual al volumen (al espacio) que ocupaba su cuerpo. De manera brillante Arquímedes comprendió que en este hecho estaba la respuesta a la pregunta hecha por el rey; ahora ya podía diferenciar una corona de oro y plata u otro metal de una corona de oro puro basándose en que una cantidad de plata ocupa más espacio que igual cantidad de oro. Arquímedes colocó la corona del artesano y una corona equivalente de puro oro en dos recipientes con agua y encontró que se derramaba más agua del recipiente cuando la corona del artesano se sumergía.


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Resultado que demostraba que el artesano había estado estafando al rey. La leyenda dice que Arquímedes estaba tan entusiasmado con su descubrimiento que corrió desnudo por las calles deGrecia gritando ¡Eureka! ¡Eureka! (La palabra griega que significa “Lo encontré”).Arquímedes había usado el concepto de densidad para exponer este fraude. La densidad es una propiedad física de la materia que describe qué tan compacta es una sustancia. O dicho de otra forma, la densidad describe cuán unidos están los átomos de un elemento o las moléculas de un compuesto. Mientras más unidas están las partículas individuales de una sustancia, más densa es la sustancia. Puesto que las diferentes substancias tienen densidades diferentes, las medidas de la densidad son una vía útil para identificar las sustancias.

El concepto de Densidad. Quizás alguna vez te han hecho la siguiente adivinanza: ¿cuál tiene más masa, un gramo de plomo o un gramo de aluminio? Si eres listo, te darás cuenta de que los dos tienen exactamente la misma masa, 1 gramo. Una diferencia entre los dos metales es que el aluminio ocupa más espacio que el plomo para lograr tener la masa de 1 gramo.Como vez, el aluminio y el plomo son muy distintos. Ocupando muy poco espacio el plomo puede tener mucha más masa que el aluminio. Esto es así, por que la densidad del plomo es mucho mayor. Pero ¿qué es la densidad?La densidad de una sustancia es una medida que nos dice cuánta materia hay de esa sustancia en cierto espacio. Para averiguar la densidad de una sustancia o de un objeto se divide la masa entre el volumen o espacio que ocupa esa sustancia u objeto. Usualmente se usan las unidades de g/cm3 .

Densidad = masa Volumen

Para medir la masa se usa una balanza. El volumen se puede calcular de varias formas dependiendo si la sustancia es sólida o líquida. Si es una sustancia sólida regular se mide el alto, ancho y largo con una regla y se multiplican los tres valores. Si es un sólido irregular se puede medir por desplazamiento de agua en un envase. Y si la sustancia es líquida sencillamente podemos usar un envase de cristal calibrado.Ejemplo: Una canica que tenga una masa de 10 gramos y un volumen de 2 cm3 tendrá una densidad de:

10g ÷ 2 cm3 = 5 g/cm3.

Recuerda que la densidad es una propiedad de las sustancias. Hay sustancias más densas que otras. Puedes realizar un sencillo experimento para que averigües cuál sustancia es más densa, el agua, el aceite entre otras.

Además, debes tomar en cuenta que la densidad es una propiedad que se ve afectada por la temperatura. Muchos materiales se expanden (aumentan su volumen) cuando son


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calentados y puesto que los materiales que se expanden ocupan un volumen mayor, su densidad disminuye. Este hecho ocurre más comúnmente con gases y algunos líquidos y explica cómo funcionan los globos de aire caliente. Cuando el aire dentro del globo se calienta, este se expande y su densidad disminuye; el globo adquiere ligereza positiva con respecto al aire frío que lo rodea y flota en el aire.

El siguiente cuadro te muestra las densidades (g/ml) de algunas sustancias a 25ºC:

PREGUNTAS GENERADORAS:

1.- ¿Tienen todas las sustancias la misma densidad?

2.- ¿Por qué flotan los objetos en determinada sustancias?


MATERIAL:2 vasos de precipitado de 250 ml

Balanza1 probeta de 50 ml


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REACTIVOS:Azúcar de mesa

Agua Éter Colorante artificial del color según sea su preferencia

PROCEDIMIENTO Colocar 100 ml en el vaso de precipitado y agregar poco a poco la

azúcar moviendo suavemente hasta lograr una mezcla saturada sin que precipite la azúcar. (seguir agregando azúcar hasta que no se disuelva el azúcar), y agregar el colorante hasta lograr un color intenso. Vaciar 15 ml de esta solución en la probeta.

Adicionar 15 ml de éter en la misma probeta. (esto se debe realizar lentamente sin agitar).

Agregar colorante al agua y agregar 15 ml de ella a la probeta (esto se debe realizar lentamente sin agitar).

Observar y anotar conclusiones.

Al final la probeta debe contener los dos líquidos y el azúcar.


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Vaciar a la probeta

Añadir éter

Colorear el agua y también adicionarla



Observar al concluir la práctica, la división de las distintas capas, conforme a su colorante y a la densidad de la sustancia. Realizar conclusiones en base a lo observado.



Se espera que se presenten separaciones en la probeta, las cuales se distinguirán por medio de la coloración; esto será un indicador de que estos compuestos tienen diferentes densidades.

EXPLICACIÓN:

Se emplearan los colorantes para ver una mayor diferenciación respecto a la densidad de las sustancias. Al vaciar éstas lentamente se observará que no se mezclan, notando que las sustancias de mayor densidad quedan en la parte inferior de la probeta y las sustancias menos densas se encuentran en la parte superior de la misma.

EXTENSIÓN:

Está practica también se puede hacer, haciendo tres soluciones de agua con sal, una de ellas saturada, otra semisaturada y otra insaturada, colocarlas en una probeta y arrogar dentro de esta un huevo, observar si flota o no en cada una de las soluciones.

PREGUNTAS GUÍA:

1.- ¿Qué fenómenos se observaron?

2.- ¿Cuál es la sustancia que tiene mayor densidad?

3.- ¿Cuál es la sustancia que tiene menor densidad?

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÀCTICAS:Comentar ideas previas de los alumnos acerca de la densidad.Explicar el concepto de densidad.


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BIBLIOGRAFÌA Y LINKS DE INTERÉS:

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://roble.pntic.mec.es/csoto/densidad.htm

http://www.unibe.ac.cr/esp/clases_recursos/quimica1-2/quimica1/practica3_densidad.pdf

http://www.tochtli.fisica.uson.mx/fluidosyelectromagnetismo/fluidoselectro-lab01.pdf

Práctica de laboratorio Nº 3 “Destilación”·


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http://roble.pntic.mec.es/csoto/densidad.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad


PROPÓSITOS.- Que los alumnos:1.- Aprendan el significado del concepto de destilación.2.- Aprender un método para separar una mezcla homogénea.

Tema 2.- Propiedades físicas y caracterización de las sustancias.Subtema 2.4.- La diversidad de las sustancias.

APRENDIZAJES ESPERADOS Distingue las mezclas de otro tipo de sustancias con base en sus

propiedades físicas y sus métodos de separación. Diferencia mezclas homogéneas y heterogéneas y saber que método se

debe aplicar para cada una de estas. Que el alumno aprenda a montar el equipo de destilación.

Tema 2.- Propiedades físicas y caracterización de las sustancias.Subtema 2.4.-La diversidad de las sustancias

FUNDAMENTO TEÓRICO:

Conceptos.

Mezcla homogénea. Son aquellas en las que no es posible distinguir sus componentes fácilmente, ni con el microscopio. Ejemplo: el aire, el alcohol con agua, plata y cobre, etc.Mezcla heterogéneas. Son mezclas no uniformes en donde sus componentes pueden distinguirse fácilmente. Ejemplos: agua con arena, yeso con agua, una ensalada, etc.

Destilación. Es el proceso utilizado para purificar los líquidos que consiste en calentarlos a temperatura de ebullición, y condensar los vapores que se desprenden durante la operación.

Punto de ebullición. En un líquido es la temperatura en la cual la presión de vapor de un líquido es igual a la presión atmosférica existente; esto facilita el cambio de fase líquido a gas.

La destilación es uno de tantos métodos que se emplean para la separación de las mezclas, pero debes saber que además, existen otros, tales como:

Filtración. En algunas ocasiones tenemos íntimamente mezcladas dos sustancias y una de ellas es soluble en algún liquido, en el que otro no lo es. El sólido que no se disuelve puede ser retenido en un papel filtro y el líquido que pase a través de él, se lleva disuelto al otro sólido.


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http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Image2446.jpg


Cristalización. Es aquella por media de la cual se separa un componente de una solución liquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan. Es una operación necesaria para todo producto químico que se presenta comercialmente en forma de polvos o cristales, ya sea el azúcar o sacarosa, la sal común o cloruro de sodio. Puede realizarse pasando del estado líquido al sólido mediante enfriamiento o evaporación de la solución.

Sublimación. Este procedimiento se caracteriza por pasar una sustancia sólida a su estado gaseoso sin que pase por el estado líquido.

Aparato simple de destilación

En el esquema ubicado más adelante se puede observar un aparato de destilación simple básico el cual será empleado en la practica.

1. Mechero, proporciona calor a la mezcla a destilar. 2. Matraz de fondo redondo, que deberá contener pequeños trozos de

material poroso (cerámica, o material similar) para evitar sobresaltos repentinos por sobrecalentamientos.

3. Termómetro: El bulbo del termómetro siempre se ubica a la misma altura que la salida a la entrada del refrigerador. Para saber si la temperatura es la real, el bulbo deberá tener al menos una gota de líquido. Puede ser necesario un tapón de goma para sostener al termómetro y evitar que se escapen los gases (muy importante cuando se trabaja con líquidos inflamables).

4. Tubo refrigerante. 5. Entrada de agua: El líquido siempre debe entrar por la parte inferior,

para que el tubo permanezca lleno con agua. 6. Salida de agua: Casi siempre puede conectarse la salida de uno a la

entrada de otro, porque no se calienta mucho el líquido. 7. Se recoge en un vaso de precipitado, u otro recipiente.



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1.- ¿Qué es una mezcla homogénea? Menciona métodos para la separación de los componentes de las mezclas homogéneas.

2.- ¿Para qué se utiliza el método de destilación en la industria? Menciona algunos productos en los cuales la destilación forme parte del proceso de elaboración.


