Untitled - Carolina Curriculum

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¡
¡
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¡
Compuestos,
Elementos, y
Reacciones rQuímicas
PARTE
Lección 20
Lección 21
Desglosando un Compuesto
L70
Ejercicio 20.1 Dividiendo el Agua
t72
Examinando y Agrupando Elementos
186
Ejercicio 21.1 Investigando y Clasificando
Elementos
Lección22
Lección 23
188
Combinando Elementos
198
Ejercicio 22.I Dividiendo la Tabla Periódica
Ejercicio 22.2 Reacción de Dos Elementos
200
201
Reacciones Químicas que !nvolucran Metales
23.1 Comparando la Reacción de
208
Ejercicio
Diferentes Metales al ,Á.cido
Ejercicio
Lección 24
Lecclón 25
Lección 26
23.2 Analizando
la Corrosión
2t0
2tl
Contrarrestando Ia Gorrosión
Ejercicio 24.1 ¿Puede Detenerse la Oxidación?
2LA
Masa y Reacciones Químicas
224
Ejercicio 25.1 Midiendo la Masa de Reactivos y
Productos
226
Evaluación de Fin de Módulo
230
Ejercicio 26.1 Evaluación de Desempeño
232
220
LEcc.ô20
l
Desglorando un Compuesto
(
(
(
a'
-'
(r
(
¡tttRoouccrór
En la primer parte de este módulo, aprendiste
sobre las propiedades y características de las
sustancias puras. En la segunda parte,
investigaste cómo estas propiedades pueden
diferenciarse de las propiedades de las mezclas.
En esta parte, te enfocarás en dos grupos de
sustancias puras, conocidas como elementos y
compuestos. En esta lección, anahzarâsla
composición de una sustancia pura con las que
ya te has encontrado en el transcurso de este
módulo-el agua. Ya sabes que el agua tiene
Cuatro quintas pañes de la superticie de la tiena están
formadas por agua. ¿De qué está hecha el agua?
diferentes propiedades características que la
pueden identificar como una sola sustancia y no
como una mezcla. Las propiedades incluyen su
apariencia, densidad, puntos de congelamiento y
ebullición, su capacida d p ar a disolver solutos.
Investigarás lo que sucede con el agua cuando
una corriente eléctrica la atraviesa. A veces, la
capacidad que tiene un líquido de conducir
electricidad nos puede dar claves sobre la
composición éste. Si el agua es una sustancia
pura, ¿por qué tratamos de conocer su
composición? ¡Completa el ejercicio y descubre
lo que sucederá!
(
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(,
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I
(
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(
(_
OBJEÍIVOS DE ESTA LECCION
Reallzar experimentos para determinar
lo que sucede cuando la electricidad
pasa a través del agua.
lnvestigar algunas propiedades físicas y
químlcas de los gases.
Comentar las dlferenclas entre
compuestos y elementos,
A7O
STC/'\,fS"'
Pnoplronons oa l¡ Nrl¡ront¡
\
(-
-,
t
f_
L
(
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 20
Para Empezar
;Alzuna vez has escuchado los términos
t. r '
-rii"elemento"
y "compuesto"?
significan
¿Qué
Para
1
éstos términos? Sin acudir a un
diccionaric ni a tu guía del estudiante,
define cada uno de éstos términos en tu
cuaderno de ciencias.
'
En tu cuaderno, anota dos ejemplos de
elementos y dos ejemplos de compuestos.
_
Tu maestro(a) dirigirá una lluvia de ideas
_
'
sobre 1o que pienses que signifiquen estos
términos. Repasarás estas ideas al final de
la lección.
I
ti
copia de la Hoja del
Alumno 2O.I:"La
Electrólisis del Agua"
par de gafas de
seguridad
Para tu grupo
1- recipiente grande de
plástico
2
tubos de ensayo
chicos
base para electrodos
1- frasco con sulfato de
sodio
cuchara de laboratorio
cuchara de te
I
I
1
1- varilla inflamable
2
baterías de 6 V (las
compartirás con otro
POR TU
SEGURIDAD
grupo)
1
cable conector
Acceso a agua
Utiliza gafas de
seguridad durante
este ejercicio.
Acceso a una llama
Ata tu cabello, si es
largo.
STC/trIS"' Pnopreo¡¡rs on r¡. M¡.rnnr r
L77-
tEccróN 20
Descrosa¡rpo uN CoMpuESTo
Ejercicio 2O.L
. Asegúrate d1l.ue los cables cuelguen por
fuera del recrprente.
Dividiendo el Agua
¿J. Agrega aglug aJ, recipiente de manera que
-las puntas de los electrodos estén
cubiertas por I cm de agua (ver Imagen
20.1).
PROCEDIMIENTO
1. Tr maestro(a) te explicará
el
procedimiento que seguirás para pasar
una corriente eléctrica a través del agua.
Después de la explicación, sigue los pasos
2 al3 parapreparar tu equipo.
f.
Coloca la base para electrodos en el
recipienl"e de plástico.
'
Agrega dos cucharadas de sulfato de sodio
al agua.
$. Disuelve la solución con la cuchara.
7t
Sumerge uno de los tubos de ensayo
' denúoîel
recipiente con la solución de
sulfato de sodio (ver Imagen 20.2).
lmagen 20.1 Coloca e/ base para electrodos
dentro del recipiente de plástico y agrégale agua.
Agua
Solución de
sulfato de sodio
lmagen 20.2 Sumerge el tubo y
asegúrate de que esté lleno con
la solución de sulfato de sodio.
L72 STC/lvlS"n Pnopreo¡ors or le M¡ra¡.r¡.
Tubo de ensayo
sumergido
leccrór zo DsscrosaNDo uN
Cuando el tubo esté lleno de la solución,
tâpalo con un dedo. Asegúrate de que
todo el tubo se encuentre sumergido en el
líquido. Coloca la parte abierta del tubo
en uno de los electrodos. El tubo debe
estar lleno de líquido.
Conpu¡sro
Repite los pasos 7 al B con el segundo tubo
$.
- - de ensayo (no te preocupes si entran
algunas pequeñas burbujas de aire en los
tubos). En la Imagen20.3 se muestra
cómo debe verse tu equipo montado.
Lâvate las manos después de manipular
los tubos.
f Q. Conecta los cables a las baterías. Conecta
el cable rojo al polo positivo de una de las
baterías y el cable negro al polo negativo
de la otra batería. Asegúrate de que los dos
polos restantes estén conectados entre sí
(Ver Imagen 20.4). Compartirás las
baterías con otro equipo. En la Imagen 20.
5 puedes observar cómo preparar los
equipos para ambos grupos.
lmagen 20.3 En esta etapa, tu equipo
debe verse de esta manera.
lmagen 20.4 Conecta
/os cables a las baterías
tal como se rnuesfra
aquí.
lmagen 20.5 Deberá compartir las
baterías con otro grupo. De forma
conjunta, sus equþos deben verse de
esta manera.
STc/trfstnt Pnoprnon¡os
or ln Mnrenr¡ L73
LEccróN
11.
t2
20 Dpscrosa¡l¡o uN
Coupursro
Si tu equipo está ensamblado
correctamente, pronto observarás que
algo está sucediendo cerca de los
electrodos. ¿Qué es lo que sucede con cada
uno de los electrodos? Escribe tus
respuestas en la Hoja del Alumno.
- åQué es lo que observas con respecto al
' ,rolumen de las dos sustancias dintro de
los tubos? Escribe tus respuestas en Hoja
delAlumno.
13.
G Cuando el tubo de ensayo
correspondiente al electrodo positivo esté
lleno de gas, realiza el mismo
experimento.
H Registra los resultados donde dice "tubo
2" enlaTabla 1.
t$.
Tu maestro(a) comentará sus
observaciones. Prepárat e pata participar.
experimento:
A Pide a un miembro de tu equipo que
retire el tubo del electrodo negativo,
Tú (o tu maestro, en caso de que no
14.
- - - tengas tiempo de reunir una cantidad
manteniéndolo sellado con su dedo
pulgar, tal y como se hizo anteriormente.
suficiente de cada gas) puedes probar los
gases producidos en cada tubo de ensayo
colocando una varilla encendida en cada
tubo. Si tu equipo está llevando a cabo
este experimento, sigue las siguientes
instrucciones:
A Desconecta la batería
B Pide a un miembro
de
de
B pide
a
otro miembro de tu equipo que
encienda la varilla.
G Apaga la varilla con un soplido y coloca
rápidamente el extremo brillante dentro
del tubo con gas.
tu equipo.
tu equipo que
D Observa cuidadosamente lo que sucede y
registra los resultados donde dice "tubo
encienda la varilla.
3", en la Tabla
G pide a otro miembro de tu equipo que
retire uno de los tubos con gas del
electrodo negativo. No importa si un poco
de la solución en el tubo se escapa de
nuevo al recipiente, pero mantén el gas
dentro del tubo, sellando la abertura con
tu dedo pulgar.
D Retira tu dedo de la abertura del tubo y
rápidamente coloca el extremo de
encendido de la varilla la en la boca del
tubo. Observa y escucha.
Cuando el tubo correspondiente al
electrodo negativo se haya llenado
nuevamente de gas, realiza el siguiente
i.
E Repite el experimento con un tubo lleno
de gas del electrodo positivo.
F Registra tus resultados donde dice "tubo
4", en la Täbla 1.
16.
E Registra tus resultados donde dice "tubo
uno", en la Tabla 1, en la Hoja del Alumno
El gas de hidrógeno se quema con un
chirrido repentino, el oxígeno hace brillar
mas la punta de la varilla (o incluso puede
volver a encenderla). Basándote en la
evidencia de tu experimento, ¿qué hay
dentro de cada tubo? Escribe tus
respuestas debajo de los pasos 4a y b de la
Hoja delAlumno.
20.r.
F Vuelve a llenar el tubo de ensayo con la
solución de sulfato de sodio. Conecta la
batería y procede a reunir el gas.
174 STC,lS"' Pnoplrn.lors oe ln M¡rrnl¡
tf
.Lee"La Electrólisis del Agua," en la página
175.
¡-¡ccró
LA ELEcTRólss DEL AcuA
En el Ejercicio 2O.L, se utilizó electricidad
para descomponer el agua en hidrógeno y
oxígeno. Este proceso es llamado Electrólisis
("electro" se refiere a electricidad y "lisis"
significa separar) para poder separar el agua
mediante el proceso de Electrólisis, la
electricidad debe fluir a través del agua hasta
completar un circuito eléctrico.
La electricidad no fluye fácilmente a través
de agua pura debido a que el agua es un
conductor de electricidad pobre. Al agregar
sulfato de sodio al agua pura, se facilita la
conducción de la electricidad, haciendo que el
circuito eléctrico se más fácil de completar. La
energía de Ia corriente eléctrica causa una
reacción química. Durante la reacción, el
sulfato de sodio no produce ningún producto
que pueda ser detectado; todos los gases
producidos durante la Electrólisis del agua
provienen de ella misma.
H
r
NurstuçqóltmtÐsosrlÒseeq¡ooJN
fnMnusrro
REFLEXTON SOBRE LO QUE H¡C|STE
|¡r _ Escribe las respuestas a las siguientes
-- preguntas en Ia Hoja del Alumno 20.1:
A
¿De que gases se compone el agua?
B Ahora sabes que el agua es una sustancia
pura. Has descubierto que está hecha de
dos gases. Ambos gases son también
sustancias puras; sin embargo, estos gases
no pueden dividirse en más sustancias.
Las sustancias puras que no pueden
dividirse en otias, rotr llu-uãut
elementos. La sustancias puras que están
hechas de más de un elemento son
llamadas compuestos ¿Crees que el agua
es un elemento o un compuesto?
G A dif.tettcia de las mezclas,la sustancias
puras que son compuestos tienen siempre
la misma proporción de elementos en
ellas; en otras palabras, tienen
composiciones específicas o fórmulas. ¿En
el agua, cuál es la proporción del
hidrógeno al oígeno?
D Algunas veces el agua se escribe a manera
de fórmula, HrO.¿Qué crees que
signifique esta fórmula?
t
-it
Piensa como las propiedades
características del agua se diferencian de
las propiedades características del
hidrógeno y del oxígeno. Lee sobre
algunas de ellas en la lectura "Hidrógeno y
Oxígeno," en las páginas 176 y 777.Tu
maestro(a) anotarâtus ideas y las
organizarâ en una Täbla. Copia esta Täbla
en tu cuaderno.
'
definición de los términos
"elementos" y "compuestos" que escribiste
al principio de esta Lección. Comenta con
tus compañeros de qué manera han
cambiado tus ideas. Escribe tus ideas en tu
cuaderno.
Repasa la
STCI¡vIS'" Pnopreo¡ons
nr r¡ IVLcronrn 1j75
LEccróN
2olfuonûsq[ouøs]ooñdmsnsro
A LA
M¡rnnra
HIDROGENO Y OXIGENO
El agua es un compuesto hecho por dos elementos-hidrógeno y
oxígeno, Las propiedades características de estos elementos son
diferentes a las del agua. Sin embargo, el hidrógeno y el oxígeno
tienen algunas propiedades en común: son incoloros, gases inodoros,
y ambos reaccionan con otros elementos-+onvirtiéndolos en
"elementos reactivos". Pero en otros sentidos, son diferentes entre sí.
El hidrégeno tiene la densidad más baja de todos los elementos. Es
un reactivo, por lo
que se presenta en
el aire solamente
en cantidades muy
pequeñas.
Reacciona con el
oxígeno. Tú mismo
hiciste que
reaccionara con el
oxígeno cuando se
quemó. ¿Qué crees
que ocurrió en esa
reacción química?
Puedes
sorprenderte el
descubrir que el
hidrógeno es el
elemento más
común en el
universo. ElSoly
otras estrellas son
principalmente gas
de hidrógeno. EI
hidrógeno se
puede encontrar en
muchos
compuestos, por
El agua es un compuesto formado cuando el hidrógeno
ejemplo, todos |os
inflamable reacciona con el oxígeno. Aquí, está siendo
ácidos
contienen
utilizado para extinguir un incendio. Como con fodos /os
hidrógeno.
compuesfos, las propiedades del agua son muy diferentes
El oxígeno
de aquellos elementos de las que se compone.
reacciona con
otras sustancias.
