BIOLOGÍA: 2009-07-19

sábado, 25 de julio de 2009

UNIDAD No 3 LAS SOLUCIONES

UNIDAD 3
CIENCIAS NATURALES QUIMICA. LAS SOLUCIONES
¿Una transformación química puede ser una solución?
Las soluciones son fundamentales en nuestra vida pues forman parte de muchos materiales que tiene aplicación en medicina, en la industria, en la agricultura, en el estudio del ambiente físico. Para que muchas reacciones se lleven a cabo es necesario que las sustancias se encuentren en solución

ACTIVIDAD 1.
Dadas las siguientes mezclas identifique aquellas que son soluciones. Justifique.

Mezclas
Solución
Mezcla heterogénea
Aire

Aceite agua y arena

Vino

Pizza

Aleación de cobre y estaño

¿Que se deberá tener en cuenta para identificar una solución?
Primero que todo la mezcla debe ser homogénea en toda su extensión. Entonces el aire, el vino y la aleación de cobre y estaño cumplen esta condición. Las otras son mezclas heterogéneas.

¿Qué condiciones se requieren para que una sustancia se disuelva en otra?
Se requiere como mínimo de un soluto y de un solvente. Estos dos deben interactuar de tal manera que el soluto se distribuya uniformemente entre las partículas del solvente.

ACTIVIDAD 2
En la siguiente figura se representa el proceso de disolución de sal en agua.

1. Explique cómo y por qué ocurre este proceso

2. ¿Por qué el aceite no se disuelve en el agua?

Lectura de Apoyo
Estas interacciones son de tipo físico es decir son interacciones que no cambian la composición química del soluto ni del solvente; son interacciones de tipo electrostático. Para que se produzca la solución es condición necesaria que las fuerzas de atracción entre las partículas del soluto y del solvente sean superiores a las fuerzas que mantiene unidas a las partículas que constituyen tanto al soluto, como al solvente.
Un soluto polar se disuelve fácilmente en un solvente polar, dado que, las partículas del soluto pueden interactuar con las moléculas del solvente, situación que no ocurre entre las moléculas de un soluto no polar y un solvente polar, porque no se genera tal atracción, como el caso del aceite y del agua.
Lo semejante disuelve a lo semejante¿Por qué el aceite no se disuelve en el agua? Las moléculas del aceite están fuertemente atraídas por fuerzas intermoleculares que le dan su viscosidad; en el agua también existen fuerzas de atracción entre las moléculas; sin embargo, cuando estas dos sustancias tienen contacto físico, no se disuelven porque no se genera una fuerza de atracción entre las moléculas del aceite y del agua y por tanto no se logran vencer las atracciones intermoleculares en ambas sustancias:

Situaciones de aplicación conceptual

1. El agua es una sustancia compuesta formada por moléculas polares y por tanto cualquier sustancia que se disuelva totalmente en ella es considerada polar; dados los siguientes materiales clasifíquelos en dos grupos según la tabla:

Materiales
Polar
No polar
Alcohol

Aceite

Sal de cocina

Champú

Crema de manos

Sustancia química
Solvente
No polar
Solvente
polar
No 1
insoluble
soluble
No 2
soluble
insoluble
No 3
insoluble
soluble
No 4
insoluble
soluble
Las preguntas del 2 al 4 se resuelven con la siguiente información. Un grupo de estudiantes realizó en el laboratorio diferentes pruebas de solubilidad a 4 sustancias químicas; los datos se registran en la siguiente tabla

2. Según los datos que se registran en la tabla se puede afirmar que:
a. 1 y 3 son polares:
b. 1 y 2 son no polares.
c. 3 y 4 son no polares.
d. 2 y 3 son polares.

3. Se produce una solución entre:
a. 1 y 3
b. 1 y 2
c. 3 y 2
d. 4 y 2

4. Se produce una mezcla heterogénea entre:
a. 1 y 2
b. 1 y 3
c. 3 y 4
d. 1 y 4

ACTIVIDAD 3. En la siguiente tabla se presentan diversos tipos de soluciones. Escriba en la columna correspondiente al menos dos ejemplos de cada una:

Estado físico de la solución
Estado físico del solvente
Estado físico del soluto
Ejemplos
gas
Gas.
Gas.

Liquido
Liquido.
Gas.

solido
Solido.
Gas

liquido
Liquido.
Liquido.

solido
Solido.
Liquido.

liquido
Liquido.
Solido.

solido
Solido.
Solido.

¿Qué tanto se puede disolver un soluto en un solvente?

