prácticas de laboratorio química 3er año - conexos

3año

Prácticas deLaboratorio

Prácticas deLaboratorioQuímica

Química

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Desde su propio nombre, Conexos -el conjunto de bienes educativos que hemos elaborado para afrontar los nuevos retos de la Educación Media- está comprometido con un mundo de interrelaciones, en el que los saberes no son estáticos ni están encerrados en espacios restringidos, sino que andan en constante movimiento, dispersos en infi nitas redes. Estos materiales didácticos apuntan a potenciar los vínculos, activar los contactos, descubrir los enlaces.

El aprendizaje signifi cativo, que cultivamos como una de las premisas conceptuales de todos nuestros materiales didácticos, tiene una importancia creciente en esta serie, pues atiende las necesidades de estudiantes que ya han avanzado a otra fase de su educación formal. La necesidad de que las competencias adquiridas sean útiles para la vida es en Conexos una estrategia vital.

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El libro Prácticas de Laboratorio Química 3eraño de Educación Media es una obra colectiva concebida, diseñada y elaborada por el Departamento Editorial de Editorial Santillana S.A.,bajo la dirección pedagógica y editorial del profesor José Manuel Rodríguez R.

En la realización de esta obra intervino el siguiente equipo de especialistas:

© 2013 by Editorial Santillana, S.A.Editado por Editorial Santillana, S.A.Nº de ejemplares: 5300

Av. Rómulo Gallegos, Edif. Zulia, piso 1. Sector Montecristo, Boleíta. Caracas (1070), Venezuela.Telfs.: 280 9400 / 280 9454www.santillana.com.ve

Impreso en Venezuela por: Artes Gráficas Rey, C.A.

ISBN: 978-980-15-0657-7Depósito legal: lf63320129003935

Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización previa de los titulares del Copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público.

Edición general adjuntaInés Silva de Legórburu

Edición generalLisbeth C. Villaparedes de Maza

Edición ejecutivaJosé Luis Rada A.

Textos• atsocA soíR euqirnE leinaD

Profesor en Química, Universidad Pedagógica Experimental Libertador

• zedlaV ynneJ Licenciada en Biología,Universidad Central de Venezuela;Licenciada en Educación,Universidad Central de Venezuela

• adaR siuL ésoJ Licenciado en Biología,Universidad Simón Bolívar

• oznoflA amiraY Licenciada en Química, Universidad de Oriente;Magister en Química, Instituto Venezolanode Investigaciones Científi cas

Corrección de estiloMariví CoelloKarina Hernández

Lectura especializadaDaniel Enrique Ríos Acosta

Coordinación de arteMireya Silveira M.

Diseño de unidad gráfi caMireya Silveira M.

Coordinación de unidad gráfi caMaría Alejandra González

Diseño de portadaMireya Silveira M.

Ilustración de portadaWalther Sorg

Diseño y diagramación generalMaría Alejandra GonzálezDavid Baranenko

Documentación gráfi caAmayra Velón

IlustracionesFondo Documental Santillana

InfografíasGráfi co R7, C.A.

FotografíasFondo Documental Santillana

Retoque y montaje digitalEvelyn Torres

Prácticas de Laboratorio Química 3er año

3año


Química

SOLO PÁGINAS SELECCIONADAS PARA MUESTRA

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Estructura del libroLas Prácticas de Laboratorio de la serie Conexos se basan en una propuesta pedagógica que aproxima el trabajo experimental a las principales etapas formales del proceso de investigación, a saber: formulación de hipótesis, experimentación, análisis de resultados, discusión y conclusiones.

De esta manera, cada práctica conecta los tres momentos habitualesde una experiencia pedagógica de laboratorio, con los momentos del proceso investigativo, complementándolos con secciones innovadoras que dinamizan las actividades experimentales y las vinculan con el usode las TIC.

Presenta el trabajo experimental organizado en experiencias descritasde manera metódica.

laboratorio

MaterialesObjetos, sustancias, equipos, organismos y cualquier implemento a utilizar enla actividad.

Procedimientos Descripción, pasoa paso, de la actividada desarrollar.

Aplicación científica Sección que expone ideas y procedimientos científicos necesarios para la comprensión de la práctica y la elaboración de los resultados.

ObjetivoLogro esperado con el desarrollo de la práctica, vinculado con la adquisiciónde habilidades científicas, y los contenidos de cada experiencia

Propicia la iniciación en la actividad, con una Introducción que ofrece información textual o gráfica y preguntas para contextualizar la actividad y activar conocimientos previos.

Prelaboratorio

Medidas de precauciónAlerta sobre la peligrosidad de algunas sustancias químicas o procedimientos y sugiere medidas de seguridad en cuanto a indumentaria y equipo adecuado a utilizar, así como la forma más conveniente de trabajo en el laboratorio.

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Etapa de cierre de cada práctica, que orienta al análisis y discusión de los resultados obtenidos, con base en preguntas formuladas para tal fin. Esta sección de las prácticas se organiza de acuerdo al número de experiencias y propone, por cada una, el planteamiento de una conclusión con base en los resultados y en la hipótesis formuladaen el Prelaboratorio.

Postlaboratorio

Ciencia recreativa y laboratorio virtualSecciones innovadoras. La primera contiene propuestas para desarrollar experiencias bajo el principio de actividades científicas participativas y divertidas, que propician el ingenio, la creatividad y el estímulo de las habilidades científicas. La segunda propone ideas que vinculan el trabajo experimental y pedagógico del laboratorio con las tecnologías de la información y la comunicación (TIC).

Análisis y discusiónPremisa general para el desarrollo del Postlaboratorio, desde la interpretación de los resultados obtenidos y con orientacionesa la formulación de conclusiones.

Materiales y métodos alternativosSección innovadora que propone opciones para desarrollar las experiencias con materialesy procedimientos complementarios, de bajo costo, fácil acceso y sencilla realización.

ResultadosInstrumentos para el registro de los datos o la información obtenida en cada experiencia.