Algunas de las propiedades deloxígeno fueron mencionadas en la
lectura "Cabezas de Aire" (en la Lección 4). El oxígeno es necesario
para encender una Ilama, el oxígeno produce llamas más calientes.
Por ejemplo, åeué sucedió con la varilla encendida cuando fue
colocada en un tubo de ensayo con oxígeno únicamente?
L76
STC/ilfSt" Pnopr¡n¡¡ss
¡r
r,n M¡run¡e
tEccróN 20 f)ESGLosANDo uN
Conpue,sro
Algunos equ¡pos de metal para soldar o cortar, utilizan gases inflamables y
oxígeno para producir las altas temperaturas necesarias para derretir el
metal.
El oxígeno también
reacciona lentamente
con algunas
sustancias. Muchos
compuestos que
contienen oxígeno son
llamados óxidos. Ya
conoces dos óxidos que
son gases.+l dióxido
de carbono y el dióxido
de sulfuro-pero la
mayoría de los óxidos
son sólidos. De hecho,
eloxÍgeno es el
elemento más común
en la corteza terrestre,
pero casi todo está
combinado con otros
elementos que forman
minerales, que a su vez
forman rocas.
Cuando algunos gases inflamables como el acetileno son
quemados con oxígeno puro, se producen temperaturas
muy altas. Esta antorcha de oxiacetileno quema una
mezcla de gas de acetileno y oxígeno, que produce una
llama lo suficientemente caliente como para coriar o soldar
acero.
STCyñIStnt Pnopleo¡.oes oe
¡,¡ IVI¡rrnnln L77
LEccróN
20 DESGLosANDo uN
Colrpu¡sro
¿Bateria para Automóvil o Planta Química?
¿Alguna vez te has
puesto a pensar de
dónde viene la
electricidad de las
baterías? ¿Cómo es
posible almacenar
electricidad? Si
pudieras ver hacia
dentro de una batería,
no podrías ver la
electricidad.
Probablemente, el
ejercicio de Electrólisis
en el agua guarda una
clave que ayuda a
contestar estas
preguntas.
En el experimento de
la Electrólisis del agua,
utilizaste energía
eléctrica para producir
una reacción
química-dividir
el
agua en oxígeno e
hidrógeno. Una batería
hace 1o contrario:
utilizan una reacción
química para producir
corrientes eléctricas.
Una batería almacena
energía en forma de
energía química.
Cuando una batería se
conecta a un circuito
eléctrico completo,
libera la energía
almacenada en forma
de electricidad.
Una batería de
automóvil no es parte
de un circuito eléctrico
completo hasta que
una llave la enciende.
Una vez que se acciona
la llave, el circuito
eléctrico se completa,
l7A
STC/l,lS"' Pnoprao¡nes
Las baterías de los carros almacenan energía. Durante una reacción química, esta energía
química es transformada en energía eléctrica.
Hay muchos otros tipos de
baterías recargables
(incluyendo las que se utilizan
en los teléfonos celulares).
Todas ellas generan energía
eléctrica a través de
reacciones químicas
provocando una
reacción química
dentro de la batería. El
ácido sulfürico y las
placas de plomo y de
óxido de plomo
reaccionan para formar
sulfato de plomo.
Durante este proceso,
se produce electricidad.
Las baterías de los
carros raramente dejan
de funcionar, porque
una vez que el auto se
enciende, un generador
que es parte del motor
recarga la batería
continuamente.
¡r l,r NI¡.r¡r.re
LEccróN
20 DESGLosANDo uN Coiurpuesro
Terminales
Óxido de plomo
(polo positivo)
Plomo
(polo negativo)
Ácido Sulfúrico
(rodea las placas)
El interior de una batería de carro es como una fabrica química. La energía química se almacena
energía eléctrica. ¿Cuáles son /os reactivos y productos de Ia reacción química?
y
Gabinete
entonces se libera
Mientras una batería
se recarga, la
electricidad fluye a
través de ia batería
en dirección opuesta,
revirtiendo la
reacción química.
Las baterías de los
carros, a diferencia
de las baterías
utilizaclas en
lámparas, pueden ser
recargadas miles cle
veces antes de tener
que ser
reemplazadas. n
STC/ñIS"'' Pnoplco¡n¡s oc
r¡ NLrr¡nr t
L79
LEcctóN
2o Drscrosa¡¡tlo uN Corurpu¡sro
Propiedad,es del Hidrógeno
Muerte de una Aeronave
&
Boeing747
Fecha: Jueves,6 de
mayo de 1937
Hora:7:25pm
Ubicación: Estación
Aérea de Lakehurst,
Nueva Jersey
Mientras la aeronave
de hidrógeno de 245
metros de longitud, el
Hindenburg, volaba
sobre la Estación
Aérea Lakehurst, viro
para realizar su
último acercamiento.
El equipo abrió
tanques de lastre para
descender lentamente,
y comenzó a brotar
agua de la parte
inferior de la nave
mojando a las
personas que se
encontraban debajo.
Empire State
1472 pies
Hindenburg
804 pies
Todas las personas
que se encontraban
en tierra observaban
al Hindenburg
mientras esta obra de
arte de la tecnología
moderna flotaba a 65
metros por encima
del suelo. Cerca de
esta enorme aeronave,
algunos miembros de
la prensa prepararon
sus cámaras
y
grabadoras de sonido
mientras otros
anotaban lo que
sucedía. En el
estacionamiento, se
podía observar a los
fotógrafos de pie
18O
Ballena Azul
El HÌndenburg era más grande que un jet jumbo y era casi tan largo como el ritanic.
sobre los cofres de sus
coches intentando hallar
encargado del aterc iza) e
intentando atrapar las
sogas que habían sido
arrojadas desde la
una mejor vista.
Dentro de la cabina
del Hindenburg, algunos aeronave.
pasajeros observaban a
Repentinamente, un
las multitudes que se
profundo golpe se sintió
encontraban en tierra
de la popa de la nave.
firme, buscando caras
Las personas que se
conocidas de amigos o
encontraban en tierra
familiares. Desde ahí
comenzaron a gritar,y
podían ver el equipo
los hombres que
sTC/trIS"' Pnopreoe¡os ¡n ln &l,r.renr.r
esperaban debajo de
la aeronave
empezaron a correr.
El cielo se encendió.
Todo era caos
dentro de la aeronave.
En la sala de
ayudantes, Werner
Franz, un joven de 14
años se encontraba
recogiendo los platos.
A1
tratar de alcanzar
LEccróN
20 DEScLosANDo uN Colvrpu¡sro
El dirigible de hidrógeno, e/ Hindenburg, vuela sobre la ciudad de Nueva York. ¿Porque utilizaron hidrógeno para levantar
esta aeronave?
un gabinete sintió un
estruendo en toda la
nave. Los platos que
estaban en el gabinete
cayeron encima de é1.
El chico se las arregló
para ponerse de pie y
salir al pasillo. Todo
parecia estar en
llamas, un enorme
muro de fuego se
dirigía hacia el.
Lo que Werner no
sabla era que durante
el aterriza)e, la tela
que contenía el
hidrógeno de alguna
forma se encendió.
No solamente la tela
ardió en llamas como
si fuera papel seco,
sino que comenzó
una reacción química
explosiva entre el
hidrógeno del globo y
el oxígeno del aire.
Los ingenieros
alemanes que
diseñaron el
Hindenburg hablan
cometido un grave
error al seleccionar
los materiales para la
aeronave. ¡Habían
construido una
bomba flotante!
Frenéticamente,
Werner se alejó de las
llamas, hacia la parte
frontal de la aeronave,
que se tambaleó
nuevamente
inclinándose hacia la
popa.Werner cayó
deslizándose hacia el
fuego. Reuniendo
todas sus fuerzas,
comenzó a arrastrarse
calor a través de las
suelas de sus zapatos.
desesperadamente
Las llamas alcanzaton
sus piernas.
lejos del fuego, el
chico podía sentir el
Jusfo anfes del atenizaje, e/ Hindenburg ardió en llamas.
STC IS'n' Pnoprno¡ous on
l¿ IVfn.r¡xr¡ 141
LEccróN
rolü,wnøslhsuosloo,ñùÌBsnsro
A LA
Mer¿nr¡
g
:I
i
''4r.
ß,
,;4
El fuego consumió completamente a la aeronave. ¿eue susfancla se
formó en esta reacción química?
Repentinamente, un
chorro de agua 1o
empujó hacia el piso.
Uno de los tanques de
agua de la nave había
estallado encima de el,
extinguiendo
temporalmente el fuego
a su alrededor. Pero
unos segundos después,
el fuego había regresado.
Werner se sostuvo de
una escotilla cetcana a
donde él estaba,la abrió
de un puntapié y saltó,
cayendo arrollado sobre
el piso. Los gritos se
escuchaban por todas
partes. Incorporándose,
Werner comenzó a
correr lejos de las llamas,
pudo observar al capitán
de la nave corriendo en
la dirección opuesta, de
regreso a la nave.
Tiataba de salvar a
algunos pasajeros.
Werner corrió de
regreso para ayudarlo,
mientras lo hacía fue
detenido por un oficial
americano de la marina
quien quiso mantenerlo
seguro.
Treinta y cinco
pasajeros y miembros de
La tipulación y los oficiales sobrevivientes del Hindenburg, inctuyendo a wemer Franz,
quien se encuentra de pie en el centro, fueron los primeros en enterarse sobre /os
peligros de algunas reacciones químicas.
tA2
STC/ì,lS"n Pnoplno¡oos on
l.r IVI¡.rrnre
la tripulación del
Hindenburg,así como
una persona en tierra
murieron entre las
llamas de la aeronave, así
como los sueños de sus
diseñadores. Todo esto
sucedió debido a que
dos elementos (¡los
mismos que componen
el agua!) reaccionaron
desastrosamente. E
LEccróN
20 DEScLosANDo uN Conpuesro
Extra,yendo Aluminio
Metal Precioso
Nadie sabía sobre la
existencia del
aluminio hasta el año
1825. Esto ocurrió
cuando un químico
danés extrajo por
primera vez trozos de
aluminio del tamaño
de una cabeza de
alfiler de un material
llamado alumina. Sin
embargo, extraer
aluminio del alumina
era muy complicado,
y durante la mayor
parte de los años
1800's, el aluminio
era escaso y costoso.
Su valor era tan
grande que los reyes
y
las reinas tenían
hermosos juegos de té
decorativos hechos de
aluminio.
Metalcomún
Aunque alguna vez el
aluminio haya sido
considerado un metal
escaso, es el más
común en la corteza
terrestre, ocupando el
ocho por ciento de
esta.
Esta sonaja para bebé hecha de oro y aluminio fue
fabricada para el príncipe Luís Napoleón en Francia en
1856. En aquellos tiempos, el aluminio así como el oro,
era considerado un escaso y costoso metal.
En 1884, el aluminio fue incluso elegido para ser colocado
en un lugar de honor en la parie más alta del monumento
Washington, debido a que era un metal fan escaso.
STCllvIS" Pnoprp¡no¡s oo
l¡ M¡rnnr¡ 1a3
LEccróN
20 DESGLosANDo uN Co,r,rpussro
z
2
P
o
o
o
I
o
U
o
@
El aluminio es un material excelente para ser usado en equipo depoñivo, ta! como este bat de béisbot. ¿eué otros
equipos depoñivos se hacen de aluminio?
Este aluminio no se
encuentra en forma de
metal puro, sino que se
halla combinado con
otros elementos en
forma de compuestos
de aluminio. Hoy en
día, el aluminio es
utilizado para
cualquier cosa, desde la
estructura de un avión
hasta una lata de
refresco o bats de
béisbol. Este metal es
brillante, fuerte y
ligero. No se oxida, se
le puede dar diferentes
formas y ser fundido.
Es incluso tan barato
que lo podemos
LAA
utilizar para envolver
sobras de comida. Pero
el aluminio no fue
económico hasta que a
lnventos Caseros
Tiabajando bajo un
techo de madera detrás
de su casa,
Hall
un joven inventor que
descubrió una forma
trabajaba en el
para obtener metal de
laboratorio del patio de .'
su casa se le ocurrió un d
método de bajo costo 3
para extraerlo.
Primeros Comienzos
Un ansioso inventor,
Charles Martín Hall
comenzó a trabajar con
aluminio en 1880. Con
tan solo 20 años de
edad, se encontraba en
su primer año en el
Oberlin College de Ohio.
STC/trfSt" Pnopr¡o,rors or l.q M¡ronl¡
aluminio de la
alumina, que contiene
aluminio y oxígeno,
utilizando corriente
eléctrica. La parte
diffcil fue encontrar el
líquido
adecuado
para disolver
el mineral.
Charles Mañin
Hall desarrolló un
proceso comercial
para producir
aluminio.
r_l
tEccróN 20 DESGLosANDo uN
El pasar electricidad a
través de una solución
de agua de alumina
sólo causaba que el
agua se dividiera en
y
oígeno. Por lo que
Hall lo disolvió en
otro mineral llamado
criolita. Esto tenía su
truco. Primero tenía
que derretir la criolita
gas de hidrógeno
Colrpunsro
Cátodo de hierro
Revestimiento
de grnanito
Lumina líquido
(oxido de aluminio
y criolito)
calentándola a más de
1000'C utilizando
electrodos de carbono
para llevar la
corriente, debido a
que los electrodos de
metal se hubieran
derretido.
¡Éxito!
EI23 de febrero de
1886, Hall tuvo su
primer éxito. Después
Ánodo
de carbono
Valvula de drenado
de haber pasado la
corriente a través de
sus preparaciones por
O
1
o
o
algunas horas,
encontró varias
"gotas" de aluminio
adentro. Entonces
fundó Alcoa
Corporation, que
hasta la fecha sigue
siendo una de las más
grandes compañías
productoras de
aluminio. Cuando
Hall murió en 1914,
gran parte de su
fortuna fue donada a
diferentes escuelas
alrededor del mundo.
El colegio de Oberlin
le hace homenaje a su
generosidad con una
estatua de él mismo en
aluminio. n
Hall utilizaba una celda electrolítica
como esta para extraer metal de
aluminio del alumina.
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I
ó Ð',''
., ,
t-
',, I
'.''.
t:
ti:
El hombre y su metal: esta
estatua de Charles Ma¡1in
Hall estët hecha de
aluminio.
.