Cada solvente tiene la capacidad de disolver una cierta cantidad del soluto y a esa capacidad máxima se le llama solubilidad, por ejemplo 100 g. de agua pueden disolver hasta 36,5 g. de sal a una temperatura de 25ºC.
Una solución salina que contenga menos de 36,5 g. de sal en 100 g. de agua es una solución insaturada; la que contiene 36,5 g. de sal es solución saturada. Y si contiene más de 36,5 g. se le considera sobresaturada. Es importante aclarar que para producir esta última se debe calentar para aumentar la solubilidad de la sal en el agua. También se utilizan los términos concentrado y diluido para indicar de forma cualitativa la cantidad de soluto y de solvente presentes en una solución. Lo anterior es relativo dependiendo de quién se compara con quién.
Para efectos cuantitativos interesa precisar las cantidades de soluto y de solvente que hay en una solución. Se utiliza el término concentración para definir la relación entre el soluto y el solvente.

Situaciones de aplicación conceptual

Los numerales del 5 al 11 se contestan con la siguiente información, en cada caso señale la respuesta correcta y justifique.

En un vaso A hay 100ml de una solución que contiene 5 g. de azúcar, se toman 15 ml y se agrega agua hasta 100 ml en otro vaso B, y de esta solución se toman 15 ml en otro vaso C y se llevan a 100ml.

5 .La solución B comparada con la solución A es:
a. Concentrada
b. Diluida
c. Sobresaturada.
d. Saturada.

6. La solución B comparada con la solución C es:
a. Concentrada
b. Diluida
c. Sobresaturada.
d. Saturada
7. La solución B contiene:
a. Más de 5 g. de azúcar
b. 5 g. de azúcar
c. Menos de 5 g. de azúcar.
d. No sé

8. Si se toman 20 ml de la solución B y se depositan en un erlenmeyer, entonces la solución con relación a la A es:
a. Concentrada
b. Diluida
c. Sobresaturada.
d. Saturada

9. En la situación anterior la masa del soluto es:
a. Igual que en la solución B
b. Menor que en la solución B
c. Mayor que en la solución B
d. Igual que en la solución A.

10. En la situación anterior la solución del erlenmeyer en relación con la solución C es:
a. Concentrada
b. Diluida
c. Sobresaturada.
d. Saturada

11. Al comparar la solución B con la solución del erlenmeyer:
a. Cambia la relación entre los gramos de azúcar y los ml de agua.
b. No cambia la relación entre los gramos de azúcar y los ml de agua.
c. Cambia la concentración de las soluciones.
d. No sé.
¿El soluto es tan importante como el solvente en una solución?
Para muchos trabajos de laboratorio se hace necesario cuantificar la cantidad del soluto y el solvente presentes en una solución. Para tal efecto se usa el término concentración

La concentración de una solución es la cantidad de soluto que se encuentra disuelto en una cierta cantidad de solvente; es decir, la relación entre el soluto y el solvente determina la concentración de la solución. Como vemos, la concentración es directamente proporcional a la cantidad de soluto e inversamente proporcional a la cantidad de solvente.

Cuantitativamente la concentración se expresa según las unidades de masa del soluto y las unidades de volumen del solvente o volumen de la solución.

ACTIVIDAD 4.
Una estudiante de química prepara en el laboratorio 5 soluciones y realiza una gráfica que relaciona el número de moles de soluto que hay en cierto volumen de la solución. La gráfica es la siguiente:

12 .De acuerdo con la gráfica se puede afirmar que en 2 y 4 litros el número de moles de soluto disuelto en la solución es:
a. 2 y 4 moles
b. 2 y 3 moles
c. 1 y 3 moles
d. 1 y 2 moles

13. En 2 litros la concentración de la solución es:
a. 1 molar
b. 0,5 molar
c. 2 molar
d. 3 molar

14. La solución que tiene 3 litros es:
a. Más concentrada que la solución de 1 litro.
b. Menos concentrada que la solución de 4 litros.
c. Más diluida que la solución de 5 litros.
d. De igual concentración que la solución de 4 litros.

15. Si se mezcla la solución de 1 litro con la solución de 5 litros se obtiene una solución:
a. De mayor concentración que la de 1 litro
b. De menor concentración que la de 1 litro
c. De igual concentración que la de 1 litro
d. De mayor concentración que la de 5 litros

ACTIVIDAD 5. ¿En qué se diferencian las soluciones?

De acuerdo con la información de la columna de la derecha, escriba, en el espacio en blanco, el valor correspondiente a la concentración de la solución.

