i,+:.-

.j
,- r, i---r
i,+:.-
^':;':
r.."u"4 i¡oq..ij:Ì
II
'ir',i
Mezclas y
Soluciones
PARTE
Lección 1O
Eje
lniciando la Actividad
Lineamientos para la Actividad
Lección 11
¿Mezcla o Sustancia
86
Eje
89
Pura?
98
Ejercicio 11.1 Determinando Cuando las Sustancias
son Puras o son
Lección 12
Lección 13
Mezclas
Agua?
Sustancias
¿Qué Sucede Cuando se Mezclan Sustancias con
Ejercicio 12.1 Agregando Agua a las
¿Cuánto Soluto se Disuelve en un
Disolvente?
Ejercicio 13.1 Saturando una Solución
Ejercicio 13.2 Midiendo la Solubilidad
Lección 14
Masa, Volumen, y
Disolvencia
Lección
15
Lección
16
--*ð:
Masa
Separando una Sustancia Soluble y una
lnsoluble
Solventes
Manchas
Ejercicio 16.1 Quitando
Lección
Lección
Lección
17
18
19
Separando
Solutos
Ejercicio 17.1 Análisis de Tintas
Ejercicio 17.2 ComparandoTintas
Ejercicio 17.3 Identificación de Tintas
Cambios en las
108
tL2
114
174
119
120
Ejercicio 15.1 Filtrando una Solución
Ejercicio 15.2 Limpíeza de una Roca de Sal
lnvestigaciones sobre
106
116
Ejercicio 14.1 MezclandoAguayAlcohol
Ejercicio 14.2 Disolución de un Sólido & Medición
de
100
Mezclas
Ejercicio 18.1 Sal y Hielo
Ejercicio 18.2 Sal y Agua Hirviendo
Ejercicio 18.3 Analizando Soluciones Sólidas
122
124
126
13O
132
LAO
142
143
144
150
152
I53
155
Progreso
L62
Ejercicio 19.1 Describiendo los Componentes de
una Mezcla
163
Evaluando Nuestro
LEcc,óNl
0
Iniciando la Aaividad Ej.
{
((
(
lnrnoouccró¡l
(
En esta lección iniciaras la Actividad Eje, sobre
la cual trabajarás en las próximas semanas. ¿Qué
es una Actividad Eje? Es un proyecto que te da la
oportunidad de aplicar al mundo lo que
aprendiste en el. En esta Actividad Eje, tú y un
compañero(a) seleccionarán un objeto simple
manufacturado. Investi garánla química, la
tecnología, y la historia del objeto, haciendo una
investigación en la biblioteca y en el Internet. De
este modo, le darás forma a la investigación que
has obtenido para crear una exhibición.
También darás una presentación oral de uno de
los materiales que forman el objeto que hayas
escogido. El trabajo que hagas para esta
Actividad Eje será una parte importante en tu
calificación para este módulo.
(
(
(
(.
(
I
¿Qué materiales se e/þen para fabricar esfos zapafos
depoftivos? ¿Cómo son elegidos?
oBJEftvos DE EsrA Lecclón
Selecclonar un obleto slmple
manufacturado para esta Investlgaclón.
Investigar en la blblloteca y el lnternet,
sobre la mayoría de los materiales que
forman el obleto que has escogido.
Grear una exhlblclón basada en tu
Investlgación.
fr
t
(r
t_
(_
Hacer una presentaclón oral acerca de
uno de los materlales que forman el
obleto que has escogldo.
86 STC/lvfS"" Pnoplro¡¡es ¡¡ l¡ M¡trnl¡
(
Para Empezar
l.
Contribuye a la charla en clase sobre la
lectura de la Lección g, "Materiales para
un Vuelo a Pedales", y las preguntas que 1o
acompañan.
f.Lee"El
Material Adecuado", de la pâgina
BB.
Tu maestro(a) probablemente lleve una
a la cláse. Es un ejemplo de un
objeto manufacturado. Comenten la
selección de materiales que conforman la
bicicleta. Después de la discusión en la
clase, trabaja con el resto de tu grupo para
completar la Tabla I de la Hoja del
Alumno 10a. Anota la función, el tipo de
material, y las propiedades del material
'bi.i.l.tu
MATERIAL PARA
l-A LECCTóN 10
Para
ti
1- copia de la Hoja
del
"¿De
Alumno 1-0a:
Qué
Están Hechas las
Bicicletas y Porqué?"
1- copia de la Hoja del
Alumno l-Ob: " ltinerario
de la Actividad Eje"
Cinta adhesiva
Tijeras
Cartoncillo
para cada parte de la bicicleta.
Presentación de
la Actividad Eie
PROCEDIMIENTO
l-'
Después que tu maestro(a) te de la Hoja
del alumno l0b: "Itinerario de laActividad
Eje",pêgala en la portada de tu libreta de
ciencias. La consultarás a menudo al
trabajar en la Actividad Eje. Síguela con
cuidado, o puedes perder puntos.
t
-a
Pon atención a tu maestro (a) cuando
repase los Lineamientos de la Actividad
Eje.
STC¡l,lSt"t Pnopren.loes oo
l.r M¡rcnr¡ 87
LEccIóN
10 INICIANDO LA ACTIVIDAD EJE
EL MATERIAL ADECUADO
La materia se usa para hacer cosas. Eltérmino "tecnología" se refiere a Ia manera en que la
gente altera y moldea la materia para que pueda ser usada para hacer cosas. Por ejemplo, et oro
se puede encontrar como pepitas de metal. Pero a través de la tecnología (por ejemplo el
método de "la cera") Puede ser diseñado para hacer joyas. A tlavés de diferentes tecnologías,
puede ser usado para revestir componentes electrónicos adentro de una computadora.
Parte de la manufactura de cualquier objeto útil, es el escoger el material correcto para ello.
Los materiales pueden ser
de cualquier tipo de
materia, desde el metal
en el cuadro de una
bicicleta hasta el aire
comprimido en Ia llanta
de la misma. Algunos
materiales se usan
directamente de la
naturaleza (por ejemplo,
madera y piedra): Éstos se
llaman materia prima.
Otros materiales se hacen
de materia prima que son
refinados y procesados en
alguna manera. Por
ejemplo, un componente
de materia prima para
¿Qué propiedades hacen que el aluminio y el plástico transparente sean /os
hacer vidrio es la arena.
materiales ideales para la manufactura de esfe disco?
Piensa en objetos
cotidianos
manufacturados. Algunos son muy complejos. Por ejemplo, un coche contiene miles de
diferentes partes y está hecho de cientos de diferentes tipos de materia. Cada material que se
usa para construir el carron se escoge en base al trabajo que va a ¡ealizar. El trabajo es su
función. ¿Cómo se toma esta decisión? Se basa en diferentes factores, incluyendo el coston
disponibilidad, y más que nadan las propiedades del material.
Los científicos y los ingenieros están en busca de materiales fácilmente disponibles, mejores,
más económicos para reemplazat a los materiales tradicionales que se usan en los objetos.
Tratan de encontrar o diseñar materiales que tengan las propiedades apropiadas. Por ejemplo, la
mayoría de los zapatos eran hechos por piezas enteras de piel que eran ctavadas o cosidas. Hoy
en día, muchos zapatos son hechos de una variedad de materiales, cada uno diseñado o
apropiado para cumplir la función de cada parte del zapalo. Las suelas pueden consistir de una
combinación de plásticos o hules durables y que absorben el impacto. La parte de arriba es
generalmente a prueba de agua, de telas sintéticas respirables o plásticos resistentes a las
manchas con suaves forros que acojinan el pie y lo protegen del calor.
Durante Ia Actividad Eje, aprenderás más acerca de los materiales que componen un objeto.
Estudiarás la relación entre objeto, función, la selección de materiales para hacer el objeto y las
propiedades y origen de los materiales.
aA
STC/I,IS"' Pnorr¿o,rnrs on l,q
M¡trnr¡
l¡ccrón ro
Cinta de audio
Ropa
Diskette
Mueble
Patines de línea
Cuchillo
Lineamientos para
la Actividad Eie
PROCEDIMIENTO
Parte 1: La Elección del Objeto
Lente de aumento
Cuaderno
| _ Para hacer tu trabajo mas fácil, tú y tu
-- compañero(a) deberán escoger un objeto
Sacapuntas
Zapatos deportivos
Dispensador de cinta
-t
manufacturado relativamente simple.
Comenta con tu compañero(a) qué objeto
van a investigar. No es necesario que
tomen una decisión final de inmediato.
Encontrarás algunos ejemplos en la lista
titulada: "Objetos para Actividad Eje'l
Puedes escoger uno de éstos o pensar en
otro que uses a diario. Pero recuerda, que
sea un objeto simple. Un objeto hecho de
dos o tres materiales será más fácii de
investigar y presentar que uno hecho de
muchos materiales.
Herramientas
Juguete
f
æry
LiÐ*ot
'ñwr'ta
--,-:ä
. Durante
EIE
CD/DVD
Olla de cocina
Balón de filtbol
Felota de golf
Palanca de control
Foco (bombilla)
Cerillos (fósforos)
Lâpiz
Tijeras
Lata de refresco
Termómetro
Cepillo dental
Videocinta
la próxima semana, reúnete con
tu compañero(a) y escribe un párrafo
corto, identificando el objeto que hayan
escogido. Justifica tu elección (la Imagen
10.1 muestra algunos ejemplos).
Entrégalo en la fecha que se indica en el
itinerario. Tu maestra(o) debe aprobar el
objeto. Si muchos equipos escogen el
mismo objeto, se les puede pedir que
escojan otro.
Objetos para la Actividad Eje
Lata de aerosol
Bolígrafo
Batería
Botella
;*
Ilucr¡Npo r¡. Acrrvrpnt
¡Îrt
.*ï#;fåiîîii;'
^
*'"mmffrffi*rru
'i,ïiitffiïi;î$îs*oÈs
tg
o*qot'
lmagen '10.1 Ejemplos de identificación de un objeto y justificando la razón para su elección.
STC¡ì,IS." Pnopruo¡oes ¡e Ll M¡.rs¡.1.{ A9
LEccIóN
10 INICIANDO LA ACTIVIDAD EJE
t
-'
Parte 2: lniciando La lnvestigación
I
-'
presentación oral. Ve la parte 4: Dando la
presentación oral (en la pâgina95) para
que sepas qué debes investigar para tu
presentación.
Empieza iuntando la información acerca
d. tu objeto. Tu información
La Sección "Origen de Uno de los
Materiales" es siinilur a (pero no detallada
de la misma manera) el tema de tu
dividirá
juntar
Al
la información,
se
en 5 secciones.
escribe tus notas bajo estos títulos:
?
-'
¡ Función (explica qué hace el objeto y
cuál es su uso).
. Materiales Importantes (describe los
materiales más importantes de que está
hecho el objeto).
o Por qué fueron Esco$idos estos
Materiales (señala qué propiedades de
Usa tus notas parala realización de una
sesión de lluviä de ideas, escribe un
borrador de tu investigación. El borrador
debe ser de un formato similar al que se
muestra en la Imagen 70.2
los materiales los hacen buenas opciones
para usarlos en este objeto).
. Ori$en de uno de los Materiales
(selecciona uno de los
materiales más
importantes dei objeto, e
investiga su materia
prima, dónde se
encuentra, y los procesos
a que son sometidos para
hacerlos servibles en el
objeto).
Aw?,olos de
Averi4unvøs4'a
BewlawiwFráwÐuw
fuwvówt
e'owegirTrobLewas de
oHistoria del Objeto
(responde estas preguntas:
¿Fue inventado? Y si es así,
¿por quién? ¿Cuándo y
dónde apareció la primera
vez? ¿Cómo difieren sus
diseños originales y
selección de los mismos de
los materiales usados hoy?
lþstow:
lwanita UJaw
Laústa
(v¿r,rttgL d¿
æroa o de?los)
læw{uLizit.\estaws
VatanÅo de
avert$u.aY Ywas.
tfi¿ohos d¿
71,ás,'íwo,
g
ntctaL
ortstaL'
vw*aL- ¿s ræíßu;nÈc
y
s¿v¿btlw.
estar,los wvæú4avtào
de dov,Åcprot/uwcL
ovtstaL.
orktaL -¡wdæv¿r atr:avts
de éL gTurdc w¿lÅuvs¿
ewfornø de,l¿n*¿s.
¡Lâs(wo -
¿s
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îrotcø¿tt^ navíz
t¿
d¿
averi4uawsqßßtá
h¿oho d¿ arcl^Ã
¿wbusoa
t¿ßtaw,þs
d¿wns
,*þw,au6w
ras¡adurøs.
lmagen 10.2 Ejemplo de un borrador de una investigación de Actividad Eje
90
STC/I,IS" Propl¿o¡ors ¡n ln IVI¡r¿nr¡
tEccróN
-'E
En otra hoja cle papel, escribe una
bibliograffa. La bibliograffa puede incluir
libros, periódicos, revistas, y programas de
TV. Debes tener por lo menos una
referencia de Internet y una de un
CD-ROM o DVD (ver Imagen 10.3).
Jwnwuta
ro lNrcr¡Noo re
Acrrvrl,tt
E¡n
Entrega tu borrador y bibliografía antes o
.r, la iecha señalada én tu itiñerario. Tu
maestro(a) usará esta información para
asegurarse de que tu investigación esté
marchando bien.
hasta
V )oÑ
-t
h¿r^À
nc4w¿
av'vr¿rnr,os
¿wo,wt'ßdo
Uas ve\øvøweivas
ësYassow
TTi^ :i;;å',Í-Jî:Ë#
t#:;;ãi.i,,taol
iiiit^"*¿Eda)
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.w. e*øvtvywoss]oow
Çr*øwvyv\,¿ss*D0ks'
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-''i.#iÏ,rru-'i:lä:iii'*1Tï:"
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a ¡av
¡ _ . , ,vd¿
a't eívØ*6v
øL
dówd¿ 1
1Lás{uoo'
lmagen 10.3 Ejemplo de una bibliografía
STC ,Isttt PnopreoR¡ns oe
le M¡.rrnre
9t_
LEccIóN
10 INICIANDO LA ACTIVIDAD EIE
Parte 3: El Cubo
t.
10.1 explica lo que se requiere
para cada sección de tu exhibición. Lee
con cuidado, te dice cómo puedes obtener
altas calificaciones para tu exhibición.
Presta atención a los puntos que se
otorgan parc la biblio grafía, y par a la
presentación, incluyendo el uso de arte
2.LuTäbla
Continúa tu investigación, al menos, una
semana antes de la fecha límite parcla
exhibición completa. Reúne toda la
información.
imaginativo y decoración para tu
exhibición. Recuerda que se reducirán
puntos por los trabajos entregados con
retraso.
Tabla
1O.1 Puntajes para la Calificación del Gubo
Sección
Lo que debes
Función
Una descripción precisa de lo que hace tu objeto y para qué se usa
Materiales
prlnclpales
Una descripción precisa de los materiales más importantes de que está
hecho tu objeto
5
Razón de esos
Las razones precisas y completas (o buenas sugerencias) de por qué los
materiales principales fueron escogidos (incluyendo las propiedades que
los hacen adecuados para su uso en el objeto)
l0
Descripciones breves (un enunciado o dos) de lo siguiente:
¡ Uno de los materiales en el objeto
¡ La materia prima de la cual está hecho el material
¡ La fuente o fuentes geográficas de la materia prima
¡ Los procesos a que la materia prima se sometió para hacerla usable en
10
materiales
Origen de los
materiales
incluír
Total de Puntos
(porcentage)
5
tu objeto
Historia del
objeto
o La persona que inventó el objeto (puede o no puede haber sido
inventado por una sola persona)
o Dónde y cuándo apareció por primera vez
¡ En que se diferencian los diseños y selección de materiales
originales
5
a
los usados hoy
92
Bibliografía
Por lo menos cinco referencias (una debe ser de Internet, otra de un CD
ROM o DVD)
Presentación
del cubo
a
Ortografía correcta
a
Fotografías claras y diagramas claros
a Diseño imaginativo y decoración
STC/trfS"n PnoprBoAons
or ln Mnronr¡
5
10
leccróu
'
Escribe cada sección de tu exhibición (usa
los títulos listados en la Parte 2, Paso I de
los Lineamientos de laActividad Eje). Si
puedes, usa un procesador de texto para
escribir el texto final. Tienes muy poco
espacio para cada una de las secciones.
Escoge el contenido, incluyendo fotos y
diagramas muy cuidadosamente.
Ã,
"
ro INrcr¡¡¡¡o
r¡ Acrrvr¡¡o Elr
Prepara tu exhibición. Si estás haciendo
un iubo, sigue las instrucciones del Paso
5
y6.
'
}laz eI cubo de cartoncillo. Las
dimensiones del cubo deben ser de 15 x 15
x 15 cm. Las Imágenes 10.4 y 10.5 te
muestran cómo armar el cubo.
lmagen 10.4 Corta un bosquejo como éste en
una pieza de cartoncillo.
lmagen 10.5 Dobla el cañoncillo para formar el cubo.
STC/l,ISt"t Pnopreoe¡es
nr
L,c
ùlnrnnrn 93
LEccIóN
$.
10 INICIANDO LA ACTIVIDAD EIE
Usa un lado del cubo para cada sección
que hayas escrito (esto usará cinco lados).
Asegúrate de que al menos cuatro lados
del cubo se lean hacia arriba del mismo
lado (ve la Imagen 10.6). Pon una foto (o
si es posible el objeto) en el sexto lado. Es
importante que sus nombres y la
bibliografia aparezcan en algún lado de la
exhibición. Las Imágenes 10.7 y 10.8
muestran cubos completos.
tu cubo
es muy pequeño para que
quepa toda tu información, incluye la
información adicional en tu presentación
oral.
/.
Si
'
Entrega tu exhibición durante o antes de
la fecha límite.
m
lmagen 10.6 Por lo menos cuatro lados del
cubo se deben de leer de la misma manera
hacia arriba.
.:,*!Tîd
lmagen 10.7 Los alumnos que construyeron
esfos cubos se diviriieron investigando y
lmagen 10.8 Una vez completos /os cubos, tu clase harët
una exhibición acerca de los materiales y cómo usarlos.
Aunque cada cubo sigue un mismo formato, fus foques
94
STC/ì,IS'"' Pnopr¡¡¡nns
¡r
¡.A
M¡r¿nr¡
l¡ccrón
. Tfabaja con tu compañero(a) para
preparar una presentación oral breve.
Debe enfocarse en el origen de uno de los
materiales que conforman tu objeto.