'
{L..
a
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ifr,
t rE
&
Las muestras originales de aluminio de Hall sobre
sus nofas sobre el proceso que invento.
STC/l,IStnt Pnopte¡no¡s
nr l¡ Mrrrrnle L85
LEc'ô21
Examinando yAgrupando
Elementos
¿
INTRODUCCIóN
Maie Curie, trabajando con su esposo Pierre, descubrieron
dos elementos en 1898 mientras investigaban uranio, un
elemento radiactivo. Ellos llamaron a su primer elemento
polonio, en honor a su pals natal, Polonia. A su segundo
elemento lo llamaron radio debido a que era muy radiactivo.
En 1903, Marie fue ganadora del premio Nóbel por su
trabajo, también fue premiada con el Nóbel en 1911 por su
trabajo en elementos radiactivos. Maie Curie fue la primera
persona en recibir dos premios Nóbel.
Existen más de 100 diferentes elementos que
componen toda materia. ¿Cuántos elementos
has visto o cuántos podrías reconocer? En la
última lección, obtuviste dos elementos,
hidrógeno y oxígeno, al separar agua-un
compuesto. Te has topado con algunos otros
elementos en este módulo. Sulfuro y hierro son
otros dos. Probablemente ya conoces la
apariencia de algunos otros elementos como son
el oro, la plata y el aluminio. ¿Pero qué hay del
silicio, el segundo elemento más común en la
corteza terrestre? (El oxígeno es el más común).
¿Qué hay del calcio, que se puede encontrar
combinado con otros elementos como un
compuesto en los huesos y en los dientes?
¿Sabías que cada vez que aspiras inhalas los
elementos argón y neón? ¿Cuáles son sus
propiedades caracterlsticas?
Que no te sorprenda si reconoces muchos de
estos elementos en tu vida diaria. Identificar los
elementos les tomó cientos de años a los
científicos. Lamayoria de los elementos han
sido reconocidos durante los últimos 200 años.
Larazónpor la que los químicos han tenido que
trabajar tan duro para identificar los elementos
conocidos hasta ho¡ es que la mayoría de los
elementos son reactivos.
OBJETIVOS DE ESTA LECCIóN
Descrlbir la apariencia de diferentes
elementos.
Realizar experimentos y observaciones para
determinar algunas propiedades físlcas de
los elementos,
Reunlr Informaclón de los elementos y
organlzarla en una Tabla.
Utllizar la lnformaclón reunlda para
clasiflcar elementos en grupos dlferentes.
186
STC^,IS''' P¡.opreo¡¡es oe r.¡ M¡rrnr¡
Comparar tu slstema de claslficaclón con el
utlllzado por clentíflcos.
Esto es, que tienden a combinarse con otros
elementos para formar compuestos, por lo
tanto, comúnmente existen en compuestos
químicos y no se encuentran fácilmente de
forma individual. El agua por ejemplo se
produce cuando el hidrógeno se combina con el
oxígeno en una reacción química. En la Lección
20 presenciaste esta reacción cuando escuchaste
al hidrógeno quemarse con un chirrido, sin
embargo probablemente no te diste cuenta del
vapor que se produjo en ese momento.
Cuando tienes una gran colección de objetos
diferentes, a veces conviene dividirlos en grupos.
Piensa en la cocina de tu casa, probablemente
ahí puedas encontrar cajones paraguardar
cubiertos (probablemente divididos en
cuchillos, tenedores, cucharas), probablemente
también tengas gabinetes: uno para sartenes,
otro para platos y otro para vasos. Estos objetos
son frecuentemente clasificados por su función,
o a veces por su apariencia.
Después de que los científicos descubrieron
varios elementos, comenzaron a clasificarlos con
respecto a sus propiedades características.
Predijeron la forma en que se comportarían o
reaccionarían con otros elementos colocándolos
en grupos, también dedujeron sus propiedades
características y como podrlan ser utilizados.
Con este sistema de clasificación,los científicos
podían incluso predecir la existencia de otros
elementos que todavía no habían sido
descubiertos. En esa lección, tratarás de
clasificar algunos elementos tu mismo.
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 21
Para
ti
1- copia de la Hoja del
Alumno 2L.La:
"Examinando y
Agrupando Elementos"
1- copia de la Hoja
del
Alumno 21,.tb: "La
Tabla Periódica"
Para tu grupo
1
marcador de punto
fino
1
pliego de papel
Chinchetas o cinta
adhesiva
STC/I,IS" Pnopln¡tors on la M¿.ronr¡ L87
LECCIóN
21 EXAMINANDO Y AGRUPANDO ELEMENTOS
Para Empezar
maestro(a) repasará la lección 20 para
1. fü
revisar los términos "elementos" y
Ejercicio 27..L
I nvestigando y Clasificando
ElementOS
"compuestos".
'
Participa en una lluvia de ideas
elementos y sus propiedades
características.
sobre
PROCEDIMIENTO
ideas
'
los
repasarás
has
aprendido sobre los elementos.
_ Tu maestro(a) hará una lista de tus
sobre propieáades características de
elementos. Al final de la lección,
la lista para que te des cuenta cuanto
'
Observa cuidadosamente la Täbla 1 en la
Ho;a delAlumno ZI.Ia.Utilizarás esta
tablapara reunir información sobre 25
elementos diferentes. Tu maestro(a) te
demostrará como reunir la información y
te a¡rdará a completar la tabla de los
elementos mostrados en las Imágenes 21.1
y 2I.2 (utiliza la Imagen 21.3 cuando tu
maestro(a) te 1o pida).
STC/l,fS'"' Pnoplno,q¡ns ¡¿ ln Mn.renr¡ L88
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para producir el metal.
Se obtiene el zinc de las
menas, asándolas para
obtener óxido de zinc.
Entonces es Iiberado
partes para coches,
equipo electrónico, y
bate¡ías. El óxido de zinc
es usado en pinturas
y lociones bronceadoras.
Para revestir acero,
FI
z*ì
o
Ø
3
contiene oxido de zinc. Su color blanco
refleja la luz del sol para proteger la piel.
F
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t1J
l.¡
Àt
Io.
z
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-o
Este salvavidas usa una crema que
Esfos fechos están hechos a pañir
de hojas de acero cubieño con una
capa protectora de zinc. El zinc se
aplica al acero por medio de
galvanización.
21.1 Utiliza los hechos y las fotografías mostrados aquí, así como los experimentos mostrados por tu maestro(a) para completar la información del zinc en la
Tabla 1 de la Hoja del Alumno 21 .1a.
lmagen
Notas
Usos
color blanco
Compuesto
Es de
Reacciona al ácido
liberando oxígeno
de
100'C
zinc es ductil y
maleable a mas
EI
Propiedades químicas
Otras características
físicas
7.7,É,/cm"
907 0c
Punto de Hervor
Densidad
416'C
Punto de derretimiento
Zinc
lmagen
21.2
Es altamente redioactivo,
lncluso en cantldades
pequeñas puede ser
muy dañino.
Una bomba nuclear que contenía uranio fue lanzada por
/os Esfados Unidos en Hiroshima, Japón, cerca del final
de la segunda Guerra Mundial. Tan solo dos bombas
nucleares han sido utilizadas en guerras por el terrible
grado de destrucción que causan. La otra bomba fue
Ianzada en la ciudad japonesa de Nagasaki, ésta tenía un
diferente metal radiactivo llamado plutonio.
El uranio es utilizado dentro de
reactores y armas nucleares.
Utiliza /os hechos y las fotografías mosfrados aquí para ayudarte a completar la información del uranio en ta Tabla 1 de ta Hoja det Atumno 21 .1a.
Notas
Ìeactotes nuclea¡es.
Se usa en armas y
café, naranja, blanco.
Vlene en valios colores:
Compuesto
pero no es buen
conductor de
Reacciona al agua y se
oxlda con el aire.
físicas
I
Es radioactivo y
Propiedades químicas
Otras características
L9.Lg/cm"
3818'C
Punto de Hervor
Densidad
LL32"C
Punto de derretimiento
Uranio
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lmagen
21 .1a.
21.3
mas abundante en el
universo. Recibe el
nombre de Helio, dios del
col en la mitologia
Es el segundo gas gas
globos meteorológicos
así como aeronaves.
Se mezcla con oxigeno
para el buceo.
inflar
Mezclas de helio y oxígeno son utilizadas por buzos que
descienden a grandes profundidades. Cuando el helio se
respira bajo presión, tiene menos efecfos tóxicos que el
nitrógeno, el mayor componente del aire. Cuando el
nitrógeno se respira bajo presión, puede provocar
sintomas de narcosis de nitrógeno, una condición que
puede desorientar a los buzos.
Solamente el hidrógeno es
menos denso que el helio. El
helio es utilizado para llenar
globos como este para
investigaciones de /a NASA.
¿Porque utilizan helio para
este propósito en vez de
hidrógeno?
Cuando tu maestro(a) te indique, utiliza los hechos y las fotografías mosfradas aquí para anotar la información del helio en la Tabla 1 de la Hoja del Alumno
Notas
Usos
Es usado para
Dificilmente reacciona
con otros elementos
Propiedades químicas
Compuesto
Es el segundo elemento
menos denso
tiene colo¡ ni olor
Otras características
físicas
No
o.oo018 g/cm"
-269'C
Punto de Hervor
Densidad
-272'C
Punto de der¡etimiento
Helio
Ø
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IECCIóN
'
t.
21 Ë,XAMINANDO
Y AGRUPANDO ELEìVIENTOS
Valiéndote de tus observaciones cle la
lección 20 y detu conocimiento, completa
las columnas de la Tabla 1 de oúgeno e
hidrógeno.
apariencia similar a la Imagen 2L1,2I.2,o
21.3. Algunas de estas tarjetas no tienen la
información completa. Deberás examinar
y experimentar con los elementos para
cleterminar cuáles son algunas de sus
propiedades.
Participa en los comentarios en clase
sobre la inf-ormación que tengas sobre
hidrógeno y oxígeno en la Täbla 1. Agrega
investigar algunos otros elementos. Sigue
las instrucciones de tu maestro(a) al
revisar los pasos 5 al 9 cle este
Para algunos elementos, deberás
determinar si son conductores de
electricidad (es decir, que permitan que le
electricidad viaje a través de ellos) o si son
aislantes (es deci¡ que no permiten que le
electricidad viaje a través c1e ellos).
Observa la Imagen 2L4 para informarte
sobre cómo debes realizar este
procedimiento.
experimento.
'
cualquier información adicional que
escuches durante la charla.
4. Tu maestro(a) explicará como cleberás
$.
Los elementos han siclo acomodados en
estaciones alrededor del salón cle clase.
Por cacla elemento, existe una tarjeta con
/.
un clip en la estación,
la dureza del elemento
(ver Imagen 2L5). Primero, intenta
raspando el elemento con tu uña, si esto
no tiene efecto alguno, trata utilizando el
extremo de un clip. ¿Es el elemento duro o
suave comparaclo con tu uña y el clip?
¿Que apariencia tiene la superficie raspada
Si encuentras
deberás investigar
del elemento?
lmagen 21.4 Con algunos elementos, deberás realizar un
experimento para determinar si conduce electricidad. Fabrica
un equipo para experimentar la conductividad de la manera en
que se fe muestra. Sl e/ foco se enciende, el elemento conduce
electicidad. Entre mëts luz proyecte el foco, mejor conductor de
electricidad será el elemento.
lmagen 21.5 Determina que tan duro es un
elemento utilizando tu uña y un clip. Observa la
apariencia del elemento después de haberlo
raspado.
L92 STC/l,lS"tt Pnoprroirnrs on le NI¡ronr¡
lrcclóru
'
9.
-
tQ.
Utiliza un imán para determinar si un
elemento es magnético.
Tú y tu compañero serán asignados a una
estación determinada. Diríjanse a Ia
estación y comiencen a reunir la
información que necesitan para completar
la Täbla 1. No copien en su Täbla tocla la
información que se encuentra en la
tarjeta. Selecciona únicamente la
información que consideras que
necesitarás (recuerda que las fotograffas
contienen información útil). Tienen cinco
minutos para investigar cada elemento.
Cuando tu maestro(a) anuncie que el
tiempo ha terminado, devuelve la tarjeta,
el elemento, y los equipos donde los
encontraste. Dirígete a la siguiente
estación. (Si te encuentras en la estación
20, ðirigete a la estación I ).
zr Ex¡ivtrN¡Noo y Acnup¡Noo Et¡ltnuros
C".u"4o hayas reunido la información de
11.
--- todos los elementos en las diferentes
estaciones, regresa a tu lugar. Tu
maestro(a) te indicará como deberás
acomodar tus elementos en grupos y te
pedirá que compartas tus ideas para
agrupar los elementos.
Tiabaja con tu compañero para tratar de
t2 . identifìcar
por lo menos cinco grupos de
elementos. Acomoden los elementos en
estos grupos. Recuercla que la mayoría de
los elementos pueden pertenecer a más de
un gruPo.
lJ.
Escribe tus ideas en tu cuaderno de
ciencias. Cuando consideres que tienes
grupos de elementos útiles, transfiere la
información de tu cuaderno al pliego de
papel (ver Imagen 2I.6). Cuando hayas
terminado de anotar los cinco grupos,
pega el pliego de papel al muro.
magen 21.6 Registra tus grupos de
elementos en el pliego de papel. Aseg(trate de
que tu letra sea legible desde el otro extremo
de tu salón.
f
STC/ì,lS"tt Pxopreo,+oos
¡e L¡ NI¡rr¡.lrr
1-93
LECCIóN
21 EXAMINANDO Y AGRUPANDO ELEMENTOS
REFLEXTON SOBRE LO QUE H|C|STE
L
--
Participa en.una charla en clase sobre
cómo decidiste agrupil tus elementos.
maestro(a) comparará tu clasificación
con una ya existente,llamada Tabla
Periódica. Esta Täbla tiene símbolos que
copiaste de las tarjetas de elementos.
Marca donde algunos de los diferentes
grupos están en tu copia de la Tabla
2.Tu
Periódica (Hoja del Alumno 21.Ib). De
darás cuenta de que existen muchos más
elementos de los que investigaste en el
ejercicio. Algunos de ellos son compatibles
a los grupos que escogiste.
A94 STC/ì{S"
Pnop¡nonoes
¡r
r¡r M¡r¿¡.r¡
!.