MATERIAL:2 soportes universalesAnillo Tela metálica Pinzas MecheroMatraz de fondo redondoTermómetro

Tubo refrigeranteTapón 2 vasos de precipitado

REACTIVOS:10 ml de agua10 ml de etanol (alcohol comercial)

PROCEDIMIENTO:

Montar el equipo como se muestra en la figura mostrada arriba. Preparar una mezcla de 10 ml de agua y 10 ml de etanol Someter la solución a proceso de destilación (ebullición) y colocar un

vaso de precipitado donde se recolectará el destilado. Cuidar que la temperatura no rebase los 78ºC (para lograrlo, puede retirarse a ratos el mechero).

Observar cómo es que el etanol en forma de vapor pasa a través del refrigerante, siempre y cuando se mantenga la temperatura fija en el termómetro.

Anotar la temperatura observada Posteriormente, cuando el volumen de líquido obtenido sea

aproximadamente igual a 10ml, dejar que la temperatura se incremente y cambiar inmediatamente el vaso de precipitado.

Anotar esta segunda temperatura Comprobar que este segundo líquido es agua mediante su olor y sabor.

NOTA: precaución con la flama y el alcohol.


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Observar la separación de ambas sustancias, conforme a su punto de ebullición. Realizar las conclusiones en base a lo observado.

Conclusiones por el alumno en base a los datos obtenidos:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Se espera que el alumno aprenda a utilizar el método de destilación para separar las mezclas heterogéneas.

EXPLICACIÓN:

Este método esta basado en separar las mezclas por medio de sus puntos de ebullición, ya que todas las sustancias cuentan con un punto de ebullición diferente. La sustancia que alcance primero su punto de ebullición será la que se destile primero; en este caso la primera en destilarse será el alcohol ya que este tiene un punto de ebullición de 78ºC a comparación del punto de ebullición del agua que es de 98º C.

EXTENSIÓN:

Está practica también se puede separando una mezcla heterogéneo por el método de magnetismo. Colocando un poco de suelo sobre una hoja de papel y pasando un imán por encima de esta, así se observara cómo se pegan al imán partículas negras las cuales contienen óxido de hierro.

PREGUNTAS GUÍA:1.- ¿Qué fenómenos físicos observaste?

2.- ¿Cuál es la sustancia que tiene mayor punto de ebullición? ¿De qué forma llegaste a esta conclusión?

3.- ¿Cuál es la sustancia que tiene menor punto de ebullición? ¿Cómo te diste cuenta de eso?


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4.- En el siguiente diagrama de un aparato de destilación simple, identifica los materiales de laboratorio; también indica la entrada y salida de agua en el instrumento que corresponda.

5.- Investiga algunos otros métodos para la separación de mezclas y realiza una descripción detallada de ellos.

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÁCTICAS:Diferenciar entre una mezcla homogénea y heterogénea.Se sugiere especificar los métodos de separación para mezclas heterogéneas (decantación, filtración, solubilidad, magnetismo) y homogéneas (destilación, cristalización, cromatografía, extracción) al fin de facilitar su aprendizaje.

BIBLIOGRAFÌA Y LINKS DE INTERÉS:

http://es.wikipedia.org/wiki/Destilaci%C3%B3n

www.panreac.com/.../practicas/practicas22.htm


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http://www.panreac.com/new/esp/productos/practicas/practicas22.htm



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BLOQUE II

LA DIVERSIDAD DE PROPIEDADES DE LOS

MATERIALES Y SU CLASIFICACIÓN QUÍMICA


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Práctica de laboratorio Nº 1 “Cromatografía: separación de mezclas”.

PROPÓSITOS.- Que los alumnos.

1.-Clasifiquen las sustancias con base en sus propiedades físicas y químicas para caracterizarlas como mezclas, compuestos y elementos químicos.2.- Conozcan la técnica de cromatografía para separar los componentes de una tinta comercial.3.-Determinen si algunos líquidos son o no mezclas, aplicando la técnica de cromatografía y diferencien mezclas de compuestos.

Tema 1.- Mezclas, compuestos y elementos.Subtema 1.1.- La clasificación de las sustancias.

APRENDIZAJES ESPERADOS: Representa las mezclas a través del modelo cinético molecular Distingue las mezclas de los compuestos en términos de composición y

pureza

FUNDAMENTO TEÓRICO:Los biólogos, médicos y químicos necesitan con frecuencia separar los componentes de una mezcla (fig. 1) como paso previo a su identificación. La cromatografía es una técnica de separación de sustancias que se basa en las diferentes velocidades con que se mueve cada una de ellas, a través de un medio poroso, arrastradas por un disolvente en movimiento.Se va a aplicar esta técnica para separar los pigmentos utilizados en una tinta comercial.


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MateriaMateria

Mezclas heterogéneas (composición variable)Mezclas heterogéneas (composición variable)

Materia homogénea

Materia homogénea

Por medios físicos

Sustancias puras (composición fija)Sustancias puras (composición fija)

Mezclas homogéneas soluciones

Mezclas homogéneas soluciones

Por medios físicos

CompuestosCompuestos ElementosElementosPor medios químicosFigura 1



1. ¿Qué son las mezclas?

2. ¿Qué diferencia existe entre mezclas y compuestos?

3. ¿Qué es la cromatografía y en que se basa?


MATERIAL:

Una tira de papel poroso (se puede usar el papel del filtro de una cafetera o incluso recortar el extremo –sin tinta – de una hoja de periódico)Rotuladores o bolígrafos de distintos coloresUn vaso

REACTIVOS: Un poco de alcohol.

PROCEDIMIENTO: Recorta una tira del papel poroso que tenga unos 4cm de

ancho y una altura un poco mayor a la del vaso. Enrolla un extremo en un

bolígrafo (puedes fijarlo con cinta adhesiva) de tal manera que el otro extremo llegue al fondo del vaso.

Pinta una mancha con un rotulador negro en el extremo libre de la tira, a unos 2cm del borde. Procura que sea intensa, pero que no ocupe mucho espacio.

En el fondo del vaso, vierte alcohol hasta una altura de 1cm, aproximadamente.

Sitúa la tira dentro del vaso de tal manera que el extremo quede sumergido en el alcohol, pero la mancha fuera de él.

Puedes tapar el vaso para evitar que el alcohol se evapore.

Observa lo que ocurre: a medida que el alcohol va ascendiendo a lo largo de la tira, arrastra consigo los diversos pigmentos que contiene la mancha de tinta.


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Como no todos son arrastrados con la misma velocidad, al cabo de un rato se ven franjas de colores.

Repite la prueba empleando agua en lugar de alcohol. Una vez más, pero ahora utiliza una tira de papel de cuaderno y alcohol.

Si lo deseas, repite la experiencia utilizando diferentes colores de tintas; así descubrirás los pigmentos que los componen.

ANÁLISIS DE RESULTADOS:

Observar la separación de los componentes de la tinta gracias a las diferentes solubilidades en agua.


RESULTADOS ESPERADOS:Separación de los diferentes componentes de la tina solamente con el alcohol.

EXPLICACIÓN:La mancha de tinta se separa en sus diferentes componentes porque el color que observamos es el resultado de una mezcla de diferentes pigmentos, los cuales fueron separados mediante la técnica de cromatografía.Debido a que el agua no es un disolvente de la tinta, no separa los diferentes pigmentos como lo hace el alcohol. De la misma manera, la hoja de cuaderno, por no ser un material poroso, no favorece que el alcohol arrastre los diferentes pigmentos de la tinta.

EXTENSIÓN:En caso de no contar con los materiales antes señalados, se anexa otra opción para realizar el experimento.

MATERIAL.

Marcadores de color rojo, marrón, negro y verde claro. ¡Que no estén secos! Se necesitan cuatro marcadores.Tapas de frascos, deben ser de plástico ( también pueden usarse Placas Petri). Tizas cuadradas (no sirven las redondas).También se pueden usar pinturas de colores y una regla.


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PROCEDIMIENTO. Se usa una placa y una tiza. Llena la placa casi hasta arriba con alcohol medicinal (si no consigues

usa agua). Hay que pintar un punto con el marcador verde, en la tiza, a una distancia

del extremo de 1,5 cm. Deja el marcador puesto en el punto, durante unos 10 a 20 segundos, para que se empape bien la tiza.

Como quedan 3 caras libres, haz lo mismo con los 3 marcadores que quedan. ¡No te olvides de qué punto corresponde a cada color!

Pon la tiza, de pie, con el extremo donde están los puntos, en el alcohol o agua, dentro de la placa. El líquido irá subiendo.

Haz 4 dibujos en tu cuaderno, uno de cada cara, cuando el alcohol lleva aproximadamente 4 cm. Haz otros cuatro cuando el líquido llegue al final.

Nota: Se puede usar la clorofila de la espinaca para hacer el mismo experimento, simplemente se deben moler unas hojas de espinaca, disolviendo con algo de alcohol medicinal. El líquido verde que se obtenga lo puedes analizar siguiendo las instrucciones de arriba. Se Obtendrán unos colores amarillos y naranjas que son los beta carotenos, etc

PREGUNTAS GUÍA:

1.- ¿Crees que el agua sea el solvente universal? Fundamenta tu respuesta.

2.- Además del agua, menciona otros solventes que son utilizados en el laboratorio químico.

3.- Menciona utilidades o usos de la cromatografía.

4.- ¿Qué colores estás seguro de que sean mezcla?

5.- ¿Por qué crees que unos colores suben más que otros?

6.- ¿Crees que la técnica de la cromatografía es importante? ¿Por qué?

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÁCTICAS:Algunas reflexiones sobre Enseñanza de Química: http://www.javeriana.edu.co/ciencias/universitas/VOL5/ART4.htmComente con el grupo la presente actividad, relacione los aprendizajes teóricos con ella y fundamente el motivo de realizarla.Pida al alumno que reporte la actividad, así mismo que de respuesta a ciertas preguntas que reafirmen lo realizado en la misma



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Guerra Araiza, C.H., Cuaderno de experimentos para secundaria. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología. Dirección de Comunicación Social UNAM

http://www.cienciafacil.com/ León de la cruz, A., Chávez Romero, A., Biblia de Física y Química.

Primera edición, Sistema educativo visual. Editorial Letrarte, S.A., México D.F., 2003, Pp. 992

Vínculos para el profesor: www.textoscientificos.com/quimica/cromatografia http://genesis.uag.mx/edmedia/material/funquim/tema02.pdf

Vínculos para el alumno: http://es.wikipedia.org/wiki/Cromatografía http://genesis.uag.mx/edmedia/material/funquim/tema02.pdf


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Práctica de laboratorio Nº 2 “Agua contra aceite”.