Molaridad_________
Número de moles de soluto sobre el número de litros de la solución. Se agregan 2 moles de sal y se completa con agua hasta un litro.

Normalidad________
Número de equivalentes –gramo de soluto sobre el número de litros de la solución. Se agregan 3 equivalentes- gramo de hidróxido de sodio y se completa con agua hasta 1 litro

Fracción Molar sal______
Número de moles del soluto sobre el número total de moles de la solución. Se disuelven 2 moles de sal en 15 moles de agua

Porcentaje en peso.______
Masa en gramos del soluto que hay en 100 gramos de la solución.
Se disuelven 10 g. de cloruro de sodio en 90 de agua

Porcentaje peso a volumen_______
Numero de gramos de soluto que hay en 100 ml. de solución. Ejemplo. Se disuelven 5g. de Azúcar y se completa con agua hasta 100ml.

Porcentaje volumen a volumen _______
Volumen del soluto en 100 mililitros de la solución. Una botella de vino de 750ml. Que contiene 14.0ml. de alcohol

Situaciones de aplicación conceptual

16. Se disuelven 0,5 moles de NaOH en agua y se completa hasta 500 ml. La molaridad de la solución es:
a. 0,5 molar
b. 1,0 molar
c. 0,25 molar
d. 0,10 molar

17. Si se toman 100 ml de la solución anterior y se completa con agua hasta 1000 ml, la solución resultante es:
a. 0,05 N
b. 0,10 N
c. 0,025 N
d. 0,010 N

18. Una solución 0,5 molar H2SO4 es:
a. 0,5 N
b. 1,0 N
c. 0,25 N
d. 0,10 N

19. El agua de una piscina tiene una concentración de 0,05% peso a volumen de cloro. Si se toman 50 ml de esta agua:
a. Su concentración es de 0,05% peso a volumen de cloro.
b. Su concentración es mayor de 0,05%.peso a volumen de cloro.
c. Su concentración es menor de 0,05%.peso a volumen de cloro.
d. No sé.

20. En la situación anterior
a. La masa de cloro es menor que la de la piscina
b. La masa del cloro es mayor que la de la piscina
c. La masa del cloro es igual que la de la piscina
d. La masa del cloro no cambia.

21. El vinagre de fruta casero tiene un porcentaje de acido acético del 5% volumen a volumen. Esto significa que:
a. En 100 g. de vinagre hay 5 ml. de ácido acético.
b. En 100 ml de vinagre hay 5 g. de ácido acético.
c. En 100 ml de vinagre hay 5 ml. de ácido acético.
d. En 100 g. de vinagre hay 5 g. de ácido acético.

22. La botella de vino FRONTERA tiene en su etiqueta la información: 13,5% V/V de alcohol etílico y densidad igual a 1,4 gramos / mililitro. Esto significa que:
a. En 100 ml. de vino frontera hay 13,5 ml. de etanol
b. En 100 gramos de vino frontera hay 13,5 ml. de etanol.
c. En 100 ml. de vino frontera hay 13,5 gramos de etanol
d. En 100 gramos de vino frontera hay 13,5 gramos de etanol.

23. El vinagre casero es una mezcla de ácido acético y agua. Una señora compra en el supermercado una botella de vinagre cuya etiqueta dice 5M. Al agregar vinagre a una ensalada se le va la mano en 10 ml. más de lo que ella quería agregar. Al producirse este hecho
a. La concentración del vinagre en la ensalada aumenta
b. La concentración del vinagre en la ensalada disminuye
c. La concentración del vinagre en la ensalada no cambia
d. La relación: No de moles de acido acético/No de litros de vinagre cambia.

Recomendamos visitar estas páginas web
http://www.fisicanet.com.ar/quimica/q1_soluciones.php
http://www.isftic.mepsyd.es/w3/eos/MaterialesEducativos/mem2001/ciencia/cromatografia.html.

UNIDAD No 2 LAS SUSTANCIAS Y LAS MEZCLAS

UNIDAD 2
CIENCIAS NATURALES QUIMICA. LAS SUSTANCIAS Y LAS MEZCLAS
¿Que pasaría si no existieran sustancias químicas?
El mundo de la química tiene que ver con la comprensión de los fenómenos que se producen entre las sustancias que son la materia prima con la cual la naturaleza y el hombre han producido los millones de materiales que tienen aplicación en la industria, en la medicina, en la agricultura, en la minería, en los estudios ambientales etc.