Repasa la lista de los elementos y sus
propiedades características, reunidos por
la clase al principio de esta lección.
Comenta las siguientes preguntas con
otros miembros de tu equipo:
A. ¿Qué tan correctos fueron los ejemplos
originales y las propiedades características
de los elementos que sugeriste øl inicio de la
clase?
B. ¿Qué cømbios haría a la lista?
LEccróN
El Juego de Cartas
dc Dmitry
Es muy interesante observar cómo diferentes
habilidades pueden encontrarse para contribuir
a descubrimientos científicos. Considera la
historia de Dimitri Mendeleyev y su juego de
cartas que cambió la vida de la química.
Mendeleyev era un profesor universitario ruso
a quien le encantab a jugar a las cartas, y que
además buscaba alguna forma de organizar los
elementos. Para lograr esto, escribió los
símbolos, propiedades características, y otra
información de 63 elementos en cartas
(únicamente 63 elementos habían sido
descubiertos para 1869, el año en que desarrolló
el juego de cartas).
21 ExanrNaN¡o y Acnup¡Noo Ereiur¡¡¡ros
Dimitri Mendeleyev
anticipó lo que hoy
sería la Tabla
Periódica. lnició
como un estudiante
pobre, que
eventualmente se
graduó de la
universidad como el
mejor de su c/ase.
e
Í
=
z
o
tr
-L
=
Mendeleyev tenía treinta y cinco años de edad cuando publicó su "Tabla Periódica de los elemenfos'i Esfe dibujo en carbón
hecho por su esposa, lo muestra en sus últimos días, trabajando en su laboratorio. Pa¡Ie de su Tabla Periódica puede
apreciarse en el fondo de este dibujo.
STC,Istnt Pnoprno¡nes on l,r IVI,rronr¡ l-95
LECCIóN
21 EXAMINANDO Y AGRUPANDO ELEMENTOS
La antigua "Tabla PeriÓdica" de Mendeleyev adorna el muro de la escuela en la que trabajó en San petersburgo, Rusia. La
Tabla original de Mendeleyev contenía los 63 elemenfos conocrdos en aquel tiempo. Predijo acertadamente que los
espaclos serían llenados con elementos todavf a por descubrir.
Entonces colocó las cartas mirando hacia arriba
sobre una mesa y comenzó a cambiarlas de
lugar. Agrupó los elementos relacionándolos con
la información que tenía sobre cada uno de ellos
y en base a cómo un elemento se comparaba
con otros. Por ejemplo,los elementos de sodio y
potasio son suaves, brillantes, y altamente
reactivos a los metales. Mendeleyev colocó las
cartas para estos elementos en una columna.
Pronto se dio cuenta de que los elementos de
calcio y magnesio tenían propiedades similares,
así que también los colocó juntos en otra
columna. Hizo lo mismo con otros elementos y
entonces movió las columnas de manera que
estuvieran junto a otras con características
similares. Entonces descubrió que cuando hacía
esto, podía ver patrones. Mientras examinaba las
columnas de la Täbla, se dio cuenta de que el
196 STC/l,fS" Pnop¡¿o¡,¡ns
oB r.¡
Mtt¡nl¡
patrón de propiedades se repetía
periódicamente, por 1o que llamó a esta
clasificación "La Täbla Periódica de los
Elementos".
Durante un periodo 20 años, Mendeleyev
mejoró el sistema de clasificación. Aún había
algunos espacios vacíos en la Täbla- faltaban
cartas. Él predijo que los elementos que todavla
no habían sido descubiertos completarían estos
espacios, y asimismo pudo mencionar algunas
de las propiedades características que tendrían
estos elementos. Cuando los científicos
obtuvieron mayor conocimiento sobre la física y
la química de la materia, a¡rdaron a mejorar la
Tabla, y los elementos faltantes fueron
descubiertos.
!
I
LEcctóN
21 Ex¡lrrNaNno y AcnupaNoo Emlø¿Nros
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La Tabla Periódica es la "lista de ingredientes" del universo entero. La mayoría de los elementos fueron formados por
reacciones nucleares, que ocurrieron dentro de esfre//as o en sus explosiones llamadas supernovas. Atgunas de esfas
reacciones nucleares contin(tan ocuriendo dentro de nuestro sol (mostradas en esfa fotografía de rayos X). É,stas tiberan
energía cuando el elemento de hidrógeno rebasa la fusión y se conviefte el otro elemento ttamado hetio.
PREGUNTAS
La Tabla Periódica no fue el trabajo de una sola
persona. Como en la mayoría de los
descubrimientos, los científicos de diferentes
países reunieron evidencia durante muchos
años acerca del tema. Investiga en la Internet u
otros recursos sobre los científicos más famosos
que hayan estado involucrados en el desarrollo
de la Tabla Periódica.
STC^,IS'"' Pnoplro¡ors on
l¡ M¿rrnr¡ tg7
LEcdô22
Combinando Elementos
rnrnooucclón
¿Qué sucede aquí? ¿Se trata de alguna reacción química?
¿Cuáles son /os reactivos y productos de esta reacción?
En la lección anterior, descubriste que los
elementos pueden ser clasificados en grupos
basándose sus propiedades características. En el
Ejercicio 22.1,rcgresarâs a este tema y tratarás
de clasificar elementos en dos grupos mayores.
Tu clasificación será entonces utilizadapara
investigar las propiedades químicas de uno de
estos grupos más detalladamente. En el Ejercicio
22.2,investigarás como los elementos de ios dos
grupos que has identificado reaccionan para
crear un compuesto. Compararás algunas de las
propiedades de los reactivos yproductos
reactivos, y utilizarás una fürmula simple para
describir la reacción que ha ocurrido.
oBJETrvos DE EsrA
lecclón
Examlnar las propledades de cuatro
elementos.
Ublcar los cuatro elementos en dos
grupos mayofes.
ldentificar estos glrupos en la Tabla
Perlódica,
Crear un compuesto basado en
elementos de estos dos grupos.
Formular una ecuaclón químlca slmple
para expllcar la reacclón ocurrlda.
Comentar las diferenclas entre
reactlvos y produc,tos.
198
STC/I4S'" Pnoprro¡nos
¡¡ l¡
M¡rBnl,r
\_l
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 22
Para Empezar
1.
--
Er ia Lección 21, agrupaste elementos
de
acuerdo a sus propiedades. Tu maestro(a)
revisará algunos de esos grupos. Prepárate
para contribuir con el nombre del grupo
Para
1- copia de la Hoja del
Alumno22.I:
I
"Dividiendo la Tabla
Periódica"
copia de la Hoja del
7
"Provocando la
Reacción de dos
Elementos"
par de gafas de
que identificaste.
f.lmagina que debes dividir los elementos
que investigaste en dos grupos. Comenta
las siguientes preguntas con el otro
miembro del equipo:
A. ¿De qué manera seleccionarías |os
ti
Alumno22.2:
seguridad
grupos?
Para ti y tu compañero
te basarías para
que
decidir
elementos van en cada
grupo? (Las mejores agrupaciones
pueden basarse en más de una
laboratorlo
propiedad).
t
B. ¿En qué criterio
2
I
tubos de ensayo
vaso de precipitado de
250m1
par de t¡-eras
1- tarjeta de cartulina
G. ¿Qué nombre le darías a cada
agrupación?
7
1
Escribe tus ideas en tu cuaderno de
clenclas.
POR TU
SEGURIDAD
regla
Cinta adhesiva de
D. ¿Guáles son algunos de |os elementos
qué acomodarías en cada agrupación?
!.
lrozo de lana de acero
papel
Para
ti
1 tornillo
l- cilindro
L lrozo de sólido
amarillo
I
Trozo de sólido negro
Utiliza siempre tus
gafas de seguridad.
STC,IS"' Pnoplro¡ors ¡e la M¡ranr¡ l-gg
LEccIóN
22 COMBINANDO ELEMENTOS
Ejerciclo 22.L
Dividiendo la Tabla Periódica
PROCEDIMIENTO
'
Un miembro del equipo deberá recoger la
charola con los -ateriales.
!.
Revisa que el contenido de la charola
concuerde con la lista de materiales.
!.
Toma el tornillo, en cilindro y las
muestras de amarillo y negro. Todos estos
son elementos. Examinalos
cuidadosamente. Tu maestro(a) te pedirá
que los identifiques.
¿[
"
Acomoda estos elementos en los dos
grupos que identificaste en "Para
Empezar". Si no concuerdan fácilmente en
los dos grupos, trata cambiando el criterio
que utilizaste para seleccionar los grupos.
Si es necesario puedes cambiar el nombre
de las agrupaciones. Dibuja una Tabla en
tu cuaderno donde puedas comparar las
propiedades de los elementos en las dos
agrupaciones. Compara tantas
propiedades diferentes como puedas.
Puedes a¡rdarte con la información que
reuniste sobre estos elementos en la Hoja
delAlumno 21.1a (Tabla 1).
2oo src^fs"
Pnoprro¡¡ns nn lt M¡renl¡
5.
Tr maestro(a) analizarâlas agrupaciones
que seleccionaste y escogerá dos de las
agrupaciones para efectuar una lluvia de
ideas. Tu maestro(a) registrará las
propiedades de cada grupo en un
diagrama de Venn. Al final de la lluvia de
ideas, copia el diagrama de Venn completo
tu cuaderno.
Completa el diagrama
$. del
Alumno
de Venn en la Hoja
22.1 con los nombres de los
dos grupos. Trata de colocar los elementos
con los que has tratado (tanto en lecciones
como por experiencia propia) en uno de
los grupos. Si alguno de los elementos
parece tener propiedades intermedias
(propiedades entre los dos grupos),
colócalos en el área donde los círculos se
interceptan.
7 .Tu maestro(a) te pedirá que compartas los
nombres de los elementos y el espacio en
donde los colocaste dentro del diagrama
de Venn.
_ Observa la Tabla Periódica en la
Hoja del
una
línea a través de la Tabla que separe los
'Alrr-rro 21.lb. ¿Es posible dibujar
¡-ecctón
Ejercicio 22.2
!.
Reacción de Dos Elementos
zz ColuleIN¡Noo EretvteNros
Vierte.l50 ml de agua dentro del vaso de
precrprtado.
Utiliza la cinta adhesiva para adherir la
Q_
9r - tarjeta en la parte superior del vaso de
precipitado (ver Imagen 22.2).
PROCEDIMIENTO
f . Si la tarjeta no tiene perforaciones,
{.
corta
dos orificios tu mismo, cada uno con un
diámetro ligeramente mayor al diámetro
de los tubos de ensayo (ver Imagen 22.I).
Invierte un tubo de ensayo vacioy pásalo
a través de una de las perforaciones de la
ficha, asegurándote de que de que el
extremo abierto del tubo de ensayo
descanse sobre el fondo del vaso de
precipitado (ver Imagen 22.3). Tal vez
necesites adherirlo con cinta para que no
se mueva.
ü
------{,rl.
e
I
. -r,
lmagen 22.'l Coña dos orificios en
la tarjeta. Cada uno debe tener un
diámetro ligeramente mayor al del
diámetro de los tubos de ensayo.
w
J
þÍ\¿,
--+
22.2 Utiliza cinta adhesiva para fijar la
tarjeta a la pafte superior del vaso de precipitado.
lmagen
22.3 lntroduce un tubo de ensayo vacío a
través de la ficha, con el extremo abieño del tubo de
ensayo descansando en el fondo del vaso.
lmagen
STC/ì,IS"' Pnoprro.qons on l¡ M¡rnnl¡
2O1,
LEccróN
22 ColrsrNeNno Er¡ivrsNros
5_ Er la Täbla I
Q
-'
de Ia Hoja del Nttmno 22.2,
completa el diagrama del tubo de ensayo
vacio para mostrar el nivel del agua en el
tubo de ensayo.
-'
Inmediatamente muestra el nivel del agua
completando el diagrama de la Täbla 1.
Registra una descripción de la lana de
acero mojada en la tercera columna de la
Tabla.
'
Toma un trozo de lana de acero mojada de
tu maestro, éste ha sido remojado en
vinagre para quitar cualquier rastro de
grasa o suciedad. Este material es
principalmente hierro con un poco de
carbón. Para los propósitos de este
ejercicio, éste puede ser tratado como si
realmente fuera hierro puro.
7 Rápidamente introduce la lana de acero
' ' dentro del segundo tubo de ensayo.
Empújalo hacia adentro con rtnlâpiz.
'
Introduce el tubo a través del otro orificio
de la tarjeta, asegurándote de que el
extremo abierto del tubo de ensayo
descanse sobre el fonclo del vaso de
precipitado (ver Imagen 22.4).
Observa los
equipos detenidamente.
10 ' ¿Puedes apreciar
algo sucediendo en 1os
tubos?
I- I-'
Después de unos 15 minutos, observa el
nivel del agua en cada tubo. Registra tus
observaciones en el lugar correspondiente
de la Tabla 1.
l!.
le
rr,r
Describe la apariencia de la lana de acero.
Responde a las siguientes preguntas en la
Hoja del Alumno: ¿observas algún cambio
en el nivel del agua dentro de los tubos? Y
tu respuesta es si, ¿puedes explicar los
cambios?
1¿
'-'
Aproximadamente el2\o/o del agua es
oxígeno. Retira la tarjeta manteniendo los
tubos en su misma oposición y con la
regla determina la fracción aproximada de
longitud del tubo de ensayo que el agua ha
movido. Responde las siguientes
preguntas en la Hoja deI Numno 22.2:
¿Observas algún cambio en el nivel del
agua de los tubos de ensayo? Si tu
respuesta es positiva, ¿puedes explicar el
cambio? ¿Cual es tu conclusión a partir de
tus observaciones?
6
'-'
Limpia los tubos de ensayo y el vaso de
precipitado. Asegúrate de retirar la lana de
acero y desecharla en un bote de basura.
Devuelve los equipos limpios ylatarjetaa
1
la charola.
lmagen 22.4 El equipo listo para el
Ejercicio 22.2.
2O2
STC IS'n' Pnopr¡onons oe
l¡
IVIerrnrn
l¡ccróH zz Colvrsrx¡N¡o
química que se ha llevado a cabo. Todas
las reacciones qulmicas tienen reactivos
REFLEXION SOBRE LO QUE HICISTE
tus resultados y compáralos
f . Comenta
los de otros equlpos.