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ÍndiceIniciación al trabajo en el laboratorio ................ 5

Actividad Introductoria El trabajo en el laboratorio de química .............. 10

Práctica 1 Los materiales: propiedades no caracacterísticas .......................... 14

Práctica 2 Los materiales: propiedades características ................................... 20

Práctica 3 Las mezclas ....................................... 26

Práctica 4 Concentración de las soluciones ...... 30

Práctica 5 Las sustancias y su clasifi cación ...... 34

Práctica 6 Los elementos ................................... 38

Práctica 7 Los compuestos inorgánicos ............. 42

Práctica 8 Los compuestos orgánicos ................ 48

Práctica 9 Simbología química ........................... 52

Práctica 10 Nomenclatura química .................... 56

Práctica 11 Las reacciones químicas ................. 60

Práctica 12 Leyes de la combinación química ... 64

Práctica 13 Mol y balanceo de ecuaciones ....... 68

Práctica 14 Estequiometría ................................ 72

Práctica 15 Rapidez de las reacciones químicas .......................................... 76

Práctica 16 Estructura de la materia .................. 80

Práctica 17 La teoría atómica ............................ 84

Práctica 18 Enlace químico y radiactividad ....... 88

Práctica 19 La industria química y el ambiente .................................. 92

Práctica 20 Elaboración de un producto de uso común .................................. 96

Práctica 21 La industria petrolera y petroquímica en Venezuela ................................... 100

Fuentes consultadas ...................................... 104

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A propósito del lenguaje de géneroSegún la Real Academia de la Lengua Española y su correspon-diente Academia Venezolana de la Lengua, la doble mención de sustantivos en femenino y masculino (por ejemplo: los ciudadanos y las ciudadanas) es un circunloquio innecesario en aquellos casos en los que el empleo del género no marcado sea sufi cientemente explícito para abarcar a los individuos de uno y otro sexo.

Sin embargo, desde hace varios años, en Editorial Santillana he-mos realizado un sostenido esfuerzo para incorporar la perspectiva de género y el lenguaje inclusivo, no sexista en nuestros bienes educativos, pues valoramos la importancia de este enfoque en la lucha por la conquista defi nitiva de la equidad de género.

En tal sentido, en nuestros textos procuramos aplicar el lenguaje de género, al tiempo que mantenemos una permanente preocu-pación por el buen uso, la precisión y la elegancia del idioma, fi nes en los que estamos seguros de coincidir plenamente con las autoridades académicas.

A propósito de las Tecnologías de la Información y la ComunicaciónEditorial Santillana incluye en sus materiales referencias y enlaces a sitios web con la intención de propiciar el desarrollo de las com-petencias digitales de docentes y estudiantes, así como para comple-mentar la experiencia de aprendizaje propuesta. Garantizamos que el contenido de las fuentes en línea sugeridas ha sido debidamente validado durante el proceso de elaboración de nuestros textos.

Sin embargo, dado el carácter extremadamente fl uido, mutable y dinámico del ámbito de la Internet, es posible que después de la llegada del material a manos de estudiantes y docentes, ocurran en esos sitios web cambios como actualizaciones, adiciones, supre-siones o incorporación de publicidad, que alteren el sentido original de la referencia. Esos cambios son responsabilidad exclusiva de las instituciones o particulares que tienen a su cargo los referidos sitios, y quedan completamente fuera del control de la editorial.

Por ello, recomendamos que nuestros libros, guías y Libromedias sean previa y debidamente revisados por docentes, padres, madres y representantes, en una labor de acompañamiento en la validación de contenidos de calidad y aptos para el nivel de los y las estudiantes.

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Pinza de metal Pieza utilizada para sujetar objetos.

Balanza Equipo que se usapara medir masa de cuerpos y materiales.

EmbudoInstrumento, de vidrio o plástico, utilizado para filtrar soluciones.

Matraz kitasato Recipiente de vidrio usado para hacer filtraciones al vacío.

Balón de destilación Recipiente que se usa para hacer destilaciones.

Embudo de Buchner Instrumento de porcelana diseñado con el fin de filtrar soluciones al vacío.

Tapón Pieza de caucho que sirve para tapar envases o hacer conexiones.

Bureta Instrumento de vidrio, graduado con el fin de para medir y dispensar volúmenes de líquidos.

Doble nuez Pieza de metal que se usa para sujetar pinzas en un soporte universal.

Vidrio de reloj Envase de vidrio que se usa para retener o evaporar muestras líquidas o sólidas; o como cubierta de vasos de precipitado.

Gotero Tubo hueco terminado en su parte inferior en forma cónica y cerrado por la parte superior por una perilla o dedal de goma. Se utiliza para trasvasar pequeñas cantidades de líquido vertiéndolo gota a gota.

Papel de filtroMaterial que se introduce en un embudo de filtración, con el fin de retener las impurezas insolubles y permitir el paso a la solución a través de sus poros.

Crisol de porcelana con tapa Recipiente de porcelana utilizado principalmente para calentar, fundir, quemar y calcinar sustancias.

Cápsula de porcelana Envase utilizado para retener o calentar, temporalmente, muestras líquidas o sólidas.

Trípode Base de metal que se usa para apoyar recipientes que van a ser colocados sobre el mechero.

Rejilla metálica con centro de amianto Soporte de metal metálica concentrado de amianto utilizado para apoyar recipientes al calentarlos sobre el mechero.

Pipeta aforada y volumétrica

Instrumentos de vidrio, graduados, que se usan para medir volúmenes de líquidos.

Espátula de mango de madera Lamina plana metálica con mango de madera, utilizada para tomar pequeñas cantidades de compuestos o sustancias sólidas.

Mortero Base de porcelana utilizada para triturar sólidos.

Termómetro Instrumento de vidrio usado para medir la temperatura del ambiente, cuerpos y materiales.

Papel tornasol Son tiras de papel impregnadas en una sustancia indicadora. Son utilizadas para conocer el pH de una sustancia mediante cambios de color.

Propipeta Herramienta de goma que se utiliza junto con la pipeta para transvasar líquidos de un recipiente a otro evitando succionar con la boca líquidos tóxicos, venenosos, corrosivos, con olores muy fuertes o que emitan vapores.

Gradilla (de madera o metal) Soporte destinado a apoyar tubos de ensayo.

Tubo de ensayoTubo cilíndrico de vidrio utilizado principalmente para realizar reacciones químicas en pequeña escala.