ACTIVIDAD 1. ¿En qué se diferencian las sustancias de las mezclas?
Observe las siguientes imágenes que representan distintos materiales y escriba en la columna correspondiente el nombre del material según que este sea una mezcla o una sustancia. Si considera que es una mezcla, clasifíquela en homogénea o heterogénea y justifique sus respuestas

Sustancia

Mezcla homogénea

Mezcla heterogénea

Lectura de apoyo
Es necesario comprender la diferencia entre sustancia y mezcla. No se puede responder a partir de la sola observación de dichos materiales; tenemos que preguntarnos por su composición; es decir, precisar que sustancia o que sustancias componen dichos materiales.
Podemos considerar que una sustancia es una porción de materia que se caracteriza por tener una composición definida y por tanto tiene unas propiedades físicas y químicas específicas que la hacen ser ella misma y que la diferencian de otras sustancias. Lo característico de una sustancia es su composición es decir la clase de átomos que la componen y la proporción en que se encuentran. Así por ejemplo: el agua químicamente pura es una sustancia porque tiene una composición definida; está conformada por átomos de hidrógeno y por átomos de oxígeno los cuales se encuentran en una proporción de 2 a 1. Su composición es una sola O. Si en un vaso tenemos agua pura significa que solamente en ese vaso hay agua; no hay más sustancias; Así mismo, el hierro en polvo, el oxigeno gaseoso, el alcohol etílico (C ₂H ₅OH), se pueden considerar sustancias; es decir, son materiales que tienen una composición definida y unas propiedades características.
Podríamos afirmar que una mezcla es el resultado de unir o reunir o revolver dos o más sustancias, así por ejemplo cuando agregamos hierro en polvo a azufre y los revolvemos obtenemos un material que recibe el nombre de mezcla. La sustancia hierro en esta mezcla conserva sus propiedades químicas y la sustancia azufre también.
Entonces ¿que diferencia una sustancia de una mezcla?

Para responder la pregunta, debemos examinar si en el material hay una o hay varias sustancias. El aire es entonces una mezcla pues en el se encuentran varias sustancias tales como: nitrógeno, oxigeno, agua, gas carbónico, óxidos de azufre y otras sustancias; el vino es una mezcla pues además de contener agua, etanol y glicerol están presentes mas de 300 sustancias; el agua de mar no es una sustancia pura; es una mezcla porque además de O se encuentran otras sustancias disueltas tales como: cloruro de sodio, cloruro de magnesio, sulfato de sodio, cloruro de calcio, bicarbonato de sodio y muchas sustancias mas. El suelo es una mezcla conformada por diferentes sustancias de naturaleza orgánica e inorgánica.
La leche es una mezcla pues además de agua contiene: grasas, carbohidratos, proteínas, calcio, y muchas más sustancias. La arena es una mezcla porque además de contener dióxido de silicio contiene otras sustancias tales como: silicatos complejos de aluminio con sodio, potasio o calcio y cantidades pequeñas de dióxido de magnesio y hierro.
Una mezcla es homogénea cuando a simple vista no se pueden diferenciar las sustancias que la componen. Ejemplo: agua de mar
Una mezcla es heterogénea cuando sus componentes sí se pueden diferenciar. Ejemplo: Arroz con pollo
Pero cómo saber si en un material cualquiera hay una sustancia o varias sustancias?
MEZCLA HOMOGENEA Y HETEROGENEA
Señale con una X según que la mezcla sea homogénea o heterogénea.
mezcla
madera
rocas
cemento
suelo
Azúcar en agua
Aire puro y seco
Agua con sal
Mezcla
homogénea

Mezcla heterogénea

MEZCLAS HOMOGENEAS Y HETEROGENEAS

Dado un material cualquiera debemos someterlo a procesos de separación de las posibles sustancias que lo forman. Una vez separadas podemos intentar reconocer dichas sustancias a través de procesos analíticos.

ACTIVIDAD 2. ¿Como separamos los componentes de las mezclas? Dadas las siguientes mezclas, relacione la letra que se corresponde con el método de separación mas adecuado en la respectiva columna. Escriba la letra al frente del método de separación mas adecuado.
A. Una bebida gaseosa.
B. Arena y agua.
C. Suero del coágulo de sangre
D. Hierro y azufre.
E. Pigmentos de una tinta.
F. Separación de cationes plata, plomo y mercurio.
G. Aire.
H. Pepsi cola.
I. Agua de mar

LETRA
Destilación
Separación de sustancias líquidas con distinto valor de puntos de ebullición.

Disolución
Separación de un sólido soluble en algún solvente de otro que no lo es.