Deberás brindar información detalløda de
los siguientes temas:
. Uno de los materiales
ra,
Acrrvruao
E¡E
2.Tú y tu compañero(a) deberán
PaÉe 4: Presentación Oral
f
to INrcr¡Noo
involucrarse en Ia presentación. Durante
tu presentación, usa ulgor material visual
como pósteres, mapas, y transparencias. Si
puedes, usa páginas de la Web y un video
corto.
'
de que está hecho
Lee detenidamente la Tabla 10.2. Tþ dice
cómo se evaluará tu presentación. Usa la
Tabla para planear tu presentación.
tu objeto
. Las propiedades
. Las propiedades
{.
Con tu compañero(a) ensaya la
presentación. Tomen tiempos para que la
presentación dure entre 3 y 5 minutos.
.
$.
Asegúrate que tienes todos tus materiales
listos antes de dar tu presentación. Puedes
referirte a tus notas durante tu
presentación, pero deberás evitar leerlas.
del material
del material que
hicieron que fuera una buena opción
para usarse en el objeto
Una de las materias primas de las cuales
está hecho el material
. La fuente
geogrâfrca u orígenes de la
materia prima
. Cómo se extraía la materia primayló
cómo se procesa antes de que se use en
tu objeto
Tabla
1O.2
Puntuación para la Presentación Oral
Componente
Lo que debes incluír
Contenido
Descripciones detalladas de 1o siguiente:
¡ Uno de los materiales de que está hecho tu objeto
. Las propiedades del material
r Las propiedades del material que lo hace una buena opción para
.
¡
¡
Total de Puntos
(porcentage)
10
usarse en tu objeto
Una de las materias primas de la cual está hecho el material
La fuente o fuentes geográficas de la materia prima
Cómo se extrae y /o se procesa la materia prima antes de que se use en
tu objeto
Presentación
y uso de
ayudas
audiovisuales
Organización
¡ Hablar alto y claro
r Materiales visuales apropiados
.
a
a
10
para tu presentación
Las arrdas visuales deben ser lo suficientemente grandes para que se
alcancen a leer desde la parte de atrás del salón
Una abreve presentación, sección principal, y una conclusión o breve
resumen
Participación igual entre tú y tu compañero(a)
¿Guanto Vale Gada Parte de tu Actividad Eje?
Tþrminar cada elemento en tu Itinerario de
Actividad Eje para su fecha límite vale 15 por
ciento de tu calificación total de la Actividad Eje;
el cubo vale 55 por ciento; y la presentación oral
vale 30 por ciento.
10
¿Cuándo Harás Todo Este Trabajo?
Se te asignarán varias tareas y un período breve
de tiempo, dentro de tu clase, para que hagas
este trabajo. Al final del módulo, se usarán 2 ó 3
clases para las presentaciones de la Actividad
Ancla.
STC,lsttn Pnoprro¡oes oo L¡ MnrenrA 95
TECCIóN
10 INICIANDO LA ACTIVIDAD EJE
10siltGnHilrltils
IIT U]IA BIGIG1TIA
En comparación con
los carros, las
bicicletas se ven muy
simples. Sin embargo,
esta apariencia es
engañosa. Incluso una
Bicicletas como ésta, están hechas parcialmente de
compuestos de carbón, son más ligeras que las bicicletas
metálicas, y pueden ser drseñadas para que sean más
aerodinámicas que las que están hechas de metal.
96 STCI¡VIS" Pnoplr¡¡oos nr lA Mnrc¡tn
bicicleta barata puede
ser hecha de más de
cien materiales
diferentes. Éstos
incluyen varios tipos
de acero, otros metales
tales como cromo, y
aluminio, varios tipos
de hule, algunos
aceites, y diferentes
tipos de plástico.
Dan Connors es un
ingeniero en la
Corporación
Cannondale, una
compañía de
Connecticut dedicada
a hacer bicicletas. Dice
que para escoger los
materiales paracada
parte de la bicicleta,
siempre se reduce a un
trueque entre fuerza,
peso, y precio.
"Quieres que todas las
partes sean fuertes,
pero no pueden pesar
mucho. Nadie quiere
pedalear con un
montón de peso
extra," dice. Pero el
precio es importante
también. "Puedes
diseñar la mejor
maravilla del mundo,
pero si eso significa
invertir en una
refacción de mil
dólares en una bici
que quieres vender
por quinientos
dólares, pues no
puedes llegar a ese
extremo", dice
Connors.
La parte individual
más grande de una
bicicleta es el cuadro.
Los primeros cuadros
de bicicleta eran
hechos de madera.
Ho¡ la mayoría de
cuadros están hechos
de acero. El acero tiene
buen equilibrio entre
fiterza y peso. Es fácil
trabajarlo. No cuesta
mucho. Para cuadros
más caros, los
diseñadores escogen
aluminio. El aluminio
o aleaciones de
aluminio pueden tener
la misma fiterza que el
acero, pero pesa
menos. El aluminio es
barato, pero soldar las
partes de aluminio es
más complicado, así
que los cuadros de
aluminio cuestan más.
Algunas bicicletas de
alto costo tienen
cuadros hechos de
compuestos de
carbón. Estos nuevos
materiales se hacen al
armar fibras de carbón
fuertes en una matriz
de plástico sólido. Los
cuadros hechos de
compuestos de
carbón, pueden ser tan
fuertes como el acero
pero sólo pesan la
tercera parte, dice
Connors.
Fuerza, peso, y costo
son importantes para
otras refacciones de la
bicicleta también. Por
ejemplo las
velocidades. La
velocidad grande del
frente que se mueve
LEccIóN 10 INICI¿,NDO LA
con el pedal no
ACTIVIDAD EJE
Las bicicletas modernas están
compuesfas de varios materiales
necesita ser tan
fuerte como las
velocidades de la
llanta trasera.
Los diseñadores
ahorran un poco de
peso usando una
aleación de aluminio
paralavelocidad del
frente, dice Connors;
pero este truco no
funciona en la parte
trasera. "Puedes
ahorrar un poco de Asiento: Cromo
peso si pones
molibdeno y
Manubrio:
Elastómero de
Vinil
Frenos: Hule
(a veces con asbestos)
Rin: Aluminio
acero. Vinil
aleaciones de
con Elastómero.
aluminio en las
velocidades de atrás,
pero las velocidades
se desgastarán en un
par de meses", dice
é1. Las velocidades
traseras están hechas
de un acero más
durable.
Las llantas están
hechas de hule. El
hule es flexible y
puede contener aire,
Llantas: Hule con
refuerzos de fìbras
Cambios
traseros:
Ruedas reforzadas
El Draisienne, inventado en I 818, fue la primera
máquina de dos ruedas hecha para el transporte
personal. No tenía pedales y estaba hecha de
hieno y madera, los materiales méts prácticos
disponibles en ese entonces.
pero en sí mismo, no
es muy fuerte. Para
compensar la
carencia defuena
del hule,los
fabricantes de llantas
de bicicleta,mezclan
fibras largas, hechas
de nylon, por dentro
del hule. Las fibras
ayudan a la llanta a
mantener su forma y
resistir pinchaduras.
Los baleros dentro
de los ejes de las
ruedas están hechos
de acero endurecido.
Pueden estar sellados
con lubricantes que
tienen aditivos
especiales para
soportar el calor.
Podrías pensar que
sería muy diffcil
mejorar algo que ha
existido por más de
cien años, como la
bicicleta.
Afortunadamente,
constantemente se
descubren o
inventan materiales
nuevos. Esto les da a
los ingenieros nuevas
opciones para
diseñar bicicletas. n
STC,IS"nt Pnopr¿¡¡nns ¡¡ r¡ M¡.renr¡
LEcc.Nl
1
¿Me zda
o Sustan cia Pura?
¡t¡tROoUCcló¡l
En lecciones anteriores, descubriste cómo las
características de las sustancias, tales como
densidad, y el comportamiento de las sustancias
cuando se calientan, pueden ayudar a identificar
sustancias. Sin embargo, hay un problema. Estas
propiedades son útiles para identificar las
sustancias puras. Muchos de los materiales con
los que nos encontramos en la vida cotidiana
son mucho más que sustancias puras. Por
ejemplo, mira tu propio cuerpo. Estás hecho de
materia que consiste de muchas sustancias
completas; éstas funcionan juntas para producir
las reacciones químicas que ocurren en los
organismos vivos (ver Imagen 11.1).
La leche parece una sustancia simple. ¿Es pura o es una
mezcla?
OBJETIVOS DE ESTA LECCION
Comentar el significado del término
"sustancla pula".
Gomentar cómo se puede distingulr
entre sustanclas puras y mezclas.
Usa tus proplas técnicas para descubrlr
diversos ejemplos de materia que sean
sustanclas puÌas o mezclas,
9a
STC.nvIStt Pnopr¿on¡¿s oB
l¡ Merrnl¡
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 11
Para
ti
1- copia de la Hoja del
Alumno 11.1:
"ldentificación de
1-
Sustancias Puras y
Mezclas"
par de gafas de
seguridad
.-,'¡' . l'j.
ìaJ. þ=
Para tu grupo
8
i.."çi..1'-t.*
lmagen
1.1
Esta célula nel¡osa, como cada célula en tu cuerpo, contiene m¡les
de diferentes susfanc,as. Cada una real¡za una función distinta dentro de la célula.
muestras (rotuladas de
laAalaH)
4
2
2
4
lupas
palas de laboratorio
pipetas gotero
bases o tapas de
placas de petri
hojas de papel blanco
La identificación de las sustancias individuales
de 1o que están hechas las cosas es muy difícil.
4
Para separar las sustancias en una célula viva, un
bioquímico necesitaría moler muestras de
tejido; y luego exponer la muestra, a unas
técnicas de separaciónpara obtener muestras
puras de cada sustancia.
4 hojas de papel negro
1 imán
4 tubos de ensayo
Descubrir si algo es puro es un trabajo dificil.
En esta lección, tratarás de definir el término
"sustancia pura". Inventarás tus propias técnicas
para determinar si ocho diferentes mezclas son
sustancias puras o mezclas. Luego comentarás
las dificultades que encontraste al clasificar las
muestras.
(tamaño media carta)
1-
Una base para tubos
1
de ensayo
Un cepillo para tubos
de ensayo
Acceso al agua
STC/l,IStot Pnoprno.qons
¡r
L.c
fuln'rBnl¡ 99
rEccróN
aL
¿};{EZCLA
o SusrÁ.NCrA Pun¡?
Para Empezar
t.
--
Antes de empezar a investigar si las
sustancias son puras o son mezclas, sería
útil pensar en cómo hemos usado estos
términos. Responde las siguientes
preguntas en tu Hoja del Alumno: ¿Cuál es
tu definición de una sustancia pura? Da
dos ejemplos de sustancias puras. Para
cada una, explica por qué piensas que es
pura. Si te dieran una muestra
desconocida de materia, ¿cómo
distinguirías si
es
pura o
Usa tus respuestas para
' discusión en la clase.
Eiercicio 11.1
Determinando Guándo las
Sustancias son Puras
o son Mezclas
PROCEDIMIENTO
que un miembro de tu grupo recoja
t.lu1
la charola de materiales.
Revisa sus
contenidos para que coincidan con la lista
de materiales.
es mezcla?
contribuir
a una
f.Saca
3.
'
[_
-'
POR TU
STGURIDAD
de la bandeja.
propósito de este ejercicio es responder
Fl
la pregunta. "¿Cuáles de estas sustancias
son puras y cuáles son mezclas"? Tienes
20 minutos para responder esta pregunta
y registrar tus respuestas. Necesitarás
dividir el trabajo entre los miembros de tu
grupo.
Puedes usar todos los aparatos en la
bandeja, mas agua, pará ayudar en tu
investigación. Crea tus propias técnicas
para determinar si cada muestra es una
sustancia pura o es una mezcla.
Para cada muestra, registra tus hallazgos
.r, a Tabla I de la uo;ã del Alumno.
'
que hayan obtenido
completar la Tabla l.
Comenta los resultados con otros
compañeros del grupo.
tiempo
No pruebes
Responde
/--
las siguientes preguntas en tu
Hoja del Alumno: ¿Cómo se pueden usar
las propiedades de las sustancias puras
para descubrir si una sustancia es una
mezcla? ¿Todas las muestras estaban bien
mezcladas? ¿Cómo afectó tu investigación
el hecho de mezclar sustancias?
ninguna de las
sustancias
STC^1,IS"" Pnoprrn¡ons os
H
Usa datos adicionales
$.
- - otros miembros para
Usa tus lentes
protectores todo el
1OO
las muestras A a la
L¡ M¡rnnln
recctón
$.
Coloca los residuos de las,mezclas G y H
en el contenedor apropiado. Lava todos
los tubos de ensayo y devuelve
materiales a la bandeja.Asegúrate
lavarte las manos cuando
los
de
termines.
'
¿};{nzcrt o Susr¡.Ncr¡ Pun¡?
REFLEXION SOBRE LO QUE HICISTE
de la charla, tu maestro(a)
f . Después
regresará al concepto de,,sustancia pura".
discusión
y
t
mientras -'
pregunta
sustancia
Tu maestro(a) te zuiará en una
de clase acercade los procedimientos
resultados. Escucha con atención
tus compañeros responden la
sobre si una muestra es una
pura o es una mezcla. Explica los
resultados y propone respuestas
alternativas al problema.
tt
Revisa la definicióì que diste al
de esta lección'
principio
Revisa tu definición original de,.sustancia
prlta".¿Es diferente de lique acordaron en
ia clase? Escribe la nueva ãefinición en la
Hoja del Alumno.
STC,IS'" Pnoprro¡n¡s ne l¡. M¡rrnle l-OL
LEccróN
tt
¿MEzeLA o
Susrexcr¡ Pun¡?
Un Gran Trabajo de Equipo
¿No sería maravilloso tener un equipo de béisbol añadías agua. El barro conservaba fuera los
compuesto de los mejores lanzadores del
vientos, y no se podría, pero se desmoronaba y
mundo? Pues, no. No sería un equipo feliz. No
se agrietaba. Los pueblos ancestrales también
importa cuantos
usaban paja, pasto o
z
lanzamientos
varas)
que eran tejidas
'ii:::;..,*;:-:+jå+i*,X---iry-*l
.,
':'::1:";::':'l
pudieran lanzar
en tapetes durables
ô
'i'r
'i
estos súper
ã
para hacer paredes.
a
estrellas. Un
Pero las paredes
equipo sin
tejidas tenían goteras.
jugadores capaces
La solución fue
de atrapar, lanzar
combinar las dos. En
,.
, ',
y robar bases haría
difícil la victoria.
:':
muchas partes del
munclo, la gente se
notó que podía tejer
Es más probable
que un equipo con
un buen equilibrio
de talentos que
llegue a la Serie
Munclial.
La combinación
cle habiliclades es
importante para
que los materiales
sean fuertes. Con
frecuencia, una
sustancia pura en
sí, no tiene todas
las propiedades
necesarias para un
material en
unaarmazón
(apoyada en madera
para construcción) de
paja, pasto y varas, y la
cubrían con barro. El
resultado no era muy
atractivo, pero
mantenía fuera el frío
y no se clesbarataba
cadavez que los niños
se
ponían traviesos.
específico. Puedes
La gente ha
inventado nuevos
materiales
compuestos desde
entonces. Usualmente,
un compuesto tiene
hacer muchos
materiales útiles
dos propiedacles
opuestas. Los dos
combinando dos o
materiales juntos
como compuesto
pueden hacer lo que
más sustancias
que tengan
diferentes
propiedades. El resultaclo es una mezcla llamada
compuesto. Un buen compuesto aprovecha las
mejores propiedades de cada ingrediente.
La gente ha fabricado compuestos desde el
principio cle la civilización. Para los pueblos
ancestrales el barro, e incluso las heces animales
eran útiles para construir chozas. Estas chozas
eran fáciles de construir: Buscabas tierra y
LO2 STC ,ls"tt Pnopron¡ors or
r.rr
IVI¡renl¡
cada ingrediente solo
no puede. Tal como las chozas cle antaño,los
compuestos modernos están hechos de fibras
embebidas en un sólido que aglutina las fibras.
Las fìbras son fuertes pero flexibles. El material
sóliclo no es flexible pero fácilmente se desbarata
o agrieta. La combinación de estos dos opuestos
lo hacen muy resistente.
rEccróN 11 ¿MEZCLA o
Susr¡Ncra Puna?
o
a
o
o
I
¿Por qué la fibra de vidrio y los compuestos de fibra de carbón hacen buenos materiales para fabricar cañas de pescar?
El material sólido provee rigidez. Las fibras
evitan que se quiebre (debido a que un golpe
tendría que romper también muchas fibras
fuertes que pasan por el sólido).
La fibra de vidrio es un ejemplo de un
compuesto moderno. Para hacer fibra de vidrio,
el vidrio se derrite y se extiende en hilos largos.
Los hilos de vidrio se tejen en una tela. La tela se
intercala con una sustancia plástica, y toclo se
moldea junto. Cuando la sustancia se endurece,
el objeto tiene la forma del molde, es ligero y
barato. La fibra de vidrio fue desarrollada
originalmente para cubrir platos de radar en los
bombarcleros de la Segunda Guerra Mundial.
Ahora se usa para todo, desde botes hasta cañas
de pescar y mesas de campo.
. - t..-' _.-;. . ,:-, -.: 2
.
. :,.1-
Los Angetes Azules de la marina vuelan aviones F/A-18
hechos con alas de materiales compuestos.
STC/LIS'"' Pnopreoeors oo r,.t NInrenr,r 1O3
rEccróN
tt
¿}I4,EZCLA
o SusrANCrA Puna?
Para la construcciÓn del bombardero Stealth, los diseñadores usaron muchos materiales compuesfos en lugar de metat. Et
uso de esfos materiales ayuda a que el avión se torne invisible para la mayoría de los radares.
Más recientemente, los ingenieros han
desarrollado nuevos materiales compuestos.
Uno de estos compuestos, contiene fibras de
carbón que son más rígidas y mucho más
resistentes al calor que el vidrio. Cierta cantidad
de compuesto de carbón es más resistente que
una cantidad equivalente de acero. Esta fuerza
de peso ligero, hace que los compuestos del
carbón sean ideales para usarse en muchos tipos
de objetos, que normalmente estarían hechos de
metal. Las alas de un jet de combate y las hélices
de un helicóptero son dos claros ejemplos.
Los compuestos son usados ampliamente en
equipo deportivo y para r eemplazar muchos
materiales naturales. Por ejemplo, las raquetas
LO
STC'\,IS.'