'
Eretunltos
con
Responde a las siguientes preguntas en los
pasos 4 al 8 en la Hoja del Alumno: ¿Por
qué utilizamos dos tubos de ensayo en
este experimento? ¿Que dos elementos
probablemente se hayan combinado
dentro del tubo que contenía la lana de
acero? Sugiere un nombre parala nueva
sustancia que ha sido formada. Menciona
los reactivos y los productos de la reacción
y
productos y se pueden escribir como una
simple ecuación. Por ejemplo, ya sabes
que el hidrógeno se combina con el
oxígeno para formar agua. Una simple
ecuación para describir este reacción es la
siguiente:
Hidrógeno + oxígeno = agua
Escribe una ecuación para la reacción
química que observarse en el tubo de
ensayo.
STC/l,lS" Pnopleo¡.oes or lr M¡.rnnr¡ 2Og
LEccróN
22 Cor"rerN¡Noo ErEuENros
Sintetizando Materiales
Imagina como sería inventar una nueva
sustancia. Muchos de los materiales que damos
por hecho fueron inventados. Estos materiales
son sintéticos,lo que significa que no existen en
la naturaleza. Han sido formados-o
sintetizados-de sustancias naturales. ¿Puedes
pensar en alguna sustancia sintetizada?
Probablemente el grupo sustancias sintéticas
más conocido es el de los plásticos. Los primeros
plásticos estaban hechos sustancias naturales,
como la celulosa y el látex, que podemos
encontrar en las plantas. El primer plástico
realmente sintético fue llamado Bakelita, por su
inventor, Leo Bakeland. En i907, descubrió una
forma de controlar una reacción química entre
dos sustancias existentes para producir un
plástico café oscuro y quebradizo que por sus
propiedades aislantes era utilizado para fabricar
electrodomésticos y artículos para el hogar.
En 1931, Wallace Carothers, que trabajaba en DuPont,
inventó un plástico sintético semejante a la seda que
eventualmente fue llamado nylon. Lo creó mezclando un
ácido y una solución de otras sustancia, diamina. Cuando
es utilizado como fíbra,el nylon tiene muchas de las
propiedades de la seda pero es más resistente. En esta
foto g raf í a, C a roth e rs m u e stra of ro co m p u e sto s i ntéti co- u n
tipo de hule.
2O4 STC ,IS" Pnoplo¡noBs os Ln M¡rrnl¡
N uevos
P
fl
Oi
õ,
I'
É
o
Esta radio fue hecha de Bakelita MR, uno de los primeros
plásticos.
Materiales que Ayudaron a Ganar una Guerra
Muchos de los plásticos sintéticos fueron
producidos a montones en los años 1930's, justo
en el tiempo apropiado para tomar un rol
importante en la Segunda Guerra Mundial. A
continuación te mostramos algunos ejemplos
que contribuyeron a la victoria de los aliados.
La seda, utilizada para fabricar paracaldas, es producida
por gusanos de seda. Esfa se utilizó durante alg(tn tiempo
en la Segunda Guerra Mundial, slendo después
remplazada por el nylon.
tEccIóN 22 COMBINANDo ELEMENTOS
d
Í
E
ô
El nylon era utilizado en la manufactura de paracaídas para
tri pu I acio n e s y tro pas paracai d istas.
Las medias de nylon y seda eran recicladas para asegurar
sumlnlsfros adecu ados.
Cuando el ejército japonés se apoderó de las plantaciones
de hule de Far East, en hule comenzó a escasear. Las
llantas de los vehículos de esfe ejército estaban hechas de
un plástico nuevo, algunas veces llamado hule sintético.
#
=
ô
El cloruro de polivinilo (PVC) era utilizado para aislar cables
eléctricos dentro de un av¡ón.
Hoy en día, se usan cientos de tipos de plásticos.
Sus usos van desde botellas de refresco hasta
protesis para partes del cuerpo. !
Los poliacrilicos (por ejemplo el Plexiglass MR) eran transparentes, ligeros y
no se estrellaban como
u¡¿¡s---proÞiedades ideales al tratarse de
",
materiales para la construcción
de aviones.
STC/ì,{Stt' Pnopro¡,qn¿s
¡o l,r IVI¡r¡nr'r 2O5
LECCIóN
22 COMBINANDO E,LEMENTOS
De la Alquimia a la Química
Desde los albores de la civilización,las
reacciones químicas han parecido mágicas.
Ciertas rocas gotean metal derretido y se les
aceÍca al fuego. Dos sustancias se mezclaban en
las llamas. Los jugos de algunas plantas curan
enfermedades. No es ninguna sorpresa entonces,
que los primeros pensadores mezclaran la magia
con observación y experimentación durante sus
intentos para comprender el mundo.
El estudio de la materia en tiempos antiguos
comenzó con la alquimia, una combinación de
química primitiva, superstición y charlatanería.
La alquimia tenía dos objetivos principales:
convertir los metales comunes en oro y
encontrar una medicina que pudiera curar todo
tipo de enfermedades, incluyendo la vejez. En
los años 1600's,los alquimistas aprendían
lentamente que experimentando y observando
podían obtener información más útil que la
magia y la brujería. Aprendieron a hacer
hipótesis, reunir evidencias, y llegar a
conclusiones. La ciencia moderna de la química
había nacido. E
=
d
I
o
É
t
P
o
I
#
=
o
o
I
z
È
I
l
o
z
@
Esta tablilla muestra un laboratorio del siglo XVI en Europa.
La olla grande que se ve al centro era usada para purificar
lí q uidos mediante destilació n.
='
z
9,
k
c,
dl'
o
Muchos libros que trataban sobre la alquimia fueron escritos. Esfe tibro det medioevo escrlo e ilustrado a
mano fue un antecedente de la química modema.
2OG STC/ì,lSt"' Pnopr¿orro¡s ¡e ln M¡ronl¡
LECCIóN
X
Cobre
I
22 COMBINANDo ELEMENTOS
#.
+
Aire
^H.
Agua
Acero
Azufre
El Alquimista, por el artista italiano Giovanni Stradano,
ilustra una gran variedad de actividades que pudieron
existir en los laboratorios de alquimistas. Ahora podemos
encontrar en los laboratorios modernos algunas yersiones
más modernas de /os equipos que utilizaban en la
antigüedad. ¿Pued es identìficar alguno?
Los alquimistas utilizaban sus proplos símbolos que
representaban mezclas y sustancias puras. ¿Puedes
identificar cuál de esfos símbolos representa elementos,
compuestos, o mezclas?
o
=
4
o
o
I
ú
q
zo
o
o
&
e
I
F
o
F
)o
É
O
¿Científico o alquimista? lsaac Newton fue uno de
/os más grandes científicos de la historia. Era
físico y matemático, vivió y trabajo en /os años
1 600's cuando el auge de la verdadera ciencia
apenas comenzaba. Newton inventó un tipo de
cálculo y descubrió las leyes que gobiernan el
movimiento de los planetas. Estaba muy
interesado en la alquimia y estudiaba mucho
sobre ésfa.
STC/i,IStnt PnoplBolons
¡n ¡,¡ M,rrrnr¡. 2O7
LEc.'ôz3
Reacciones QuÍmicas que
Involucran Metales
ll,¡tROoUCqót
Los antiguas egipcios fabricaron parte del trono de
Tutankhamon con oro. El oro es valioso porsu escasez. Sl
e/ oro es fan escaso, ¿por qué fue uno de los primeros
La corteza terrestre contiene grandes cantidades
de metales diferentes, sin embargo, raramente
son encontrados yacimientos de metales puros.
El aluminio por ejemplo, es el material más
común en la corteza terrestre, pero nunca se
encuentra en forma natural como una pieza de
metal de aluminio. El aluminio existe
naturalmente sólo combinado con otros
elementos, como compuestos de aluminio. Ya
sabes que el hierro reacciona con el oúgeno en
el aire. ¿Podrías esperar encontrar un bulto de
metal de hierro solamente ahí, esperando ser
encontrado? Algunos metales, como el cobre y el
oro, se pueden encontrar como pepitas de metal
puro. ¿Porque es posible encontrar metales
escasos, como el oro, en forma de pepitas, pero
no así metal más común, como el magnesio? En
esta lección, investigarás las diferencias en las
propiedades químicas de algunos metales.
Después de esta lección, podrás responder
algunas de estas preguntas.
oBJETrvos DE EsrA
ucc¡ón
Reallzar un efercicio para comparal
como reacclonan diferentes metales al
ácido,
Comenta cómo las diferenclas en las
reacclones químicas de los metales
afectan a la manela en que son
extraídos de sus yaclmlentos y son
utlllzados.
Diseñar y reallzar un experlmento para
comparar la corroslón de dlferentes
metales.
2oa srcÂIs"
Pnor¡n¡nons oe
lt M¡,rrnr¡
Para Empezar
I-'
Sabes que los metales tienen muchas
propiedades en común. Pero, ¿tienen los
metales propiedades que las diferencian
unos de otros? Comenta con tus
compañeros de grupo cómo los metales
pueden tener propiedades diferentes.
Prepárate para compartir tus ideas con el
resto de la clase.
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 23
Para
I
asignará un metal a tu grupo.
!.
Reporta tus descubrimientos. Después de
que tu maestro(a) haya anotado tus
resultados, transfiere la lista a tu cuaderno
de ciencias. Usarás esta lista más delante
en esta lección.
1
frasco con bandas
l-
de magnesio
frasco con zinc
granulado
Diferentes
Materiales con el
Ácido"
copia de la Hoja
del Alumno 23.2:
"lnvestigando
I
frasco con
l-
frasco con
Sobre la
Corrosión"
par de gafas de
seguridad
1
copia de la Hoja
delAlumno 23.1:
"Comparando la
Reacción de
I
f.Utiliza la información que reuniste en la
Tabla 1 de la Hoja del Alumno 21.1a y tus
observaciones del Ejercicio 22.2 para
descubrir cómo es que los siguientes
metales reacciona con el oxígeno del aire:
cobre, hierro, magnesio, sodio, aluminio,
zinc, calcio, y estaño. Tu maestro(a) le
Para tu grupo
ti
1
Para
ti y tu compañero
de laboratorio
base para tubos
de ensayo
4 tubos de ensayo
cuchara de
laboratorio
I
limadura de cobre
I
limadura de hierro
recipiente de
plástico
marcador de punto
fino
2
1
bolas de algodón
botella de aceite
vegetal
Etiquetas
Acceso a agua
hirviendo
Acceso a cloruro
de anhídrido de
calcio
botella con ácido
clorhídrico diluido
1 termómetro
T
regla
STC/ìlS"n PnoprnonnBs
or l¡ Mrr¿nr¡ 2O9
TECCIóN
23 REACCIONES QUÍMICAS QUE INVOLUCRAN METALES
Ejercicio 23.L
Comparando la Reacción de
Diferentes Metales al Ácido
Escucha cuidadosamente
$.
- - maestro(a)
mientras tu
repasa los pasos 6 al 8. Lee
nuevamente el procedimiento antes de
comenzar con el experimento.
$. Coloca los 4 tubos de ensayos en su base.
PROCEDIMIENTO
1.
--
miembro del equipo deberá recoger la
Y"
charola con los materiales.
f.
Asegúrate de que en de que los materiales
correspondan a la lista de materiales.
Vierte ácido hidroclorídrico en cada uno
de los tubos con una profundidad de 5
cm. Utiliza tu regla para medir el ácido de
ios tubos de ensayo.
/.
'
Retira de la charola los materiales que tu y
!.- - tu
compañero utilizarén. Compartirán los
frascos con los elementos con la otra
pareja de tu grupo.
Agrega 2 ctcharadas de limaduras de
hierro en el primer tubo de ensayo.
Inmediatamente después coloca el
termómetro en el tubo y mide la
temperatura (Ver Imagen 23.I).
_ Observa cuidadosamente
{.
Circula los frascos entre los miembros de
tu grupo y examina los elementos. Tu
maestro (a) te har át diferentes preguntas
sobre las propiedades características de
algunas de las sustancias de los frascos.
'
lo que sucede en
el tubo de ensayo. Después dË unos
minutos, mide la temperatura
nuevamente.
POR TU
STGURIDAD
Debes utilizar tus
gafas de seguridad
durante el
experimento.
Manipularas una la
solución llamada
ácido
hidroclorídrico. Si
alguna gota llegara
a tocar tu ropa o tu
piel, enjuágala
inmediatamente
con mucha agua.
Si llegara a tus
inmediatamente
con abundante
agua. Si se te
derrama en la
banca informa a tu
maestro(a)
inmediatamente.
lnforma
inmediatamente tu
maestro(a) en caso
de cualquier
accidente que
involucre algún tipo
de ácido.
ojos, enjuagalos
2LO STC/IvIS"
Pn,opl¿o.qoes
¡e l¡ M¡.r¡nr¡
23.1 Obserua lo que sucede en el tubo de
ensayo. Mide cuidadosamente cualquier cambio de
temperatura.
lmagen
lecctóru
Registra tus observaciones y mediciones
- - de temperatura en la Tabla 1 de la Hoja
-!Q.
delAlumno 23.1.
t- t.
--
B al 10 con otro metal y
otro tubo de ensayo con ácido. Aplica el
mismo procedimiento con los dos metales
Repite los pasos
restantes.
zs ReaccroNEs Qufurcas qun Iwvorucn¡N ME'rlrss
Ejercicio 23.2
Analizando Ia Corrosión
PROCEDIMIENTO
1.
--
tu equipo.
Comenta con tu compañero de
laboratorio lo que piensas que significa la
palabra "corroer'1 Tu maestro(a) te pedirá
tu definición.
!,
Piensa en las siguientes preguntas y
comenta tus ideas con tu compañero de
tus observaciones y mediciones
tf.Utiliza
para ayudarte a contestar las siguientes
preguntas en la Hoja del Alumno 23.1:
¿Ocurrió algún tipo de reacción química?
¿Que evidencia en contraste de que
hubiera alguna reacción química
llevándose a cabo? ¿Reaccionaron todos
los metales al ácido? De aquellos que se
reaccionaron, ¿tuvieron todos el mismo
comportamiento? ¿Tenían la misma
apariencia los productos de la reacciones?