Piseta Recipiente plástico usado para dispensar agua destilada.

Mechero de Bunsen Instrumento utilizado para generar fuego y calentar objetos y sustancias. Funciona con gas.

Embudo de separación Instrumento de vidrio utilizado para separar soluciones de densidades diferentes.

Matraz Erlenmeyer o fiola Recipiente utilizado de vidrio para disolver sólidos en líquidos y hacer titulaciones.

Soporte universal Base que sirve para sostener pinzas, argollas, matraces calientes, buretas, entre otros materiales.

Cilindro graduado Recipiente de vidrio que sirve para medir volúmenes de líquidos.

Recomendaciones para asistir al laboratorio de química

Matraz o balón aforado Recipiente de vidrio utilizado para preparar y medir volúmenes de soluciones.

Pinzade madera

Pieza utilizada para sujetar tubos al ser calentados.

Vaso de precipitado Envase de vidrio que sirve para hacer reacciones de precipitación, y calentar soluciones.

Cepillo de lavado Herramienta que permite la limpieza del material de laboratorio como tubos de ensayo, matraces o balones.

Balanza mecánica

Balanza electrónica

Varilla de vidrio (Agitador de vidrio) Varilla que sirve para agitar y trasvasar soluciones.

Asistir puntualmente

Leer cuidadosamente el contenido correspondiente

a la práctica en el hogar

Realizar las actividades del prelaboratorio

Usar la bata de laboratorio

Seguir paso a paso las instrucciones del docente

Trabajar en equipo

Mantener los materiales ordenados y los mesones

secos y limpios

Tornasolrosado

Tornasolazul

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El laboratorio de química: instrumental de experimentaciónInIcIacIón al trabajo en el laboratorIo

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Pinza de metal Pieza utilizada para sujetar objetos.

Balanza Equipo que se usapara medir masa de cuerpos y materiales.

EmbudoInstrumento, de vidrio o plástico, utilizado para filtrar soluciones.

Matraz kitasato Recipiente de vidrio usado para hacer filtraciones al vacío.

Balón de destilación Recipiente que se usa para hacer destilaciones.

Embudo de Buchner Instrumento de porcelana diseñado con el fin de filtrar soluciones al vacío.

Tapón Pieza de caucho que sirve para tapar envases o hacer conexiones.

Bureta Instrumento de vidrio, graduado con el fin de para medir y dispensar volúmenes de líquidos.

Doble nuez Pieza de metal que se usa para sujetar pinzas en un soporte universal.

Vidrio de reloj Envase de vidrio que se usa para retener o evaporar muestras líquidas o sólidas; o como cubierta de vasos de precipitado.

Gotero Tubo hueco terminado en su parte inferior en forma cónica y cerrado por la parte superior por una perilla o dedal de goma. Se utiliza para trasvasar pequeñas cantidades de líquido vertiéndolo gota a gota.

Papel de filtroMaterial que se introduce en un embudo de filtración, con el fin de retener las impurezas insolubles y permitir el paso a la solución a través de sus poros.

Crisol de porcelana con tapa Recipiente de porcelana utilizado principalmente para calentar, fundir, quemar y calcinar sustancias.

Cápsula de porcelana Envase utilizado para retener o calentar, temporalmente, muestras líquidas o sólidas.

Trípode Base de metal que se usa para apoyar recipientes que van a ser colocados sobre el mechero.

Rejilla metálica con centro de amianto Soporte de metal metálica concentrado de amianto utilizado para apoyar recipientes al calentarlos sobre el mechero.

Pipeta aforada y volumétrica

Instrumentos de vidrio, graduados, que se usan para medir volúmenes de líquidos.

Espátula de mango de madera Lamina plana metálica con mango de madera, utilizada para tomar pequeñas cantidades de compuestos o sustancias sólidas.

Mortero Base de porcelana utilizada para triturar sólidos.

Termómetro Instrumento de vidrio usado para medir la temperatura del ambiente, cuerpos y materiales.

Papel tornasol Son tiras de papel impregnadas en una sustancia indicadora. Son utilizadas para conocer el pH de una sustancia mediante cambios de color.

Propipeta Herramienta de goma que se utiliza junto con la pipeta para transvasar líquidos de un recipiente a otro evitando succionar con la boca líquidos tóxicos, venenosos, corrosivos, con olores muy fuertes o que emitan vapores.

Gradilla (de madera o metal) Soporte destinado a apoyar tubos de ensayo.

Tubo de ensayoTubo cilíndrico de vidrio utilizado principalmente para realizar reacciones químicas en pequeña escala.

Piseta Recipiente plástico usado para dispensar agua destilada.

Mechero de Bunsen Instrumento utilizado para generar fuego y calentar objetos y sustancias. Funciona con gas.

Embudo de separación Instrumento de vidrio utilizado para separar soluciones de densidades diferentes.

Matraz Erlenmeyer o fiola Recipiente utilizado de vidrio para disolver sólidos en líquidos y hacer titulaciones.

Soporte universal Base que sirve para sostener pinzas, argollas, matraces calientes, buretas, entre otros materiales.

Cilindro graduado Recipiente de vidrio que sirve para medir volúmenes de líquidos.

Recomendaciones para asistir al laboratorio de química

Matraz o balón aforado Recipiente de vidrio utilizado para preparar y medir volúmenes de soluciones.

Pinzade madera

Pieza utilizada para sujetar tubos al ser calentados.

Vaso de precipitado Envase de vidrio que sirve para hacer reacciones de precipitación, y calentar soluciones.

Cepillo de lavado Herramienta que permite la limpieza del material de laboratorio como tubos de ensayo, matraces o balones.

Balanza mecánica

Balanza electrónica

Varilla de vidrio (Agitador de vidrio) Varilla que sirve para agitar y trasvasar soluciones.

Asistir puntualmente

Leer cuidadosamente el contenido correspondiente

a la práctica en el hogar

Realizar las actividades del prelaboratorio

Usar la bata de laboratorio

Seguir paso a paso las instrucciones del docente

Trabajar en equipo

Mantener los materiales ordenados y los mesones

secos y limpios

Tornasolrosado

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Usa la bata de laboratorio. Utiliza guantes y lentes de seguridad cuandosean necesarios.