Cromatografía
Separación de los componentes de la mezcla debido a la diferencia dee velocidad de migración de los mismos cuando son arrastrados por una fase móvil que está en contacto con una fase estacionaria.

Licuefacción

Separación de los componentes de una mezcla gaseosa por efecto de la disminución de la temperatura y el aumento de la presión.

Decantación
Separación mecánica del componente sólido no soluble en el líquido o del componente líquido no miscible con el otro líquido.

Filtración
Separación de la fase sólida de la fase líquida cuando la mezcla se hace pasar a través de un filtro.

Centrifugación

Separación de los sólidos suspendidos por acción de la fuerza centrífuga

Evaporación

Se separa el líquido del sólido por paso del líquido al estado de vapor.

Magnetismo
Por fuerzas de atracción magnética se separa el metal del componente no magnético.

ACTIIVIDAD 3. Sustancia Elemental y Sustancia Compuesta. Elemento Químico
Frente a cada término del listado adjunto, marque con una X en la casilla correspondiente según su criterio:
Material
Sustancia Elemental
Sustancia Compuesta
Elemento
El elemento químico es la materia prima con la cual se construyen las sustancias elementales y compuestasQuímico
Etanol

Cloro gaseoso

Hidrógeno gaseoso

Hierro en polvo

Agua

Nitrógeno (N)

Sulfato ferroso

Hidrógeno (H)

Hierro (Fe)

Lectura de apoyo
Para solucionar de manera satisfactoria la cuestión planteada es necesario comprender que las sustancias químicas pueden ser de dos tipos: sustancias elementales y sustancias compuestas.
Las sustancias elementales son aquellas que no pueden ser descompuestas en otras sustancias; es decir, están constituidas por una sola clase de partículas (o de átomos). Por ejemplo, la sustancia elemental sodio no pude ser descompuesta en otra u otras sustancias. La sustancia elemental oxigeno no puede ser descompuesta en otras sustancias. Hay dos clases de sustancias elementales: las monoatómicas y las poliatómicas. El hierro por ejemplo, es una sustancia elemental monoatómica porque si la sometiéramos a un proceso de división obtendríamos finalmente un átomo de hierro. El oxigeno es un sustancia elemental diatómica. Si sometiéramos la sustancia oxigeno a un proceso de división obtendríamos finalmente una molécula diatómica 12O2'>; Aquí es importante referirnos a las propiedades de la sustancia y a las propiedades de la partícula. La pregunta que surge es. ¿El átomo de hierro tiene brillo metálico? sabemos que la sustancia elemental hierro tiene una serie de propiedades características tales como: maleabilidad, ductilidad, brillo, conduce el calor y la electricidad. Estas propiedades son de la sustancia hierro que no se le pueden atribuir a una sola partícula; un átomo no tiene brillo, ni es maleable ni es dúctil; cuando millones de átomos de hierro se reúnen para formar la sustancia hierro entonces ese material si presenta las propiedades características de la sustancia hierro. Entonces ¿Que propiedades de la partícula permanecen en la sustancia?
Las sustancias compuestas son aquellas que están constituidas por más de una clase de átomos. El alcohol etílico 12C2H5'> OH es una sustancia compuesta porque en su composición se encuentran átomos de carbono, átomos de hidrogeno y átomos de oxigeno. Las sustancias compuestas al ser sometidas a un proceso de descomposición (ruptura de enlaces) originan otras sustancias. El elemento químico es aquello que permanece durante las reacciones químicas; así por ejemplo cuando el hierro reacciona con el azufre se forma una nueva sustancia, el sulfuro de hierro; lo que permanece en el sulfuro de hierro es el elemento hierro y no la sustancia hierro. Ahora bien, si el sulfuro de hierro es sometido a un proceso de descomposición es posible volver a obtener la sustancia hierro.

En los siguientes esquemas se ilustra la diferencia entre sustancia elemental, sustancia compuesta y elemento químico usando el modelo que considera las sustancias constituidas de diminutas partículas (Modelo corpuscular de la materia).
Situaciones de aplicación conceptual
1. Dentro del paréntesis escriba una V o una F según que el enunciado sea verdadero o falso
a. El alcohol puro es un elemento ( )

b. La gasolina es un compuesto ( )

c. El agua es una mezcla de hidrogeno y oxigeno ( )

d. El oxigeno gaseoso es una sustancia elemental ( )

e. El nitrógeno gaseoso es un elemento químico ( )

f. El aire es un compuesto ( )

2. Clasifique como sustancia elemental o sustancia compuesta-

Sustancias
Flúor
Hidróxido de sodio
Cloruro de sodio
Calcio
Plata
Oro
Platino
Ácido sulfúrico
Óxido de zinc
Sustancia elemental