¿Hubo algun cambio temperatura? Si tu
respuesta es positiva, ¿la temperatura se
incrementó o descendió? ¿Fueron iguales
los cambios de temperatura con cada
metal?
maestro(a) hará una demostración con
13.
--- J"
los metales que utilizaste en éste ejercicio.
que reacciona más rápido con el
- - !l.T.tal
-14.
ácido es el más reactivo. Utiliza tus
resultados de la Tâbla 1, tus respuestas a
las preguntas en la Hoja del Alumno, y tus
observaciones de la demostración para
completar la Tabla 2 enlaHoja del
Alumno 23.1.
alsuna similitud entre la
IIrfrY
tr ;Existe
?.
^
- - - información
de laTabla2 yla
laboratorio:
A.
¿Se
corroe un metal cuando se deja a la
intemperie?
B. ¿Qué ocasionø la corrosión?
C. ¿Todos los metøles se corroen?
3. ¡n este ejercicio pensarás
en cómo diseñar
un experimento para comparar cómo las
condiciones ambientales más comunes
(esto es, exposición al aire y al agua)
pueden causar la corrosión a diferentes
metales. Los metales que investigaras son
los mismos que utilizaste en el Ejercicio
23.1: magnesio, zinc, hierro y cobre.
Comenta con los miembros de tu equipo,
puedes preparar un ejercicio para
determinar los efectos del aire y el agua en
alguno de estos metales. Observa el
equipo de la charolapara darte algunas
ideas. Piensa en las siguientes preguntas:
Empezar"? Escribe tus respuestas en Hoja
A. ¿Qué condiciones necesitaras pøra
demostrar que el aire y el agua afectan lø
delAlumno 23.1.
corrosión de los metøles?
información que reunirse en "Para
t$.
E^" este ejercicio trabajaras con
Recoge y
limpia eI átrea donde trabajaste.
Vierte el ácido y el metal restante en la
cubeta que te indique tu maestro. No lo
arrojes al sumidero.Lava los tubos de
ensayo con abundante agua antes de
regresarlos con los otros materiales a la
charola.
B. ¿Cómo obtendrás estas condiciones?
C. ¿De qué manerapodrás øsegurar de que
todas løs comparaciones que hagøs seøn
equitativas?
STC ,IS'n' Pnoprro¡ons nn
la IVI¡rr¡.r.r
2L7.
LEccróN
{.
23 RE,q.ccroNes QuÍiurrcrrs que
Iworucn¡N Mrreres
Después una pequeña charla con
tu
grupo, tu maestro(a) dirigirá una lluvia de
Al preparar cada tubo de ensayo, colócalo
8. parado
dentro del recipiente
de plástico.
Coloca el recipiente en el lugar asignado
para guardarse (ver Imagen 23.2). Podrás
ver los resultados de este experimento en
4 días.
ideas.
$. Utiliza el procedimiento
de clase para
completar las primeras dos columnas de la
Tabla I en la Hoja del Alumno 23.2.
grupo preparara los equipos para
6.
- - f"
investigar la corrosión de uno de los
metales. Tu maestro(a) asignará un metal
a tu grupo. Escribe el nombre del metal en
la Hoja del Alumno.
9. Después de 4 días, registra tus
observaciones en la Täbla
de la Hoja del
Comenta
lQ. otros
sobre los resultados con los
miembros de tu grupo y escribe tus
conclusiones en la Tabla I con otros
comentarios que puedas tener para cada
tubo de ensayo.
7' ' Utilizando las etiquetas y el marcador,
rotula cada tubo de ensayo con los
números utilizados en la columna 1 de la
Tâbla 1. También escribe tu nombre en el
recipiente de plástico con los nombres cle
los miembros clel grupo y con el nombre
del metal que estas investigando.
I
Alumno 23.2.
To maestro(a)
11.
- - resultados
te ayudará a reunir los
de los metales de diferentes
grupos. Resume los resultaclos de la clase
en la Täbla 2 dela Hoja del Alumno 23.2.
Escribe tus propias conclusiones por cada
metal.
ll.
Usa los resultados de la clase para
responder ias siguientes preguntas en
Hoja del Alumno 23.2:
¿Se
corroyeron
todos los metales? ¿Se corroyeron los
metales al mismo tiempo? ¿Cual es la
relación entre el rango en que un metal se
corroe en presencia de aire y agua con el
rango en que reacciona con el ácido?
lmagen 23.2 Coloca tubos enumerados en e! recipiente con
tu nombre y guardarlos en el lugar asignado por tu maestro.
2L2 STC/lvlS"' Pnopreo¡oes oo le IVI¡rnnr¡
leccrór zs R¡,\ccroNEs QuÍrvrrcas que INvorucnaN MErarEs
REFLEXTÓN SOBRE LO QUE HTCTSTE
t
--
-',r1
los resultados de ambos ejercicios
f--. Repasa
así como la información que reuniste en
"Para Empezar". ¿Reconoces alguna
similitud entre la información obtenida
en los dos ejercicios? Prepárate para
compartir tus ideas sobre las reacciones
químicas de metales con tu clase.
En tu Hoja del Alumno, escribe un breve
párra[o que describa lo que has
descubierto sobre las reacciones químicas
de los metales (ver Imagen 23.3) y como
este conocimiento puede ser aplicado en
la elección de metales pararcalizar
trabajos específicos (por ejemplo, el uso
del cobre para construir pipas de agua).
lmagen 23.3 El magneslo es el mas reactivo de los cuatro metales.
STC/ì,IS"" Pnoproorrors on l,r À¡lrrr¡nr¡ 2l-3
tEccróN
2s RxACCToNEs QufMrcAS euE INVOLUCRÂN METALES
Reactividad y Metales Libres
El cobre es más reactivo que el oro. Algunas veces puede
encontrarse en forma de pepitas cómo se muestra en esfa
fotografía, pero la mayor parte del cobre se obtiene por
medio de fundicion. Mediante esfe proceso, el metal se
extrae de las menas. El proceso de extracción depende del
tipo de mena. Por ejemplo, si la mena es de carbonato de
cobre u óxido de cobre, la fundición se logra al asar la
mena con carbón, frecuentemente en forma de coque.
Entonces se lleva a cabo una reacción química que
produce metal de cobre y gas de dióxido de carbono.
2L4 STC/I,ISt" Pnop¡¿onons o¡
r.R
Merrnl¡
El oro tiene gran valor por su escasez y por su
falta de reactividad. Debido a que no reacciona
con otros elementos como el oígeno, puede
encontrarse en forma pura como pepitas. Los
metales que no están combinados con otras
sustancias son llamados metales libres. La poca
reactividad del oro también significa que
siempre tiene una apariencia brillante y no se
corroe. Esto lo convierte en un metal ideal para
su uso en joyería y conexiones eléctricas (por
ejemplo,los contactos en un cable para
computadora).
El cobre es un material mucho más común
que el oro, y algunas veces podemos encontrar
pepitas de cobre puro. El cobre puede
mantenerse brillante por un largo tiempo, y
también se utiliza parala joyería. Sin embargo,
con el tiempo puede reaccionar con otros
elementos, particularmente el oxlgeno del aire, y
se oxida lentamente (un proceso llamado
deslustre).
El hierro es más reactivo que el cobre. Debido
a su reactividad, el hierro se puede encontrar
casi siempre en la corteza terrestre combinado
con otros elementos. Las rocas que contienen
grandes cantidades de compuestos de hierro son
llamadas menas de hierro. El hierro se extrae de
estos yacimientos mediante un proceso llamado
fundición. A veces pueden encontrarse trozos de
LEccróN
23 REACCTONES QufMrcAS euE INVOLUCR¡.N METALES
La baja reactividad del oro explica por qué puede encontrarse en pepitas de metal. La
mayoría de /os ofros metales se encuentran en menas.
Este meteorito gigante está hecho de hierro puro, el cual es raramente encontrado en la
tierra. ¿Cómo puede existir el hierro en el espacio pero no por mucho tiempo en la tierra?
STC/ì,IS"' Pnoprnr¡ors
or ¡,¡ IVI¡renl¡ 2L5
tEccróN 23
R¡accro¡¡Es Quílrrcas qur Invorucn¡N MErarEs
Nuevos Metales por Eruor
¿Eres
tú el tipo de
persona que aprende por
medio de prueba y error?
Por ejemplo, ¿si compras
un nuevo video juego,
comienzas a jugarlo sin
haber leido el
rianual de
instrucciones? Si
tu
þ
;
-ff
fr
respuesta es positiva,
estás solo. El prueba
[
!
no
o
ã
y
error es una técnica que
ha sido utilizada desde la
prehistoria, y sigue
siendo utilizada en estos
tiempos debido a que
realmente funciona.
Considera la forma en
que la gente se las
arregló paracrear
metales. Hace 7,000
Esta máscara Mochika del no¡Ie de Perú fue fabricada con cobre. Aunque ta civitización
años, los únicos metales
Mochika permaneció por ,000 años, /os herreros nunca fueron expertos en la producción
que la gente utilizaba
de hierro. ¿cual es la razón por la que las primeras culturas fabricaban objetos con
venían de pepitas de oro, metales poco reactivos como el cobre, la plata y el oro?
plata,y cobre. Nadie
sabía que había metales
dentro de las rocas hasta que a alguien se le
madera que se utilizaba? ¿Tenía algún efecto la
ocurrió hacer una fogata sobre una roca de
fase lunar? ¿Ayrrdaba de alguna forma el
color verdoso y se dio cuenta de que un metal
agregarle tierra al fuego? Si las rocas podrían
(cobre) salía de ella.
convertirse en cobre, ¿podría el cobre
En nuestros días, sabemos que aquellas rocas
convertirse en oro? Después de algunos siglos de
verdosas contienen cobre combinado con
pruebas-y casi la misma cantidad de
oxígeno y otros elementos. Cuando se
s¡¡e¡çs-l¿ gente conocía ya bastante sobre
calentaban las rocas con una fogata de leña a
cómo obtener cobre, y se convirtió en un metal
miles de grados, ésta causaba una reacción
del que se podía disponer fácilmente.
química,la roca se convertiría en óxido de
Es cobre no era muy duro. Con él se podían
cobre, y el oÍgeno se separaba del cobre y se
fabricar ollas y sartenes, y podían hacer elegante
combinaba con el carbón de la madera. El
joyeria. Pero era muy suave para su uso en
dióxido de carbono en forma cle gas se alejaba
herramientas o armas. La gente necesitaba de
flotando dejando detrás el cobre.
ellas, por lo que siguieron intentando hasta que
Seguramente en aquellos días la gente no sabía
esto la llevó a otro nuevo gran descubrimiento.
sobre esto. Pero esto no la detenía de seguir
Aproximadamente en el año 3800 a.C., a un
realizando sus experimentos. ¿Cuánta roca debía
creador de cobre en el Medio Oriente se le
utilizarse? ¿Qué rocas funcionaban? ¿Dónde se
ocurrìó mezclar menas de estaño con menas de
podían encontrar estas rocas? ¿Cómo debía ser
cobre y calentarlas juntas. El metal resultante era
el fuego? ¿Tenía alguna importancia el tipo de
muy diferente al estaño y al cobre.
1
2L6
STC^,IS"' Pnopreoenns nr
l¡
Mer¡nr.r
tEccróN 23 REACCTONES QuÍùrrcAS euE INVOLUCRAN METALES
el B5olo de cobre y 75o/o de estaño. No tenían idea
de porqué esta mezcla en particular era tan
dura. Pero por medio de experimentos,
cuidadosas observaciones, y el registro de sus
resultados, encontraron la mejor forma de
producir bronce.
El hierro fue probablemente descubierto por
error, de una manera muy parecida que el cobre.
Sin embargo,las menas de hierro requieren un
fuego mucho más caliente del que se utiliza para
extraer el cobre de las menas. ¿Puedes pensar en
alguna razónpor la que el fuego debe ser tan
caliente?
Las primeras armaduras, corno esfos cascos chipriotas,
estaban hechas de aleaciones de metales menos reactivos.
El bronce, una aleación de estaño y cobre, era utilizado
Este nuevo metal, una aleación llamada bronce,
tenía un color más claro que el cobre. Era
también mucho más dura que el cobre o el
estaño. Esta nueva aleación fue utilizadapara
construir hachas, cuchillos, armaduras, espadas
y otras herramientas.
Los secretos para producir bronce
rápidamente llegaron al Lejano Oriente. En el
año 1,500 a.C.,los productores chinos de bronce
habían descubierto, por prueba y error, que el
bronce más fuerte se componía de exactamente
El bronce es un metal más duro que el estaño
armaduras para el campo de batalla.
I
El hierro es mucho más duro que el bronce.
Las herramientas y las armas hechas de hierro
eran más duras que aquéllas fabricadas en
bronce. Las técnicas para la extraccióny parala
mejora de calidad del hierro se mejoraron a
través de prueba y error, y la nueva tecnología se
difundió rápidamente. n
PREGUNTAS
El hierro fue descubierto después del cobre y el
estaño debido a que la forma de extraerlo de su
mena tiene un mayor grado dificultad. ¿Cuáles
son los procesos modernos para extraer el metal
del hierro de sus menas? Utiliza la información
que encuentres en una librería y en la Internet
para descubrir más sobre estos procesos. Escribe
un párrafo sobre las técnicas involucradas, e
ilustra tu respuesta con un diagrama.
sl çsþ¡s---suficientemente duro para ser utilizado en
STc/lvlsttt Pnoploo,rors oe l¡ M.t.r¡nl¡
LEcqô24
Contr arrestando la Corrosión
rrurRooucclót
Imagina que tienes el conocimiento científico
necesario para ahorrar a tu país miles de
millones de dólares cada año. Si pudieras evitar
que un cierto proceso ocurriera, esa es la
cantidad de dinero que podría ser ahorrado. El
proceso es una reacción química que oxida
objetos hechos por hierro y acero. ¿Cuál es la
palabra más común que se le da a este proceso?
¿Puedes identificar los reactivos en los
productos de esta reacción química o las
condiciones necesarias para que se lleve a cabo?
¿Cómo podrías prevenirlo? En esta lección,
investigaras el proceso y descubrirás las
respuestas a estas preguntas.
¿Por qué es tan impoñante pintar un barco de acero?
oBJErvos
DE EsrA
l-¡cclón
Comentar tus ldeas sobre la naturaleza
y las causas de la oxidaclón.
