Actividad de Ciencias Naturales. Eje: Entornos Naturales Significativos. Contenido: en relación con los materiales y sus cambios Objetivos: ● Diseñar experiencias sencillas para poner a prueba experimentos e hipótesis en relación con el cambio de estados y transformación de materiales. ● Distinguir los cambios de estado sólido, líquido y gaseosos, y las transformaciones de los materiales cuando son sometidos a diferentes cambios. ● Relacionar los cambios de estados en agregación de los materiales. Pregunta Inicial: ¿Qué piensan que son los estados de la materia? Los estados de la materia son las diversas formas en que se presenta la materia en el universo. Se conocen también como estados de agregación de la materia, ya que las partículas se agregan o agrupan de maneras diferentes en cada estado. Se puede considerar que existen tres estados fundamentales de la materia, tomando en cuenta aquellas formas de agregación que se presentan bajo condiciones naturales. Los estados fundamentales de la materia son: Estado sólido. Estado líquido. Estado gaseoso. Las características de los estados de la materia dependen de la fuerza de atracción entre las partículas y su movilidad. La temperatura y/o la presión son los factores que afectan cómo se agrupan dichas partículas y cómo interactúan entre sí. Cuando hay alteraciones sensibles en las variables de temperatura y/o presión, se producen cambios de un estado de la materia al otro. Estos cambios son solidificación, vaporización, fusión, sublimación, sublimación inversa y condensación. Experimento 1: ¿Se puede inflar un globo sin soplar ni utilizar una maquina? ¿Qué pasa si…? …Mesclamos bicarbonato de sodio y vinagre. Materiales: Un globo Bicarbonato Vinagre Una cuchara Una botella de plástico Procedimiento: 1- Echamos vinagre en la botella de plástico, hasta llenarla por la mitad. 2- Luego echamos una cucharada de bicarbonato dentro del globo. 3- Sin dejar que caiga el bicarbonato dentro de la botella, colocamos el globo en la abertura de esta. 4- Dejamos caer el bicarbonato del globo dentro de la botella. Imágenes de la realización del experimento. Conclusiones: Después de llevar a cabo cada uno de los pasos detallados para realizar este experimento, ¿cuál ha sido el resultado? El globo se ha inflado y sin necesidad de ponernos rojos como un tomate y/o agotar a nuestros pulmones soplando. Pero, ¿cómo ha sido posible que se haya inflado el globo? La explicación es sencilla, al juntarse el bicarbonato con el vinagre se ha producido un gas llamado dióxido de carbono. El dióxido de carbono creado, como todos los gases, se ha esparcido ocupando la botella y el interior del globo, lo que ha producido que este se haya ido inflando poco a poco según iba entrando el gas en él. Argumento científico: El experimento científico que hemos realizado esta relacionad son el área de química, concretamente con las reacciones químicas entre diferentes sustancias y las propiedades del gas. Seguro que todos hemos jugado en alguna ocasión con aceite y vinagre, por ejemplo, para hacer una ensalada, y ¿qué ha sucedido? Exacto, no ha pasado nada. Sin embargo, algunas sustancias cuando se juntan con otras se transforman, formando otra sustancia diferente. Esto es lo que sucede cuando juntamos vinagre y bicarbonato. Al mezclar el vinagre con el bicarbonato estos reaccionan y se transforman en agua (líquido), sal (solido) y dióxido de carbono (gas). La reacción termina cuando una de las sustancias utilizadas, en este caso el vinagre o el bicarbonato, deja de existir porque se agota y, por ello, desaparece. Existen dos tipos de reacciones, unas necesitan calor para producirse y otras, en cambio, necesitan desprenderse del calor que tienen. En este experimento concretamente las sustancias necesitan absorber el calor para transformarse en sustancias nuevas. Por este motivo si tocamos el recipiente en el que se lleva a cabo estará frío. De las tres sustancias obtenidas la principal en nuestro experimento es el dióxido de carbono. Este es un gas y, como todos los gases, siempre se expande hasta ocupar todo el espacio en el que se encuentra. Experimento 2: ¿sabías que algo puede ser líquido y solido a la vez? ¿Por qué creen que pueden ser de los estados? Materiales: Maicena (fécula de maíz) Agua Una cuchara Un recipiente hondo Procedimiento: 1- Agregar los ingredientes en el recipiente 2- Revolver muy lentamente la maicena con el agua hasta formar algo parecido a un líquido cremoso 3- Podemos observar: ¿Qué pasa si intentamos revolverlo muy rápido con la cuchara? O ¿Qué pasa si lo dejamos reposar? Conclusión: Este experimento liquido-solido resulta una experiencia muy fascinante y educativa. Pudimos ver la importancia de la consistencia de los líquidos y su relación con los sólidos. Y el comportamiento de la maicena en contacto con los líquidos que proporciono una oportunidad para entender mejor los fenómenos físicos y químicos que ocurren en nuestro entorno. Además, que este experimento nos puede servir para explicarles a los niños sobre el concepto de densidad, viscosidad, flotación y cohesión. Argumento científico: Lo que ocurre en la mezcla es que el agua no se acaba de mezclar bien con las partículas sólidas de la maicena. Las moléculas de agua se colocan principalmente en la parte superficial de la mezcla, por eso parece un líquido. Pero cuando "arrancamos" un trozo de mezcla, vemos que debajo es sólido. Si no tocamos esto, las moléculas de agua de la superficie se mueven hasta ocupar nuevamente toda la superficie. Por eso, cuando tenemos un trozo en la mano y no lo tocamos, parece líquido y se deshace: las moléculas de agua se van hacia la superficie del trozo que hemos arrancado y las moléculas sólidas más superficiales van siendo arrastradas, y el trozo se deforma. Pero cuando lo apretamos y aplicamos una fuerza sobre la masa, todas las partículas (las de agua y las de maicena) se compactan y parece un objeto sólido. Y si lo volvemos a dejar, las moléculas de agua se vuelven a desplazar hacia la superficie y vuelve a parecer un líquido. A esto se le llama fluido no newtoniano y se debe a que el fluido no tiene una viscosidad constante, sino que varía en función de la temperatura o de la fuerza o tensión que aplicamos sobre el objeto.