Si tienes el cabello largo debes recogértelo antes de empezar a trabajar.

Sigue las instrucciones del o de la docente.

En caso de duda sobre el uso de algún instrumento, consultar al o a la docente.

El calzado debe ser cerrado. No se permiten sandalias.

Realiza solo los experimentos indicados por el o la docente. No hagas pruebas por tu cuenta.

En caso de derrame de alguna sustancia o accidente, notifícalo inmediatamente al docente.

No succiones los líquidos con la boca. Usa la propipeta.

Está prohibido comer o beber en el laboratorio.

Nunca toques directamente con las manos, aspires vapores o pruebeslas sustancias químicas.

Nunca trabajes con material de vidrio roto.

Manipula, con mucho cuidado, los instrumentos del laboratorio para evitar accidentes.

No botes restos sólidos en el fregadero, ya que pueden obstruir el desagüe. Házlo en el pipote de la basura.

Mantén tu espacio de trabajo limpio y en orden. Deja todo el material e instrumentos utilizados, limpios y ordenados.

Al terminar la práctica lávate bien las manos.

Cómo debes ir al laboratorio

Seguir las instrucciones del profesor

Manejo del material de laboratorio

Limpieza y orden del espacio de trabajo

Normas a seguir al trabajar en el laboratorio de química

InIcIacIón al trabajo en el laboratorIo

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ExplosivoSustancias y preparaciones que pueden explotar bajo efecto de una llama o que son más sensibles a los choques o fricciones.Precaución: evitar golpes, sacudidas, fricción, flamas o fuentes de calor.

CorrosivoEstos productos químicos causan destrucción de tejidos vivos o materiales inertes.Precaución: no inhalar y evitar el contacto con la piel, ojos y ropas.

Advertencias que deben llevar las etiquetas de los frascos de las sustancias químicas según el SGA (Sistema Globalmente Armonizado de clasificación y etiquetado de productos químicos de la ONU). Las advertencias en desuso son las cuadradas de fondo amarillo que se presentan en pequeño.

ComburenteSustancias que tienen la capacidad de incendiar otras sustancias, facilitando la combustión e impidiendo el combate del fuego.Precaución: evitar su contacto con materiales combustibles.

Inflamable Sustancias fácilmente inflamables, bien de forma espontánea, o en contacto con el aire o el agua.Precaución: evitar contacto con materiales ignitivos (aire, agua).

TóxicoSustancias y preparaciones que,por inhalación, ingestión o penetración cutánea, pueden implicar riesgos graves, agudos o crónicos a la salud.Precaución: todo el contacto con el cuerpo humano debe ser evitado.

GasGases comprimidos. Pueden explotar con el calor. Los gases licuados refrigerados pueden producir quemaduras o heridas relacionadas con el frío (heridas criogénicas) Precaución: seguir estrictamente las instrucciones para el manejo de gases comprimidos.

Peligroso para el medio ambienteSustancias y preparados cuya utilizaciónprovoca o puede provocar daños al ecosistema a corto o largo plazo.Precaución: debido a su riesgopotencial, no debe ser liberado en las cañerías, en el suelo o el medio ambiente.

Peligroso para la saludSustancias cancerígenas y mutagénicas.Productos tóxicos para las funcionessexuales y la fertilidad, malformacióno muerte fetal; pueden modificar el funcionamiento de los órganos como el hígado, el sistema nervioso o los pulmones.Puede ser nocivo o mortal si es ingeridoo penetra por las vías respiratorias.Precaución: evitar el contacto con el cuerpo, ingerir o respirar los vapores.

IrritanteSustancias que producen efectos adversos en dosis altas. Pueden producir irritación de mucosas como ojos, nariz y garganta y en la piel. Pueden provocar alergias cutáneas, somnolencia y vértigo.Precaución: debe evitarse el contacto directo con el cuerpo y la inhalación.

Signos convencionales de seguridad en las etiquetas de las sustancias químicas

InIcIacIón al trabajo en el laboratorIo

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objetIvo

PráctIca 1

Determinar las propiedades no características de materiales en estado sólido, líquido y gaseoso.

PrelaboratorIo

2 Escribe dos objetos de uso cotidiano que tengan las mismas propiedades no características especificadas en cada renglón.

Los materiales: propiedades no características

1 Relaciona con una línea una característica de los materiales con su definición correspondiente.

IntroducciónTodo lo que tiene masa y ocupa un volumen en el espacio está constituido por materia. Los materiales son, en general, las distintas formas de la materia, según su estado físico más común de identificar: sólido, líquido y gaseoso. En el quehacer cotidiano, las personas utilizan diversos tipos de materiales como vidrio, papel, agua, plástico, madera, hierro o alimentos, para satisfacer sus necesidades básicas.

Los materiales presentan diversas propiedades, que son cualidades o atributos que los caracterizan y permiten describirlos y compararlos con otros. Estas propiedades pueden ser características o intensivas, y no características o extensivas.

Las propiedades no características son las que dependen de la cantidad de materia, y no de su naturaleza específica. Estas propiedades no son exclusivas de un material, por lo que no pueden usarse para identificarlos, como el volumen, la masa, la temperatura, el color, la forma y la longitud, entre otras.

Propiedad no característica Objeto 1 Objeto 2

Forma esférica

Volumen de 2

Color verde

Masa de 0,5 kg

Sensación visual producida por las longitudes de onda reflejadas por los cuerpos y que son captadas por el ojo humano.

Espacio que ocupa la materia.

Propiedad asociada a la agitación térmica de un cuerpo.

Cantidad de materia de un cuerpo.

Configuración externa de un cuerpo.