PROPÓSITOS.- Que los alumnos:1.- Clasifiquen las sustancias con base en sus propiedades físicas y químicas para caracterizarlas como mezclas, compuestos y elementos químicos.2.- Relacionen las estructuras moleculares de las sustancias con las propiedades de las mismas.3.- Utilice sustancias inmiscibles para identificar mezclas heterogéneas.4.- Conozcan la estructura molecular de las sustancias y las relacionen con sus propiedades.

Tema 1: Mezclas, compuestos y elementosSubtemas: 1.1: La clasificación de las sustancias

1.2: La estructura de los materiales

Tema .2: La tabla PeriódicaSubtema: 2.2: Como se unen los átomos

Tema 3: Elementos químicos importantes para el buen funcionamiento de nuestro cuerpo

APRENDIZAJES ESPERADOS: Identificar en una disolución sus componentes, (soluto y disolvente) y el

cambio de sus propiedades en función de su concentración Explica la diversidad de materiales y propiedades utilizando el modelo

atómico Reconocer que a nivel atómico las fuerzas eléctricas entre las cargas de

signo opuesto mantiene unidos a los átomos y a las moléculas Identifica las propiedades del agua y explica sus características en relación

con el modelo de enlace covalente.

FUNDAMENTO TEÓRICO:El agua es una sustancia común y es el líquido más abundante del planeta. Es necesaria para toda vida y conveniente para variados usos. El agua es una mezcla de moléculas (H2O) e iones (H3O+ y OH-). Los iones son el resultado de la ionización de las moléculas de agua, una reacción reversible. No obstante, debido a que las moléculas de agua son muy estables, se forman relativamente pocos iones, solamente alrededor de 1 molécula de agua en 10 millones está ionizada en cualquier momento.El agua es una sustancia especial. Sus propiedades únicas son debidas a que siendo su molécula altamente polar, le permite formar uniones hidrógeno con ciertas otras moléculas, interacciones dipolo-dipolo con otras moléculas y ion-dipolo interacciones con iones. Las propiedades únicas del agua incluyen: (1) alta tensión superficial; (2) alta capacidad solvente; (3) propiedades termales; y (4) expansión luego del congelado.


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PREGUNTAS GENERADORAS:1. ¿Qué es una mezcla heterogénea?

2. ¿Qué propiedades tiene el agua y cuál es su estructura molecular?

3. ¿Cuáles son las propiedades del aceite y describa su estructura molecular?


MATERIAL: Gotero o pajilla de beber soda Vaso con agua Vaso de papel o plástico. REACTIVOS: Alcohol Aceite de cocina

PROCEDIMIENTO:

Succiona unas cuantas gotas de alcohol con el gotero (o utiliza la pajilla para tomarlas).

Suelta lentamente el alcohol debajo de la superficie del agua en el vaso.

Observa lo que sucede Vierte algo de aceite de cocina en un vaso de papel o plástico Rellena el gotero con algunas gotas de aceite de cocina, o de

igual forma toma el aceite con el popote. Deja que el aceite se escurra del gotero justo debajo de la

superficie del agua en el vaso. Observa que es lo que sucede y descríbelo con tus propias

palabras.


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Observar la formación de una mezcla heterogénea.


RESULTADOS ESPERADOS:Se espera la formación de una mezcla heterogénea de agua y aceite, así como una solución homogénea de alcohol y agua.

EXPLICACIÓN:El alcohol desaparece pero el aceite forma burbujas que flotan a la superficie y se quedan flotando ahí. Las moléculas de agua y alcohol se atraen. Al dejar el gotero las moléculas de alcohol inmediatamente se aseguran a la molécula de agua más cercana. Las moléculas de alcohol y agua forman una solución.

Las moléculas de aceite y agua son opuestas y no se atraen unas a las otras. En realidad tratan de empujarse mutuamente. Las moléculas de aceite empujan contra la presión de las moléculas de agua que las rodean y forman unas burbujas de aceite. Como el agua es más pesada que el aceite, las burbujas de aceite son presionadas a salir a la superficie del agua.

El agua es un compuesto polar por lo tanto disuelve una gran variedad de sustancias también polares. Las substancias no polares son prácticamente insolubles en agua porque las fuerzas intermoleculares ejercidas por las moléculas de agua son tan grandes que las fuerzas dispersivas del soluto no polar son insuficientes para separar las moléculas de agua (superando su enlace hidrógeno), evitando entonces que el soluto se mueva entre las moléculas de agua. El aceite es un solvente no polar y la solubilidad de otra sustancia no polar en aceite es debido a las débiles fuerzas intermoleculares de ambos el soluto y el solvente.

EXTENSIÓN.No hay sugerencias en cuanto a la extensión o variantes de este experimento.

PREGUNTAS GUIAS:1.- ¿Por qué el alcohol desaparece mientras el aceite se dirige a la superficie?

2.- ¿Qué se forma cuando agregas alcohol al agua? Y ¿Cuándo agregas aceite?

3.- ¿Qué ocurriría si calientas la mezcla de agua y aceite?


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4.- ¿Qué tipo de uniones presentan estás sustancias?

5.- Desarrolla los modelos de moléculas, iones, átomos o elementos que se dan en la presente práctica.

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Algunas reflexiones sobre Enseñanza de Química:

http://www.javeriana.edu.co/ciencias/universitas/VOL5/ART4.htm Comente con el grupo la presente actividad, relacione los aprendizajes

teóricos con ella y fundamente el motivo de realizarla. Pida al alumno que reporte la actividad, así mismo que de respuesta a

ciertas preguntas que reafirmen lo realizado en la mismaBIBLIOGRAFÍA Y LINKS DE INTERÉS http://es.wikipedia.org/wiki/Molécula http://www.puc.cl/quimica/agua/estructura.htm http://fai.unne.edu.ar/biologia/macromoleculas/lipidos.htm


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Práctica de laboratorio Nº 3 “Bandeja de burbujas”.

PROPÓSITOS.- Que los alumnos:1.- Clasifiquen las sustancias con base en sus propiedades físicas y químicas para caracterizarlas como mezclas, compuestos y elementos químicos.2.- Se relacionen con las propiedades químicas y físicas de la materia especialmente los líquidos y con la estructura responsable de éstas.3.- Determinen las propiedades químicas de la materia especialmente los líquidos y las relacionará con la estructura molecular de los mismos.

Tema 1: Mezclas, compuestos y elementosSubtema: 1.2. La estructura de los materiales

Tema 3: Elementos químicos importantes para el buen funcionamiento de nuestro cuerpo

APRENDIZAJES ESPERADOS: Explica la diversidad de materiales y propiedades utilizando el modelo

atómico. Identifica las propiedades del agua y explica sus características en relación

con el modelo de enlace covalente.


Tanto los gases como los líquidos son fluidos, pero los líquidos tienen una propiedad de la que carecen los gases: tienen una superficie "libre", o sea tienen una superficie cuya forma no está determinada por la forma del recipiente que lo contiene. Esa superficie se forma por una combinación de atracción gravitacional de la tierra (fuerza peso) y de fuerzas entre las moléculas del líquido. Una consecuencia de eso es que en la superficie de los líquidos actúa una fuerza que no está presente en el interior de los líquidos (salvo que haya burbujas en el interior), por eso llamada "tensión superficial". Aunque relativamente pequeña, esta fuerza es determinante para muchos procesos biológicos, para la formación de burbujas, para la formación de olas pequeñas, etc.

PREGUNTAS GENERADORAS.1. ¿Qué es la tensión superficial?

2. Describa a que se debe la tensión superficial de los líquidos



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MATERIAL:Tazas y cucharas medidorasAgua corrienteAlambreHiloRecipiente o bandeja poco profunda cerca de 45cm de diámetro (plato, bandeja de servicio, etc.)

REACTIVOS:Glicerina (disponible en farmacias)Jabón lava-trastes líquido

PROCEDIMIENTO: Preparar una solución de burbujas mezclando 2/3 taza (160ml) de líquido

lava-trastes y 3 cucharas medidoras (45ml) de glicerina en 3 litros de agua. Las burbujas duran más si se deja esta solución reposar por al menos un día, o de preferencia una semana.

Formar con el alambre un asa circular, tan circular como sea posible, y dejar además un extremo largo para manejar el asa, ya que las burbujas son más consistentes cuando el asa es muy circular.

Envolver todo el aro con hilo; de esta forma el hilo absorberá la solución haciendo más fácil su uso.

Llenar la bandeja con la solución y sumergir en ésta el asa.

Entonces, inclinar el asa hacia ti hasta que esté casi vertical y levántala de la bandeja; agita el asa.

ANÁLISIS DE RESULTADOS:

Observar la formación de burbujas como resultado de la tensión superficial entre las moléculas de agua.



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RESULTADOS ESPERADOS:Se espera la formación de grandes burbujas de agua.

PREGUNTAS GUÍA:1.- ¿Por qué el agua sola no forma burbujas?

2.- ¿Cómo influye la temperatura en la tensión superficial?

3.- Describe lo que está sucediendo con utilizando un modelo molecular.

EXPLICACIÓN:Lo que está sucediendo sobre la fuerte atracción mutua de cada una de las moléculas de agua es conocido como tensión superficial. Normalmente, la tensión superficial hace imposible la formación de películas (estirar el agua). El jabón reduce dicha tensión y permite a la película formarse.

Las moléculas de un líquido se atraen entre sí, de ahí que el líquido esté "cohesionado". Cuando hay una superficie, las moléculas que están justo debajo de la superficie sienten fuerzas hacia los lados, horizontalmente, y hacia abajo, pero no hacia arriba, porque no hay moléculas encima de la superficie. El resultado es que las moléculas que se encuentran en la superficie son atraídas hacia el interior de éste. Para algunos efectos,

esta película de moléculas superficiales se comporta en forma similar a una membrana elástica tirante (la goma de un globo, por ejemplo). De este modo, es la tensión superficial la que cierra una gota y es capaz de sostenerla contra la gravedad mientras cuelga desde un gotero. Ella explica también la formación de burbujas.

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÁCTICAS: Algunas reflexiones sobre Enseñanza de Química:



ciertas preguntas que reafirmen lo realizado en la misma.