Pnopln¡.tors oe L¡
M.A.teRr¡
de tenis, que eran originalmente fabricadas con
madera, ahora tienen marcos hechos de vidrio,
carbón o fibras de boro entrelazadas en un
nylon de apariencia plástica. El centro de la
raqueta está hecho de espuma plástica. El
resultado es una raqueta úgiday de peso ligero,
que es fácil de controlar y que regresa la pelota
con más fuerza.
Aunque los compuestos de carbón son uno de
los mayores avances en materiales compuestos,
comparten algo con las antiguas chozas de lodo.
Ambas combinan las mejores partes de
diferentes materiales, y juntas hacen algo mejor
que lo que cada una de ellas harían por sí
mismas. n
LEccróN
LL
¿Ìl;{Ê.zcL+
o Susraxcr¡ Pun¡?
Hace 50 años, se usabanr aquetas de madera sólida para
jugar al tenis.
PREGUNTAS
1. ¿Qué objeto hecho de materiales compuestos
puedes encontrar en casa?
2. ¿Cuál es la función del objeto?
3. ¿Porqué se utilizó ese material compuesto
p ar a r ealizar dicha funci ón ?
Las raquetas modernas como ésta, hechas de varios tipos
de compuestos, son mucho más reslstenf es y ligeras que
las raquetas de madera.
STC/ì,lStnt Pnoplrn,toos oc
l.r M¡.ronle
1-Os
LEcc,óNl
2
åQué Sucede Cuando se Mezclan
Sustancias con Agua?
¡rurnooucclón
¿Qué sucede cuando diferentes sustancias se
mezclan con el agua? ¿Se comportan todas de la
misma manera? ¿El tipo de mezcla que forma
una sustancia depende de las propiedades de la
sustancia? En esta lección investigarás lo que
sucede cuando mezclas sustancias puras con
agua. Usando tus observaciones, identificarás
algunas de las características de las soluciones.
También comentarás los términos que se usan
para describir la formación de soluciones.
¿Por qué la arena en esta playa no se mezcla fácilmente
con el agua del lago?
oBJ¡nvos
DE EsrA
lecc¡ón
Hacer observaciones de lo que sucede
con diferentes sustanclas cuando se
mezclan con el agua.
ldentlflcar las característlcas de las
soluclones,
Definir y usar alglunos térmlnos que
describan los componentes de una
soluclón, y los procesos que tlenen
lugar cuando se forman las soluclones.
106 src IS""
Pnoprrn.rn¿s rlr r,n IVI.lrenl¡
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 12
Para Empezar
1.
--
T.r grupo recibirá un tubo de ensayo que
contiene una mezcla de colorante para
comida, y agúa. En tu libreta de ciencias
escribe todas las propiedades que puedas
observar de la mezcla.
Para
I
_ La clase comentará estas observaciones,
' las relacionará con las mezclas que
investigarás en esta lección.
y
e - Devuelve el tubo de colorante de comida a
!a
-
tu maestro(a). Guarda el matraz; lo
1
Alumno 12.1:
" lVezclando sustancias
con agua"
par de lentes de
seguridad
base para tubos de
ensayo
5 tubos de ensayo
2 tapones de hule
1 cuchara de laboratorio
L regla
1- cepillo
POR TU
STGURIDAD
Usa lentes de
seguridad.
del
Para ti y tus compañeros
de laboratorio
puedes usar para recoger agua para el
ejercicio 12.1.
ti
1- copia de la Hoja
de tubo de
ensayo
Acceso a agua
Para tu grupo
Frascos que
Si la solución hace
contacto con tus
ojos, enjuágate
inmediatamente
con mucha agua y
reporta el accidente
a tu maestro(a).
No mezcles
contenidos de
diferentes tubos de
contengan:
Sulfato de Cobre (ll)
Cloruro de Sodio
Óxido de zinc
Sulfuro
Azúcar
L
1
ïaza de plástico
etiqueta adherible
ensayo.
Cuando completes
el ejercicio, lávate
las manos.
STC/ìvIS"' Pnopre o¡oe s on
ln M,qrrnl p, LO7
rEccróN
rz
¿QuÉ sucEDE
Cuexpo sr MszcraN Susrawcr¡s coN Acu¡?
Ejerciclo L2.L
Agregando Agua a las
Sustancias
$. Examina
el contenido del tubo (ver
Imagen 12.1). Observa qué le sucede a la
sustancia sólida que pusiste en el tubo.
Escribe el nombre de la sustancia en la
Tabla I de la Hoja del Alumno 12.1.
Describe la apariencia del contenido en el
espacio apropiado de la Tabla.
PROCEDIMIENTO
el procedimiento
$. Repite
cuatro
1. Er el Ejercicio
I2.Itrabajarás en pareja,
pero comentarás tus resultados con otros
miembros del grupo.
10 '
Comenta tus resultados con los demás.
Completa la tercera columna de la Täbla
t l.
Rotulalataza de plástico con los nombres
de los miembros de tu grupo. Vacía los
tubos de ensayo con la solución de sulfato
de cobre alataza de plástico. Coloca la
taza en un lugar seguro y tibio. Volverás a
ella en la lección 15.
12.
No limpies los materiales restantes hasta
después de la discusión de clase. Coloca el
deshecho de óxido de zinc en el
contenedor destinado para ello. Vierte el
sulfuro por ei resumidero con mucha
persona de tu grupo deberá ir por la
charola que contiene los materiales. Revisa
el contenido para que coincida con la lista
de materiales. Compartirás los frascos que
contienen las sustancias y la taza de
plástico con los otros miembros de tu
grupo; pero asegúrate de que tu equipo
tenga un juego de los aparatos que
quedan.
f.Una
Debes tener muestras de cinco sustancias
3. diferentes.
Investigarás qué
sucede con
cada una de ellas cuando ies agregas agua.
Vierte una cucharada de sulfato de
cobre(Il) en un tubo de ensayo.
$.
Agrega 5 cm de agua.
$.
Sella el tubo con un tapón de hule.
f . Agitalamezcla 10 veces. No golpees el
tubo contra el escritorio.
lmagen
l2.l
Observa tu mezcla.
¿Es transparente? ¿Tiene una
composición uniforme? ¿Es una
solución?
i-Oa STC/r\,IS"' Pnopltp¡¡os oe l¡, M¡ronr¡
con las otras
sustancias.
agua.
1.
tEcctóN
fl
¿QuÉ Suceor CuaNpo Ss
REFLEXION SOBRE LO QUE HICTSTE
t.
!.
--
?_ Tu maestra(o) repetirá la demostración
-'
usando arena. Deicribe tus observaciones.
Comenta los_resultados del ejercicio 12.1
con el resto de la clase.
Observa.cuidadosamente mientras tu
maestro(a) te muestra lo que sucede
cuando se agrega agua alpermanganato
de potasio. ö.ri"eã de h demostración,
escribe en la Hoja del Alumno una
descripción completa de lo que viste. Usa
los términos que han sido discutidos
durante esta lección. Observa los términos
listados en el Paso 4 de esta sección, en
caso de que no estés seguro de 1o que
significan esas palabras.
Mezcrex Susraucr¡s CoN Acua?
'
En la Hoja del Alumno, escribe tus
defini.iones de los siguientes términos:
soluble, insoluble, solvente, soluto,
solución y disolver.
$. Limpia tu equipo y regrésalo a la charola'
STC/JvlSttn
Pnopr¡o¡rus o¡ ln M,rrnnr¡ l-O9
LEccróN
rz
¿QuÉ sucEDE CunNoo se MEzcr¡rN SusraNcr¡s coN Acua?
[a tl¡storia
se Disuelve
Fecha: Enero de 1998,
Atenas, Grecia.
Un equipo de
arqueólogos,
arquitectos, herreros, y
cortadores de mármol
acababan de empezar
un nuevo proyecto.
¿Su meta? Restaurar el
Templo de Atenea, una
El Pa¡úenón se yergue
obra maestra de la
con otros edificios
arquitectura Griega,
antiguos en la Acrópolis,
construida
en el Siglo
que sobresale por encima
V a.C. La superficie del
de la ciudad de Atenas.
Estos edificios han
monumento histórico
sobrevivido durante miles
se ha estado
de años. Sin embargo, la
deteriorando durante
contam in ación ambiental,
décadas. Es hora de
causada mayormente por
salvarlo.
/os escapes de
Los trabajadores
automóviles, los han
dañado grandemente.
saben que tienen un
duro trabajo por
delante. Las obras en
otro famoso templo griego, El Partenón, se han
llevado a cabo por cerca de 60 años, y aún no
está terminado.
Estos edificios, como muchos monumentos,
están hechos de mármol-una de las rocas más
duras que existen. ¿Por qué necesitan
restauración?
El viento y la lluvia siempre han afectado a los
edificios, pero la mayor causa de deterioro es la
contaminación. El problema no es sólo Atenas.
En muchas ciudades alrededor del mundo,los
edificios históricos están literalmente siendo
disueltos.
Los mayores culpables son la lluvia âciday el
smog (visible como neblina rojiza),el cual es un
problema en la mayoría de las grandes ciudades
del mundo. Ambos se originan con la quema de
combustibles fósiles, como el carbón y el
petróleo. Al quemarse estos combustibles,
despiden gases, como los contaminantes dióxido
sulfúrico y óxido de nitrógeno. Una importante
fuente de óxido de nitrógeno proviene de los
L1O
STC/trIS"n Pnoprrr¡ors
or l.t M¡renlt
Gran parie del daño causado al Paftenón, es el resultado
de la acción de la lluvia ácida que disuelve el mármol del
que está construido.
escapes de los autos. El dióxido sulfúrico se
produce en grandes cantidades al quemar
carbón en las plantas de electricidad y otras
industrias. Estos gases se elevan a la atmósfera,
donde se combinan con el oxígeno y el vapor de
agua. El dióxido sulfiurico de vuelve ácido
sulfürico, y los óxidos de nitrógeno se vuelven
ácidos nítricos. |untos, forman una solución
ácida que cae alatierra como lluvia ácida (o
nieve ácida).
Toda la lluvia es levemente árcida,pero la lluvia
ácida hace mucho más daño a los edificios
hechos de piedra que contienen carbonato de
calcio o carbonato de magnesio. El mármol, que
se usó en muchos edificios atenienses, y la más
suave y vulnerable piedra caliza, contienen
carbonatos. Al paso de los años,la solución
âcida reacciona con las superficies de
monumentos y edifìcios y se vuelven sustancias
solubles. La lluvia ácida puede atacar ala
pintura y los metales, y forma una costra en la
superficie del vidrio.
La lluvia ácida no sólo daña edificios, también
daña árboles y mata la vida actátticay otros
organismos. Para combatir estos efectos,la gente
alrededor del mundo está aplicando mucha
creatividad para resolver el problema de la lluvia
âcida. En muchos países,las plantas de
electricidad que queman carbón, así como las
plantas industriales, ahora quitan algunos gases
ácidos de los productos de deshecho que de otra
manera serían dispersados a través de las
chimeneas. También, se están adaptando
aparatos especiales a los escapes de los
automóviles para remover algunos de estos
gases.
LEccróN
rz
¿QuÉ SuceoE CuRNpo S¡
M¡zcr,rN Susr¡Ncras Cox Acu¡?
Esfas slderúrgicas despiden humos y gases, incluyendo aquéllos que causan
la lluvia ácida. Este tipo de contaminación ya no se permite en /os Esfados
Unidos, pero a(tn es común en otras parles del mundo.
Hasta que la fuente de la contaminación sea
completamente eliminada, cualquier esfuerzo
para restaurar edificios antiguos serán tan solo
medidas paliativas. En otras palabras, el equipo
de trabajadores de la Acrópolis en Atenas, está
combatiendo los síntomas pero no son la cura.
A pesar de Ia regulación en contra
de emisiones, los automóviles son /a
mayor fuente de contaminación
ambiental que provoca la lluvia
ácida.
¿Qué Puedes Hacer para Reducir los Efectos de
la Lluvia Ácida?
. lJsar menos
el coche,
compartir el
automóvil, usar
transporte público,
usar tu bicicleta, o
cuando se quema.
. Estudiar sitios
históricos, edificios, o
criptas de cementerios
en tu área. Trata de
hallar cómo han sido
afectados por la lluvia
âcida.
caminar.
. Cuidar
la electricidad.
La mayor parte de la
electricidad se
produce con energía
de la quema de
carbón, y el carbón
emite una gran
cantidad de sulfuro
o
Contactar a un grupo
ambiental local para
ver si han tomado
medidas acerca cle la
lluvia âcida.
PREGUNTAS
La lluvia ácida ha disuelto gran parle de esfas
esfafuas.
¿Cómo se forma la lluvia âcida? Escribe un párrafo
corto que describa el proceso.
STc/ìrlstnt Pxoprrn¡oos oo l,q Mrrrpnre tLL
LEcc,óNl3
¿Cuánto Soluto se Disuelve en
un Disolvente?
INTRODUCCIóN
Täl como lo aprendiste en la Lección l2,las
soluciones están compuestas de solventes y
solutos. Cuando agregas una cucharada de sal
d
o
o
común (cloruro de sodio) a un recipiente con
I
ù
U
agua, ésta se disuelve. La sal es soluble en el
agua. Pero, ¿qué pasa si continúas agregando sal?
¿Se seguirá disolviendo? ¿Es posible agregar más
sal que agua, o la sal dejará de disolverse en
cierto punto? ¿Qué pasa si usas otra sustancia
ú
0
o
e
o
o
@
.t';
La sal sólida soluble y el agua pueden verse una junto a la
otra en este lago en Namibia, África. ¿Cómo pueden existir
el agua y la sal sólida soluble, separadas en el mismo
lugar?
soluble diferente a la sal? ¿La misma cantidad de
esa sustancia se disolvería? Estas son algunas de
las preguntas que trataremos de contestar en
esta lección . Emp ezar áts analizando un líquido
azul y explican do tus obs ervaci on es. Investi garás
dos sustancias blancas y cristalinas. Una es
cloruro de sodio, y la otra es nitrato de sodio. Se
ven casi iguales, pero descubrirás que tienen
diferentes características cuando se agregan al
agua. ¿Pueden estas caracterlsticas ser usadas
para identificar las dos sustancias?
OBJETIVOS DE ESTA LECCIóN
Preparar soluclones usando dlferentes
cantidades de soluto.
Averlguar el slgnificado del término
"solución saturada".
Con tu clase, dlseñar y efec,tuar un
experlmento para determinar la
solubllldad de dos sustanclas
dlferentes.
Comentar el diseño de tu lnvestisaclón.
Expllcar la solubllldad como una
propledad característlca de la materla.
LL2 STC ,ISt* Propr¡¡n¡ns o¿ le M.lrenl¿
Para Empezar
Ur alumno de tu grupo deberá recoger
1. una
charola con los materiales.
?
iti
--
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 13
Para
copia de la Hoja del
Alumno 13.1:
"Saturando una
Solución"
copia de la Hoja del
Alumno 13.2:
Retira la base para tubos de ensayo y el
tubo que contiene el líquido azul. Pasa el
tubo a todos los miembros de tu grupo
para que puedan examinarlo. Comenta
con los otros alumnos de tu grupo, qué es
lo que observan en el tubo. Escribe tus
observaciones en tu libreta de ciencias.
"Determinando la
Solubilidad"
par de lentes de
seguridad
¿Qué concluyes de tus observaciones?
J.
Participa en una charla en clase acerca de
tus observaclones.
¿f_ Antes de proceder con el ejercicio 13.1,
entrega .f t.rbo de ensayo que contiene el
"
líquido azul. Devuelve la base de tubos de
ensayo a la charola.
ti
Para ti y tu compañero(a)
de laboratorio
1 probeta graduada
2 tubos de ensayo
1 tapones de hule
I cuchara de laboratorio
I frasco que contenga
cloruro de sodio
1
frasco que contenga
nitrato de sodio
Acceso a una báscula
Para tu grupo
1
POR TU
SEGURIDAD
tubo de ensayo
conteniendo líquido
azul
Usa tus gafas
protectoras todo el
tiempo.
STC,lstt Pnopr¡r.qors or r,¡ M¡rrnln LL3
LEccróN
13 ¿CuÁNTo Soruro sE Drsunrvp EN u¡l DrsorvnNre?
Ejercicio 13.1
Saturando una Solución
Ejercicio L3.2
Midiendo la Solubilidad
PROCEDIMIENTO
PROCEDIMIENTO
t.
Revisa que los materiales en tu charola
coincidan con la lista de materiales,
divídelos equitativamente para las dos
parejas de tu grupo.
l.
sal (cloruro de sodio) puedes
)_ ¿Cuânta
-'
äisolver en un tubo de
úeno a la
"ttruyó
mitad con agua? Llena un
tubo hasta la
mitad con agua. Agrega una cucharada de
sal al tubo con la cuchara de laboratorio.
Agita la mezclapara aytdar a que la sal se
disuelva más rápido. Si se disuelve
completamente, agrega más sal. Sigue
agregando hasta que ya no se disuelva.
.
{.
A. ¿Qué deberás medir?
B. ¿Cómo sabrás cuando tengas una
solución søturada?
C. ¿Cómo calcularás la cantidad disuelta?
.
Responde las siguientes preguntas en la
Hoja del Alumno 13.1. ¿Cuántas
cucharadas de cloruro de sodio se
disolvieron en el agua? ¿Cómo supiste que
ya no se disolvería más?
Después de platicarlo con la clase, escribe
tu definición de una solución saturada
la Hoja del Alumno.
en
$.
LL
Responde las siguientes preguntas en la
Hoja del Alumno 13.2. ¿Qué tratarás de
descubrir? ¿Qué materiales usarás? ¿Cuál
será tu procedimiento?
!.
usada en el pasoi para sabei cuántos
gramos de cloruro de sodio se disolvían
en el agua.
.
Enjuaga el tubo con agua. Pon el tubo en
la base para tubos de ensayo.
.
STC/ìvIS" Pnoprno¡.oes or l¡ M.qre¡.r.r
Tu maestro(a) organizará una breve
sesión de lluvia de ideas. Prepárate para
participar en la discusión. Al final de la
sesión,la clase habrá acordado un
procedimiento para determinar la
solubilidad.
- Piensa en cómo pudiste adaptar la técnica
'
Usando el equipo que te fue entregado,
¿cómo podrías comparar cuánto de cada
una de las dos sustancias (nitrato de sodio
y cloruro de sodio) se disolverá en el agua?