Diseñar y llevar a cabo un elercicio para
comparar la efectivldad de diferentes
técnlcas antlcorrosivas.
Explicar los resultados en térmlnos de
reacclones químicas lnvolucrados en el
proceso de oxldación.
2LA STC fS"' Pnoprnonors oo ln lvl¡rrnl¡
MATERIAL PARA
u uccrón z¿
Para Empezar
I _ To maestro(a) te mostrará algunos
*'
objetos. Participa en los comãntarios en
clase sobre ellos.
'
Comenta las respuestas a las siguientes
preguntas con los demás miembros de
gmpo:
A. ¿Qué es Ia
corrosión?
B. ¿Qué condiciones se requieren
llevar a cabo Ia corrosién?
G. ¿Por qué es un problema Ia
'
tu
para
corrosión?
piensa en tantos métodos parala
prevención de la corrosién como puedas.
Después de algunos minutos, tu maestro
dirigirâ una lluvia de ideas sobre lo que
piensas con respecto a la prevención de la
corrosión. Registra estas ideas en tu
Para tu grupo
l- marcador de punto
fino
2
3
1
1
placas de Petri (con
tapadera)
clavos de acero
clavo de acero pintado
clavo de acero
gatvanizado
1- clavo de acero
1
inoxidabte
frasco con gel de
petrolato
l- banda de magnesio
1 toalla de papel
cuaderno de ciencias.
STC/ì,IS.t Propl¡o.qops or r,n M¡ronl,r 2Lg
TECCIóN
24 CONTRARRESTANDo LA CORROSIóN
Ejercicio 24.L
¿Puede Detenerse la
Oxidación?
Dibuja en tu cuaderno un diagrama
$. mostrando
cómo preparar
PROCEDIMIENTO
7t
el
experimento. Debajo del diagrama,
escribe una breve descripción del
procedimiento.
'
1. El este ejercicio,
trabajadas con los otros
miembros del grupo para diseñar un
experimento que compare la efectividad
de diferentes métodos de prevención de
corrosión.
Un miembro del grupo deberá recoger la
-- charola
con los materiales.
título del ejercicio en tu
cuaderno. Debajo del título, escribe un
breve párrafo que describa lo que estás
Escribe el
!.
tratando de descubrir.
'
$,
Comenta con los otros miembros del
grupo cómo deberás utilizar los materiales
de la charolaparadiseñar un experimento
que comparare los efectos de la corrosión
de los siguientes objetos: un clavo
envuelto en magnesio, un clavo de acero
inoxidable, un clavo pintado, un clavo
galvanizado (con zinc) y un clavo cubierto
de gel de petrolato.
Decide con tu grupo el diseño que usarán
para el experimento y prepáralo.
22O STC ,IS'" Pnoplso¡oBs ¡r l¡. M¡rnnre
'
Diseña y dibuja tus propios resultados en
lu tublu. oebei¿ incluir información como
la apariencia de los clavos al inicio y al
final del experimento (que será por lo
menos después de tres a cuatro días).
También puedes calificar cada clavo por
su grado corrosión.
Asegúrate de revisar tu equipo en cada
clasã durante los días del äxierimento. Es
responsabilidad del grupo asegurarse de
que las condiciones de los objetos
expuestos sean constantes.
Desgué¡ del tiempo asignado, registra tus
$.
-' resultados en la tabla y comenta sobre los
haliazgos que tuviste con los otros
miembros del grupo.
pl-iembro
del grupo deberá explicar los
- - hallazgos que realizaron.Asegúrate
-10.
de
estar preparado para hacer el reporte.
l¡cclón z¿ CoNrn¡.nnrsrlNDo r¡, ConnosróN
REFLEXóN SOBRE LO QUE HICISTE
I
-'
-l
f.Deberâs compartir
--
clase
grupo.
--o---------
comenta sobre los resultados de la
con los otros miembros de tu
Piensa en las respuestas
a las siguientes
--r
preguntas:
----
A. ¿Funcionaron todas las técnicas
prevenciónc
de
3.
-'
tus resultados con el
resto de la clase. Después de esto, escribe
un enunciado en tu cuaderno explicando
lo que sucedió con cada clavo'
Esclibg un párrafo resumiendo todo lo
qrre sabes sobre el proceso de corrosión.
Incluye una ecuación en palabras para el
Proceso'
B. ¿Fueron igualmente efectivas?
C. ¿Porque algunas de estas técnicas
funcionaron y otras no?
D. ¿De qué manera, las diferentes
técnicas previnieron que se llevará a
cabo corrosión?
STC,IS'" Pnopreoanes or l¡ M¡rnnr¡ 227.
LECCIóN
24 CONTRARRESTANDo LA CORROSIóN
EL TRABAJO NT]NCAACABA
El puente de Golden Gate es uno de los más
grandes del mundo. Se extiende por 2.7
kilómetros a través del Golden Gate Strait en el
límite de la bahía de San Francisco. Más de
1,500 millones de carros lo han atravesado.
Contiene 75 millones de kilogramos de acero.
Puede soportar fuertes mareas, vientos
huracanados, y fuertes terremotos. Sin embargo,
hay algo que podría hacerlo caer: la corrosión.
El hierro y el acero se combina con el oxígeno
del aire para formar oxido de hierro o corrosión.
El agua y la sal a la que el puente está
constantemente expuesto, aumentaron
rápidamente la formación de esta corrosión.
Para evitar que el puente se derrumbe, el equipo
de
Previniendo la Corrosión
El acero seco se oxida muy lentamente, pero el
acero mojado se oxida mas rápidamente. Si el
acero se encuentra en contacto con agua salada,
se oxida con mucha mayor rapidez. La pintura
evita ia oxidación debido a que separa la
superficie del acero del oxígeno, el agua,yla sal.
Aplicando Pintura
El pintor aplica una capa de imprimado, éste se
adhiere al metal pero no es todavía a prueba de
agua. Por lo que después de que este cebador se
seca, el pintor aplica dos capas protectoras que
evitan el contacto con el agJay el aire.
mantenimiento debe combatir
constantemente la corrosión.
El puente de Golden Gate, en San Francisco California, es un ejemplo del acero utitizado en proximidad del agua salada.
222
STC/lvISt" Pnopruoaors on r,¡ M¡r¿nr¿
tEcclóN
24 CoNrn¡nn¡sTANDo re ConnosróN
Retocando
Cuando alguna mancha de oxido aparece sobre
la superficie del puente, los equipos de
mantenimiento se encargan de quitar la
corrosión y la pintura desgastada. Entonces los
trabajadores cortan y reemplazan el metal
oxidado.
Pintando de Nuevo
Aunque al puente se le llama "Golden" (que en
inglés significa"dorado"), el Puente Golden
Gate siempre ha sido pintado con un color
naranja. Se pintó por primera vez en el año de
1937, ese mismo año el puente se inauguró.
Entre 1965 y 1995, el puente completo fue
nuevamente pintado. Área por área, toda la
pintura vieja se raspó y fue reemplazada por una
fórmula nueva de acrílico más resistente. Pero
incluso la nueva pintura puede tener algunas
fallas. Los equipos de mantenimiento
inspeccionan constantemente el puente y
retocan cualquier parte oxidada. n
PREGUNTAS
¿Cómo pueden los fabricantes de coches o
bicicletas evitar la oxidación? Dibuja un boceto
sencillo de algún carro o bicicleta y señala los
diferentes métodos de prevención de corrosión
que puedas recordar.
Para combatir problema de la oxidación se aplica pintura.
Esta evita que el hierro en el acero tenga contacto con el
agua y el oxígeno.
STC'fsttt Pnopron¡oes ne ll M,rrnnr,r 223
LE.'ô25
Masa y Reacciones QuÍmicas
¡l,¡rRooucclón
En esta lección, estudiarás lo que sucede con la masa de
reactivos y productos en esta reacción química.
En esta lección seguirás investigando lo que
sucede con la masa de la materia cuando se
somete a algún cambio. ¿Qué reglas se aplican
para lograr un cambio de fase y paralograr una
disolución? ¿Pueden algunas reglas ser aplicadas
a las reacciones químicas? Por ejemplo, ¿qué
crees que suceda con la masa de una vela
cuando se enciende? ¿Qué ocurre con la masa de
un clavo cuando se oxida y corroe? ¿Qué piensas
que sucede con la masa total de una materia en
una reacción química cuando uno de los
productos es gas (por ejemplo cuando
reaccionaste magnesio con el ácido)? ¿Es la masa
de los reactivos de estas reacciones químicas la
misma que la masa de los productos? En el
Ejercicio 25.1, investigarás los cambios de masa
en reacciones químicas. Medirás la masa antes y
después de agregar una pastilla efervescente al
vaso con agua. Entonces rcalizarâs el mismo
experimento dentro de una botella sellada. Se te
pedirá que interpretes cualquier cambio en la
masa que se lleve a cabo en ambos experimentos
y decidirás de qué mânera la ley de la
conservación de la materia puede ser aplicada
en reacciones químicas.
oBJEnvos DE EsrA lecclóru
Realizar un eJercicio para comparar la
masa de los reactivos y la masa de los
productos en una reacción químlca que
se lleva a cabo cuando una pastilla
efervescente es introducida en agua
dentro de un recipiente abierto y otro
cerrado.
Determinarás si la ley de la
conservación de la materla puede ser
aplicada a reacclones químlcas.
224
STC/trIS"' P¡.oplronn¿s oo
l¡
M¡t¿nre
Para Empezar
I¡'
Tu maestro(a) dirigirá un repaso de las
l...iorr.r
g à ía 14,!ue tratai sobre la
conservación de la masa durante un
cambio de fase y durante una disolvencia.
MATERIAL PARA
LA LECCION 25
Para
1
"Midiendo la lVasa
Después del repaso, escribe en tu cuaderno
de ciencias tu propia definición de la ley
de la conservación de la materia.
t
-'
Comenta con tu compañero si la ley de la
conservación puede ser aplicada para
reacciones químicas. Piensa sobre las
reacciones químicas que has observado. A
continuación se te muestran algunas
preguntas que deberás considerar durante
tus comentarios:
A. ¿Cuáles fueron los reactivos y productos
de la reacción?
B. ¿Era su fase de la materiala misma?
¿Piensas que esto puede afectar alø masa de
la materia?
ti
copia de la Hoja del
Alumno 25.1:
Dentro de una
1-
Reacción QuÍmica"
copia de la Hoja del
L
Alumno 25: "Revisión
de los Compuestos,
Elementos, y
Reacciones Químicas"
par de gafas de
seguridad
Para ti y tu compañero
de laboratorio
I
1-
I
I
vaso de precipitado de
25Oml
pastilla efervescente
toalla de papel
botella de plástico con
tapa rosca
3.
C. En la lección 1 obseryøste unø veln
Acceso a una báscula
encendida, ¿Qué piensas que ocurrió con la
møsa de la materia en esa reøcción química?
Acceso a agua
To maestro(a) te pedirá que comparta
algunas de sus ideas. Mientras realizas el
Ejercicio 25.1, piensa en los puntos que se
tocaron durante esta plática y en cómo tus
ideas pueden cambiar en respuesta a la
evidencia experimental.
STC/ùISî' P¡.oprn¡rrons ¡e
ln Mnronra 225
LEccróN
2s MASA y RxACCToNEs QuÍurca.s
Ejercicio 25.L
Midiendo la Masa de
Reactivos y Productos
POR TU
STGURIDAD
Usa tus gafas de
seguridad durante
este ejercicio.
PROCEDIMIENTO
1. Ur miembro
del grupo deberá recoger la
charola con los materiales. En esta lección
trabajaras con tu compañero de
laboratorio. Cada charola contiene
material para clos parejas de alumnos.
Asegúrate de que de que tu
compañerismo cuenta con los equipos
enlistados en la lista de materiales.
!.
!.
está, sécala suavemente con una toalla de
papel. Asegúrate de que la báscula se
encuentra en ceros.
'
Vierte aproximadamente 50 ml de agua
dentro del vaso. Si una porción de agua
cae fuera de recipiente, sécala con la toalla
de papel.
'
Parte la pastilla por mitad. Sacude la
pastilla para que no queden granos
sueltos.
{.
Dirígete hacia la báscula. Asegúrate de que
la charola de la báscula esta seca. Si no lo
/.
Coloca la mitad
cle
la pastilla sobre la
junto al ,ruro lrr., Imagen 3 5. I ) .
Registra su masa total en la columna 2 de
la Täbla I en la Hoja del Alumno 25.1.
báscula,
Quita el vaso y la pastilla cle la báscula.
Regresa a tu lugaicon el vaso y la pastilla.
Cuidadosamente introduce la pastilla
dentro del agua que se encuentra en el yøso
sin salpicør o mojar tus dedos. Observa lo
que sucede (recuerda el Ejercicio 1.8).
Registra tus observaciones en la columna
5 de la Tabla 1.
Espera hasta que la reacción termine (de
dos a tres minutos).
$. Regresa a la báscula y mide la masa del
vaso y sus contenidos. Registra la masa en
la columna 3 de la Tabla 1. Entonces
calcula cualquier cambio en la masa y
regístralo en el espacio apropiado de la
columna 4.
lmagen 35.1 Asegúrate de que
la charola de la báscula esté
seca anfes de medir Ia masa del
vaso con agua y la mitad de la
pastilla seca.
226
STC/trIS"' Pnopr¡o¡oes nr l,r [rl,rr¡nla
tEccróN
(o Repite el proceclimiento con la otra mitad
-'
d.lu pastila. Pero ésta vez utilizando la
botella envez del vaso.
I--'de
t Registra tus resultados en la parte inferior
la columna 3 en la Tabla ]. Calcula las
diferencias de masa entre la botella abierta
y la cerrada. Registra tus mediciones en la
tabla.
A. Mide la masa
de la otra mitad de pastilla,
la botella con 50 ml de aguay su tapa
13.:iläïel
sobre la báscula. Registra la masa en la
Tabla
1.
B. Agrega la mitad de la pastilla a la botella,
inmediatamente enrosc a \a tap a
fuertemente. Observa lo que sucede
dentro de la botella y registra tus
observaciones en la Tabla
|- 4
"
1.
G. Cuando la reacción se detenga, mide la
masa de la botella sellada (ver Imagen
35.2) y registra tu resultado en la Tabla
2s Masa y RrlccroN¡s QuÍulcas
1.