Volumen

Color

Temperatura

Forma

Masa

14 los matErialEs: propiEdadEs no caractErísticas

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laboratorIo laboratorIo

Experiencia 1 Determinación de la masa

Materiales • Vaso de precipitado • Varios objetos sólidos

• Agua • Balanza

Material (sólido) Masa (g) Medida correcta

Masa del vaso de precipitado vacío (g)

Masa del vaso de precipitado con agua (g)

Masa del agua (g)

Parte B. Medición de la masa de un líquido 1 Nivelen o taren la balanza. 2 Determinen la masa de un vaso de precipitado limpio y seco. 3 Coloquen una determinada cantidad de agua en el vaso

de precipitado y midan nuevamente la masa. 4 Calculen, por diferencia, la masa (m) del agua usando la siguiente

relación:m(agua) 5 m(recipiente 1 agua) 2 m(recipiente)

Resultados Anoten los valores obtenidos en la siguiente tabla:

aPlIcacIón cIentífIca

Procedimiento Parte A. Medición de la masa de un sólido 1 Nivelen o taren la balanza. 2 Determinen la capacidad, la apreciación y el error absoluto

de la balanza. 3 Midan la masa para diferentes sólidos como un lápiz, un

bolígrafo, un cuaderno, un reloj de pulsera o una piedra pequeña. 4 Determinen la medida correcta de la masa de los objetos.

Resultados Anoten los valores obtenidos en la siguiente tabla:

Capacidad, apreciación y error absoluto de un instrumento

La capacidad de un instrumento es la máxima medida que con se-guridad se puede hacer con él.

La menor medida que se puede realizar con un instrumento se denomina apreciación (A), la cual se puede calcular a partir de la siguiente relación:

A 5 Lectura mayor 2 lectura menor

Número de divisionesLa lectura que se realiza con un instrumento tiene un error experi-mental que se expresa como error absoluto (Ea). El Ea para instrumen-tos como el cilindro, la pipeta, l a bureta y el termómetro viene dado por la siguiente relación:

Ea 5 A

5La medida realizada con un ins-trumento volumétrico (medida correcta) se puede expresar de la siguiente manera:

Volumen leído 1 Ea2

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Experiencia 2 Determinación del volumen de un líquido

Materiales

Experiencia 3 Determinación del volumen de un gas

Materiales

• Cilindro graduado • Bureta graduada

• Pipeta graduada• Agua

• Soporte universal • Pinza o aro de metal

• Envase grande • Cilindro graduado

• Mangueras o pitillos

Volumen de agua

(m)

Instrumentoseleccionado

Capacidad del instrumento

(m)

Apreciación del instrumento

(m)Medida correcta

Estudiante Apreciación del cilindro (m)

Volumen de agua desplazado (m)

No

Líquido

Menisco

NoInstrumentovolumétrico

Procedimiento 1 Determinen la capacidad y la apreciación de instrumentos volumétricos.

Midan 1,6 m; 5,0 m y 36,1 m de agua seleccionando el instrumento más adecuado y que arroje la medida con la mejor precisión.

2 Cuiden de observar el borde inferior del menisco que forma el agua en el recipiente para determinar correctamente el volumen del líquido.

Resultados Anoten los valores obtenidos en la tabla:

Procedimiento 1 Monten un sistema como el mostrado en la figura: llenen el envase con

agua hasta la mitad y llenar completamente de agua el cilindro graduado, e introdúzcanlo invertido dentro del envase procurando que no le entre aire.

2 Introduzcan un extremo de la manguera en el cilindro graduado y soplen hasta desplazar cierto volumen de agua dentro del cilindro. Midan este volumen.

3 Realicen una medición por cada estudiante.

ResultadosAnoten los valores obtenidos en la tabla:


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(Vf)

V

Sólido Vi (m) Vf (m) Vsólido irregular (m)

Sólido regular Fórmula Volumen (cm3)

Experiencia 4 Determinación del volumen de sólidos

Materiales

• Sólidos irregulares (rocas, vidrio, cuarzo, entre otros) • Sólidos regulares (pelota, dado, lápiz nuevo,

entre otros)

• Cilindro graduado • Agua • Regla graduada

Parte B. Medición del volumen de sólidos regulares 1 Calculen el volumen de los sólidos regulares

suministrados utilizando la regla graduada. 2 Utilicen la fórmula matemática correspondiente

a la geometría de cada sólido.

Resultados Registren los resultados en la siguiente tabla:

(Vi)

Procedimiento Parte A. Medición del volumen de sólidos irregulares

(principio de Arquímedes) 1 Coloquen un volumen determinado de agua

en un cilindro graduado. Midan ese volumen inicial (Vi).

2 Sumerjan completamente un sólido irregular dentro del cilindro con agua. Midan el volumen final (V

f)

3 Determinen el volumen del sólido utilizando la relación: V

(Sólido irregular) 5 V

f 2 V

i

4 Determinen el volumen de otros sólidos irregulares.

Resultados Registren los resultados en la siguiente tabla:


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Experiencia 5 Determinación de la temperatura

Materiales• Termómetro

de 0 2 100 ºC • Soporte universal

o trípode• 2 vasos de precipitado

de 500 m

• Cilindro graduado

• Mechero• Encendedor• Hielo• Agua • Rejilla

Si no cuentan con mechero o hielo, coloquen el vaso de precipitado al sol para calentar el agua, y en la nevera para enfriarla.

MaterIales y MÉtodos alternatIvos

Procedimiento 1 Determinen la capacidad y la apreciación del termómetro. 2 Monten un sistema como el que se proporciona en esta página. 3 Agreguen 100 m de agua en un vaso de precipitado, introduzcan

el termómetro y manténgalo sin tocar las paredes del vaso. Anoten la temperatura que indica el termómetro (temperatura inicial).

4 Enciendan el mechero y pongan a calentar los 100 m de agua por 3 min. Apaguen el mechero. Introduzcan el termómetro y manténganlo sin tocar las paredes del vaso ni el fondo, hasta que la temperatura indicada en el termómetro sea estable. Anoten esa temperatura (temperatura fi nal).

5 Repitan el procedimiento desde el paso 3, esta vez con 250 m de agua. 6 En otro vaso de precipitado agreguen 250 m de agua y varios cubos de hielo.

Introduzcan el termómetro y manténganlo sin tocar las paredes del vaso ni el fondo, hasta que la temperatura indicada en el termómetro sea estable. Anoten la temperatura (temperatura fi nal).