Aquí están unas preguntas que deberás
comentar con tu compañera(o):
Bajo el Paso 4 delaHoja del Alumno 13.2
diseña una Tabla de datos para registrar
tus resultados y cálculos.
Sigue el procedimiento de la clase para
determinar solubilidad y registra tus
resultados en la tabla de datos. Cuando
hayas acabado, vacía las soluciones en el
resumidero con mucha agua. Limpia los
tubos de ensayo y devuelve los materiales
a la charola.
lecoón
. Bajo el Paso 5 de la Hoja
del Alumno,
calcula el número de gramos de cada
sustancia que se disolvió en el agua y
responde la siguiente pregunta: ¿Son las
diferentes sustancias igualmente solubles
en el agua?
Bajo el Paso 6 de la Hoja del Alumno,
7
tl
' ' escribe cualquier problema que hayas
tenido con el experimento, y la forma en
que lo abordaste y responde la siguiente
pregunta: ¿Afectó los resultados
cualquiera de estos problemas?
rs ¿CuÁNro Soruro
se Drsunrve sN uN DrsorvnNre?
REFLEXION SOBRE LO QUE HICTSTE
I
''
Tendrás oportunidad de mirar los
resultados de otras parejas. Prepâratepara
comentar cómo estos resultados podrían
dar una medida más precisa de la
solubilidad de estas dos sustancias.
!.
Responde la siguiente pregunta en la Hoja
delAlumno 13.2. ¿C6mo podrías usar la
propiedad de la solubilidad para ayudarte
a
identificar un tipo de materia?
J. Lee "Solubilidad
SOLUBILIDAD Y SOLUCIONES SATURADAS
A temperatura ambiente, un solvente (como el
agua) puede disolver sólo cierta cantidad de
un soluto. Por ejemplo, en el Ejercicio 13.1,
después de añadir algunas cucharadas de
cloruro de sodio al agua, pudiste ver un sólido
blanco (cloruro de sodio no disuelto) en el
fondo del tubo. El sólido blanco indicaba que el
agua ya no podía disolver más delcloruro de
sodio. Guando esto sucede, la solución se
llama saturada. La masa de soluto disuelta en
un volumen dado o masa de un solvente es su
solubilidad. La solubilidad se mide usualmente
en gramos de soluto por unidad de volumen de
solvente (por ejemplo gramos por litro) o en
gramos por cada 100 gramos de solvente.
y Soluciones Saturadas".
La solubilidad de un soluto varía con los
cambios de temperatura. Por ejemplo, el
nitrato de sodio se vuelve más soluble al subir
la temperatura. Es dos veces más soluble a 8O
oG que
a 1oC. Hay algunas sustancias que se
vuelven menos solubles alsubir Ia
temperatura. Cuando calentaste agua en la
Lección 7, puede que hayas notado que
aparecieron burbujas, aunque el agua estaba
muy por debajo del punto de ebullición. Éstas
eran burbujas de los gasesn como oxígeno y
nitrógeno que se disolvieron en el agua. Los
gases se volvieron menos solubles al
calentarse el agua y fueron despedidos de la
solución.
STC,fstnt Pnoplr¡eors on l¡ Nlqrnnl¡ Llí
LEc'óNl
4
Masa, Volumen, y Disolvencia
rnrnooucclón
¿Qué le sucede a la masa y al volumen de dos
sustancias cuando las sustancias son mezcladas
para formar una solución? ¿Seguirán iguales la
masa y volumen del soluto y del solvente antes y
después de disolverse? En esta lección, realizarâs
dos investigaciones. En la primera, harás una
solución de dos líquidos de una masa y volumen
conocidos y compararás sus masas y volúmenes
antes y después de la mezcla. En la segunda
investigación, tú y tu compañero(a) de
laboratorio, diseñarán un procedimiento para
determinar si ocurre algún cambio en la masa
cuando la sal (cloruro de sodio) se disuelve en el
agla.
¿Qué le pasa a la masa de un soluto cuando se mezcla con
un disolvente?
oBJETtvos DE EsrA
L¡cctón
Predeclr lo que le sucede a las masas y
al volumen de un soluto y de un
dlsolvente cuando estas sustancias son
mezcladas entre sí para formar una
soluclón.
Reallzar una lnvestlgaclón para pone¡ a
prueba tus predlcclones.
Dlseñar y llevar a cabo un eJerclcio para
Invest¡gar sl ocurren camblos en la
masa cuando el cloruro de sodlo se
dlsuelve en agua.
STC/trlStt Pnoprnneons on r,n Mnrenl¡
!-l
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 14
Para Empezar
I-'_ Er lecciones anteriores
aprendiste que dos
propiedades de la materiã son la mása y el
volumen. ¿Por qué es la masa y no el
volumen,lo que se usa para medir la
cantidad de materia en un objeto?
Comenta esta cuestión con tu grupo. Se
espera que contribuyas con tus ideas en la
discusión con la clase sobre la masa y el
volumen.
2.U.n miembro de tu grupo deberá recoger la
charola que contiene los materiales.
Verifica que el contenido de la charola
corresponda a la lista de materiales.
Trabajarás en parejas. Divide el aparato en
t.- - partes
iguales entre las parejas de tu grupo.
{.
Llena el vaso con agua. Usarás esta agua
parapracticar el vaciado de volumen
exacto de agua en una probeta de 100 ml.
Con tu compañero(a), revisa y practicala
$.
-(observa
técnica correcta
la Imagen 2.2 en
la Lección 2ylalmagen 14.1 en esta
lección para asegurar una medida precisa)
tal como sigue:
A. Un compañero(a)
escoge un volumen
exacto de agua para que ei otro
compañero lo vacíe en la probeta.
Para
ti
1- copia de la Hoja del
Alumno 1-4.1-:
"Mezclando el Agua y
elAlcohol"
I
1,
copia de la Hoja del
Alumno l-4.2:
"Disolviendo un Sólido
y l\/idiendo Masa"
par de lentes de
seguridad
Para tu grupo
2
4
2
4
2
vasos de precipitado
de 250 ml
probetas graduadas de
lOO ml
pipetas gotero
tubos de ensayo
2
cucharas de
laboratorio
frascos que contengan
2
cloruro de sodio
botellas que
4
contengan alcohol
etílico (etanol)
toallas de papel
Acceso al agua
Acceso a una báscula
electrónica
STC,IS'" Pnoplno¡ons oe ln M¡.rrnrn tL7
TECCIóN
14 MASA, VOLUMEN, Y DISOLVENCIA
A, Coloca la probeta en una superficie plana.
B. Llena la probeta hasta 1.0 o 2.0 ml debajo
del volumen que requieres.
G. Usando la pipeta gotero, poco a poco
agrega agua hasta que tengas el volumen
exacto que deseas.
$.
Con cuidado, verifica las medidas de tu
companero.
fmagen 14.1 (A) Coloca el cilindro en una superficie plana. (B) Llena el
cilindro a un rango de 1.0 ó 2.0 ml del volumen que deseas. (C)
Lentamente, agrega agua, usando la pipeta gotero, hasta (D) que los
menlscos se alineen exactamente al volumen que deseas.
1l-a
STC/trfS"
P¡.oprno¡o¿s
¡n ln M¡renrn
POR TU
STGURIDAD
Usa tus gafas de
seguridad todo el
tiempo durante
ambos ejercicios.
ucc¡ón r+ M¡s¡., VoLUMEN, y Drsorveucl¿,
Ejercicio L4.L
Mezclando Aglua y Alcohol
Reporta cuâlqu¡er
derr€me de aleshol
inmediatamente a
tu rÌlae.stro(a).
PROCEDIMIENTO
'
Vierte exactamente 50 ml de agua en
de las probetas de 100 ml.
exactamente 50 ml de alcohol
etílico en Ia otra probeta de 100 ml.
f.Yierte
Mide la masa de cada probeta y sus
contenidos. Registra tus resultados en la
Tabla 1 de la Hoja delAlumno 14.1.
t..
Predice lo que piensas que el volumen será
después de mezclar el agua y el alcohol
etílico. Predice la que piensas que será la
masa después de mezclar el agua y el
$.
Pon a prueba tus predicciones vaciando
cuidadosamente el alcohol etílico en la
probeta de 100 ml que contiene el agua
(ver Imagen l4.2).Deja que el alcohol
etílico escurra por un minuto de la
probeta. Suavemente golpea la probeta
con tu dedo para acelerar el proceso. Ten
cuidado de no provocar derrames.
alcohol etílico.
$. Registra tus predicciones
lmagen
14.2
en la Tabla 1.
Con cuidado, mezçla /os dos líquidos.
Deja que el alcohol etílico se escurra completamente
del cilindro por un minuta. Suavemente golpea la
probeta con tu dedo para acelerar el proceso. Ten
cuidado de no pravocar derrames.
STClil,ISt" Pnop¡n¡¡ons ue r,.q
Merrnr¡ 119
LEcclóN
7fr
r¿ M¡sa,VoLUMEN, y Drsorve¡¡cra
Mide el volumen de la mezcla. Mide la
masa combinada de las dos probetas y de
lamezcla. En la Tabla l, registra tus
mediciones y calcula cualquier diferencia
en masa y volumen antes y después de
mezclar. Vací a la prob eta.
Ejerciclo L4.2
Disolución de un Sól¡do &
Medición de Masa
PROCEDIMIENTO
Contesta las siguientes preguntas en la
-- Hoja del Alumno:
¿Qué tipo de mezcla se
formó cuando juntaste el agua y el alcohol
etílico? ¿Qué le sucedió al volumen? ¿Qué
le sucedió a la masa?
lQ
-'
Escribe tus resultados en la Täbla de
resultados de la clase (o en el pizarrón o
transparencia).
tus resultados con los del resto
10.
- - - 9o1npara
de la
clase. ¿A qué conclusiones llegaste?
Escribe tu respuesta en la Hoja del
Alumno. Prepárate para explicar tus
conclusiones durante una charla de clase.
t t.
Colocalamezcla de etanol y agua en el
contenedor apropiado.
1. Ti y_tu compañero de laboratorio
diseñarán un ejercicio para determinar
lo
que le sucede a la masa de cloruro de
sodio cuando se disuelve en agua. Las
siguientes preguntas pueden ayudarte en
el proceso del diseño:
A. ¿Qué necesitas medir?
B. ¿Qué equipo debes usar? (Puedes utilizar
cualquiera de los materiales en la charolø
portótil).
C. ¿Qué cøntidad de soluto y disolvente
usarás? (Recuerda tomar en cuenta la
solubilidad del cloruro de sodio).
D. ¿Qué precauciones deberás tomar para
obtener mediciones precisas?
E. ¿Cómo registrarás tus resultødos?
A2O
STCI¡vfS"
Pnoprtonuts ¡a l¡ M¡t¡nr¡
leccror t¿
-'t
Escribe tu procedimiento en la Hoja del
Alr'rrnrro ri.z. si tienes problemas,
coméntalo con tu maestra(o).
M¡s¡, VoruveN, y Drsolve vcra
REFLEXóN SOBRE LO qUE H|C|STE
Responde estas preguntas en tu libreta de
ciencias:
J.
Lleva a cabo el ejercicio.
A. ¿Qué has descubierto al hqcer estos
Registra tus resultados en la Hoja del
Compáralos con los qúe
obtuvieron otros compañeros.
' Alí-.ro.
$.
trmpla y seca tu equipo. Devuélvelo
a la
C. ¿La misma regla aplica al volumen?
en la
Hoja delAlumno.
en una charla de clase acerca del
procedimiento que usaste, tus resultados y
tus conclusiones.
l.Particip.a
--
B. ¿Qué le sucede a la møsa de un tipo de
møteria cuando se disuelve en otro tipo de
materia (por ejemplo, cuando un sólido es
disuelto en un líquido)?
charola.
¿Que Puedes-concluir de este
6.
- - experimento? Escribe tu respuesta
ejercicios?
D. ¿Cómo comparas tus resultødos con lo que
ya sabías que sucedía con Ia masa y volumen
de materiø durønte el cambio de føse?
STC/trIStt Pnoprnn¡ons
or
r,rr
M¡rr¡.rA L2l
LEcc,óNl
5
Separando una Sust ancia
Soluble y una Insoluble
rnrRooucclót¡
El drenaje huele bastante mal. Es también una
mezcla interesante. Usualmente se ve como un
líquido opaco y pardo con trozos "cosas" que
flotan en é1. Es diffcil creer que después de ser
procesado en una planta de tratamiento, puede
salir como un líquido claro hacia un río que es
fuente de agua potable. Limpiar las aguas negras
es un proceso complejo. Los trabajadores en una
El agua del drenaje es una mezcla. ¿Por qué el
conocimiento de las técnicas de separación es impoñante
para asegurar la conseruación de nuestros ríos?
planta de tratamiento aplican conocimientos
científicos a las diferentes propiedades de las
sustancias halladas en las aguas negras (o
residuales) para eliminarlas del agua. Esto
involucra muchas técnicas de separación.
Algunos de los desechos grandes son retirados
con redes. Las partículas más pequeñas son
retiradas mediante técnicas de asentamiento.
Otras partículas se filtran. Se agregan químicos
para acelerar el proceso de limpieza y se cultivan
microorganismos para que se coman a otros
componentes en el drenaje. Las técnicas de
separación juegan un papel importante al
mantener limpios nuestros ríos, y en una gran
parte de nuestras vidas en general. En esta
lección, aplicarás tu conocimiento de ias
soluciones, de las técnicas de separación, y de las
fases de la materia a un ejercicio de
separación-afortunadamente no se trata de la
separación de aguas residuales.
oBJETrvos DE EsrA r-eccrót
Comentar la evaporación como una
técnica de separación,
Filtrar mezclas que contengan agua.
Diseñar y rcalizat un ejercicio para
limplar roca salina,
l-22 src
IS"n'
Pnoprrotoes or ln Mrrtunr¡
MATERIAL PARA
LA LECCIÓN 15
Para Empezar
1. Ur miembro de tu grupo deberá
t
-'
recoger la
Para
ti
charola con los materiales. Otro alumno
deberá recoger Iataza de plástico de tu
grupo que viene de la Lección 12.
1
Usa una lupa para examinar los
conteni¿os ¿e ta taza deplástico.
I
Solución"
copia de la Hoja del
Alumno l-5.2:
I
salina"
par de gafas de
seguridad
copia de la Hoja del
Alumno 15.1-:
"Filtrando una
"Limpiando roca
Comenta las siguientes preguntas con
!.- - otros
miembros de tu grupo:
A. ¿Qué crees que sea la sustøncia azul?
B. ¿Cómo llegó ahí?
C. ¿A dónde
se
fue el øgua?
4. To maestra (o) te preguntará tus ideas y
observaciones, y explicará el proceso a
través del cuál se forman los cristales.
$.Haz un pronóstico
de 1o que les sucederá a
los cristales si agregas 25 mI de agua a la
taza.
$.
--
Pon.aprueba tu pronóstico agregando 25
ml de agua alataza. Usa una cucharita
para agítar los contenidos.
Para tu grupo
Lalaza de plástico de
la lección 12
1- Taza de plástico
1- frasco que contenga
roca salina
frasco que contenga
óxido de zinc
2 filtros de embudo
7 probetas graduadas de
lOO ml
6 papeles para filtro
2 etiquetas adheribles
2 cucharas de
laboratorio
2 lupas de aumento
4 tubos de ensayo
grandes
bases para tubos de
ensayo
vasos de precipitado
de 250 ml
cucharitas
STC/lvfSt" Pnopr¡o¡¡es oc
l¡ Merrnr¡ L23
LEcclóN15 SEPARANDO UNA SUSTANCIA SOLUBLE y UNA INsOrUnrE
Piensa en las respuestas para las siguientes
7. preguntas:
A. ¿Qué sucede cuando agregas 25 ml de
agua alos cristales azules?
B. ¿Cuáles son las propiedades àe la mezcla?
C. ¿Qué crees quehas hecho?
tu solución en aproximadamente
8. Divide
partes.
dos
Para el resto de la lección,
trabajarâs con tu compañero de
laboratorio. Divide el equipo en las
charolas portátiles, entre las dos partes en
tu grupo.
Eiercicio 15.1
Filtrando una Solución
PROCEDIMIENTO
1.
Tu maestro(a) te mostrará cómo doblar
un trozo papel para filtro y cómo
insertario en un embudo. Täl como se
muestra en esta demostración y en la
Imagen 15.1, dobla el papel e introdúcelo
en el embudo. Moja el papel con unas
gotas de agsa paraque se pegue a las
paredes del embudo. Observa si el agua
pasa a través del papel.
5 Abre
Coloca el cono en un
embudo y mójalo con unas
gotas de agua limpia
fmagen 15.1 Preparación del filtro de papel y el embudo.
424 STC/l,lS'" Pnoplrn¡urs
Dn lA M¡renl,q
leccrón
'
J.
rs SepanlNpo urq¡. SusrrrNcr¡ Sorusrr y UNA lNsorunrn
¿Qué crees que le sucederá a la solución de
sulfato de cobre (II) si la viertes dentro del
embudo? Registra tu pronóstico en la
Tabla I de la Hoja delAlumno 15.1.
Coloca un tubo de ensayo en la base para
tubos de ensayo. Coloca el embudo con el
papel filtro dentro del tubo de ensayo (ver
7lt- - Usa un tubo de ensayo limpio para repetir
el
resultado en la Täbla
a
llr
--
Imagen 15.2).
'
[_
-'
ê
-'
Pon a prueba tu pronóstico vaciando la
solución al embudo. Asegúrate de que la
solución no se salga por la orilla del papel.
Registra tu resultado en la Täbla 1.
Desecha el papel
colócalo
d*tio
filtro. Dobla uno nuevo y
del embudo.
procedimiento de filtración. Registra tu
(¡
úr
1.
Comenta tus observaciones con lu
compañero. ¿Qué efecto tuvo la filtración
en las dos mezclas? ¿Puedes pensar en otra
propiedad (aparte de la claridad y
uniformidad del color) de las soluciones?
Prepárate a participar en clase en una
charla sobre tus resultados y para explicar
tus ideas.
Usa el contenedor de plástico que se te
para desechar la solución de
- - indique
sulfato de cobre (II). Tira tus filtros
usados en la basura. Enjuaga el equipo y
devuélvelo a la charola de materiales.
Asresa una cucharada de óxido de zinc a
r.ríosio ml de agua en un vaso de 250 ml.
Agita la mezcla con una cucharita. ¿Qué
sucederá cuando filtres esta mezcla?