BIBLIOGRAFÍA Y LINKS DE INTERÉS http://es.wikipedia.org/wiki/Tensión_superficial http://citt.ufl.edu/Marcela/Sepulveda/html/tension.htm


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Práctica de laboratorio Nº 4 “Viscosidad”.

PROPÓSITOS.- Que los alumnos. 1.- Clasifiquen las sustancias con base en sus propiedades físicas y químicas para caracterizarlas como mezclas, compuestos y elementos químicos.2.- Se relacionen con otra propiedad de los líquidos y conozcan asimismo, la estructura molecular de las sustancias analizadas 3.- Determinen la viscosidad de diferentes líquidos y verifiquen si depende de algún factor.4.- Conozcan la estructura molecular de algunas sustancias y las relacionen con la propiedad analizada

Tema No.1: Mezclas, compuestos y elementosSubtema 1.2: La estructura de los materiales

APRENDIZAJES ESPERADOS:

Explica la diversidad de materiales y propiedades utilizando el modelo atómico

FUNDAMENTO TEÓRICO:La viscosidad y la consistencia son términos que se aplican a los fluidos y que representan la resistencia que ofrecen al flujo o a la deformación cuando están sometidos a un esfuerzo cortante, cuanto mayor es la viscosidad, más lenta es su velocidad de flujo.La viscosidad de un líquido está relacionada con la forma de las moléculas que lo componen y las fuerzas entre esas moléculas (fuerzas intermoleculares). Los líquidos que tienen baja viscosidad (los que fluyen con facilidad) están constituidos, por lo general, por moléculas pequeñas y fuerzas intermoleculares débiles.

PREGUNTAS GENERADORAS: 1.- ¿Qué es la viscosidad?

2.- ¿Qué es la fluidez?

3.- ¿Qué es la resistencia de un líquido viscoso?



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MATERIAL:Miel Un popote transparente y rígidoAguaReloj con cronómetro Clara de huevo Recipiente de vidrio con pico para servir Taza Un balín Regla Marcador negroNavaja de precisión Plato desechable Botella de 350mL para agua Plastilina

REACTIVOS: Aceite para cocinarAlcoholShampoo

PROCEDIMIENTO:a) Servir líquidos.

Agregar un poco de miel a una taza Verter la miel lentamente sobre un plato desechable inclinando muy

poco a la taza Repetir el proceso anterior cada vez con una taza limpia con agua,

alcohol, shampoo, miel y clara de huevo Observar la caída de los líquidos Repetir todo pero ahora darle más inclinación a la taza

b) Flujo a través de un tubo. Cortar una botella para agua a 1/3 de su base Colocar agua Presionar la parte superior de la botella para facilitar el vertido Servir el líquido a un popote transparente que se sostiene con una mano Repetir limpiando todo con aceite de cocina y miel Con cuidado calentar un poco de aceite y repetir el experimento, hacer lo mismo pero ahora con la miel Observar las diferentes velocidades de flujo de los fluidos

c) Fabricación del viscosímetro de bola.


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Hacer marcas de un centímetro hasta cubrir 10cm. de distancia sobre un popote transparente y rígido (Véase la figura).

Tapar con plastilina la parte inferior del popote. Colocar miel dentro del popote transparente. Dejar caer un balín dentro del popote y tomar el tiempo en

que tarda en llegar al fondo. Repetir el experimento con aceite de cocina, agua, alcohol,

miel y clara de huevo. Hacer lo mismo pero con aceite de cocina caliente y con la

miel caliente. Hacer una tabla con los resultados.

ANÁLISIS DE RESULTADOS Y RESULTADOS ESPERADOS:- La viscosidad es observable y medible- La viscosidad es una propiedad que varia con la temperatura- La viscosidad depende de la composición química- La viscosidad la encontramos en líquidos biológicos


EXTENSIÓN.Se puede usar atole a diferentes concentraciones, yogurt, aceite para bebé y glicerina.

PREGUNTAS GUÍA.1.- ¿Qué es la Viscosidad?

2.- Describe la composición química del agua, del aceite de coco, de la miel, la clara de huevo

3.- ¿Cómo varía la viscosidad en función de la temperatura?

4.- ¿Qué es la fluidez y velocidad de flujo?

5.- ¿Qué significa resistencia de un líquido viscoso?


http://www.javeriana.edu.co/ciencias/universitas/VOL5/ART4.htm Relacionar los conceptos teóricos que apliquen a la presente actividad. Comentar con el grupo los objetivos buscados al iniciar la actividad y

corroborar su cumplimiento al final de la misma.


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Pida al alumno que reporte la actividad, así mismo que de respuesta a ciertas preguntas que reafirmen lo realizado en la misma.

BIBLIOGRAFÍA Y LINKS DE INTERÉS http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad


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Práctica de laboratorio Nº 5 “Emisión atómica en llama”.

PROPÓSITOS.- Que los alumnos.1.-Interpreten algunos datos contenidos en la tabla periódica, los relacionen con las propiedades de los elementos y reconozcan cómo éstas, son aprovechadas para el diseño de diversos materiales2.- Reconozcan un fenómeno que exprese los niveles energéticos de un átomo y las transiciones de los electrones en los mismos.3.- Revisen los diferentes niveles energéticos en que puede encontrarse un electrón en un átomo, es decir los diferentes orbitales, así como las diferentes transiciones cuantificadas entre los mismos.

Tema 1: Mezclas, compuestos y elementosSubtema: 1.2: Estructura de los materiales

*Organización de los electrones en el átomo

Tema 2: La Tabla PeriódicaSubtema: 2.1: Estructura y organización de la información física y química en la tabla periódica

APRENDIZAJES ESPERADOS: Describe las características generales de algunos elementos químicos de la

tabla periódica

FUNDAMENTO TEÓRICO:Un átomo es capaz de absorber diferentes tipos de energía, calorífica y luminosa especialmente, que le conducen a saltos de electrones a orbitales de mayor energía y por lo tanto a una serie de estados excitados, Estos estados poseen unas energías determinadas y características de cada sustancia. Existe una tendencia a recuperar con rapidez el estado fundamental. La consecución de “volver al equilibrio” se puede realizar a través de choques moleculares (pérdida de energía en forma de calor) o, a través de la emisión de radiación.En la práctica excitamos los átomos por calor y emiten radiación.Puesto que los estados excitados posibles son peculiares de cada elemento químico, también lo serán las radiaciones emitidas en su desactivación. El tipo de radiación emitida dependerá de la diferencia de energía entre los estados excitados y el fundamental, y de acuerdo con la ley de Planck,

E = h · ν


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E = diferencia de energía entre los estados excitado y fundamentalh = Constante de Planck. (6,62 10-34 J s)ν = frecuencia

Como además tenemos:ν = c / λ

λ = longitud de ondac = velocidad de la luz 299,792, 458 m/s (por comodidad se utiliza 3.0 X 108 m/s)

Un determinado elemento da lugar a una serie de radiaciones características que constituyen su espectro de emisión, que puede considerarse como su “huella dactilar” y permite por tanto su identificación.

Cada radiación emitida tiene su energía, su frecuencia, su longitud de onda y por tanto su color (ver tabla 1), ya que las transiciones electrónicas coinciden en la región Visible del espectro electromagnético y según el color identificamos los elementos presentes (ver tabla 2).

PREGUNTAS GENERADORAS:1.- ¿Qué es el estado excitado de un átomo?

2.- ¿Qué es el espectro de emisión?

3.- ¿Cuál es la historia del modelo atómico?



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MATERIAL:Cápsula de porcelanaVarillaAsa de nicromio

REACTIVOS:Metanol Cloruro Litio Cloruro Calcio di-hidratado polvo Cloruro Bario di-hidratado Yoduro Sodio Yoduro Potasio Ácido Bórico Bromuro de Cobre (II) Cloruro de Cobre (II) di-hidratado Nitrato de Estroncio Carbonato de Litio

PROCEDIMIENTO: Se pone una cucharilla del reactivo a estudiar sobre la cápsula de

porcelana Se añaden 4 ó 5ml de metanol Con precaución se acerca una llama y se incendia el contenido de la

cápsula (fig. 1) o bien, tomar una asada de esta solución y luego colocarla a la flama del mechero (fig. 2).

Observar y apuntar los colores de la llama al añadir cada uno de estos compuestos, cuando se haya apagado el anterior. Agitar con una varilla al cabo de unos segundos de ignición.


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Fig. 1Fig. 2


ANÁLISIS DE RESULTADOS:Observar las distintas coloraciones emitidas por las diferentes sales e identificar el color con el elemento que lo produjo.

Conclusiones por el alumno en base a los datos de la tabla:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

RESULTADOS ESPERADOS:Para esta práctica se debe observar una llama coloreada de acuerdo al compuesto que se ensaye (véase tabla 2)

EXPLICACIÓN:Cada sustancia expuesta a la flama, absorbió una determinada cantidad de energía que después fue emitida en forma de una longitud de onda que se tradujo a un color característico (“huella dactilar”); este hecho permite identificar al ion presente en la sal expuesta.

EXTENSIÓNEsta práctica se puede realizar utilizando un mechero y tomando el reactivo, mezclado con etanol (alcohol medicinal) o metanol, en un tubo de ensaye, con un asa de nicromio y colocando posteriormente el asa en la flama del mechero.

PREGUNTAS GUÍA:1. Describe el desarrollo del modelo atómico a lo largo de los años.

2. ¿Qué se conoce como estado de excitación?

3. Se ha comentado que una sustancia puede tener “estados excitados” (en plural), ¿Cómo explicarías que una determinada sustancia puede tener varios estados excitados?

4. Representa el modelo atómico de los compuestos ensayados

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para realizar la experiencia debemos tener en cuenta:

a) Que en el aula exista una adecuada ventilación.b) El metanol es inflamable luego mantenerlo lejos de la llama.c) Para la demostración, emplear pequeñas cantidades de reactivos.d) Si no se dispone de algún reactivo, o bien resulta caro, puede

sustituirse por otra sal. Esta práctica puede realizarse en el aula para todo el alumnado y, consiste

en observar los diferentes colores que emiten determinadas sustancias en una llama de metanol.

Comente con el grupo la presente actividad, relacione los aprendizajes teóricos con ella y fundamente el motivo de realizarla.