ResultadosAnoten los valores obtenidos en la siguiente tabla:

Volumen de líquido (m) Temperatura inicial (ºC) Temperatura fi nal (ºC) Diferencia de temperatura (ºC)

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PostlaboratorIo

análIsIs y dIscusIón

Expliquen los resultados y establezcan conclusiones que permitan validar el cumplimiento de los objetivos de la práctica.

cIencIa recreatIva

• Establezcan un sistema de medición sencillo de masa y volumen, valiéndose de utensilios de cocina. Por ejemplo, asocien volúmenes de líquido con recipientes de uso cotidiano como de una taza (200 m) o una cuchara (15 m ); y medidas de masa como una cucharada rasa de mantequilla (15 g) o una taza de harina (aproximadamente 130 g). Elaboren una receta utilizando el sistema de medición de masa y volumen establecido.

• Propongan varios utensilios o recipientes de uso común puedan ser utilizados como instrumentos de laboratorio.

Experiencia 1 ¿Cómo podría medirse la masa de un gas? _________________________________________

________________________________________________________________________

Conclusión: ________________________________________________________________

Experiencia 2 • ¿Qué criterios utilizaste para seleccionar el instrumento adecuado para las mediciones

de volumen? ______________________________________________________________

• Si dos porciones de líquido tienen el mismo volumen, ¿se puede decir que es un mismo

material? Argumenta tu respuesta. ______________________________________________

________________________________________________________________________

Conclusión: ________________________________________________________________

Experiencia 3 ¿Qué volumen de aire soplaste y qué volumen de agua fue desplazado? __________________

________________________________________________________________________

Conclusión: ________________________________________________________________

Experiencia 4 ¿Qué características deben tener los sólidos para conocer su volumen, según los procedimientos

de esta experiencia? _________________________________________________________

Conclusión: ________________________________________________________________

Experiencia 5 ¿Tiene influencia en la temperatura del agua, y en el proceso de calentamiento o enfriamiento,

el emplear un volumen mayor de este líquido? Argumenta tu respuesta.

________________________________________________________________________

Conclusión: ________________________________________________________________


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• Volumen • Disolución • Sólido • Masa • Proporción • Saturada • Líquido • Concentración • Diluido • Gaseoso

PráctIca 4

IntroducciónLos componentes de una solución son el soluto y el solvente. Generalmente, la sustancia que se encuentra en mayor proporción es el solvente. En una solución dada, la cantidad de soluto disuelta en el solvente se denomina concentración.

Las soluciones pueden clasificarse, según su concentración en:

• Saturadas. Contienen la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en el solvente.

• No saturadas. Contienen una cantidad de soluto menor de la máxima que puede ser disuelta. Estas pueden ser diluidas o concentradas.

• Sobresaturadas. Contienen una cantidad de soluto disuelto superior a la máxima que puede disolverse a esa temperatura; se logra calentando la mezcla y luego dejándola alcanzar la temperatura inicial más baja.

Tanto el soluto como el solvente pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos. Según el tipo de unidad de medida, masa (m) o volumen (V), que se usen para medirlos, la concentración porcentual se expresa en m/m, m/V o V/V.

Interpretar cuantitativamente la concentración de una solución.

PrelaboratorIo

1 Encuentra en la sopa de letras las palabras indicadas. Estas pueden encontrarse en orientación vertical, horizontal o diagonal, y al derecho o al revés.

Concentración de las soluciones objetIvo

2 Escribe cómo se debe expresar la concentración porcentual en cada una de las siguientes disoluciones, según el tipo de unidad de medida usado para medir soluto y solvente:

• 3,5 g de azúcar en 200 g de agua: _______________________________________________ • 30 cm3 de alcohol en 400 cm3 de glicerina: _______________________________________ • 5 g de sal en 120 m de disolución _____________________________________________

V J E D I S O L U C I Ó N U J E N

O C H X R Z V T D B A A X A C H R

L Q S Ó L I D O L G N N O N D J S

U I L T O O B J U F E E T E I L A

M A E B H L K A K O N M B N L E T

E Z D O O U F H Q C K A O K U D U

N O C L Í Q U I D O H S A H I C R

L I N O V Q J T N I B A O B D N A

G A S E O S O E N T E E M E O O D

U N P R O P O R C I Ó N I T N Q A

N H B Z C A L Z K C A A Z A H B C

E L B I T S U B M O C C I C L B T

E C O N C E N T R A C I Ó N L B T

30 la concEntración dE las disolucionEs

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laboratorIo

Experiencia 1 Preparación de una solución de concentración porcentual m/V

Materiales • Sal de mesa • Vaso de precipitado • Agitador de vidrio • Pipeta o cilindro graduado

• Matraz aforado de 100 m, con tapa• Balanza• Embudo• Gotero

Procedimiento Parte A. Preparación de una solución de sal de mesa al 10% m/V 1 Calculen la masa de sal de mesa que se requiere

para preparar la disolución al 10%. Luego determinen los gramos de sal necesarios usando la balanza.

2 Disuelvan la sal en el vaso de precipitado, en una mínima cantidad de agua y mezclen con el agitador de vidrio. Dejen el agitador en la disolución para no perder sal.

3 Trasvasen la mezcla a un balón aforado de 100 m, usando un embudo de tamaño adecuado. Laven tres veces el vaso de precipitado con una pequeña porción de agua y trasvasen el contenido cada vez al balón con el mismo embudo.

4 Agreguen tres pequeñas porciones de agua sobre el embudo para arrastrar cualquier residuo de sal; el agua agregada no debe alcanzar el aforo. Tapen y disuelvan bien la solución.

5 Agreguen agua hasta llegar cerca de la línea de aforo y luego aforen usando el gotero. Tapen y mezclen bien invirtiendo el matraz varias veces.

Parte B. Preparación de una solución de sal de mesa al 3% m/V a partir de una solución al 10% m/V

1 Calculen el volumen de la solución de sal al 10% m/V requerido para preparar 100 m de la nueva solución al 3%. Midan el volumen con cilindro o pipeta.

2 Viértanlo en un balón aforado de 100 m y agreguen agua hasta alcanzar la mitad de la capacidad del balón. Tapen bien y homogenicen la solución.