Registra tu pronóstico en la Täbla 1.
lmagen 15.2 Después de instalar tu
equipo, vieñe la solución de sulfato de
cobre (ll) a través del embudo con
papel filtro.
STC/trlS'n' Pnoprronons
o¡
r-¡.
Nlnrsnr¡ L25
tEccróN 15 SEpARÂNDo uNA SusTANCIA SoLUBLE
y uNA INsorunr¡
Ejercicio L5.2
Limpieza de una Roca de Sal
åCómo podrlas usar 1o que queda del
J. equipo
que te proporcionaron para
obtener sólo el componente soluble de la
roca de sal? Registra tus respuestas a las
preguntas siguientes en la Hoja del
Alumno 15.2. ¿Qué tratarás de hacer?
¿Qué materiales usarás?
PROCEDIMIENTO
'
Vierte cuatro cucharadas de roca de salina
dentro delatazade plástico, Examínalas
con la lupa de aumento. Escribe una
descripción de la roca de salina en la Hoja
delAlumno
'
15.2.
mayor parte de la sal que se usa en la
comida está hecha de roca salina.
Comenta estas preguntas con tu
compañero.
2.Lu
En la Hoja del Alumno, registra el
procedimiento ideado poñi y tr.,
compañero(a).
$. Repasa tus ideas con tu maestra(o).
.
Sigue el procedimiento para purificar Ia
sal. Si tienes problemas, consulta a
maestro(a).
A.
¿Te
gustaría comer esta muestrø?
B. ¿Crees que
seø
purø?
C. ¿Qué contøminantes crees que contenga?
¿Qué es y cómo se purifica esta roca?
L2e
STC/ì,fSt" P¡.opr¡o¡ons
o¡ ln M¡r¡nl¡.
tu
t-¡ccrón
REFLEXTóN SOBRE LO QUE HIC|STE
Tu clase comentará los procedimientos
1.
-usados por diferentes equipos.
f.Lee
"Separando Sólidos de Líquidos'l
ts S¡p¡naNpo uN¡ Susr¡Ncra Sorusr¡ y uNA lNsoru¡rn
?_
9r
Obtendrás tu muestra de sal limpia hasta
una lección posterior. Cuando obtengas
una muestra de sal sólida y limpia, mírala
cuidadosamente. ¿Hay cristales presentes?
¿Tienen la misma forma? ¿Qué tan limpia
es tu sal? ¿Hay alguna evidencia que no es
del todo pura? Si no, ¿puedes sugerir por
qué?
SEPARANDO SóL|DOS DE LíQU|DOS
Cuando se separan dos o más sustancias, es impoftante escoger Ia técnica
adecuada de separación, la cual consiste en un método para separar los
componentes de una mezcla de otra. Por ejemplo, los sólidos insolubles se
pueden separar de los líquidos en muchas maneras diferentes. La técnica
usada depende en qué tan bien se mezclan las sustancias entre sí.
Para separar las impurezas insolubles de la sal, usaste un proceso llamado
filtración. El papel filtro permitió pasar al soluto soluble (sal) y al disolvente
(agua), pero atrapó las partículas más grandes de impurezas insolubles en
forma de residuos. Las sustancias que pasan a través del papelfiltro se
llaman filtradas.
Las partículas grandes de sustancias insolubles generalmente se asientan
en una mezcla de un sólido y de un líquido. Este proceso se llama
sedimentación, porque elsólido forma un sedimento en elfondo del
recipiente. Si elsólido es muy fino, este proceso puede acelerarse con una
máquina llamada centrífuga. Las centrífugas hacen girar un tubo de ensayo
a gran velocidad, haciendo que las partículas sólidas se desplacen hacia el
fondo del tubo.
Para separar un soluto sólido de un disolvente (como Ia sal del agua), usas
la evaporación. A temperatura ambiente, el agua se evapora de una solución
muy lentamente. Pero el ritmo de evaporación se puede acelerar al calentar
la solución. Al evaporarse
el agua, Ia solución se
vuelve más concentrada.
Al final, se forma una
solución saturada de sal.
Al evaporarse más el
agua, la sal se solidifica,
en forma de cristales
blancos. Guando la
cristalización sucede
lentamente, se forman
cristales grandes.
Cuando la cristalización
es rápida, se forman
cristales pequeños. Los
Esfos crlsfa/es de fenocianuro de potasio, se produjeron
sólidos cristalinos tienen
cuando el agua en una solución saturada de ferrocianuro de
potas¡o se evaporó lentamente.
formas únicas. Por lo
tanto, la forma delcristal
es una propiedad característica de una sustancia.
STC/I,IS"'' Pnoprno¡ors ne
L.q
Mnrsnl¡ 127
LEcctóN
1s Ssp,{n¡Noo uN¡ SustrrNcta SoruerE y uNA INsorunrn
STPARAGIÚI| Dr S0lUGt0ltrS
Y1ASATIIHMAR
¿Por qué es el mar salaclo? ¿De dóncle viene toda
Mucha de la sal viene
de la tierra. Cuando llueve, el agua de lluvia
esa sal? ¿Cómo llega ahí?
disuelve sustancias solubles, incluyendo la sal
común (cloruro de soclio), de la tierra y de las
rocas. Algunas de estas sustancias tarde o
temprano llegan a los arroyos y los ríos, y de ahí
son llevados al mar.
¿Por qué el mar es más salado que los ríos?
Unavez en el mar, las sustancias solubles se
concentran. El calor del sol evapora el agua del
mar pero deja atrás las sales. A1 paso de millones
de años, los mares se tornan más y más salados.
Por la misma razón,los lagos que no tienen
salicla al mar, también llegan a ser salados. De
hecho, algunos lagos pueden llegar a ser más
salados que el mar.
La sal es un bien valioso que ha sido
comerciado por miles de años. Se usa en la
comida para darle sabor y también como
conservador. Se usa para fabricar una gran
canticlad de químicos. Estos químicos se usan en
muchos procesos industriales, incluyendo la
fabricación de vidrio, jabón y cloro.
Hoy en dia,lamayor parte cle la sal viene de
minas, aunque mucha de esta se saca del mar o
del agua salada. La sal ha sido extraída de
bancos de agua salada a través de la historia. Un
método muy común es dejar que el calor
del sol evapore completamente el agua de la sal,
: . , ;;. j ': ,.,.;':i r:.:i . .::¡¿-.rt, j,
:: ,':, . . j j; . .. .1.: i: ':. tj ,.., i,;- .i _1
Esta caravana de camellos lleva sal a través del desie¡1o del Sahara para ser comercializada en otra parie de África.
L2A STC ,lst"t Pnoprnorrnes or l.q
Merenr.q,
LEccróN
1s SEp^R^NDo UNA SusrANCrA SoLUBLE y uNA lNsorunrn
o
z
o
o
d
e
I
ts
o
l
o
$^¿¡ tt¡.¿14i,
*
la cual se queda en estanques y pequeñas
lagunas.
En algunas áreas desérticas, el agua es muy
escasa. Pero muchos de estos desiertos se
encuentran cerca del mar (o de lagos salados) y
la sal se puede extraer del agua para convertirla
en agua dulce. Este proceso se llama
desalinización. El agua resultante es potable y
puede usarse para beber y ser utilizada en los
cultivos. En algunas plantas desalinizadoras, el
agua salada se calienta. El agua se evapora de la
sal, como vapor. El vapor se condensa para
formar agua dulce. Este proceso requiere mucha
, , 1,,
Í.r,aþ6.a'¿¡; Zn*
'¿;':;â;;Æi<
Extracción de sal por
Evaporación' Utah, a principios
'
det sigto xX.
energía, así que es muy cara. Otras plantas de
desalinización, quitan la sal del agua por un
proceso llamado ósmosis inversa.
!
PREGUNTAS
Usa la biblioteca o el Internetpara ubicar los
mares de Aral y de Salton. Responde las
siguientes preguntas: ¿Qué tienen estos mares en
común?
¿Qué problemas ambientales tienen?
La Planta desalinizadora de
Yuma en Arizona es la planta
desalinizadora más grande del
mundo, capaz de producir 72
mÌllones de galones de agua
desalinizada al día.
STC,Istnt P¡.oprroroos oo l,r fulnronl¡ L29
LEcc,óNl
6
Investigaciones sobre Solventes
rrrnooucclón
¿Cuánto dura un par de zapatos? ¿Cuántos años
tarda una alfombra en desgastarse? ¿Cuál cepillo
dental debo comprar? Éstas son preguntas
típicas de los consumidores. Pero, ¿dónde debo
buscar para encontrar las respuestas? Bien,
puedes intentar viendo una revista del
consumidor. Estas revistas listan una amplia
gama de
Esta científico está probando productos para el cabello en
un laboratorio de pruebas para el consumidor. Usa
maniquíes con pelo humano. ¿Cómo diseñan los científicos
pruebas como estas para asegurarse de que son justas?
productos-como cámaras,
computadoras, cepillos dentales, y limpiadores.
Y luego los califican basándose en su eficiencia
para funcionar.
¿De dónde sacan las revistas esta información?
Una manera es recabar detalles de las
experiencias de los consumidores con el
producto. El personal de la revista recopila la
informació n p ar a producir una califi cación.
(Por ejemplo "Siete de cada diez consumidores
prefieren el cepillo dental eléctrico Zippoteeth,
mientras que el Scruboplaque calificó como el
más bajo).
Otra manera, una más científica, es probar los
productos (ver Imagen 16.1). Cada producto se
pone a prueba a través de una serie de exámenes
diseñados cuidadosamente para determinar la
eficiencia con la que realiza su función. A cada
producto se le da una calificación usando un
sistema de puntos predeterminado. Los
resultados para los cepillos dentales eléctricos
pueden ser así: "El Zippoteeth calificó con
oBJetlvos
DE EsrA
lecctón
Comentar sobre dlsolventes y sus usos.
Diseñar y efectuar una lnvestigaclón
sobre remoclón de manchas.
Presentar tus resultados al resto de la
clase.
l-3o src ,ts'"
Pnoprro¡ons oe la M,lr¿nl¡
5 en la remoción de placa pero con l0 en la vida
de la batería. Scrubboplaque calificó con 6 en la
remoción de placa pero sólo con 2 en la vida de
MATERIAL PARA
LA LECCIÓN 16
la batería'l
Para
tú que
científicos deben
tomar en consideración muchos factores y
cleben estandarizar las pruebas para que sean
justas para todos los productos que se
examinan. ¿Serías capaz de diseñar pruebas
como éstas? En la lección de ho¡ tendrás la
oportunidad de resolver un problema similar.
Ésta incluye la eliminación de manchas y otros
temas que investigaste en lecciones
previas-soluciones y disolvencias.
¿Crees
sea fácil? Los
1
ti
par de gafas de
seguridad
Para tu grupo
botellas que
contengan estos
solventes:
agua
alcohol isopropílico
keroseno
tazas pequeñas de
plástico que
contengan estas
sustancias que
manchan:
catsup
jarabe de chocolate
1
1-
5
10
2
1-
aceite vegetal
plumón marcador
bolígrafo
cuadros de tela
cotonetes
hojas de periódico
hoja de papel imprenta
Chinchetas o cinta
adhesiva
16.1 Este científico sabe que la prueba de productos requiere
tomar en cuenta muchos facfores, y que se deben usar pruebas
estandarizadas.
lmagen
STCAÍS"" Pnoplso.qnrs o¡
L,A
lVlerenr¡ l-31-
leccrótt
tz
lNvrsrrcRCIONES
so¡n¡ SoI-¡Nru.s
Parc Empezar
maestro(a) te.pedirá que pienses en
1.
-- T
ejemplos de líquidos que
Ejercicio 16.1
Quitando Manchas
no contengan
agua. Escribe tus ejemplos en tu libreta de
ciencias. Se te pedirá que contribuyas con
tus ideas mediante una sesión breve de
iluvia de ideas.
!.
Después de esta sesión y charla, copia a tu
libreta el diagrama que la clase ha
producido.
!,
Usando los materiales de la charola, tu
grupo deberá diseñar una prueba que
compare la efectividad de los tres
solventes (en las botellas) en la
eliminación de cinco diferentes tipos de
manchas. Estas manchas son catsup,
jarabe de chocolate, aceite vegetal, tinta de
plumón, y de bolígrafo. Tu maestro(a) te
sugerirá otras manchas. Piensa en las
siguientes preguntas y consideraciones en
el diseño de las pruebas, y coméntalas con
el resto de tu grupo:
ønchø p uedan comp ar ar s e j ustamente?
¿Qué elementos necesitarás parø lograrlo?
B. Las manchas deberán estar secas antes de
que las pruebes. ¿Cómo lograrás esto?
Ten cuidado de no
derramar solvente
C. ¿Cómo calificarâs la efectividød de los
quitamanchas en cadø møncha?
o manchar sobre tu
ropa.
D. ¿Cómo presentarâs tus resultados para
que los demás los entiendan fócilmente?
No introduzcas a tu
boca ninguna de
las sustancias.
E. ¿Cómo dividirós el trabajo entre los
miembros de tu grupo?
Si ocurre algún
derrame de alcohol
o queroseno, avisa
inmediatamente a
tu maestro(a).
Pnoplto¡uts or l¡
que el contenido de la charola coincida
con la lista de materiales.
m
Usa tus gafas de
seguridad durante
este ejercicio.
src/trIs'"'
Unìntegrante de tu grupo deberá recoger
-t.- la charola portátil de materiales. Revisa
A. ¿Cómo vas a estandarizar tus
procedimientos de pruebø, pøra que los
resultados obtenidos para cada disolvente y
POR TU
SEGURIDAD
l.s2
PROCED¡MIENTO
IVI¡.r'¡nrn
r.¡ccrór
¿Cuánto tiempo te tomarás para efectuar
cada paso del procedimiento? (tu
maestro(a) te indicará cuánto tiempo tienes
F.
en total).
En tu cuaderno, escribe 1o que estás
intentando averiguar. Pónganse de
acuerdo en los materiales que van a usar,
en el procedimiento, y en el diseño de un
sistema de calificación y en la Tâbla de
resultados. Registra esta información en
tu libreta bajo los siguientes títulos:
Materiales, Procedimiento, Sistema de
Calificación y Tabla de Resultados.
tz
INvnsrrcacroNEs soBRE
SolrNrns
REFLEXION SOBRE LO QUE HICISTE
I-'
Comenta los resultados con miembros de
t.r grupo. En tu libreta, escribe cualquier
conclusión que derives de tu prueba.
Incluye cualquier comentario o sugerencia
de la efectividad de tu procedimiento.
_
'
Tu maestro(a) te gaiarâ en la discusión. Se
le pedirá a un miembro de tu grupo que
reporte su procedimiento, su sistema de
calificación, sus resultados y conclusiones.
Dibuja unaversión grande de los
{.- - resultados
de tu grupo en la hoja.
'
'
Aplica las manchas. Escribe los nombres
då los integrantes de tu grupo en los
cuadros de tela. Deja que las manchas se
sequen en el lugar sugerido por tu
maestro(a).
Continúa con tu procedimiento durante
el siguiente períoão.
/.
Transfiere todos tus resultados a la Tabla
en el papel imprenta. Pega o adhiere la
hoja en la pared más cercana a tu mesa.
Asegúrate de hacer una copia de todos los
resultados en tu libreta de ciencias.
$.
Limpia los materiales. Desecha los
cotonetes, trapos, y recipientes pequeños
de sustancias que manchan. Devuelve los
objetos restantes a la charola portátil.
STC/ì,IS"" Pnopren,to¿s oe r,rt Marenln l-33
LECCIóN
17 INVESTIGACIoNEs soBRE SoLVENTES
Lavado en Seco
¿Alguna vez has comprado un aprenda nueva,la
pusiste en la lavadora, y cuando intentaste
ponértela de nuevo descubriste que había
encogido o estaba completamente arruinada?
Fue entonces que leíste la etiqueta. "Lávese en
Seco".
El lavado en seco se usa para limpiar la ropa
que se dañaria con el agua. También se usa para
quitar manchas que son insolubles en agua (por
ejemplo grasa). Como el nombre lo sugiere, el
lavado en seco consiste en limpieza sin agua (en
realidad sí se usa una pequeñísima cantidad de
agua-luego descubrirás por qué-pero no la
suficiente para cambiarle el nombra a lavado
húmedo). Sin embargo) aunque sólo se usa un
poco de agua el término "lavado en seco"
'-I¿
F
t,,.'''
ø,
f
ft
Las máquinas de lavado en seco trabaian de forma similar
L34
STC
,IS"" Pnopreo¡¡¡s nr l¡ M¡ranr¡
a
las lavadoras,
pero usan un disolvente diferente al agua.
LECCIóN
17 INVESTIGACIONES SoBRE SoLVENTES
Si tu ropa de tintorería huele
mucho a disolvente, abre las
ventanas de tu coche.
aún es un poco engañoso, ya que se usan otros
líquidos envez de agua.
En los primeros métodos de lavado en seco,
usaban solventes de petróleo como el keroseno.
Pero el keroseno es inflamable-se quema.
Después de varias explosiones en tintorerías, se
adoptó el disolvente tetracloroetileno, el cual
aún es usado hoy con otros solventes. El
tetracloroetileno no es inflamable, pero sus
gases pueden ser tóxicos en lugares cerrados. Esa
es una razón por la que, si la ropa de la
tintorería huele muy fuerte a disolvente, deberás
manejar a casa con las ventanas de tu coche
abiertas.
¿Cómo funciona el lavado en seco? Una
máquina de lavado en seco es como una
lavadora gigante. La ropa se coloca en la
máquina. Se agrega el tetracloroetileno, con
poquísima aguLay un detergente especial (el
agna se agrega para remover manchas causadas
pro sustancias solubles al agua). El
tetracloroetileno fluye constantemente a través
de la máquina hasta que la ropa queda limpia.
Cualquier disolvente que quede en la ropa
después del ciclo de limpieza se evapora más
tarde. El disolvente restante es reciclado. Se
calienta hasta que se evapora y luego se enfría
hasta que se condensa para producir un
disolvente limpio que puede ser usado de nuevo.
También hay una nueva manera de hacer el
lavado en seco. Este método no usa ningún
disolvente que sea tóxico. Detergentes especiales
y dióxido de carbono, que es el disolvente, son
los que limpian la ropa. El dióxido de carbono,
que normalmente es un gas en el aire y no es
perjudicial para el medio ambiente, se pone bajo
presión durante el proceso de limpieza. Esta
presión mantiene el dióxido de carbono en un
estado líquido. Tanto los detergentes especiales
como el dióxido de carbono pueden ser
reciclados. ¿Será el uso de este limpiador
protector del medio ambiente, el futuro de las
tintorerías? n
PREGUNTAS
1. ¿Por qué la gente que tiene lavadoras todavía
va ala tintorería?