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Pida al alumno que reporte la actividad, así mismo que de respuesta a ciertas preguntas que reafirmen lo realizado en la misma

BIBLIOGRAFÍA Y VÍNCULOS DE INTERÉS Una experiencia de aula para la enseñanza del concepto de modelo

atómico en 8º EGB http://www.rieoei.org/expe/1837DimaV2.pdf http://concurso.cnice.mec.es/

cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htm

http://www.educaplus.org/sp2002/index_sp.php http://concurso.cnice.mec.es/

cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htm

Algunas reflexiones sobre Enseñanza de Química: http://www.javeriana.edu.co/ciencias/universitas/VOL5/ART4.htm


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BLOQUE III

LA TRANSFORMACIÓN DE LOS MATERIALES: LA REACCIÓN

QUÍMICA


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Práctica de laboratorio Nº 1 “La lámpara de Aladino”

PROPÓSITOS.- Que los alumnos: 1.- Identifiquen en su entono algunas reacciones químicas sencillas, sus principales características y sus representaciones.2.- Determinen experimentalmente, los parámetros de la ecuación de velocidad de una reacción química: orden de reacción y constante de velocidad.

Tema 1: La reacción químicaSubtema 1.1: El cambio químico

RESULTADOS DE APRENDIZAJE: Identifica algunos cambios químicos que ocurren en su entorno Identifica reactivos y productos que participan en un cambio químico y

diferencia sus propiedades

PREGUNTAS GENERADORAS:1.- ¿Qué es una reacción química?

2.- ¿Qué componentes tiene una reacción?

3.- ¿Cuáles son los parámetros de una reacción?

4.- ¿Qué es un catalizador?

5-. ¿Qué es el orden de una reacción?


FUNDAMENTO TEÓRICO:Una reacción química es una forma de representar matemáticamente el proceso en el que una o más sustancias (los reactantes) se transforman en otras sustancias diferentes (los productos de la reacción). Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.


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Los criterios termodinámicos de espontaneidad son con frecuencia insuficientes desde un punto de vista práctico, ya que no proporcionan información alguna sobre el tiempo que tardará en producirse un fenómeno. Para caracterizar una reacción química de modo preciso es necesario conocer la velocidad con que transcurre.

Sea un proceso genérico:

aA + bB cC + dD

La velocidad de reacción depende, en general, de las concentraciones de reactivos.Muchas de las reacciones químicas no se producen en un sólo paso, sino que transcurren a través de una serie de procesos químicos elementales, cada uno de los cuales tiene su propia ley de velocidad y una constante de velocidad específica.

MATERIAL:Una botella largaLentes de seguridadTapa Guantes

Bolsa de té

REACTIVOS:Peróxido de Hidrógeno, H2O2

Yoduro de Potasio, KI

PROCEDIMIENTO: Obtener una larga botella opaca y un tapón o tapa de ajuste Agrega de 30-50ml de peróxido de Hidrógeno al 30% .SE CUIDADOSO:

para ello utiliza GUANTES DE GOMA Y LENTES DE SEGURIDAD. CUANDO SE MANEJA PERÓXIDO AL 30%, EL CONTACTO DE ESTE CON LA PIEL PUEDE CAUSAR QUEMADURAS

Remover el té de la bolsa y rellénalo con ¼ de cucharada de Yoduro de potasio sólido.

Atar seguramente la bolsa de té con su cuerda. Colocar la bolsa de té dentro del cuello de la botella. Mientras se sostiene la

cuerda colocar la tapa de manera que esta mantenga la bolsita en su lugar. Cuando esté listo para desarrollar la demostración, quitar la tapa de la

botella y permitir que la bolsa de te caiga al fondo de la misma. Asegurarse de colocar el cuello de la botella hacia arriba y en una dirección segura.

En unos pocos segundos habrá una reacción exotérmica. Anotar lo que observa

SEGURIDAD:


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Colocar la tapa

Bolsa de té con KI

Aquí deben ir los 30-50 ml de peróxido.


RESULTADOS ESPERADOS Y EXPLICACIÓN:La reacción exotérmica en la botella producirá una gran cantidad de oxígeno, gas y vapor de agua que formarán una impresionante nube escapando de la botella. El catalizador no se consume en esta reacción


EXTENSIÓN.No hay recomendaciones de extensión ni variaciones en esta práctica.

PREGUNTAS GUÍA:1.- ¿Qué es una reacción química y cuáles son sus características?

2.- ¿Cuál es más estable: la molécula de peróxido de Hidrógeno o la molécula de agua? ¿Por qué?

3.- ¿Qué es un catalizador?

4.- ¿Qué es la estructura del peróxido de Hidrógeno? (HO-OH)

5.- Escribe la reacción que ocurre en este experimento

6.- La reacción efectuada ¿de qué orden es?

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para realizar la experiencia debemos tener en cuenta:

a) Que el peróxido de Hidrógeno al 30% se debe manejar con sumo cuidado pues puede causar quemaduras al contacto con la piel.


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b) Si se utiliza Peróxido de Hidrógeno al 3% se tendrá una reacción menos intensa.

c) La botella que contenga el peróxido debe ser LO MÁS LARGA POSIBLE.

d) Si se piensa que el alumno no está preparado para manejar esta actividad, el maestro puede realizarla de manera demostrativa.

Comente con el grupo la presente actividad, relacione los aprendizajes teóricos con ella y fundamente el motivo de realizarla.

Pida al alumno que reporte la actividad, asimismo que dé respuesta a ciertas preguntas que reafirmen lo realizado en la misma; además puede pedirle que exprese en este informe sus comentarios personales.

BIBLIOGRAFÍA Y VÍNCULOS DE INTERÉS Algunas reflexiones sobre Enseñanza de Química:

http://www.javeriana.edu.co/ciencias/universitas/VOL5/ART4.htm http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/blb_la/ http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/35_las_reacciones_quimicas/curso/

index.html http://www.atsdr.cdc.gov/es/toxfaqs/es_tfacts174.html http://www.youtube.com/watch?v=BfIs5Wt6sqQ


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Práctica de laboratorio Nº 2 “Pelar un huevo con Vinagre”

PROPÓSITOS.- Que los alumnos.1.- Identifiquen en su entono algunas reacciones químicas sencillas, sus principales características y sus representaciones.2.- Determinen, experimentalmente, los parámetros de la ecuación de velocidad de una reacción química: orden de reacción y constante de velocidad.

Tema 1: La reacción químicaSubtema 1.1: El cambio químico

RESULTADOS DE APRENDIZAJE: Identifica algunos cambios químicos que ocurren en su entorno Identifica reactivos y productos que participan en un cambio químico y

diferencia sus propiedades

PREGUNTAS GENERADORAS:1. ¿Qué es una reacción química?

3. ¿Qué componentes tiene una reacción?

4. ¿Cuáles son los parámetros de una reacción?

5. ¿Qué es un catalizador?

6. ¿Qué es el orden de una reacción?


FUNDAMENTO TEÓRICO:En el Universo todo está sometido a una evolución permanente. Desde los seres vivos hasta las montañas o las estrellas, todo obedece a una dinámica de cambio.La razón de estas modificaciones continuas hay que buscarla en la delicada relación entre materia y energía, y en virtud de ello podemos clasificar todos los cambios que ocurren en la naturaleza en dos categorías:

Los cambios físicos, que no implican una alteración en la naturaleza atómico-molecular de la materia, como en el caso de la dilatación del mercurio en un termómetro.

Los cambios químicos, que llevan implícita una transformación de la estructura atómico-molecular, como en el caso del fraguado del cemento o en la oxidación del hierro.


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A veces, la distinción entre ambas categorías no siempre resulta evidente y los estudios de los fenómenos físicos y químicos se superponen con frecuencia, tal es la situación de la disolución del cloruro de hidrógeno en agua. Los cambios químicos ocurren mediante la existencia de reacciones químicas, pudiéndose definir una reacción química como un proceso en el que unas sustancias se transforman en otras por la reordenación de sus átomos mediante la rotura de unos enlaces en los reactivos y la formación de otros nuevos en los productos.Una reacción muy estudiada es la que tiene lugar entre el yodo y el hidrógeno gaseoso para producir yoduro de hidrógeno, también en estado gaseoso, pudiéndose expresar la reacción química de la siguiente forma:H2 + I2 — 2 HlTodas las especies que intervienen en la reacción son compuestos de naturaleza covalente, y la reacción consiste en un proceso de ruptura de unos enlaces y el establecimiento de otros nuevos. Para averiguar los enlaces rotos y formados, escribiremos la reacción mediante:H-H+I-I — 2H-ILos enlaces que se rompen son los de hidrógeno-hidrógeno (H—H) y yodo-yodo (1—1), para originar 2 moléculas de yoduro de hidrógeno, cada una de las cuales con un enlace hidrógeno-yodo (H—I).

MATERIAL: Huevo crudo. Frasco grande de boca ancha y tapa

REACTIVOS:Vinagre blanco

PROCEDIMIENTO: Llenar el frasco con vinagre blanco. Con cuidado de no romperlo, colocar el huevo crudo

dentro del frasco con vinagre. Colocar la tapa al frasco. Comprobara lo que le ocurre al huevo después de 24 y 48

horas (No sacudir el frasco.)


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ANÁLISIS DE RESULTADOS:Observación de los cambios físicos y químicos a un huevo mediante su exposición a un ácido.


RESULTADOS ESPERADOS:Luego de unas 24 a 48 horas, la cáscara se habrá disuelto y sólo quedará una membrana que contiene todas las partes del huevo en su interior.

EXPLICACIÓN:La cáscara de los huevos está compuesta de carbonato de calcio y el nombre químico del vinagre es ácido acético. Cuando el vinagre, es decir, el ácido acético reacciona con el carbonato de calcio del huevo, se disuelve lentamente y se forman burbujas de dióxido de carbono. Estas burbujas se pegan a la superficie del huevo y se vuelven cada vez más numerosas hasta que la cáscara se disuelva por completo.

EXTENSIÓN:No hay más sugerencias al respecto.

PREGUNTAS GUÍA:1.- ¿Qué es una reacción química y cuáles son sus características?

2.- Escribe la reacción que ocurre en este experimento

3.- La reacción efectuada ¿de que orden es?




ciertas preguntas que reafirmen lo realizado en la misma, además puede pedir al alumno que exprese en este informe sus comentarios personales.

BIBLIOGRAFÍA Y VÍNCULOS DE INTERÉS http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/blb_la/ http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/35_las_reacciones_quimicas/curso/

index.html http://www.atsdr.cdc.gov/es/toxfaqs/es_tfacts174.html http://www.youtube.com/watch?v=BfIs5Wt6sqQ


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http://reacciones.colegiosandiego.com/teoria.html

BLOQUE IV


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LA FORMACIÓN DE NUEVOS MATERIALES.