3 Aforen con el gotero. Tapen y mezclen bien invirtiendo el balón varias veces.

Resultados Realicen los cálculos necesarios para la preparación de las distintas soluciones

de sal de mesa.

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Experiencia 3 Preparación de una solución de aceite de coco mentolado al 5% m/m

Materiales • Aceite de coco • Pipeta • Balanza

• Ungüento de mentol• Vaso de precipitado

de 100 m

• Agitador de vidrio • Plancha

de calentamiento

Experiencia 2 Preparación de una solución de concentración porcentual V/V

Materiales • Jugo de naranja pasteurizado • Pipeta o cilindro graduado

de 10 m

• Vaso de precipitado• Agitador• Agua

Mentol

Procedimiento 1 En la etiqueta del jugo de naranja, ubiquen la concentración y anótenla. 2 Midan 10 m de jugo de naranja y viértanlos en el vaso de precipitado.

Luego, agreguen 10 m de agua y agiten la preparación. Resultados Determinen la concentración de la disolución preparada,

tomando en cuenta la concentración del jugo reportada en el envase.

Procedimiento 1 Calculen la masa de mentol requerida para preparar 50 g de disolución. 2 Determinen, en un vaso de precipitado, la masa de mentol y completen

hasta 50 g con aceite de coco. 3 Calienten un poco el contenido, mezclen con un agitador y déjenlo enfriar.

Resultados Realicen los cálculos necesarios para la preparación de la solución de aceite

de coco mentolado.

32 la concEntración dE las disolucionEs

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cIencIa recreatIva

• Agreguen el contenido de un sobre de bebida en polvo en una jarra y añadan agua hasta completar un litro de bebida. Agiten bien.

• Calculen la concentración m/V de la bebida tomando en cuenta la masa reportada en el sobre.

• Viertan un vaso de la bebida en un recipiente adecuado y agreguen un vaso más de agua. ¿Cuál será la nueva concentración? ¿Cuál de las dos disoluciones es la más diluida?

Experiencia 1 • ¿Qué precauciones debes tener al arrastrar con agua los restos de soluto del vaso del

precipitado y del embudo para trasvasar al balón la disolución que estás preparando?

________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________ • Explica la diferencia entre una disolución diluida y una concentrada ___________________

_________________________________________________________________________

Conclusión _________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Experiencia 2

• ¿Qué significado tiene la concentración reportada en el jugo de naranja? ________________

________________________________________________________________________ • ¿Cuál es la concentración del jugo que preparaste? _________________________________

________________________________________________________________________

Conclusión _________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Experiencia 3 • ¿Qué debes tener en cuenta al pesar la masa de mentol en un vaso de precipitado a fin de

obtener la concentración final deseada? _________________________________________

________________________________________________________________________ • ¿Qué importancia tiene expresar la concentración en % m/V? ________________________

________________________________________________________________________ • ¿Cuándo debes usar la densidad en el cálculo de las concentraciones? __________________

________________________________________________________________________

Conclusión _________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

análIsIs y dIscusIón

Expliquen los resultados y establezcan conclusiones que permitan validar el cumplimiento de los objetivos de la práctica. PostlaboratorIo

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Prelaboratorio

IntroducciónUna de las formas de conocer la cantidad de materia de un objeto es contar las unidades de ese objeto o pesarlo. Para ello nos ayudamos con la numeración o con el sistema internacional de medidas, respectivamente.

Sin embargo, cuando se habla de átomos o moléculas se requiere de un método distinto para conocer su cantidad o masa, ya que estas partículas son muy pequeñas para contarlas o pesarlas.

La unidad llamada mol permite conocer el número de partículas elementales (átomos o moléculas), cuya masa total puede ser medida de forma práctica. Un mol de cualquier sustancia contiene igual número de partículas, esto es 6,02 1023 partículas. Este número se conoce como número de Avogadro (NA), en honor a su descubridor Amedeo Avogadro (1776-1856).

Este número es de particular importancia para balancear una ecuación química, es decir, para hacer coincidir la cantidad de átomos o moléculas de los reactantes con la de los productos, ya que según la Ley de la conservación de la masa, estas cantidades son invariables.

Del número de Avogadro se obtienen otras unidades, tales como:

• Masa molar: masa en gramos de un mol de sustancia (g/mol).

• Volumen molar de un gas: un mol de cualquier gas, en condiciones normales ocupa un volumen de 22,4 .

Práctica 13

El mol y el balanceo de ecuaciones

• Interpretar cualitativa y cuantitativamente ecuaciones químicas sencillas.

• Reconocer el mol como una unidad de cantidad de sustancia.

1 Explica brevemente los siguientes conceptos.

• Cantidad de sustancia: ________________________________________________________

__________________________________________________________________________

• Mol: _____________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

• Masa molar: ________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

2 Lee y responde el siguiente planteamiento. Antonio determinó 14 g de azúcar y 20 g de sal. • ¿A cuántos moles equivale la masa de cada material?

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

objetivo

68 el mol y el balaNceo de ecuacioNeS

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laboratorio

• Solución de cloruro de bario (BaCl2)

al 13,7% m/V • Solución de cromato de potasio

(K2CrO

4) al 19,4% m/V

• Soporte universal • Aro metálico con pinza

• Rejilla metálica • Vaso de precipitado grande • 9 Tubos de ensayo • Gradilla • Cilindros graduados • Regla

Experiencia 1 Determinación de los coeficientes de una ecuación química

Materiales

2 Construyan una gráfica de la altura del precipitado en función de las cantidades de sustancia en mol de los reactivos. Identifiquen el punto de intercepción de los resultados.

N° TuboVolúmen

BaCl2 (cm3)

Volúmen K2CrO4 (cm3)

Cantidad de sustancia BaCl2

(mol)

Cantidad de sustancia K2CrO4

(mol)

Altura del precipitado

(cm)1 2 18

2 4 16

3 6 14

4 8 12

5 10 10

6 12 8

7 14 6

8 16 4

9 18 2

El cromato de potasio es un oxidante fuerte que en contacto con otras sustancias, especialmente las orgánicas, puede reaccionar violentamente. Deben empear guantes de seguridad, tapaboca y lentes de seguridad y seguir escrictamente las indicaciones de su docente.