Sustancia compuesta

ACTIVIDAD 4. ¿Se transforman las sustancias?
Las sustancias químicas pueden sufrir cambios. Esos cambios pueden ser físicos o químicos.
Escriba qué clase de cambio se lleva a cambio en cada una de las siguientes situaciones y justifique su respuesta:

Cuando un perfume se destapa, su olor se esparce por el aire
Los aviones queman gasolina durante su vuelo
Las plantas por acción de la luz producen carbohidratos
El agua liquida de los mares y ríos se evapora para producir nubes
Un carro abandonado en la intemperie se corroe
Cambio

Cambio
Cambio
Cambio
Cambio

Justifique
Justifique
Justifique
Justifique
Justifique

En los cambios químicos si se producen nuevas sustanciasAquellos cambios que ocurren sin alterar la naturaleza de los cuerpos se conocen como cambios físicos. Así, la dispersión del aroma de un perfume, la evaporación del agua de los mares y ríos, son ejemplos de cambio físicos.
En los cambios físicos no se forman nuevas sustancias

El cambio más importante en química es el cambio químico. Se entiende por tal el proceso mediante el cual una sustancia pierde su naturaleza; es decir, deja de ser ella misma y se transforma en otra u otras sustancias. Lo específico del cambio químico es la desaparición de unas sustancias y la aparición de otras sustancias. La combustión de la gasolina en el motor de un avión, la reacción del gas carbónico con el agua en el proceso de la fotosíntesis y la corrosión del hierro son ejemplos de cambios químicos.

Situaciones de aplicación conceptual
Seleccione la respuesta correcta

3. Al someter 50 g. de agua líquida a un proceso de enfriamiento hasta convertirla en hielo:
a. Se ha producido un cambio químico
b. Se ha producido un cambio físico
c. Se ha producido un cambio atmosférico
d. Se ha producido un cambio en la naturaleza química del agua

4. Al pasar los 50 g. de agua líquida a sólida se obtiene:
a. Más de 50 g. de hielo
b. Menos de 50 g. de hielo
c. 50 g. de hielo
d. No sé cuántos gramos de hielo

5. Si los 50 g. de agua líquida se calientan para formar vapor de agua entonces:
a. Ha ocurrido un cambio atmosférico
b. Ha ocurrido un cambio químico
c. Ha ocurrido un cambio físico
d. Ha ocurrido un cambio en la composición química del agua

6. Al convertir los 50 g. de agua líquida en vapor:
a. La masa del vapor será de más de 50 g.
b. La masa del vapor será de 50 g.
c. La masa del vapor será menor de 5 g.
d. No sé cuántos gramos de vapor se obtienen

7. Si a un vaso que contiene 100 g. de agua líquida se le agregan 2,5g. de sal de cocina y se agita fuertemente hasta que la sal no se vea lo que resulta tiene una masa de:
a. 102,5 g.
b. Más de 102,5 g.
c. Menos de 102,5 g.
d. No lo sé

8. Al añadir 2,5 g de sal de cocina a 100ml. de agua y agitar hasta que la sal no se vea se ha producido:
a. Una sustancia simple
b. Una sustancia compuesta
c. Una mezcla
d. Un elemento químico

9. Clasifique como cambio físico o químico las siguientes situaciones. Justifique
Pintarse las uñas__________________________________
Teñirse el cabello_________________________________
Fundir mantequilla________________________________
Hervir leche _________________________________
Pelar papa _________________________________
Cocinar un huevo__________________________________
Prender un fosforo_________________________________
La respiración de las plantas_________________________
El calentamiento al rojo vivo del hierro________________
Prender una vela __________________________________

Situaciones de aplicación conceptual
10. Las siguientes figuras representan sustancias y mezclas en estado gaseoso (modelo corpuscular).

Señale la respuesta correcta.
a. La figura a representa una sustancia elemental monoatómica y la c representa una sustancia compuesta.
b. La figura c representa una mezcla y la e representa una sustancia compuesta.
c. Las figuras a y b representan sustancias elementales pero una es monoatómica y la otra diatómica.
d. Las figuras d y e representan sustancias compuestas.