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Práctica de laboratorio Nº 1. “Identificación de las propiedades ácido-básicas de las sustancias de uso común mediante un colorante vegetal extraído de la col morada”.

PROPÓSITOS.- Que los alumnos.1.- Aprenderá a distinguir la naturaleza ácida o básica de sustancias de uso común con ayuda de un indicador.2.- Comprenderá que en la naturaleza existen plantas de las que se pueden extraer productos químicos de utilidad alimenticia, química y farmacéutica.

Tema 1.- Ácidos y bases.Subtemas 1.1.- Ácidos y bases importantes en nuestra vida cotidiana. 1.2.- Modelo de ácidos y bases.

APRENDIZAJES ESPERADOS: Aplicará su conocimiento para clasificar diversas sustancias como

ácidos o bases basándose en sus propiedades. Aprovechará las propiedades de los colorantes vegetales para una

clasificación más eficiente y rápida de los ácidos y bases.

FUNDAMENTO TEÓRICO.A lo largo de la historia se han propuesto diversos conceptos de lo que es un ácido y una base. En 1883 Arrhenius definió a un ácido como “un compuesto que al disolverse en agua aumenta la concentración de iones hidrógeno (H+)”.

Y a una base como “un compuesto que al disolverse en agua aumenta la concentración de iones hidroxilo (OH-)”.

Es decir, un ácido es aquél que en solución acuosa libera iones hidrógeno y una base aquella que libera iones hidroxilo.

Propiedades de los ácidos Propiedades de las basesSabor agrio Sabor amargoTiñen el papel tornasol de rojo Tiñen el papel tornasol de azulReaccionan con carbonatos y bicarbonatos.

Son jabonosas o resbaladizas

Reaccionan con algunos metales como el Zn, Mg, Fe, para producir H2(g)

Las disoluciones acuosas de las bases conducen la electricidad.

Las soluciones acuosas de los ácidos conducen la electricidad.


H2O

HCl H+ (ac) + Cl- (ac)

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NaOH OH- (ac) + Na+ (ac)

H2O


Una de las limitaciones del modelo de Arrhenius es que las definiciones de ácidos y bases son limitadas en el sentido de que sólo se aplican a disoluciones acuosas. Sin embargo, existen otras definiciones más amplias de lo que es un ácido y una base, tales como las de Bronsted-Lowry y Lewis.

PREGUNTAS GENERADORAS:1.- ¿Cuál es la utilidad de los ácidos y bases en la vida cotidiana?

2.- ¿Cómo identificas los ácidos y las bases?

3.- De los alimentos que consumes diariamente, ¿Cuáles consideras que son básicos y cuales ácidos?

Elaborar una hipótesis para este experimento con base en las respuestas a las preguntas anteriores.______________________________________________________________________________________________________________________________

MATERIALES:Sesión I.6 vasos desechables.

Sesión II.6 vasos desechables trasparentes. 5 goteros. 1 recipiente para hervir. Mechero o estufa.Tripié y tela de asbesto (sólo en caso de utilizar mechero)1 frasco de vidrio con tapa.Cinta adhesiva para etiquetar.1 cuchara.

REACTIVOS:Sesión I.Jugo de limón.Refresco de toronja.Aspirina en polvo.Antiácido (Melox).Leche.Jabón (barra o en polvo disuelto en agua).

Sesión II.10 - 12 hojas de col morada. Sustancias de la sesión I.


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PROCEDIMIENTO:Sesión I.

Comprobar el sabor amargo o agrio de las siguientes sustancias: jugo de limón, vinagre, aspirina disuelta en agua, refresco de toronja y la leche.

Comprobar la textura de las siguientes sustancias: jugo de limón, refresco de toronja, aspirina disuelta en agua, antiácido, leche y jabón.

Sesión II. Enjuagar las hojas de col morada en agua para eliminar el polvo. Secarlas y colocarlas en el recipiente con 600 a 700ml de agua. Dejar hervir hasta que el agua se coloree de azul intenso. Enfriar al chorro del agua. Vaciar el líquido obtenido en el frasco de vidrio. Etiquetar los vasos con el nombre de las sustancias. Medir 10ml del extracto y colocarlo en cada uno de los vasos ya

marcados. Con ayuda del gotero, colocar 10 gotas de la sustancia que corresponde

a cada vaso y esperar el cambio de color.

Resultados: cambios de color

Jabón: sustancia básica Vinagre: sustancia ácida

ANÁLISIS DE RESULTADOS: En base a los resultados obtenidos, clasificar las sustancias como ácidos o como bases y colocarlas en orden creciente de pH:

Ácidos Bases

Conclusiones por el alumno en base a los datos obtenidos:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

RESULTADOS ESPERADOS:El extracto obtenido a partir de la col es de color azul rey (con reflejos morados).

Al adicionar sustancias ácidas, el extracto de col cambia totalmente a rojo, pudiendo variar los tonos dependiendo del grado de acidez; de esta manera, se vuelve rojo más intenso en presencia de limón y rojo-fiusha en presencia de aspirina.

En el caso de sustancias básicas o alcalinas, el colorante cambia a amarillo paja; además, pueden observarse los diferentes grados de alcalinidad, ya que comenzará con tonalidades azul-verdosas en las menos alcalinas hasta más amarillo en las más alcalinas.

Escala de colores que toma el extracto de la col morada: en presencia de ácidos (1-6) y bases

(8-14).

EXPLICACIÓN:Una de las propiedades de los ácidos y de las bases es que pueden cambiar el color de los colorantes vegetales; ya que el extracto de col es un colorante vegetal adquiere una tonalidad roja en medio ácido y desde azul hasta amarillo en los medios básicos. Por esta razón se puede utilizar dicho extracto en la identificación de sustancias ácidas y básicas.

Algo similar ocurre con los extractos de bugambilia y jamaica. EXTENSIÓN:Para comprobar los resultados obtenidos mediante el uso de los extractos se puede utilizar al mismo tiempo tiras de papel pH, así como el indicador naranjado de metilo.

Si no se cuenta con el extracto de col, el experimento puede realizarse de la misma forma pero con extracto de bugambilia o jamaica.

PREGUNTAS GUÍAS:1.- ¿Qué papel juega el extracto de col en la identificación de ácidos y bases?

2.- ¿En todas las sustancias utilizadas se aplica el concepto de Arrhenius sobre ácidos y bases? ¿Por qué?

3.- ¿Qué cuidados se deben de tener cuando se trabaja con ácidos y bases?

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÁCTICAS.Comentar ideas previas de los alumnos acerca de ácidos y bases.Explicar los conceptos de ácidos y bases de Arrhenius y asegurar que el alumno los comprendió.Explicar los riesgos a la salud que implica el consumo de alimentos con características ácidas.

BIBLIOGRAFÍA Y LINKS DE INTERÉS.VanCleave, J. (2007) Química para niños y jóvenes. 101 experimentos superdivertidos. Experimento 88: Prepara una solución indicadora. Editorial Limusa-Wiley. Primera edición. 110-111pphttp://members.fortunecity.com/a1b2c5/xixJORNADAS%20CUARTO%20SEMESTRE%20QUIMICA.htm

Práctica de laboratorio Nº 2. “Identificación de la oxidación como un fenómeno químico de la vida diaria”·

PROPÓSITOS.- Que los alumnos:1.- Identifiquen las características del cambio químico, en las reacciones de óxido reducción, como un fenómeno normal en la naturaleza, así como su influencia en la vida diaria.2.- Registren e interpreten la información adquirida en diferentes fuentes y la apliquen en algunos tipos de reacciones que ocurren en su entorno.

Tema 2.-Oxidación y reducción.Subtema 2.1.- La oxidación, un tipo de cambio químico.

APRENDIZAJES ESPERADOS: Identifica la oxidación como un tipo de cambio químico. Identifica algunos ejemplos de oxidación que se llevan a cabo en su

entorno. Observa el efecto de los recubrimientos protectores sobre la oxidación

de la fibra de acero. Tenga la idea clara de los conceptos químicos: oxidación, reducción y

reacciones redox.

FUNDAMENTO TEÓRICO.Oxidación y reducción: Dos conceptos muy importantes.La corrosión del hierro y otros metales, como en las terminales de una batería de automóvil, es un proceso que todos conocemos; es la conversión de un metal en un compuesto metálico y alguna sustancia en su entorno. La producción de herrumbre (oxido de hierro) implica la reacción de oxigeno con hierro en presencia de agua.La corrosión que se presenta en una batería, es el resultado de la reacción entre el acido sulfúrico y la abrazadera metálica.Todas las reacciones implican dos conceptos muy importantes:“Cuando un átomo, ion o molécula adquiere una carga más positiva (es decir pierde electrones o cargas negativas), decimos que se oxida. La pérdida de electrones por parte de una sustancia se denomina oxidación.Por su parte “Cuando un átomo, ion o molécula adquiere una carga más negativa (gana electrones), decimos que se reduce. La ganancia de electrones por parte de una sustancia se denomina reducción.

Reacciones REDOX. Mientras que las reacciones ácido-base se caracterizan por un proceso de transferencia de protones (H+), las reacciones de oxidación-reducción, o reacciones REDOX, se consideran como reacciones de transferencia de electrones.Las reacciones REDOX, se cuentan entre las reacciones químicas más comunes e importantes. Intervienen una extensa variedad de procesos como el enmohecimiento del hierro, la manufactura, la combustión de fósiles, la acción de los blanqueadores y la respiración de los animales.

NOTA: Muchas reacciones de REDOX se llevan a cabo en agua, pero no implica que todas las reacciones sucedan en medio acuoso.