2. ¿Puedes nombrar dos ventajas de reciclar los
solventes usados en todos los procesos de lavado
en seco?
STC/ì,ISttt Pnopleon¡¿s
¡r l¡ IVLrrnnI¡ 135
TECCIóN
17 INVESTIGACIONES SoBRE SOLVENTES
t
GUBRIE]IIIÍIIII
IlIDll IlI GllllIR
¿No sería el muncio
aburrido si no existiera
la pintura? Desde
tiempos prehistóricos,
o
o
I
+
las pinturas se han
usado en el arte. Las
Í
pinturas rupestres más
antiguas, fueron hechas
con pinturas derivadas
de tierra con tinte y de
rocas o de animales y
plantas.
Éstas se mezclaban con
otras sustancias, como la
clara de huevo, que
permitían que los
pigmentos se
esparcieran y se
adhirieran a la superficie
que se iba a pintar. Hoy,
las pinturas se usan para
proteger y decorar
superficies. Son mezclas
preparadas
cuidadosamente,
diseñadas para trabajos
específicos, y están
disponibles en una
infinita variedad de
colores. Examinemos
=
P
o
I
z
o
E
ô
i
o
o
=
z
o
É
@
estas mezclas más
cuidadosamente y
veamos cómo las
diferentes propiedades
de las que están hechas
¿Para qué usarnos pintura y de qué está hecha?
136 STC/ì,IS"' Pnopro¡¡ons ¡o l¡ M¡r¡nl¡
trabajan en conjunto.
Lamayoria de las
pinturas consisten en
pigmentos y un
disolvente, además de
otros aditivos
tEccróN
tz
INVESTTcAcIoNES sosRx SorvrNres
A través de la historia los
arf,sfas han usado una amplia
variedad de pigmentos en sus
pinturas. Mucha s pinturas
contienen óxidos de metales,
que dan el color. Los adisfas
prehistóricos, usaban tiena
que contiene óxido de hierro
rojizo y pardo para pintar
estas imágenes. Muchas
pinturas modernas de aceite
contienen otros óxidos de
metales que producen los
colores vivos asociados con
las pinturas al óleo.
que realizan una
variedad de funciones.
Los pigmentos le dan a
la pintura el color y
también la hacen opaca
Van Gogh usó
amarillos
brillantes en
muchas de sus
pinturas
(incluyendo el
Janón con Doce
Gftaso/es, que se
muestra aquí).
Un pigmento de
cromato de
plomo binda ese
amarillo brillante.
(no transparente). El
tipo de pigmento usado
depende del color que se
desea en la pintura. Por
ejemplo,la pintura
blanca contiene
frecuentemente el
pigmento dióxido de
titanio. Sin embargo,
varios pigmentos se
pueden usar juntos en
cantidades variadas para
proclucir una amplia
gama de colores. Por
ejemplo, aunque el
dióxido de titanio se usa
para hacer pintura
blanca, otros pigmentos
se mezclan con él para
producir pinturas de
STC/ì,ÍS'" Pnoprnn¡,urs os rA M¡renr¡
TECCIóN
17 INVESTIGACIONES SOBRE SOLVENTES
iÈ
: .r,_
#*
\?;
Ë
€
It
t
*
:
il'
!.
Este artista está pintando un mural. Las pinturas de /os adlstas contienen muchos so/yentes diferentes. El agua y la
turpentina son /os más comunes.
otros colores. Por
ejemplo, el dióxido
de titanio se mezcla
con cromato de
bario o sulfato de
cadmio para hacer
pinturas amarillas;
con el óxido de
cromo, para hacer
pigmento ocultante.
La pintura
también debe
contener una
sustancia que haga
que el pigmento se
pegue a la superficie
que se está pintando
(como la clara de
huevo que usaron
los pintores de
pinturas verdes. Y
con tintes
ultramarinos, o
como elazal
indatrono se hacen
pinturas azules.
Además de añadir
color a la pintura, el
dióxido de titanio
puede esconder la
superficie que se está
pintando. Por esta
razón, se llama un
13a
STC/I,ÍS''' Pnoplro,q¡rs oe
cavernas
prehistóricas). Estas
sustancias
aglutinantes
se
llaman vehículo.
Están hechas
generalmente de
sustancias similares
al plástico. Cuando
se secan,
forman una
capa protectora,
l¡
M¡rBnr.r
flexible y resistente.
Los solventes
adelgazanla pintura
y la ayudan a
esparcirse durante el
pintado. Existen
minerales que se
usan como solventes
en algunas pinturas
brillantes. Ésas
disuelven el
vehículo. Cuando la
pintura se seca,
queda una película
brillante.
Muchas pinturas
de emulsión y
pinturas modernas
de látex, usan agua
como adelgazador.
Aunque en estos
casos, el agua no
disuelve el vehículo;
lo mantiene
finamente dividido.
Cuando la pintura se
seca,la emulsión
finamente dividida,
se une y forma una
superficie dura y
flexible.
Las pinturas
frecuentemente
contienen una
variedad de aditivos
que realizan varias
funciones. Pueden
mejorar la
resistencia al clima, y
afectar la manera en
que se dispersa para
producir acabados
especiales, o acelerar
el proceso de secado.
LECCIóN
17 INVESTIGACIONES SoBRE SOLVENTES
La pintura es una mezcla compleja, diseñada para ser aplicada como tlquido; y que atsecarse, quede como un acabado
protector, decorativo, resrsfenfe y flexible a la vez.
Pnoplr¡.lo¿s oo ln Mntenrn
139
LEc'óNl
7
Separando Solutos
8i
g8
9ì
Bû1.'4q535968
oè
If
'Ut'lf
+
l{ 1 ;.Y( tli;lt s-,j,{\flr¡jt
.í'
8t lr+q53596
rùirr\:lllliljtl$à
ji@,
r!
È3
iq
:ð
î,t
I
dô
oa
oo
¿Es genu¡no este billete? ¿Serlas capaz de aveiguarlo con
solo analizar la tinta que se usó para imprimirlo?
INTRODUCCIóN
Lamayoría de las mezclas que has examinado en
este módulo, han consistido de dos sustancias.
Por ejemplo,las sustancias que estudiaste eran
mezclas de un disolvente y un soluto. En la
última lección, sin embargo, investigaste cómo
los diferentes disolventes podían ser usados para
quitar mezclas más complejas, o manchas. El
éxito de la eliminación de manchas, dependía de
la solubilidad de las sustancias puras que
conformaban las manchas.
Dos de las sustancias que intentaste eliminar
eran tintas. ¿Cuál era la composición de estas
tintas? ¿Estaban ambas hechas de las mismas
sustancias? Si haces observas cuidadosamente,
encontrarás pistas que te as¡tdarén a responder
estas preguntas. Podrás haber notado que
algunas cosas raras le sucedían a las tintas
cuando añadías algunos de los solventes. En esta
lección, echarás un vistazo a lo que sucede
cuando agregamos solventes a las tintas; y cómo
algunas de éstas propiedades se pueden usar
para identificar tintas de diferentes fuentes.
OBJETVOS DE ESTA LECCIóN
Usar papel cromatográfico para analiza¡
diferentes tlntas.
Aplicar técnicas de papel
cromatográfico para "resolver un
cf lmen".
l4O
STC
{S'" Pnoprro¡¡ns oe l¡
Mnronr¡
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 17
Para Empezar
1.
--
U." miembro de tu grupo deberá recoger la
charola de materiales.
,
--
Revisa que el contenido de la charola
coincida con la lista de materiales. Aparta
el equipo para ti y tu compañero(a).
!.
Pon más o menos 25
vaso de 250 ml
-l
ml de agua en un
(por uno o dos segundos)
sumerge la punta de un marcador verde en
ll. Rápidamente
Para
I
copia de la Hoja del
Alumno 17.1:
"Analizando Tintas"
1
copia de la Hoja del
Alumno 17.2:
"Comparando Tintas"
1- copia de a Hoja del
1
el agua.
tr- Observa lo que sucede. Responde las
rfr
- preguntas en la Hoja del Alumno 17.1.
¿Qué sucedió cuando sumergiste la punta
del marcador verde en el agua?
ti
Alumno 17.3:
" ldentificando Tintas"
copia de la Hoja del
Alumno 17: "Revisión y
Evaluación "
Para
ti y tu compañero
de laboratorio
l- vaso de 250
2
ml
hojas de papel
cromatográfico
6.
Etr base a tus observaciones, ¿qué sabes
acerca de la tinta?, escribe tu respuesta en
la Hoja del Alumno.
7 .Tu maestra(a) dirigirá una charla breve
acerca de las observaciones que hiciste.
!
I
lâpiz
regla
Acceso a agua.
Para
1
I
l3
ti
marcador verde
marcador rojo
marcador café
marcadores negros
(rotulados B, C, y D)
STCiì,IS'" Pnopr¿n¡ors oo r.¡
M¡r¡nre
L47,
TECCIóN
17 SEPARANDo SoLUTos
Ejetciclo L7.L
Análisis de Tintas
PROCEDIMIENTO
t.
Vacía el vaso que usaste en "Para
Lmpezar
Observa lo que le sucede al aguay
ala
tinta. Después de 5 minutos ietira el papel
del vaso.
/I
'
Anota los resultados del "papel
cromato grétfr,co" en la Hojä åel Alumno.
Bajo el Paso 4 de la Hoja del Alumno,
describe lo que has observado.
.
f.Y-ierte aproximadamente 50 ml de agua en
el vaso.
t.
'
Dibuja un punto de tinta verde (de unos 2
mm de diámetro) en un trozo de papel
cromatográfico, tal como se muestra en la
Imagen 17.1.
¿Qu¿ puedes concluir acerca de la tinta del
8.
--
marcador verde? Escribe tus ideas en la
Hoja delAlumno.
con tus ideas a una charla
$. Contribyye
corta en Ia clase.
10 . Lee "Cromatografra
pâryina.
de Papel" en la
siguiente
{.
Dobla el papel a unos 3 cm del extremo
superror.
$. Coloca unIápiz a lo largo de la parte
superior del vaso.
a
fmagen 17.1 Dibuja la mancha
de tinta en la posición que se
lmagen 17.2 Usa un lápiz para colgar el papel en el vaso
con agua. Asegúrate de que la mancha de tinta se
encuentre por arriba de la superficie del agua.
L42
src/l,Is'" Pnopr¡¡¡ons ou l¡, M¡,ren'l¡
leccrór
CROMATOGRAFíA DE PAPEL
La técnica que usaste para separar los
tintes
en la tinta verde es llamada "papel
cromatográfico". La cromatografía funciona
porque la tinta que usaste está compuesta de
varias tinturas de diferentes colores disueltos
en agua. Cada tintura es un soluto diferente y
se mueve a diferente velocidad a través del
papel cromatográfico. Justo como los carros
que viajan a varias velocidades en una
autopista, los solutos más rápidos se
adelantan a los otros y tarde o temprano se
separan de ellos. La velocidad a la cual cada
soluto se mueve a través del papel depende
de Ia solubilidad delsoluto en el agua. Las
tinturas más solubles se mueven más rápido
que las menos solubles.
tz SEpnn¡,Nto Soruros
Ejercicio L7.2
Comparando Tintas
PROCEDIMIENTO
t.
'
;Cómo podrías usar la cromatografrapara
comparar la composición de las tintas en
los marcadores verdes, rojos, negros (B) y
café? Necesitarás hacer una comparación
justa. Comenta esta cuestión con tu
compañero (a). Tu maestro (a) facilitarâ
una sesión de lluvia de ideas para llegar a
una conclusión de la clase a este
problema.
Usa el procedimiento que acordaron en la
clase para comparar las cuatro tintas.
Mientras esperabas que subieran las tintas
sobre el papel, escribe o ilustra el
procedimiento bajo el Paso I de la Hoja
delAlumno
17.2.
de que las tintas han subido por
t.- - Después
papel,
observa
los cromatogramas.
el
Responde las siguientes preguntas en tu
Hoja del Alumno: ¿Qué puedes decir
acerca de la composición de cada color?
¿Las tinturas del mismo color siempre se
comportan de la misma manera? ¿Qué te
dice esto acerca de esas tinturas en
particular?
STC
,ls"t
Pnoplroeors
¡r
r,n
Mrtrnrn L43
tEccróN
1z SEpARANDo Soruros
Ejercicio 17.3
ldentificación de Tintas
REFLEXóN SOBRE LO QUE H|CTSTE
Comentarás
f . Algunos
tus descubrimientos en clase.
equipos, presentarán sus
PROCEDIMIENTO
resúmenes.
1.
!.
3.
Lu cromatografia es una técnica de
separación que se usa para muchos
propósitos, incluyendo la aclaración de
crímenes. Lee "El Caso de la Tinta No
Identificada" en la siguiente pâgina. Luego
aplica tu conocimiento de cromatografía
para descubrir si se cometió un crimen, y
si así fuera, resolverlo.
Comenta con tu compañero(a) cómo van
a determinar si se cometió un crimen y si
así fuera, quién lo cometió.
Er la Hoja del Alumno
17.3, dibuja
esquema del procedimiento que vas
seguir.
un
a
¿J. Asegúrate-de qu_e tu maestro(a) apruebe
-tu plan, y luego lleva a cabo tu
investigación.
Registra tus resultados en la Hoja del
Alumno como descripción, diagrama, o
cromatograma.
Escribe un resumen de tus conclusiones,
las cuales serán presentadas en los
tribunales.
7 Vacía tus vasos y devuelve todos los
' ' materiales a la iharola.
L44
src/À,Is"'
Pnopl¡o¡ors o¡ l.r Mn.rnnl¡
del jurado en este caso no
tienen conocimientos de cromatograffa.
En tu libreta, escribe dos párrafos: uno
explicando qué es la cromatograffa y en el
otro cómo funciona ese proceso.
. Los miembros
rEccróN
IDENTIFICADA
Uno de los tantos trabajos de la ciencia
EL CASO DE LA TINTA NO
forense, es ayudar a resolver crímenes usando
una amplia gama de técnicas para reunir
evidencia. La cromatografía es una técnica
importante que se usa para atrapar criminales.
En este ejercicio, harás el papelde científico
forense.
firmado.
La evidencia A muestra un cheque
¿Es la firma del cheque una falsificación?
ef cheque escrito por eldueño o por
¿Fue
alguien
más?
Hay tres sospechosos en este caso, cada
usa diferente pluma. La única manera de
JUANTUTRIFORE
567-56-s678
HP (2341567-8987
6543 21sl Strê€t
H¡ccup, Texas 78987
uno
tz
SrpanaNno Soruros
descubrir qu¡én firmó el cheque es analizando
la tinta en la firma y compararla con la tinta de
las plumas que se entregaron como evidencia
(evidencias B, C, y D).
La pluma B pertenece al dueño de la
chequera, la pluma G pertenece a un conocido
criminal, y la pluma D pertenece a un cajero
del banco. Tu asistente de laboratorio ya ha
extraído un poco de tinta de la firma del
cheque y colocó una mancha de ella en un
pedazo de papel cromatográfico.
¿Quién escribió elcheque? ¿Se cometió un
delito?
6789
#lz+eø
D¿:e
7Íøl Zr,2w
Pctv,*
'OrderoÍ
8
0oo,9
DolLqrs
Unnslu¡ul
BANK OF TNC(:UP. N.A,
,.%'*/ø!tg",t
rs$g[lt?E[ltl Éqq ?tl El5Ê1rr' Ë,tt,l
EVIDENCIA A: ¿Es esfe un cheque falsificado?
STc/trlsttt Pnople¡rrons ¡r l¡ M¡.ren¡¡ L45,
LEccróN
tz
SEpARANDo
Soruros
La "Ciencia de Ia Separac¡ón" del FBI
zo
separar los
o
tr
componentes de una
4
mezcla.La
cromatograffa tiene
muchos usos: no se
limita a la detección
del crimen. De hecho,
o
la
¿Qué tiene que ver este edificio con la cromatografla?
Dos ladrones roban
un banco de un
pueblito llevándose
miles de dólares...
Una bomba explota
en la Ciudad de
Oklahoma, matando
a más de 150
personas...
Estos dos delitos
son muy diferentes,
pero una de las
técnicas que los
expertos en detección
del crimen usan para
investigarlos es la
misma. Se llama
cromatograffa. Uno
de los laboratorios
más grandes de
cromatografia para
detección del crimen
está ubicado en
Washington D.C., en
las oficinas centrales
de la Oficina Federal
de Investigaciones
(FBI, por sus siglas en
inglés). Muestras de
crímenes de todo el
pals son enviadas al
FBI para que realicen
análisis forenses
(análisis forense es un
tipo especial de
análisis que se efectúa
en coordinación con
procedimientos
legales y jurídicos).
Muchos expertos en
análisis forenses
trabajan en el FBI.
Algunos pasan su
tiempo comparando
fibras y cabellos
encontrados en las
STC,lS"' Pnopl¿¡¡oes oB r,¡ Mrr¿nll
escenas del crimen;
otros comparan la
tierra de los zapatos
de un sospechoso con
la tierra encontrada
en la escena de un
crimen. Hay muchas
habitaciones
dedicadas
específicamente a la
cromatograffa. Es
aquí donde la agente
especial Kelly Mount
trabaja.
"La Cromatografra",
explica Kelly Mount,
un especialista en
cromatograffa, 'es
una ciencia de la
separación'. Es la
técnica que usamos
en nuestros
laboratorios para
primer
cromatografía fue
rcalizadapor un
botánico ruso en
1906. É1 descubrió
que el pigmento de
clorofila se podía
separar de las hojas
verdes, pasando una
solución de éter a
través de un tubo que
contiene carbonato de
calcio en polvo.
Mount usa una gran
variedad de sustancias
para lograr esta
separación. Gases y
líquidos son los más
comunes. La
separación de las
sustancias, según
Mount, es sólo el
principio del análisis
forense. "El propósito
de la cromatograffa
no es identificar, sino
separar", ella enfatiza.
Unavez que los
científicos han
logrado sus
resultados, tienen que
compararlos con los
resultados de otras
técnicas analíticas
antes de que puedan
ser admitidas como
evidencia.
"Vamos al fìnal del
pasillo y echemos un
LEccIóN
asegurándose que en
élvayaun montón
del dinero especial.
Pronto, después de
que el ladrón deja el
banco, el dispositivo
explota, bañando su
coche, ropa o bolsa de
pigmento rojo.