11. Señale dentro del paréntesis con una V o con una F según que el enunciado sea verdadero o falso:
- La figura b representa a una sustancia elemental monoatómica……( )
- La figura e representa un compuesto. ……………………….........( ) - La figura a representa una sustancia elemental……………………( ) - La figura d representa una sustancia simple. ………………….…( )

Sitios web recomendados
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/12/htm/sec_16.html
http://www.educared.net/aprende/anavegar4/comunes/premiados/D/627/conceptos/index_concep.htm

Unidad No 1 COMPOSICIÓN DE NUESTRO MUNDO MATERIAL

UNIDAD 1 Composición de nuestro mundo material
Introducción
Apreciados estudiantes
Queremos darles la bienvenida y felicitarlos por la decisión de participar en este proyecto de profundización en ciencias naturales. Esperamos que encuentren en la química, la física y la biología, otras oportunidades para mejorar su comprensión sobre el mundo material y social en el que nos desarrollamos. Vivimos en nuestro planeta tierra pero estamos conectados con un sistema material y energético de infinitas dimensiones. Conocer el mundo que nos rodea nos invita a pensar desde una realidad cósmica la composición material de nuestro planeta tierra.
Sugerimos que cada actividad sea trabajada inicialmente a nivel individual; luego en pequeños grupos se compartan las respuestas y finalmente, con la orientación del profesor, en sesión plenaria, se realice una puesta en común, con el fin de contrastar las ideas previas para su transformación. Al terminar la plenaria, hacer la lectura que se encuentra en el texto con el objeto de contribuir al aprendizaje significativo de los conceptos químicos implícitos en la actividad propuesta. A continuación, se presentan otras situaciones a resolver con el fin de ampliar el campo de aplicación de los conceptos vistos. Adicionalmente, encontrarán sugerencias de paginas WEB donde podrán ampliar y /o, profundizar los temas vistos, actividad que se espera realicen extra clase. Además, encontraran en la plataforma de la UNAD una serie de situaciones problema para que las resuelvan fuera de clase
De esta manera les proponemos dar respuesta a la siguiente cuestión
Actividad 1 CONSTITUCION DEL UNIVERSO
¿De qué está formado el universo?
Una vez realizada la plenaria, proceder a dar lectura al siguiente párrafo.
Lectura de apoyo
Diversas teorías han sido creadas por el ser humano para explicar el origen, composición y transformación de esa categoría que hoy llamamos universo. Se supone, según la teoría del Big Bang, que en algún momento del espacio y del tiempo la materia comprimida exploto distribuyéndose por el espacio infinito. Se inicia así un larguísimo periodo de organización de todo ese caos. Hoy se sabe que dentro de dicha organización existen las galaxias y dentro de ellas se encuentran: estrellas, planetas y nebulosas. Una de las miles de galaxias es la vía láctea en donde a su vez se encuentra el sistema solar. Dentro del sistema solar esta nuestro planeta. Ahora bien, a pesar de la gran diversidad de materiales existentes en el universo existe una estructura de la materia que nos permite explicar de manera unitaria no solo de que están hechas las cosas sino también los cambios que ocurren a nuestro alrededor.. Sugerencia visite http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/Astro/index.htm
.
ACTIVIDAD 2 PROPIEDADES GENERALES DE LA MATERIA
En forma individual de respuesta a la siguiente situación.
¿Qué tienen en común cuerpos materiales tan diversos como: un árbol, una casa, un rio, una roca, una fruta, un perro, un balón, una flor? ; con la orientación del profesor identificar, conceptualizar y establecer relaciones entre las dos propiedades generales más importantes de la materia, comunes a todos los cuerpos: la masa y el volumen.
Lectura de apoyo
Todos los cuerpos materiales que se encuentran en nuestro entorno tienen masa y ocupan un volumen. La masa es la cantidad de materia que poseen los cuerpos. La masa de un objeto no varía aunque este sea trasladado de un lugar a otro o aun más de un planeta a otro; en cambio el peso de un objeto si varía ya que depende, en forma directa de la fuerza de atracción gravitacional.
Un astronauta colombiano viaja a la luna. ¿Su peso en Bogotá es el mismo que en la luna? ¿Su masa varia? Justifique
La masa de un astronauta es la misma en la tierra que en la luna; es decir, la porción de materia que tiene el astronauta no cambia, en cambio el peso si cambia; es distinto según que el astronauta se encuentre en la tierra o en la luna ya que las fuerzas gravitacionales de la tierra y de la luna son diferentes; el astronauta que pesa 70 Kg en Bogotá, en la luna pesara menos, ya que la luna tiene menos masa que la tierra
Situaciones de aplicación conceptual
Seleccione la respuesta correcta
1 . El 11 de mayo del 2009 partió el transbordador Atlantis, con el fin de reparar el telescopio espacial Hubble. Los astronautas hicieron varias caminatas espaciales durante la misión para efectuar las reparaciones y actualizar el Hubble a fin de que preste servicio varios años más. Supongamos que un astronauta tiene una masa de 70kg. antes de partir y en el espacio sus condiciones de ingesta de alimentos no varia
1. El astronauta en el espacio tiene la misma masa y el mismo peso que en la tierra.
2. El astronauta en el espacio tiene la misma masa pero diferente peso.
3. El astronauta en el espacio tiene el mismo peso que en la tierra pero diferente masa
4. El astronauta en el espacio aumenta la masa y el peso.