PREGUNTAS GENERADORAS:1.- ¿En todas las reacciones químicas se lleva a cabo la REDOX?2.- ¿En el enmohecimiento de los metales el color de oxidación será el mismo?3.- (Opción para agregar más preguntas)


MATERIALES: REACTIVOS1 Pieza de fibra de acero con jabón. 80 ml. De vinagreTijeras 1 plato1 servilleta de papel1 lápiz o marcador

PROCEDIMIENTO: Cortar la fibra de acero en cuatro partes más o menos iguales. Colocar dos de los trozos bajo un chorro de agua tibia para eliminar todo

el jabón que sea posible. Colocar un trozo de fibra de acero con jabón y otro sin jabón en el

vinagre. Con el lápiz o marcador, dividir en cuatro partes lña servilleta y numerar

cada sección. Colocar la servilleta de papel sobre el plato. Sacar las piezas de fibra de acero del vinagre y escurrir todo el líquido

que sea posible. Colocar los pedazos de fibra de acero en las secciones que se indican:

Sección 1: trozo sin jabón y sumergido en vinagre.Sección 2: trozo con jabón y sumergido en vinagre.Sección 3: trozo sin jabón, pero mojado en agua.Sección 4: Trozo seco, sin jabón. Este será el testigo.

Observar los trozos de fibra de acero cada diez minutos durante una hora y después dejar reposar por 24 horas

Servilleta

Plato

Sección 1

Sección 2

Sección 3

ANALISIS DE RESULTADOS

2 hrs. 4 hrs. 6 hrs. 8 hrs. 10 hrs.Trozo sin jabón y sumergido en vinagreTrozo con jabón y sumergido en vinagreTrozo sin jabón y mojado en aguaTrozo seco, sin jabón.( Que será el testigo o control)


RESULTADOS ESPERADOS:El trozo sin jabón que se ha sumergido en vinagre muestra señales de oxidación después de diez minutos, trascurrida una hora, se oxidará la pieza que tiene jabón y que se ha rempujado en vinagre. Después de 24 horas, las piezas remojadas en vinagre se habrán oxidado y el trozo que se mojó con agua y no contiene jabón apenas mostrará pequeñas señales de oxidación. En el control o testigo no se observa ningún cambio.Nota: Un control o testigo es cualquier material que no se modifica durante todo el experimento.

EXPLICACIÓN:La fibra de acero contiene hierro que se oxida al combinarse con el oxígeno del aire; el jabón ayuda a evitar que el aire toque el hierro. El vinagre limpia cualquier recubrimiento adicional sobre la fibra de acero permitiendo que el hierro y el oxígeno se combinen. El óxido de hierro que se forma es de color

Sección 4

café rojizo. Casi siempre se piensa que el óxido es de este color, pero cuando los diferentes metales se oxidan, combinándose con oxígeno se forman otros colores.

EXTENSIÓN:No hay sugerencias para esta práctica.

PREGUNTAS GUÍA:1.- ¿Qué elementos están involucrados en la reacción?

2.- ¿Qué elemento es el que se oxida y cuál es el que se reduce?

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÁCTICAS:Comentar ideas previas de los alumnos acerca de la oxidación.Explicar los conceptos de oxidación y reducción.

BIBLIOGRAFÍA Y LINKS DE INTERÉS:VanCleave, J. (2007) Química para niños y jóvenes. 101Experimentos superdivetidos. Experimento 42: Cómo evitar la oxidación. Editorial Limusa-Wiley. Primera edición. 108-109pp

BLOQUE V

QUÍMICA Y TECNOLOGÍA

Práctica de laboratorio Nº 1 “Fabricación de un Polímero”

PROPÓSITOS.- Que los alumnos:1.- Apliquen diferentes metodologías de investigación. Propongan hipótesis, diseñen experimentos, identifiquen variables, interpreten resultados, elaboren generalizaciones y modelos, expresen sus propias ideas y establezcan juicios fundamentales.

2.- Registren e interpreten la información adquirida en diferentes fuentes y la apliquen en algunos tipos de reacciones que ocurren en su entorno.

Tema 1.- ¿Cómo se sintetiza un material elástico?

APRENDIZAJES ESPERADOS: Relaciona las propiedades macroscópicas de un material o sustancia con su

estructura microscópica. Relaciona las condiciones de la reacción química con las propiedades

macróscopicas del producto. Analiza qué materiales son mejores que otros para ciertas tareas y

procesos. Explica cómo diferentes procesos de transformación originan diferentes

materiales.

FUNDAMENTO TEÓRICO.

La materia esta formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros. Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones; algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales. Existen polímeros naturales de gran significación comercial como el algodón, formado por fibras de celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polímero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, proteína del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El hule de los árboles de hevea y de los arbustos de Guayule, son también polímeros naturales importantes.Sin embargo, la mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas.

http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://neofronteras.com/wp-content/photos/polimero_titanizado.jpg&imgrefurl=http://neofronteras.com/%3Fp%3D653&h=203&w=200&sz=50&hl=es&start=1&um=1&tbnid=3UYG3jMNX8G2VM:&tbnh=105&tbnw=103&prev=/images%3Fq%3Dpol%25C3%25ADmero%26svnum%3D10%26um%3D1%26hl%3Des%26sa%3DN%00%E5%A1%B9%EF%92%81%E1%B4%BB%E4%A1%BF%E2%B2%AF%E5%B6%82%E8%97%84%E6%8C%A7%00%00%EA%AE%A5

PREGUNTAS GENERADORAS:1.- ¿Qué crees que suceda al combinar dos polímeros diferentes? 2.- ¿En caso de que al mezclarse los dos polímeros resultara un material nuevo, cómo crees que sea su consistencia?


MATERIALES:

2 Vasos de precipitados de 250 mL2 cucharas de plástico1 agitador de vidrio1 Mechero de bunsen

REACTIVOS:-Adhesivo vinílico (cola blanca de la que se emplea para pegar madera y en las tareas escolares) - Perborato de sodio o Borato de Sodio.-Vinagre.-Colorante alimenticio.

PROCEDIMIENTO: En un vaso precipitado coloca el equivalente a una cucharada de cola

blanca y añade un poco de agua (más o menos la misma cantidad). Mezcla para que se disuelva con la ayuda de un agitador.

En otro vaso de precipitados adiciona una cucharadita de perborato y añade agua hasta la mitad del vaso. Agita para que se disuelva, en caso de ser necesario calienta la solución para facilitar que se disuelvan los cristales de perborato.

Añade unas gotas de colorante hasta que adquiera color y mezcla. Vierte una cucharadita de la disolución de perborato sobre la disolución de

cola blanca. Muévelo con la cuchara. Separa la masa viscosa y observa sus propiedades. Con tus manos, haz una bola y déjala botar, ¿qué ocurre? Introdúcela en un recipiente con vinagre y observa que sucede.

Nota de SEGURIDAD: No debes llevarte la sustancia a la boca, ni ponerla encima de la ropa ni de los muebles. Al terminar debes lavarte bien las manos.

Cola + agua + agitación Agua + perborato

Agregar colorante

Cola + agua + agitación

Tomar 1cda. Y agregarla a

ANALISIS DE RESULTADOS: En la siguiente tabla, anota el aspecto y consistencia de cada uno de los siguientes materiales:

MATERIAL OBSERVACIONES.

Adhesivo vinílico

Borato de Sódio

Mezcla de ambos

Mezcla de ambos en vinagre


RESULTADOS ESPERADOS:Las reacciones químicas permiten transformar la materia y a partir de unas sustancias obtener otras diferentes con nuevas propiedades. En este experimento se conseguirá, partiendo de materiales cotidianos, obtener un nuevo material; un polímero con nuevas propiedades.Con algunas marcas de cola blanca se obtiene una sustancia con aspecto de gel muy suave que fluye lentamente. Muy parecido a algunas sustancias que se venden como juguetes, tal como se muestra la imagen.

EXPLICACIÓN:Al mezclar la dilución de perborato sobre la dilución de adhesivo vinílico (cola blanca) se produce una reacción química y conforme se mezcla se va formando una masa viscosa. Si hace falta puede añadirse más disolución de perborato.

EXTENSIÓN:No hay sugerencias para variaciones o extensión de la práctica.

PREGUNTAS GUÍA:1.- ¿Qué es un polímero?

2.- ¿Qué ocurre después de haber sumergido el polímero en el vinagre, se solidificó, o permaneció viscoso?

3.- ¿Qué crees que suceda al añadir distintas proporciones de adhesivo vinílico y agua?

4.- ¿Por qué el polímero inicial adquiere propiedades diferentes al realizar la combinación con otros reactivos?

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÁCTICAS:Comentar ideas previas de los que son los polímeros y dar ejemplos de polímeros naturales. Explicar que al combinar polímeros de perborato de sodio y el adhesivo vinílico, sus moléculas formarán enlaces que sirven de puente entre dos cadenas polivinílicas, lo que origina que se forme un polímero entrecruzado que tiene unas propiedades diferentes al polímero inicial. Explicar a los alumnos que deben tener precaución en no ingerir el polímero ni llegar a ponerlo en contacto con la ropa.


Documento electrónico: Gómez M.A. Fabrica un polímero. http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Practica/PR-22.htm. Fecha de consulta: 20 de Noviembre del 2007

Práctica de laboratorio Nº 2 “Elaboración de jabón”

PROPÓSITOS.- Que los alumnos:1.- Se planteen preguntas, interpreten la información recopilada, identifiquen situaciones problemáticas, busquen alternativas de solución, seleccionen la mejor alternativa (según el contexto y las condiciones locales), argumenten y comuniquen los resultados de su proyecto y lo evalúa.

2.- Apliquen diferentes metodologías de investigación, propongan hipótesis, diseñen experimentos, identifiquen variables, interpreten resultados, elaboren generalizaciones y modelos, expresen sus propias ideas y establezcan juicios fundamentales.

Tema: ¿De qué están hechos los cosméticos y algunos productos de aseo personal como los jabones?

APRENDIZAJES ESPERADOS: Relaciona el costo de un producto con su valoración social e impacto

ambiental. Planifica un método seguro y de bajo costo en la fabricación de los

cosméticos. Analiza los conceptos de belleza asociados exclusivamente a la apariencia

física. Manifiesta la actitud crítica al discutir acerca de las necesidades que

llevan a los seres humanos al consumo de estos productos.