Medidas de Precaución

Procedimiento 1 Monten un equipo para calentar y preparen un baño de maría a temperatura

moderada de aproximadamente 60 °C. 2 Agreguen a los 9 tubos de ensayo los respectivos volúmenes de BaCl

2 al 13,7%

m/V tal como se muestra en la tabla de resultados. Recuerden rotular los tubos. 3 Sumerjan los tubos en el baño de maría y esperen un minuto. 4 Agreguen con mucha precaución y rápidamente los volúmenes correspondientes

de K2CrO

4 al 19,4% m/V según se muestra en la tabla de resultados.

5 Agiten simultáneamente los tubos y colóquenlos en la gradilla. Luego esperen 20 min y midan la altura alcanzada por el precipitado en cada tubo.

Resultados1 Determinen la cantidad de sustancia en moles de BaCl

2 y K

2CrO

4

que se mezcla en los tubos de ensayo, a partir del volumen agregado en cada tubo y la concentración de las disoluciones. M (BaCl

2) 5 137,3 g/mol

y M (K2CrO

4) 5 194, 2 g/mol. Ubiquen estos resultados en la tabla.

el mol y el balaNceo de ecuacioNeS 69

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Experiencia 2 Volumen molar de un gas

Materiales • Balanza • Bicarbonato de sodio (NaHCO

3)

• Vinagre (que contiene entre 2% y 5% de ácido acético, CH

3COOH)

• 2 bolsas plásticas transparentes, con cierre hermético

• Cilindro graduado grande

Volumen de la bolsa (m)

Masa de NaHCO3 necesaria para producir el volumen

de CO2 de la bolsa (g)

Masa de CH3COOH necesaria para

reaccionar con todo el NaHCO3 (g)

Volumen de vinagre necesario para reaccionar

con el NaHCO3 (m)

Dado que el ácido acético puede ser irritante de la piel, utilicen guantes de seguridad para la realización de esta experiencia.

Medidas de Precaución

VINAGRE

Procedimiento 1 Midan el volumen de la bolsa de plástico, para ello llenen de agua la bolsa

y luego viértanla en un cilindro graduado. 2 Escriban la ecuación química balanceada de la reacción entre el bicarbonato

de sodio y el ácido acético del vinagre, para producir acetato de sodio (NaCH

3COO), agua (H

2O) y dióxido de carbono (CO

2).

3 Determinen la masa de NaHCO3 necesaria para llenar la bolsa con el

desprendimiento de CO2 cuando el compuesto reaccione con CH

3COOH

en exceso. 4 Determinen la masa de la cantidad de bicarbonato de sodio que calcularon

y colóquenla en una esquina, en el fondo de una bolsa seca. 5 Determinen la cantidad de ácido acético necesaria para reaccionar

completamente con la masa de bicarbonato determinada en el paso 3. A esta cantidad agreguen un exceso de ácido para garantizar que todo el bicarbonato de sodio reaccione.

6 Calculen el volumen de vinagre que contiene la cantidad de ácido acético calculada en el paso 5. Consideren la concentración reportada en la etiqueta del vinagre.

7 Coloquen el volumen de ácido acético en la otra esquina del fondo de la bolsa.Cuiden que no se mezclen los reactivos.

8 Extraigan el aire de la bolsa, ciérrenla y mezclen con rapidez los reactivos.

Resultados1 Escriban la ecuación química balanceada

de la reacción del NaHCO3

con el CH3COOH:

2 Determinen las cantidades de NaHCO3 y CH

3COOH necesarias para

reaccionar y producir sufi ciente CO2 para ocupar el volumen de la bolsa.

70 el mol y el balaNceo de ecuacioNeS

Postlaboratorio

análisis y discusión

Expliquen los resultados y establezcan conclusiones que permitan validar el cumplimiento de los objetivos de la práctica.

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Experiencia 1

• ¿Qué compuesto se forma al reaccionar cloruro de bario con cromato de potasio?

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

• Con base en este punto de intercepción de la grafica de altura de precipitado en función de la cantidad de sustancia de los reactivos: ¿cuál es la proporción molar fija y constante en que se combinan en BaCl

2 y el K

2CrO

4? ____________________________________________

_________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Conclusión _________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Experiencia 2 • Explica qué cálculos usaste para determinar la masa del bicarbonato de sodio. ____________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

________________________________________________________________________ • ¿A qué se denomina volumen molar de un gas? ___________________________________

_________________________________________________________________________

________________________________________________________________________ • Explica los tipos de información que puede proporcionar una ecuación química balanceada.

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

Conclusión _________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

ciencia recreativa Laboratorio virtual

• Representen los valores de núme-ro de piezas y su masa de ciencia recreativa en planos de coordena-das, usando un programa computa-rizado para hacer gráficos.

• Presenten sus resultados en clase y compárenlos con los otros equipos.

• Cuenten cierto número de objetos pequeños idénticos (clavos, botones, metras, entre otros) y pésenlos. Anoten el número de objetos y de masa.

• Pesen y anoten la masa de una bolsa de plástico vacía con cierre hermético. Llenen la bolsa con objetos idénticos, ciérrenla, pésenla y anoten su masa.

• Desarrollen un procedimiento para determinar el número de objetos que hay en la bolsa sin abrirla.

el mol y el balaNceo de ecuacioNeS 71

3año


Prácticas deLaboratorioQuímica

Química

3año

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Desde su propio nombre, Conexos -el conjunto de bienes educativos que hemos elaborado para afrontar los nuevos retos de la Educación Media- está comprometido con un mundo de interrelaciones, en el que los saberes no son estáticos ni están encerrados en espacios restringidos, sino que andan en constante movimiento, dispersos en infi nitas redes. Estos materiales didácticos apuntan a potenciar los vínculos, activar los contactos, descubrir los enlaces.

El aprendizaje signifi cativo, que cultivamos como una de las premisas conceptuales de todos nuestros materiales didácticos, tiene una importancia creciente en esta serie, pues atiende las necesidades de estudiantes que ya han avanzado a otra fase de su educación formal. La necesidad de que las competencias adquiridas sean útiles para la vida es en Conexos una estrategia vital.

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prácticas de laboratorio química 3er año - conexos

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