El criminal
Un agente especial del FBI usa un microscopio comparativo
para comparar fibras de una escena del crimen con las de
la alfombra en el coche de un sospechoso (arriba derecha).
dos maneras en que
usamos la
cromatograffa," dice
Mount. "La primera
es sencilla y
económica-Los
estudiantes hacen
algo similar en la
ciencias-La
otra manera requiere
equipo más
sofisticado.
"Primero, echemos
un vistazo a cómo se
usa la forma simple
de la cromatografra,
llamada
cromatograffa de
capa delgada,para
ayudar a rastrear
asaltabancos," dice
el1a. "He aquí cómo
clase de
funciona. Cuando los
bancos amarran
billetes en un montón,
incluyen un
dispositivo de
seguridad dentro de
algunas pacas. Este
dispositivo tiene
dentro una'bomba'
miniatura. Cuando se
acciona,la bomba
explota. No hace
ningún daño a los
humanos, pero suelta
un líquido rojo
brillante. Este líquido
es imposible de
lavarse" Cuando un
laclrón dice "entrega el
dinero," el cajero(a)
por fuerzatiene que
entregarlo,
sospechoso se le
llama a veces "mano
roja'l Una muestra de
ropa u otro material
manchado con el
pigmento se envía a
Kelly Mount para su
análisis. ¿Es el
pigmento del
dispositivo de
seguridad? ¿O el color
proviene de otra
fuente?
La composición
química del pigmento
rojo usado por los
bancos es única en su
estilo. Ningún otro
pigmento tiene la
misma composición.
Mount lo compara
con el pigmento
hallado en el criminal
sospechoso. Ella toma
una muestra de la
escena del crimen que
contenga material
17 SEPARANDo SoLUTos
con el pigmento y lo
pone en un disolvente
para extraer el
pigmento del material.
Mount entonces
coloca varias gotas cle
la muestra disuelta en
una línea en el fonclo
de una charola
pequeña, y chapeada
especialmente. (El
enchapado de la
charola es lo que le da
a la cromatografía su
nombre). Ella pone la
charola en un líquido.
Cuando las manchas
se humedecen e
interactúan con el
enchapado de la
charola, empiezan a
subir a la charola a
diferentes velocidades,
dependiendo de la
solubilidad de los
componentes. Todos
los pigmentos hechos
cle los mismos
componentes
formarán el mismo
patrón en la charola.
Así que, si la escena
del crimen coincide
con el pigmento usado
por los bancos, ya se
ha resuelto otro delito.
STC/I,ISt" Pnopr¿¡¡nss nn ln ùlnrnnl¡
TECCIóN
17 SEPARANDO SOLUTOS
o
ts
t
o
o
La cromatografía es utilizada por el FBI como un arma contra el terrorismo. Los residuos de bombas terroristas, como la
que destruyó este avión, pueden ser analizados para determinar el tipo y el origen det explosivo utilizado.
Bombas y Explosivos
La cromotografia es
también muy
necesaria para
analizar los
materiales utilizados
en bombas y
explosivos. El FBI
analiza muestras de
las bombas que han
explotado en los
Estados Unidos,
incluyendo la del
Edificio Federal
Murrah en la ciudad
de Oklahoma y otras
que han provocado
accidentes aéreos. La
técnica es llamada
cromotografia
liquida de alta
presion (CLAP).
El primer paso
consiste en examinar
bajo microscopio. "La
mayoría de las
muestras de bombas
tienen una apariencia
muy semejante.
Todas parecen polvo
negro," dice Mount.
Aún así, el primer
químicos colocan la
muestra en un
disolvente como el
agua. Una vez dentro
de la solución,las
partículas en la
muestra puede
separarse en
partículas más
pequeñas que llevan
cargas positivas o
negativas,
paso es importante.
Por ejemplo,los
científicos pueden
clasificar pequeños
trozos del material
del residuo. El
siguiente paso es la
dependiendo de la
composición de la
muestra.
Se coloca una
pequeña cantidad de
la solución en la
extracción. Los
la ileva hacia arriba
l.AA STC/ñIS'" Pnopleo¡tes nr l¡ Merenr,r
máquina CLAR está
donde se mezcla con
otro líquido, y
posteriormente es
forzadahacia abajo
bajo presión a través
de una delgada
columna de cristal
llena con una
sustancia porosa. Lo
que sucede en la
columna es el paso
más crítico. "Algunas
de las partículas,"
explica Mount,
"parecen mas felices
dentro del tubo que
otras. Permanecen
ahí más tiempo".
La velocidad a la que
las partículas se
lrccló¡v
alejan de la columna
es registrada por un
detector, que
entonces imprime la
información. Al
comparar el tiempo
que las partículas
han permanecido en
la columna con los
tiempos de retención
conocidos, Mount y
sus colegas pueden
distinguir los varios
tipos de partículas en
la muestra.
Mucho por Aprender
¿Funciona siempre?
"No," dice Mount.
"Algunas veces no
encontramos nada. Y
algunas otras, no
encontramos nada
concluyente.
Tâmbién es
importante saber que
cuando se trata de
materiales
explosivos, el CLAP
es únicamente un
análisis técnico
cualitativo. Nos
ayuda a identificar
los materiales que se
encuentran en un
polvo desconocido.
No nos provee
información
cuantitativa; en otras
palabras, no
podemos saber
cuánto de una
sustancia se
encuentra en el
polvo".
A KellyMount le
encanta su trabajo.
Para prepararse para
su carrera, estudió
una licenciatura en
química y siguió con
una maestría en
ciencias forenses. La
vida en el laboratorio
nunca es
rutinaria-lo que
significa tener que
recibir llamadas en
fines de semana o
altas horas de la
noche para atender
emergencias en el
laboratorio. Mount
tiene gran
experiencia para
a¡rdar al FBI a
resolver sus misterios
cuando se trata de
bombas o bancos. !
tz
SnpnneNoo Soruros
PREGUNTAS
¿Cuáles son los dos tipos de cromato grafra
mencionados en esta lectura? Busca en una
enciclopedia u otros recursos en la bibliotecay
en la Internet para investigar más sobre estos y
otras técnicas de cromatografra.
STCyìvlS" Pnoprnoroes oe
ln M¡rrnr¡. A49
LEcc,óNl8
Cambios en las Mezclas
rnrnooucclót
Este rascacielos fue construido utilizando una gran
variedad de mezclas, incluyendo concreto, acero y vidrio.
Lamayoúa de los materiales utilizados para
crear objetos son mezclas. De hecho, si miras a
tu alrededor, te darás cuenta de que es muy
difícil encontrar sustancias puras. El concreto,
los ladrillos, el papel,la madera, el acero y el
cristal son todos mezclas. Los materiales pueden
hacerse con propiedades específicas cuando se
alteran los tipos y las cantidades de sustancias
que componen la mezcla. Por ejemplo, si
cambiamos la cantidad de agua o la cantidad y
el tipo de agregado (piedras), el concreto
cambiará su dureza y fuerza cuando esté listo.
Entre más húmeda sea la mezcla original, más
débil será el concreto. Lafuerza del concreto
también puede cambiarse adicionándole
diferentes tipos de agregado.
Las soluciones son un tipo especial de mezcla.
¿Puede una solución ser utilizada para crear
objetos? ¿Pueden ser alteradas las propiedades
de una solución? ¿Qué sucede con las
propiedades de un disolvente cuando le agregas
un soluto? ¿Son las propiedades de una solución
diferentes a aquellas del disolvente y el soluto de
que está hecho? ¿Afecta la cantidad de soluto
que agregas a una solución a las propiedades de
esta? Tal vezte sorprendas por las respuestas que
encuentres a estas preguntas durante esta
lección.
OBJETIVOS DE ESTA LECCION
Medir los efectos de diferentes
cantidades de sal en puntos de fusión y
ebulliclón.
Comparar los puntos de fusión de
dlferentes aleaciones,
Discutir las aplicaclones tecnológlcas
de algunas soluclones y otras mezclas
150
STC/MS"'
Pnoproo¡oBs on l¿ Mnr¿nrn
Para Empezar
f . Durante esta lección, trabajadas en un
-equipo de cuatro. Comenta las siguientes
MATERIAL PARA
LA LECCION 18
Para
1
preguntas con los miembros del equipo:
en por lo menos una
mezclø que tengø las propiedades de ambas
sustancias delas que se compone?
A. ¿Puedes pensar
B. ¿Puedes pensar en por lo lnenos una
mezcla que tenga las propiedades de
únicamente uno de la sustancias deløs que
se compone?
C. ¿Puedes pensar en por lo menos unø
mezclø que tenga propiedades
co mpletamente diferentes de aquellas
sustøncias de las que se compone?
copia de la Hoja del
Alumno l8.l-:
"Agregando Sal al
Hielo"
1
1
L
copia de la Hoja del
Alumno l-8.2:
"Agregando Sal a agua
Hirviendo"
copia de la Hoja del
Alumno 18.3:
"lnvestigando
Soluciones Sólidas"
par de gafas
protectoras
Para tu grupo
1
Registra tus respuestas en tu cuaderno de
.
clenclas.
ti
1
cuchara de plástico
chica
marcador de punto
fino
2
vasos de precipitado
de 250m1
2
I
termómetros
1
3
pequeña charola de
metal
frasco de cloruro de
sodio (sal común)
piezas de soldadura
(marcadas con colores
rojo, azul y verde)
1
1
mechero
gasa
hielo triturado
Acceso a agua caliente
Acceso a un reloj de
pared o de mano con
segundero
STCâvlS"* Pnopreo¡nos on l.q IVI¿r¿nrn 151
LEccróN
1s CAMBros EN LAS Mezcr,q.s
Ejercicio 18.1
Sal y Hielo
7 -.E! la Hoja del Alumno, escribe lo que
piensas que sucederá si agregas otras dos
cucharaditas de sal al vaso A. ¿Qué
ocurrirá en el vaso B sin sal?
PROCEDIMIENTO
la sal de la misma manera en que
- lo hiciste
antes y registra tu respuesta en la
Hoja del Alumno.
Agrega
It'
Un miembro del equipo deberá reunir la
charola con los maie.iales. Etiqueta uno
de los vasos con la letra ",{'y el otro con la
letra "B".
!.
Reúne el hielo triturado que te
proporcion arâ ttt maestro.
J.
Agrega la mitad del hielo en el vaso A y la
{.
otra mitad en el B.
Clocado un termómetro dentro de cada
vaso. Mide la temperatura del hielo
triturado de cada recipiente. Registra los
resultados en la Hoja delAlumno 18.1.
$. Comenta con los otros miembros del
equipo lo que piensas que sucederá con el
hielo del vaso A si le agregas 2
$.
Responde las siguientes preguntas en la
Hoja del Alumno: ¿Que efecto tiene la sal
en el estado de la materia del hielo? ¿Que
efecto tiene la sal en el punto de fusión del
hielo? ¿Que efecto tiene en la temperatura
de la mezcla de hielo con agua salada el
agregar más sal?
la cantidad de sal a la temperatura
tQ.
- - ¿Afecta
punto
o al
de fusión del hielo? Registra
respuesta en la Hoja del Alumno.
t t.
Después de comentar tu resultados con la
clase, desecha el contenido de los vasos en
el sumidero. Enjuaga los vaso y los
termómetros.
cucharaditas de sal. ¿Qué sucederá con el
vaso B sin sal? Registra tu pronóstico en la
Hoja delAlumno 18.1.
$.
Agrega 2 ct¿,charaditas de sal únicamente
al vaso A. Utiliza la misma cuchara para
revolver lamezcla. Observa el contenido
de cada vaso y mide la temperatura de
cada uno. ¿Qué ocurrió con el hielo del el
vaso A cuando le agregaste la sal? ¿Qué
sucedió con el vaso B? Registra tus
respuestas en la Hoja del Alumno.
POR TU
STGURIDAD
Usa tus gafas
protectoras durante
la lección
STC,/trlSt"t Pnopr¡o¡¡Bs
or ln M¡rrnl,r
tu
LEccróN
Ejerciclo L8.2
Sal y Agua Hirviendo
!.
--
termómetro. Registra tus observaciones
en la Hoja del Alumno.
Vierte aproximadamente 100 ml de agua
caliente en un vaso de 250 ml. Coloca el
termómetro dentro de vaso.
Sigue el procedimiento mostrado por
maestro para encender mechero
.
Agrega dos cucharaditas adicionales de sal
Registra tus
observaciones en la Hoja del Alumno.
'_ al agua hirviendo.
/.
tu
termómetro y el vaso sobre la
bur. y calienta el agua hasta que hierva.
Responde las siguientes preguntas en la
Hoja del Alumno 18.2: ¿De qué manera
puedes saber que el agua está hirviendo?
¿A qué temperatura empieza a hervir el
Responde las siguientes preguntas en la
Hoja del Alumno: ¿Qué efecto tuvo el
agregar sal en el punto de ebullición del
agua? ¿Afecta la cantidad de sal agregada a
la temperatura o al punto de ebullición
del agua?
_ Coloca el
'
Mrzcres
2 cucharaditas de sal al agua.
5.
- - tqr.Su
Observa el agua hirviendo y el
PROCEDIM¡ENTO
t.
--
18 CAMBros EN LAS
Escribe un breve pârrafo en la Hoja del
$.
--
Alumno resumiendo el efecto que tuvo la
sal en el punto de ebullición y de fusión
del agua.
agtta?
. Pronostica lo que sucederá con el punto
de ebullición del agua si le agregas 2
cucharaditas de sal. Registra tu pronóstico
en la Hoja delAlumno.
O
-'
se basará en la lectura "
Cambiando los Puntos de Fusión y
Tu maestro
POR TU
SEGURIDAD
Sigue
cuidadosamente las
instrucciones de tu
maestro para el
uso de los
mecheros.
Recoge el cabello
largo.
Sé cuidadoso
cuando manipules
objetos calientes.
STC¡I,IS"' Pnoprno¡ons ¡o le NI¡r¿nl.q LS3
LECCIóN
18 CAMBIOS EN LAS
Mszcr¡s
<l:;¡
a
t.::
ô_
i
@
¿Sabes que es lo que hay dentro de este extraño edificio? Este edificio es utilizado para
almacenar sal que será esparcida en las carreteras cuando las condiciones ctimáticas
se encuentran debajo del punto de congelacién del agua. ¿Qué efecto tendrá la sal
sobre las carreteras? ¿Por qué se almacena la sal en ese edificio?
Este camión retira la nieve y dispersar sal sobre el camino. ¿De qué manera se
reducen los accidentes con éste método?
Una solución anticongelante es utilizada para los radiadores de los carros. Esta
solución baja el punto de congelación del agua en el radiador del carro. Asimismo
aumenta su punto de ebullición y reduce Ia oxidación. ¿De qué manera esta solución
es út¡l para las personas que trabajan con motores? ¿Por qué no utilizan sat en vez
de anticongelante?
L5,4 STC/ìvIS" PnoprnoA¡os on ln M¡renlt
leccró¡t
tg Ctlrsros
EN LAS
Mrzcr¡s
Ejercicio 18.3
Analizando Soluciones Sólidas
PROCEDIMIENTO
I
-lr
'
En este eiercicio analizarâs cómo las
n
'
impurezas afectan el punto de ebullición
de tres mezclas de metales llamadas
soldaduras. Debido a que estas soldacluras
se funden a temperaturas mayores al
rango de tus termómetros, medirás el
tiempo que le toma a cacla soldadura para
fundirse. Entonces compararás las
mediciones para determinar los puntos de
congelamiento de cada soldadura. Tu
maestro(a) te mostrará cómo usar tu
equipo durante este ejercicio. Observa con
detenimiento y lee las normas de
seguridad antes de dar inicio al ejercicio.
Monta tu ecuioo tal como se muestra en
lu l*ug.n tä.t, p"to no coloques aún el
mechero debajo de la base hasta que
llegues al paso 6.
POR TU
SEGURIDAD
La soldadura es
tóxica, no te la
lleves a la boca.
lmagen 18.1 Montaje del equipo
para el Ejercicio 18.2. No coloques
el mechero debajo de la charola
hasta que llegues al Paso 6.
a
s'
Coloca los trozos de soldadura sobre la
charola de metal en la posición que se
muestra en la Imagen 18.2.
¿l
Asegúrate de que la charola se encuentre
"
en el centro de la base. Tâmbién asegúrate
de recordar bien la posición de cada trozo
de soldadura, ya que los colores que los
distinguen pueden desaparecer al
calentarse. Al.uciate del diagrama que se
encuentra en el Paso I de la Hoja del
Alumno
Soldadura
con banda roja
18.3.
Charola
de metal
!i;riílAi
:ltff¿
:'i.l¡Ì1
Nå ¡
lI
Soldadura
con banda azul
Soldadura
con banda verde
lmagen 18.2 Coloca los trozos de soldadura dentro
de la charola de metal.
STCyñlS'n'
Pnoprrotors o¿ l¡ lVInrBnl¡ 155
LEccróN
18 CAMBros EN L,A.s Mezcras
Comenta las siguientes preguntas
$. compañeros
POR TU
SEGURIDAD
de
con los
tu equipo. Una vez que
todos concuerden con sus respuestas,
anótalas en los pasos 3 a 8 en la Hoja del
No te acerques
demasiado al
equipo mientras
esté caliente.
Alumno
18.3.
A. ¿Qué relación crees que haya entre el
tiempo y el derretimiento con los puntos de
congelamiento de estas soldaduras? (Obtén
los puntos de congelamiento de tu maestro y
øgrégølos alaThblø 1).
Observa las
soldaduras desde
una distancia no
menor a 60 cm.
B. ¿Se derritieron todas løs soldaduras
ala
misma temperatura?
Sigue el procedimiento mostrado por
$.
- - maestro para
tu
encender el mechero (si
utilizando un mechero Bunsen,
ajusta la llave del gas para hacer una llama
de aproximadamente 4 cm de alto).
estás
registrar el tiempo desde cero
ayudándote deìn reloj de påred o de
mano. Mueve el mechero de manera que
la llama se encuentre exactamente en el
centro de la charola de metal.
_ Comienza a
'
f
.Manejael equipo cuidadosamente, debido
a que pueden ocurrir cambios repentinos.
Registra en la Tabla 1 de la Hoja del
Alumno 18.3 el momento en que cada
pieza de soldadura termine de fundirse.
Deja de calentar cuando todas las piezas
hayan fundido o después de que
transcurran tres minutos (lo que ocurra
primero). Si alguna de las piezas no se
funde, registra la información en la
Tabla
$.
1.