D. Calcula cualquier cambio de masa y
regístralo en la tabla.
vaso v la botella, v devuélvelos
Examina los datos de la Tabla l. Contesta
las siguientes preguntas en la Hoja del
Alumno 25.1: ¿qué evidencia quienes para
asegurar que se llevó a cabo una reacción
química cuando introdujiste la pastilla al
agua? ¿Qué sucedió con la masa en el
experimento realizado en un vaso abierto?
Tiata de explicar este resultado. ¿Por qué
no obtuviste el mismo resultado cuando
realizaste el experimento en la botella
cerrada? ¿Qué sucedió con la masa de la
botella, la tapa, y el contenido después de
que la tapa fuera quitada? Explica este
resultado.
REFLEXION SOBRE LO QUE HICISTE
I
I.
-'
Valiéndote de [us resultados y el
conocimiento que tienes de la precisión de
tu equipo, ¿piensas que la ley de la
conservación de la materia se puede
aplicar a las reacciones químicas? Escribe
tu respuesta en tu cuaderno.
Desenrosca la tapa de la botella. ¿Qué es 1o
que escuchas? ¿Por qué se produjo ese
formular tu propia ley de la
de la materia, que se aplique
fase,
al cambio de
disolvencias y
reacciones químicas? Comenta con tu
compañero sobre las palabras que usarías
para dicha ley. Escribe tu definición en la
Hoja del Alumno 25.1. Tu maestro(a) te
pedirá que comparta tus ideas con el resto
ruido?
de la clase.
2. ¿Puedes
conservación
lmagen 25.2 Cuando la reacción haya cesado,
mide la masa de la botella, su tapa, y su contenido,
manteniendo la tapa bien cerrada.
tQ.
-I I-'
Permite que la botella abierta repose de 2
a 3 minutos. Coloca la botella, la solución
ylatapa sobre la báscula y mide su masa.
'
Al final de los comentarios en clase,
escribe la definición de la ley de la
conservación de la materia de la clase en la
STCytrISttt Pnopro¡¡nes
n¡ l¡. M¡renr¡ 227
LEccróN
2s Mas¡ y R¡¡ccroNes QuÍurcas
La Masa dc la MateÅa
La materia puede cambiar de sólido a líquido.
Los elementos pueden reaccionar juntos para
formar compuestos.¿Qu¿ sucede con la masa de
la materia de un recipiente con agua cuando se
deja reposar debajo del sol caliente? ¿Qué sucede
con la masa de la materia de un trozo de papel
cuando se quema? En algunas situaciones como
esta podríamos creer que la materia desaparece,
lo cual es simplemente una ilusión.
La materia puede cambiar de una forma a
otra. Por ejemplo, cuando el agua de un
recipiente absorbe la energía del sol y se
evapora, se transforma en vapor de agua en la
atmósfera. El trozo de papel se calienta en forma
de energía al quemarse, y su materia se convierte
en dióxido de carbono, vapor de agua, y otros
gases que se pierden en la atmósfera. Parte de la
masa permanece en forma de cenizas. En ambos
casos, la materia cambia de forma, pero su masa
total se mantiene la misma. La misma masa de
cada elemento está presente antes y después del
cambio. La materia no se crea ni se destruye
durante estos cambios.
Antoine y Marie-Anne Lavoisier trabajaron juntos en los
experimentos que lo llevaron a la ley de la conse¡vación de
la materia.
A los primeros científicos les tomó cientos de
años de estudio antes de que la ley de la
conservación de la materia fuera aceptada. Por
un largo tiempo, los científicos sospechaban que
la materia no podía ser creada ni destruida, pero
nadie había realizado ningún experimento que
Antoine Lavoisier (1743-1794) fue uno de los
fundadores de la química moderna.
228
STC/ì,IS'" PnoprBon¡rs oo
le Mnrnnr¡.
lo probara.
Durante los últimos años del siglo XVIII, el
químico francés Antoine Lavoisier y su esposa
de Marie-Anne desarroliaron algunos
experimentos que demostraban la conservación
de la masa. Antoine era famoso por sus
acertadas observaciones y su insistencia en hacer
cuidadosas mediciones. Utilizaban básculas muy
precisas que podían medir pequeños cambios en
la masa durante sus experimentos.
Muchos de los experimentos de Lavoisier
fueron desarrollados en recipientes de cristal
sellado de los que la materia no podía entrar ni
escapar.
LEccróN
Por ejemplo, durante un experimento Antoine
introdujo fruta dentro de un recipiente sellado,
midió su masa y la dejó en un lugar cálido por
algunos días. La fruta se descompuso y cambió a
un estado putrefacto. La fruta despidió un gas
por la descomposición y se formaron gotas de
agua en el cristal, pero nada salió de recipiente.
Muchos cambios se habían ilevado a cabo, pero
la masa dentro de recipiente sellado y de la fruta
descompuesta era la misma que había medido al
principio del experimento.
En otros experimentos, Antoine calentó
elementos encerrados en recipientes con aire
dentro de ellos. Descubrió que se formaron
nuevas sustancias pero que los recipientes y sus
contenidos poseían la misma masa que antes de
calentarlos. Cuando midió la masa de las nuevas
sustancias sólidas que había creado, descubrió
que eran más pesadas que los elementos
originales que había calentado. De este modo,
determinó que debieron haber obtenido su
masa a partir del aire. Basándose en estos
experimentos, también concluyó que el aire
contenía diferentes tipos de gases, uno de los
25 MASA y RxACCToNEs QuÍurcas
cuales reaccionó con los elementos del
experimento. Llamó a este gas oxígeno (el cual
había sido previamente descubierto y
descrito-pero no nombrado-por Carl
Wilhem Cheele y por Joseph Priestley).
En 1789, Antoine escribió el mejor libro de
texto sobre química que el mundo había visto.
En este libro, introdujo una nueva ley científica
que llamó la ley de la conservación de la
materia. Esta ley establecía que en cualquier
sistema cerrado (tan pequeño como un
recipiente sellado o tan grande como el universo
entero) la masa total permanecía igual, sin
importar los cambios a los que fuera expuesta. !
PREGUNTAS
Imagina que tú eres Antoine Lavoisier, ¿de qué
manera diseñarías un experimento para
investigar lo que le sucede a la masa total de la
materia cuanclo una oruga se come una hoja?
Traza:un dibujo del equipo que utilizarías y
escribe una breve descripción del procedimiento
que seguirías. Recuerda que Antoine Lavoisier
no poseía básculas electrónicas.
ír
l
z
fi
Antoine Lavoisier tenía un interés pariicular en la química de /os gases. Este dibujo lo muestra trabajando con otros
científicos en la investigación de /os gases intercambiados durante la respiración.
STC^{S"tt P¡.opr¡n¡ors o¡ le Nltr¡nl¡r
22g
LEc'626
Evaluación de Fin de Módulo
rrumooucclótr
Esta lección está diseñadaparasaber cuánto has
aprendido en este módulo Propiedades de la
Materia. Esta evaluación consiste en dos partes:
una evaluación de desempeño (Ejercicio 26.I) y
una evaluación escrita.
En esta lección, llevarás a cabo un ejercicio que requiere
que sigas cuidadosamente las instrucciones. También
oBJETrvos DE EsrA
uccrón
Utllizar tus conoclmlentos y habilidades
para completar la evaluaclón de lo que
has aprendldo durante el módulo
Propledades de la Materla.
2go
src^,fs'" Pnoprro¡nos
¡r l¡ M¡rrnr¡
MATERIAL PARA
LA LECCION 26
Para Empezar
Ilr
--
.
Para
Tu maestro(a) les asignará a ti y tu
):
compañero(a) de laboratorio un juego de
materiales y una báscula. Asegúrate de que
tienes todo el equipo mencionado en la
lista de materiales.
copia de la Hoja del
Alumno 26.1:
"Evaluacion de
Desempeño"
1- copia de la Hoja del
Alumno 26:
"Evaluacion Escrita"
par de gafas de
Si es necesario, puedes consultar tu Guía
del Alumno y tu cuaderno de ciencias para
el Ejercicio 26.1. Puedes hablar con tu
compañero de laboratorio, pero no puedes
seguridad
compartir información de resultados con
otras parejas de alumnos. Contesta las
preguntas individualmente.
.
ti
I
Para
ti
l- frasco con el sólido A
1 botella de sustancia
Tu maestro(a) explicará cuándo y cómo
realizar la evaluación escriLa.
transparente
C
1- vaso de 250m1
1
3
1
I
1
1
vaso de 250m1 con 50
ml de agua
tubos de ensayo
cuchara de laboratorio
regla
marcador de punto
fino
etiquetas
Acceso a una báscula
STCyÀ,IStnt
Pnopreoeons o¿ Ln M¡.rsnlA. 231
TECCIóN
26 EVALUACIóN DE FIN DE MóDULo
Ejercicio 26.L
Evaluación de Desempeño
PROCEDIMIENTO
1
-'
'
Tienes 35 minutos en para completar esta
parte de la evaluación.
En este ejercicio deberás medir la masa de
forma precisa. Se cuidadoso para no
salpicar sólidos o líquidos después de
haber medido su masa. Si esto sucede,
comienza el experimento nuevamente. Si
cometes algún error o derramas algún
cualquier cosa, puedes pedir a tu
maestro(a) que reemplace los objetos.
!.
Rotula con el marcador los 3 tubos de
ensayo (4, B y C) en el vaso.
Aqtrg? una cucharada sólido A dentro del
4.- tubo
de ensayo A (ver lmagen
36.1).
Acomoda el tubo de ensayo dentro del
VASO.
Vierte aproximadamente 4cm de agua
'_ dentro åel trbo B. Udliza la regla p"ara
medir la profundidad. Acomoda el tubo
de ensayo clentro del vaso.
$. Vierte aproximadamente 4cm de la
solución transparente dentro de la botella
con etiqueta C en el tubo de ensayo C.
Acomocla el tubo de ensayo dentro del
vaso.
POR TU
STGURIDAD
Utiliza tus gafas de
seguridad a lo
largo del ejercicio.
232 STC/ì,IS"' Pnoploorro¿s oe la NIrr¡nr¡
lmagen 26.1 Agrega un cucharada
de sólido A dentro del tubo de
ensayo A.
lEccrón ee
7. ii::i,i.vaso
'
v los tubos de ensavo a la
Mide la masa del equipo (Imagen 36.2).
Registra tu resultadbs en la fa6h t
(debajo de "Antes de mezclar el contenido
del Tubo A y el Tubo B") en la Hoja del
Alumno 26.1.
Ev¡rurtcróN os FrN nE Móour.o
Retira el vaso y los tubos de ensayo de la
$.
-báscula. Regresa a tu lugar.
vierte el agua del tubo de
ensayo B al tubo cle ensayo A (ver Imagen
36.3). Regresa el tubo c1e ensayo B al vaso.
f Q. Sin salpicar,
26.2 Mide la masa del vaso y de los 3
tubos de ensayo sobre la báscula.
lmagen
26.3 S/n salpicar, agrega el agua de,
tubo de ensayo B al tubo de ensayo A.
lmagen
STC/l,lS'" Pnoprco¡¡es oe l¡ IVIrrrenr¡ 233
LECCIóN
26 EVALUACIóN DE FIN DE MÓDULO
suavemente el tubo de ensayo A de
11.
- -- lgjtu
lado a lado como se muestra en la Imagen
tt.-
36.4. Es muy importante que no coloque
su dedo sobre la parte abierta del tubo de
ensayo. Debes ser muy cuidadoso para no
derramar parte del líquido. Continúa
agitando el tubo hasta que todos los
cristales azules se disuelvan.
ll.
Devuelve el tubo de ensayo al vaso.
tvt-ide n_uevamente la masa del vaso y los
tubos de ensayo. Registra la masa en la
Tabla 1 (debajo de "Después de mezclar el
contenido del Tubo A y el Tubo B") en la
Hoja del Alumno. Calcula cualquier
cambio en la masa y escribe tus respuestas
en el lugar apropiado de la tabla.
l{.
Observa cuidadosamente la mezcla del
tubo de ensayo. Responde la siguiente
pregunta en el paso 2 dela Hoja del
Alumno 26.7: ¿Cuâles son tres
propiedades del sólido A?
t$.
Vierte el contenido del tubo C en el tubo
de A cuidadosamente. Asegurate de no
derramar nada. Devuelve los tubos de
ensayo al vaso.
/a'--
..-/-4
--=-è7
4*
-?;====-4'
lmagen 26.4 Agita
suavemente el tubo. No
derrames el contenido.
234 STC/ì,IS" Pnopreo¡pes or l¡
NIerenr,r
rEccróN
I 6.
eï#înÏ,i#:xT'å,i'åffi
iü:
:1,"
t$.
que observaste cuándo mezclaste el
contenido del tubo de ensayo A y el tubo
de ensayo C3 ¿Cómo puedes saber que se
llevó a cabo una reacción química?
f /.
Regresa a la báscula y mide nuevamente la
masa de tu equipo. Registra la masa en la
Tabla 1 (debajo de "Después de mezclar el
contenido del Tirbo A y el Tübo B") en la
Hoja delAlumno. Calcula cualquier
cambio en la masa y escribe tus respuestas
en el lugar apropiado de la tabla.
Contesta
26 EvALUACTóN ¡E FrN
l,as
or Móturo
siguientes preguntas en el
paso 4 de la Hoja
delAlumno: ¿Hubo
algún cambio en la masa del equipo
cuando preparaste la solución? ¿Hubo
algún cambio en la masa después de haber
mezclado las dos soluciones? Explica los
resultados.
t$,
Desecha ei contenido de tus tubos de
ensayo y enjuágalos con agua de la llave.
lQ.
Regresa a
tu lugar y revisa tus respuestas.
STCylvfS'n'
Pnoplronoes oo r-t M¡rnnle 235
National Science Resources Center
Smithsonian Institution
Arts and Industries Building, Room
l20l
900 ]efferson Dr., SW
Washington, DC 20560-0403
www. nationalscienceresourcescenter.org
THE NSRC
IS
AN ORGANIZATION
OF:
THE NATIONAL ACADEMIES
Smithsonian
Institution
Gan0[na B¡0logical sumlu oommnu
2700 York Road, Burlington,
1.800.334.5551
North Carolina 27215
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