FUNDAMENTO TEÓRICO:La Saponificación (del latín sapon que significa “jabón”), se lleva a cabo cuando una grasa vegetal o animal reacciona con hidróxido de sodio (NaOH) dando lugar a la lejía y al jabón. La saponificación es el proceso, que en la industria se conoce como fabricación de jabón, como ya sabemos se usa en el lavado de ropa y el baño personal.En la industria, el jabón se obtiene por medio del sebo (grasa de res) o el aceite de copra, mezclando con hidróxido de sodio o sosa cáustica. Es evidente que los jabones tienen una gran la importancia hoy en día, pues se usan para el aseo de las personas y lavar objetos, además de que no contaminan el medio ambiente. Sin embargo, actualmente en el lavado de ropa y limpieza en general ha sido sustituido por los detergentes, los cuales son dañinos, pues no son productos biodegradables, es decir, son productos contaminantes que surgen como derivados del ácido sulfúrico (H2SO4) y cuyo nombre químico es el de alquilaril sulfonato de sodio.

http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://bp2.blogger.com/_CP8nAQLnf5Y/RfFcAhFJ6rI/AAAAAAAAAFY/2o4L0iE0zkc/s400/2010_Lavarropas.jpg&imgrefurl=http://argentina.blogalaxia.com/busca/que%2Bson%2Blos%2Bmicrobios&h=400&w=294&sz=35&hl=es&start=5&tbnid=bsAHtyW5EnRfuM:&tbnh=124&tbnw=91&prev=/images%3Fq%3Dlavado%2Bde%2Bropa%26gbv%3D2%26hl%3Des%00%E5%A1%B9%EF%92%81%E1%B4%BB%E4%A1%BF%E2%B2%AF%E5%B6%82%E8%97%84%E6%8C%A7%00%00%EA%AE%A5

PREGUNTAS GENERADORAS:1.- ¿De qué crees que están hechos los jabones?

2.- ¿Cuál crees que sea el mecanismo por el cual el jabón elimina la suciedad del cuerpo?


MATERIALES:

2 vasos de precipitados de 250 mLMechero de bunsenTripiéTela de asbesto 1 Termómetro Agitador de vidrioProbeta de 50 mL

REACTIVOS:-50 mL de solución de hidróxido de sodio (20 gr de NaOH diluidos en 50 mL de agua destilada).-50 mL de aceite comestible.-10 mL de fragancia

PROCEDIMIENTO: En un vaso de precipitados calentar 50 mL de aceite comestible y con la

ayuda de un termómetro verificar que el aceite no sobrepase los 45° C. Una vez caliente el aceite comestible, agregar la solución de hidróxido de

sodio y agitar. Agregar la fragancia, y mezclar bien con un agitador. Dejar reposar por 24 horas. La capa inferior que se obtenga, corresponde a glicerina. Guardar ésta en

un frasco de vidrio de color ámbar con tapa de rosca para el siguiente experimento.

Checar temp. del aceite (45ºC máx.) y enseguida agregar NaOH y agitar Enseguida agregar la fragancia,

mezclar y reposar por 24hrs.

Notas de SEGURIDAD: El aceite no debe sobrepasar los 45° C, por que de lo contrario tendrá lugar a una reacción violenta y se derramara.

Tener precaución con manipulación del hidróxido de sodio para realizar la solución, ya que es corrosivo.

ANALISIS DE RESULTADOS En siguiente tabla, anota el aspecto, y las características principales de las sustancias que constituyen las capas formadas:

CAPAS FORMADAS

OBSERVACIONES

1º

2º

3º


RESULTADOS ESPERADOS:La reacción que ha tenido lugar es un proceso de saponificación en la que a partir de grasa y NaOH se obtiene jabón y glicerina.

EXPLICACIÓN:Al mezclar NaOH con aceite vegetal, éstas dos sustancias reaccionan combinándose, dando lugar a algunos compuestos, entre ellos, el jabón. Una vez calentada ésta mezcla, y ya pasado un tiempo, se obtienen en el recipiente 3 capas: la inferior, que contiene la solución de sosa sobrante con la glicerina formada; la intermedia, semisólida, constituida por jabón; y la superior, amarilla de aceite que no ha reaccionado.

PREGUNTAS GUÍA:

1. ¿En que consiste el proceso de saponificación?

2. ¿Qué materiales constituyen las capas que se formaron?

3. ¿Qué impacto tienen en el medio ambiente los jabones y detergentes?

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÁCTICAS:

Comentar ideas previas de lo que son los jabones y explicar el proceso de saponificación.

Explicar la diferencia entre los jabones y detergentes.

Explicar a los alumnos que debe tenerse precaución en la manipulación del hidróxido de sodio, ya que éste es corrosivo. Además que no se deberá calentar el aceite por más de 45° C para evitar accidentes de derrames y quemaduras.


Cortés, A. J; Shirásago,R.G. (1997). Química Práctica. Unidad 1. La química y tú. Tercera edición. Fernández editores. México. 20-22 pp.

Práctica de laboratorio Nº 3. “Elaboración de agua de rosas con glicerina”.

PROPÒSITOS.- Que los alumnos: 1.- Se planteen preguntas, interpreten la información recopilada, identifiquen situaciones problemáticas, busquen alternativas de solución, seleccionen la mejor alternativa (según el contexto y las condiciones locales), argumenten y comuniquen los resultados de su proyecto y lo evalúa.

2.- Apliquen diferentes metodologías de investigación, propongan hipótesis, diseñen experimentos, identifiquen variables, interpreten resultados, elaboren generalizaciones y modelos, expresen sus propias ideas y establezcan juicios fundamentales.

Tema: ¿De qué están hechos los cosméticos y algunos productos de aseo personal como los jabones?

APRENDIZAJES ESPERADOS: Relaciona el costo de un producto con su valoración social e impacto

ambiental. Planifica un método seguro y de bajo costo en la fabricación de los

cosméticos. Analiza los conceptos de belleza asociados exclusivamente a la apariencia

física. Manifiesta la actitud crítica al discutir acerca de las necesidades que

llevan a los seres humanos al consumo de estos productos.


La glicerina es un líquido espeso, neutro, de sabor dulce, que al enfriarse se vuelve gelatinoso al tacto y a la vista, y que tiene un punto de ebullición alto. La glicerina puede ser disuelta en agua o alcohol, pero no en aceites. Por otro lado, muchos productos se disolverán en glicerina más fácilmente de lo que lo hacen en agua o alcohol, por lo que es, también, un buen disolvente.

La glicerina es también altamente "higroscópica", lo que significa que absorbe el agua del aire. Por ejemplo: si dejas una botella de glicerina pura expuesta al aire en tu cocina, tomará humedad del aire y se convertirá, con el tiempo, en un 80% de glicerina y un 20% de agua.

A causa de esta cualidad higroscópica, la glicerina pura al 100% puesta en la lengua puede causarte una ampolla, ya que es deshidratante. Diluida en agua, sin embargo, la glicerina suavizará tu piel. (Nota: Mientras se dice que esta acción suavizante es el resultado de que la glicerina atraiga la humedad hacia tu piel, hay un acalorado debate sobre si la glicerina tiene o no tiene otras propiedades específicas que mejoran el estado de la piel. En resumen, la corriente actual de pensamiento sobre este tema es: "Sabemos que la glicerina suaviza la piel. Hay gente que piensa que es a causa de que atrae la humedad hacia sí pero, ¿puede haber otras razones?").

La glicerina es un subproducto natural del proceso de la fabricación de jabón, el cuál puede utilizarse para la elaboración de productos como lociones y cremas.

MATERIALES:1 Mortero1 Probeta de 200 mL2 Recipientes (frascos de vidrio de boca ancha, con tapa de rosca). 1 Frasco de color ámbar con etiqueta

REACTIVOS:50 mL de glicerina150 mL de agua de rosas

PREGUNTAS GENERADORAS:1.- ¿Por qué crees que la glicerina se agrega como ingrediente adicional a muchas cremas corporales?

2.- ¿De dónde crees que se obtenga el agua de rosas?


PROCEDIMIENTO: A partir de la glicerina obtenida en la elaboración de jabón medir alrededor

de 50 mL en una probeta (una parte de glicerina) y 150 mL de agua de rosas (tres partes).

Mezclar perfectamente la glicerina y el agua de rosas en el mortero. Llenar el frasco color ámbar con la mezcla de glicerina y el agua de rosas e

identifícalo con una etiqueta.

50ml de glicerina y 50ml de agua de rosas

Mezclar ambas en el mortero

Frasco ámbar

ANALISIS DE RESULTADOS En la siguiente tabla, anota el aspecto y consistencia de cada uno de los siguientes materiales:

SUSTANCIA OBSERVACIONESAgua de RosasGlicerinaMezcla de ambasAl ponerla en contacto con la piel de tus manos¿Qué percibes?


RESULTADOS ESPERADOS:Al combinar agua de rosas con glicerina, se obtiene una solución diferente. Las propiedades del agua de rosas; tales como aroma, y sensación de frescura permanecieron intactas, pero al mismo tiempo, la glicerina brinda una mayor sensación de suavidad en la piel.Para que los componentes de ésta solución se mantengan en condiciones favorables, es necesario colocarla en un frasco color ámbar, debidamente tapado.

EXPLICACIÓN:Gracias a las propiedades de la glicerina, como la cualidad de ser altamente "higroscópica”, al adicionar el agua de rosas en el mortero, la glicerina se combinó con el agua, y la mezcla se convierte en una solución humectante para la piel.

EXTENSIÓN/VARIANTE: El agua de rosas se puede elaborar llenando un recipiente de un litro con pétalos de rosas. Se agrega luego cerca de 2 cucharadas cafeteras de alcohol alcanforado, y después se cubre con agua el espacio sobrante, se deja reposar en la oscuridad por una semana y con la ayuda de un colador se retiran los restos de pétalos y el agua obtenida se guarda en un recipiente.

PREGUNTAS GUÍA:1.-. ¿De donde se obtiene la glicerina?

2.-. ¿Por qué las aguas aromáticas (agua de rosas) y las esencias se envasan en recipientes de vidrio opacos, y se mantienen en lugares frescos y poco accesibles a la luz?3.-. ¿El procedimiento que realizaste, es un proceso químico o físico?

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS DIDÁCTICAS.Comentar de qué están hechos los productos de aseo personal.Explicar cuáles son las propiedades de la glicerina que le brindan la capacidad de suavizar la piel.Explicar los riesgos a la salud que implica la ingesta de glicerina.

BIBLIOGRAFÍA Y LINKS DE INTERÉS.


Documento electrónico: Kaila Westerman. ¿Qué es la glicerina? http://www.soapyworld.com/glicerina.htm. Fecha de consulta: 15 de Noviembre del 2007

BIBLIOGRAFÍA Y LINKS DE INTERÉS.


Documento electrónico: Gómez M.A. Fabrica un polímero. http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Practica/PR-22.htm. Fecha de consulta: 20 de Noviembre del 2007

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