Apaga tu mechero.
C. ¿Qué efecto tienen otros metales en el
punto de congelamiento del estaño? (Utiliza
la información de la Tøblø I de lø Hoja det
Alumno para øyudarte a contestør esta
pregunta).
D. ¿En qué afectø una mayor porción de
plata sobre los puntos de congelamiento de
las mezclas?
E. Observalos puntos de congelamiento de
metales puros en lø Tabla 1. Ambos metales
difícilmente se pueden derretir con uÍt
mechero de laboratorio. Basándote en esta
información, ¿consideras que las mezclas de
metales siempre muestran una combinación
de las propiedades de sus componentes?
se
F. ¿Por qué son los puntos bajos de
congelamiento de estas aleaciones, una
propiedad útil pørø la soldadurø?
de que tu mechero no esté
10. Asegúrate
caliente. Devuelve los materiales
a la
charola y entrega las piezas de soldadura a
tu maestro.
POR TU
SEGURIDAD
No toques el
equipo en por lo
menos cinco
minutos. Puede
permanecer
caliente.
Lávate las manos
antes de salir de
156 STC/ìvIS" Pnopreo¡.nns ¡¡ le Mtrnnr¿
laboratorio.
rEccróN
te Cnùfnros
EN LAS
Mnzcr¡s
REFLEXION SOBRE LO QUE HICISTE
l.
Lee "Aleaciones".
maestro dirigirá una charla sobre las
aleaciones, de qué forman se manipulan
2.Tu
sus propiedades, y cómo son utilizadas.
Prepárate para compartir tus ideas.
ALEACIONES
Las aleaciones son mezclas que contienen por !o menos un metal. La mayoría de
las aleaciones son soluciones sólidas. Aunque muchas aleaciones consisten en
dos metales mezclados (por ejemplo, plata y estaño en algunas soldaduras), la
que más se usa se compone de una mezcla de carbón y hierro |lamada acero. El
acero es mucho más resistente que hierro puro. Sus propiedades pueden
cambiar al agregarles otras sustancias. Por ejemplo, el manganeso hace que el
acero sea más duro, y el cromo, que es utilizado para hacer acero inoxidable,
detiene el proceso de oxidación.
Las aleaciones de otros metales, como el aluminio o el estaño, nos proveen de
materiales muy resistentes y con densidades bajas que son necesarias en Ia
fabricación de aviones. Las aleaciones de tungsteno y cobalto son utilizadas en
materiales que deben resistir los efectos de altas temperaturas (por ejemplo,
motores para cohetes). El bronce es una aleación de cobre y estaño. El oro puro
es muy suave, por lo que los objetos fabricados con este tipo de metal, como Ia
ioyetía, fácilmente se dañan. Por lo tanto, el oro es frecuentemente combinado
con aleaciones de plata y cobre para producir un metal más duro. Aprenderás
más sobre algunos de estos metales en las Lecciones 21,y 22.
STC/trISt"t Pnoprro¡.o¡s oe L,{
M.{rnnrn L57
LEcclóN
18 CAùIBIOS EN LAS
Mezcr¡s
La Espada Samurai
Las propiedades de
los
son
no
los
objetos metálicos
determinadas
solamente por
diferentes metales de los
cuales se componen,
la
forma etr qn. los
sino también por
7
5
#
g
!
3
Io
metales son mezclados
y tratados. Durante
miles de años,los
trabajadores del metal,
o herreros, han alterado
las propiedades de los
metales por medio del
calor, martillándolos, y
utilizando otros
tratamientos para
convertirlos en objetos
tan diversos como
resortes o cañones. Las
famosas espadas de los
guerreros Samurai de la
época medieval en
Japón,son un ejemplo
de cómo los herreros se
valían de las
La espada samurai era un arma extraordinaria
propiedades de algunos
judo),las peleas con la
metales para propósitos entrenados desde
específicos.
pequeños para
espada constituían sus
Los primeros samurai, convertirse en
técnicas más
fueron soldados
guerreros. Los jóvenes
importantes. Pero las
contratados por
comenzaban su carrera espadas samurai eran
propietarios de tierras
como guerreros cuando muy especiales. Cada
para proteger sus
tenían
samurai tenía una
propiedades de los
aproximadamente 15
espada larga y otra
ladrones. Desde el siglo años al recibir su
corta; la larga, llamada
XII hasta el XIX,
primer espada en una
katøna era su arma
incluso cuando lapón
ceremonia especial.
principal. Su hoja de
tenía emperadores,los
Aunque cada samurai acero estaba diseñada
samurai gobernaban
también llevaba consigo para matar al enemigo
un arco yflechas (y era de un solo golpe de
)apón. Los hijos de los
samurai eran
entrenado en lucha y
espada.
158
STC/lvlS"' Pnoprnn.roBs nr l.r M¡.renrn
Para fabricar una
katana, el herrero
utilizaba dos tipos de
acero: el centro de la
espada estaba hecho de
un acero flexible y bajo
en carbón (una aleación
de hierro con un poco
de carbón). La parte
exterior de la espada,
estaba hecha de un
acero duro que contenía
una proporción mucho
mayor de carbón que el
centro. La combinación
de estos dos tipos de
acero, le daban a la
espada la flexibilidad
necesaria y el filo
suficiente para soportar
una dura batalla. El
herrero trataba ambos
metales con diferentes
técnicas que mejoraban
el desempeño de la
espada. Comenzaba
calentando una parte de
acero bajo en carbón
crudo-aproximadame
nte del tamaño de un
ladrillo-en una forja
(un horno que quema
carbón a altas
temperaturas).
Posteriormente, el
herrero martillaba el
acero en un ¡rrnke hasta
que se aplanaba;
entonces lo doblaba por
mitad y lo martillaba de
nuevo. Luego repetía
este proceso varias veces
para remover cualquier
tEcctóN 18 CAMBIos EN LAS
delgada, que le
permitiría enfriarse
con mayor fapidez,
un proceso que le
dariamâsfrrmeza.
El herrero afilaba y
pulía la hoja. Las
capas eran visibles en
El moderno y expeño herrero Akitsugu Amada es uno
de /os dos herreros en Japón que tienen el título de
Ningen Kokuho (Tesoro Nacional Viviente).
la superfi cie brillante.
Finalmente, probaba
la hoja-sobre hojas
de hierro, armaduras
y algunas veces sobre
los cuerpos de
criminales
ejecutados.
Las espadas
impureza del metal.
Finalmente,lo
formaba en una larga
y delgada cuña. A
continuación, el
herrero trabajaba en
el acero de alto
carbono y seguía el
mismo proceso
utilizado para el
acero de bajo
carbono; pero esta
vez,Io martillaba y
doblaba muchas
veces más. Lapieza
final de metal tenía
hasta 30,000 dobleces
o capas. El herrero
hacía la cubierta un
poco más larga que el
centro.
Después, unía
ambos lados de la
espada. La cubierta
envolvía el centro, y
el herrero calentaba y
martillaba las dos
piezas hasta que
formaran una unión
sólida. Debla ser
extremadamente
cuidadoso; si
cualquier burbuja de
Mnzcr¡.s
hermosas. Las hojas
eran decoradas, y a
los puños se les
incrustaban perlas u
otras piedras
preciosas. Las
espadas samurai se
heredaban y pasaban
de una generación a
otra. Cuando un hijo
alcanzabala edad
adulta, recibía la
espada de su padre,
junto con historias de
actos valientes que
habían acompañado
a su espada.
I
samurai eran
mortales pero
aire o impureza
quedaba atrapada
entre las dos partes
de la espada,la
espada sería
inservible durante
una batalla.
La hoja entonces se
templaba, un proceso
que se
utilizapara
controlar las
propiedades del
acero. La hoja se
calentaba y entonces
era enfriada
introduciéndola en
agua. El herrero
cubría la espada con
barro para controlar
proceso de
enfriamiento. Entre
más gruesa fuera la
capa de barro, más
lento enfriaría el
acero, y esto Ie daúa
mayor flexibilidad. El
filo de la hoja era
cubierto con una
capa de barro más
Kenji Mishina, un gran maestro pulidor de espadas, pule
cuidadosamente una espada samurai
PREGUNTAS
¿Qué técnicas utilizaba el herrero para modificar
las propiedades de las diferentes partes de una
espada katøna? Investiga cómo pueden ser
aplicadas estas técnicas para diferentes
propósitos hoy en día.
STC/trfSru P¡.oprnn¡¡es on
l¡ Mnrnnl¡ 159
LEccróN
1g CAMBros EN LAS
Mezcr¡s
Los Helados cn la Antigüed ad
¿Qué fue primero,los
helados o los
congeladores? Todo el
mundo sabe que los
o
6t
&
e
congeladores son
necesarios para almacenar
helados. Para que un
I
ts
o
ts
l
helado permanezca sólido,
debe guardarse a una
o
temperatura menor al
punto de congelamiento
del agua (0 C). Para hacer
helados, también se
requieren las mismas
temperaturas bajas. La
gente no tenía
congeladores hace
cuarenta años, entonces,
¿no podían hacer helados?
La respuesta es sí. La
mayoría de las personas
solían preparar sus
propios helados en sus
casas. Hacían sus pedidos
de hielo a
domicilio
a
¡Delicioso! Pero, ¿cómo podían hacer helados sin un congelador?
una
compañía que se dedicaba
fabricar hielo; o
utilizaban hielo que
guardaban durante el
invierno y lo mantenían
almacenado en el
subsuelo. Empezaban
preparando una mezcla de
ingredientes de helado,
entonces combinaban la
mezcla en un recipiente de
metal (uno que fuera
conductor de calor) y
entonces colocaban el
recipiente en una cubeta
que contenía hielo
triturado y un poco de
agua.A continuación,
agregaban sal al hielo.
Entonces, el hielo
comenzaba a derretirse de
inmediato.
a
Esta maquina de helados, requerla el uso de hielo
la mezcla del helado al punto de congelación.
l-60 STC/ì,IS" Pnoplep¡rors or l¿ M¡rnnrl
y
sat a para bajar
la temperatura de
tEcctóN 18 CAMBros EN LAs
Para derretirse, el
hielo toma el calor de
su alrededor
enfriando el recipiente
con la mezcla del
helado hasta que la
temperatura sea
menor al punto de
congelamiento del
agua. Batían
continuamente el
helado para que
produjera pequeños
cristales de hielo que
le dan esa particular
textura cremosa.
Algunas veces debían
utilizar hasta una libra
Mnzcr¡s
de sal para preparar el
helado.
Puedes preparar tu
propio helado de
vainilla siguiendo la
receta de la Abuela. tr
,'' t
2ÞvLottuvu^"'-'-
ar.o1:Y
1-tr-za
i¿lazasàeleohe
ï..
,,.:.
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'1
t^^bornnrdo
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l'bata
.t
eV
MúLo: *n.t,
--
STCiI{S" Pnoprno¡ons oo r,a M¡r¡r.¡r 161
LEcc,óNl
I
Evaluando Nuestro Progreso
rnrRooucclón
Esta lección ha sido diseñada para a:¡tdarle a tu
maestro a descubrir cuánto has aprendido de las
dos primeras partes de este módulo. El examen
que tomarás consta de dos partes. La evaluación
de desempeño es un ejercicio en el cual
escribirás las propiedades (incluyendo el
aspecto) de varias y diferentes sustancias que
componen una mezcla. La evaluación escrita
consiste de una serie de preguntas de opción
múltiple y respuestas breves. Tal como en la
Lección 9, muchas de estas preguntas
constituyen un reto a tus conocimientos y
habilidades para interpretar situaciones, cuadros
de datos, diagramas y gráficas.
¿Cuáles son las propiedades de /as susfanclas que
componen esta mezcla?
oBJETtvos DE EsrA ¡-eccló¡¡
Determinar las propiedades físlcas de
las sustanclas que componen una
mezcla,
Responder preguntas basadas en las
prlmeras dos partes de este módulo.
L6,2
STC/1vIS" Pnoprro¡ons
¡r r¡
Mar¿nl.l
Para Empezar
1. Tr maestro
te asignará un conjunto de
materiales.
!.
Tendrás 20 minutos para completar cada
parte de la evaluación. No hables con tus
compañeros.
MATERIAL PARA
LA LECCIóN 19
Para
ti
1
copia de la Hoja del
Alumno 19.1:
"Evaluación de
Desempeño"
1- copia de la Hoja del
Alumno l-9.2:
"Evaluación Escrita"
par de gafas de
L
Ejercicio 19.1
Describiendo los
Componentes de una Mezcla
PROCEDIMIENTO
t.
--
Revisa los objetos que están sobre tu
escritorio y asegúrate de que concuerden
con la lista de materiales. Escucha
cuidadosamente a tu maestro al explicar el
ejercicio y lee el resto de estos
procedimientos antes de comenzar.
1
1
seguridad
tubo de ensayo con
aproximadamente 5 ml
de alguna mezcla
vaso de precipitado de
250m1 con IOO ml de
agua
1
1
tubo de ensayo
placa de petri
1- cuchara de laboratorio
I
1
pipeta
1-
regla
1
imán
lupa
Acceso a agua
Acceso a un recipiente
para desechos
Para ti y tu compañero
de equipo
1- base para tubos de
ensayo
STCI['IS'"' Pnopleo¡¡os no ln IVInr¡nr,q 163
LEccróN
19 EvALUANDo NuESTRo Pnocneso
-') _LamezcIa
contiene diierentes r,rrianðias.
que se te ha proporcionado
Utiliza el
equipo que está sobre tu escritorio para
determinar las propiedades fisicas de las
sustancias. Tienes 20 minutos para
completar este ejercicio.
_ Para cada sustan cia,haz una breve
'
{.
descripción en los espacios asignados en la
Hoja delAlumno 19.1. Tiata de incluir
tantas propiedades ffsicas como puedas
por cada sustancia. Utiliza el vocabulario
correcto. A continuación, se enlistan
algunas palabras que puedes utilizar:
color, insoluble, soluble, cristales,
magnético y densidad.
Cuando hayas completado el ejercicio
19.1, responde las preguntas de la Hoja del
Alumno 1 9.2: "Evaluación escrita'l Tienes
aproximadamente 20 minutos para
completar esta evaluación.
POR TU
STGURIDAD
Utiliza tus gafas
protectoras para el
ejercicio 19.1.
l':AA
STC/ì,IS'" PnoprBo¡ors nn l.r M¡rrnrn
LEcctóN
1e CAMBros EN LAS MEzcrRs
LA FIEBRE DEL ORO
Ei oro es un metal muy
apreciado. Tiene un
hermoso brillo amarillo.
Es suave y puede utilizarse
fácilmente p ar a fabricar
)oyeria. Es un excelente
conductor de la
electricidad, por 1o que es
ideal para utilizarse en
dispositivos electrónicos.
No se opaca, por 1o que
siempre está brilloso, pero
también es muy escaso.
Afortunadamente para
aquellos que desean
encontrar oro, es
extremadamente denso.
Los buscadores de oro se
valen de la alta densidad
de este metal para
separarlo de rocas
ordinarias, arena y de
otras impurezas.
Un Duro Trabajo
"Cacerolear" es la técnica fr
más simple para
Ë
encontrar oro en ríos y
þ
arïoyos. Lo único que se fr
necesita es una olli
!
grande y plana, una
i
èspalda'fuerte,ymuchu
paciencia. El buscador
oro mostrado en la
de
q
8
fotograffa de arriba probó
su suerte durante la fiebre
del oro en Yukon.
Acelerando las Gosas
Los buscadores de oro
facil (como el que se
muestran en dibujo)
encontraron oro en ríos y
arroyos, ya que durante
STCyl,lSt"t Pnopreo¡o¡s
¡r ln NLrrrnr¡ l-65
LEccróN
19 EvALUANDo NUESTRo Pnocnrso
Este canal está siendo utilizado por buscadores de oro en el Amazonas para separar el oro del agua y et todo.
miles de años la
lluvia había
utilizar motores de
propulsión a chorro
deslavado montañas
deslavar las laderas
que contenían oro,
de las montañas.
arrastrándolo en las
corrientes de agua.
Las densas hojuelas
de oro se asentaron
rápidamente en
arroyos y fueron
atrapadas en
rincones y grietas en
el fondo. La técnica
de la cacerola
funcionó bien al
principio, pero una
vez que el oro fácil
fue encontrado,los
buscadores de oro
comenzaron a
Luego utilizaban
represas para buscar
a través de los
deslaves. Los canales
para encontrar oro
estaban hechos de
Madera y tenían
coladores en su parte
inferior. El oro se
atascaba en los
coladores mientras el
agtray el lodo
y sacaban el oro. Éste
con basura natural
método fue
restringido en
California en los
1880's debido a que
contaminaba los rlos.
ordinaria. Estas
partículas de polvo
no son pesadas; cada
una pesa solamente
una fracción del
gramo. Pero las
partículas de oro, no
importa qué tan
pequeñas sean, son
parte más densa de la
mezcla. Esto provoca
que las hojuelas de
oro se hundan con
mayor rapidez que
cualquier otra cosa.
Para encontrar oro,
los buscadores eligen
una olla para drenar
las grietas y
La Densidad lo Hace
Posible
Sólo una pequeña
porción de oro era
llevado hasta el río en
forma de pepitas lo
suficientemente
seguían por el canal.
De vez en cuando,los
grandes para ser
detectadas a simple
vista. La mayor parte
del oro en un arroyo
buscadores de oro
detenían la corriente
hojuelas mezcladas
L66 STCI¡yÍS" Pnoprr¡¡o¡s ¡¡ l.l Merrnr¡.
es
polvo-pequeñas
LEccróN
1g CAMBros EN LAS
Mnzcr¡s
I
I
las piedras del
fondo de algún río.
Recogen las piedras
grandes y agregan
agua del
rio ala
olla, entonces lo
revuelven,
;í;:i].,
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a
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I
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permitiendo que
cualquier cosa que
no se hunda
rápidamente,
I
(
I
emerja a la
superficie (ver
fotografia).
Los buscadores
repiten este proceso
hasta que se quedan
únicamente con
ttarena
negra", que
es muy densa. Si
tienen suerte, la
arena negra tendrá
pequeñas hojuelas
de oro. Entonces,
recogen las hojuelas
y repiten el proceso.
Si tienen mucha
suerte, encontrarán
pepitas de oro (ver
fotografía). !
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PREGUNTAS
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Investiga otros
métodos de
extracción de oro en
la biblioteca y en el
Internet. Responde
las siguientes
preguntas: ¿Qué
países producen
oro? ¿Cuales son sus
usos más comunes?
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