En la situación anterior:
1. El volumen del astronauta es mayor en el espacio.
2. El volumen del astronauta es menor en el espacio
3. El volumen del astronauta no cambia en el espacio
4. L a relación masa volumen del astronauta varía en el espacio.
El volumen no permite identificar los cuerpos materialesEl volumen de un cuerpo es el espacio que ocupa; es el resultado de las tres dimensiones del cuerpo; largo, ancho y alto para los cuerpos que tiene una forma geométrica definida; para los cuerpos de forma irregular su volumen se determina de forma indirecta midiendo el volumen que el cuerpo desplaza al ser sumergido en un liquido.

Actividad 3 PROPIEDADES ESPECIFICAS: FISICAS Y QUIMICAS
Los siguientes cubos representan diversos materiales. Tienen diferentes masas pero el mismo volumen. Ordénelos de menor a mayor según el valor de su densidad. ¿Cuál es el más denso? ¿Cuál el menos denso?
Lectura de apoyo
Las propiedades que diferencian un tipo de materia de otra se denominan específicas y se clasifican en físicas y químicas
La densidad es una propiedad específica de los cuerpos materiales que establece la relación entre la masa y el volumen. No importa que cantidad de material se tome siempre tendrá el mismo valor de la relación masa sobre volumen. Entonces, para decidir cual tendrá menor densidad, cuando el volumen es constante, debemos fijarnos en el cuerpo que tiene la menor masa; es decir, la variable implicada es la masa; por consiguiente será el hidrogeno, el material que tendrá la menor densidad y así sucesivamente el aire, el corcho, el agua y finalmente el plomo.
Situaciones de aplicación conceptual
Preguntas de selección múltiple
2. El picnómetro es un instrumento que se utiliza para determinar la densidad. Para calcular la densidad de una solución desconocida se realizaron las siguientes medidas que se muestran en la tabla:
Picnómetro vacio
Picnómetro lleno
Volumen del picnómetro
20,500g.
50,5000g.
70,00ml.
Para determinar la densidad de la solución se debe:
1. Sumar el peso del picnómetro vacio con el peso del picnómetro lleno y dividir por el volumen del picnómetro
2. Dividir el peso del picnómetro lleno entre el volumen del picnómetro.
3. Restar del peso del picnómetro lleno el peso del picnómetro vacio y dividir por el volumen del picnómetro.
4. Restar del peso del picnómetro vacio el peso del picnómetro lleno y dividir por el volumen del picnómetro

En la situación anterior, Si sacamos 10,0 ml de la solución que se encuentra en el picnómetro y la pasamos a un vaso:
La densidad de la solución se mantiene constante
La densidad de la solución disminuye
La densidad de la solución aumenta
La relación entra la masa y el volumen cambia

La densidad de la solución es
0,4286g./ml.
0,7214g./ml.
0,2928g./ml
1,0142g./ml.

Actividad 4. La solubilidad
3. En las siguientes situaciones señale con una X en la casilla correspondiente según que sean solubles o insolubles
Situación
Soluble
No soluble
Se mezclan 100 ml.de agua con 1 g. de sal de cocina (1 fase)

Se mezclan 100ml, de agua con 100ml. de alcohol (1 fase)

Se mezcla 100ml. de agua con 100ml. de aceite de cocina (2 fases)

Se mezclan 100ml.de agua con 5 g. de crema de manos (2 fases)

Lectura de apoyo
La solubilidad es una propiedad específica de los materiales que consiste en que los componentes se mezclan para producir un sistema completamente homogéneo; es decir no diferenciable a simple vista; si los componentes no logran mezclarse en un todo homogéneo se puede afirmar que estos materiales no son solubles el uno en el otro. Así por ejemplo, la sal de cocina se disuelve en el agua mientras que el aceite no se disuelve. Es una propiedad específica pues es característica de cada material. En otra unidad desarrollaremos modelos explicativos para esta propiedad. Queda por resolver la pregunta: ¿de qué depende que un material se disuelva o no en otro?Otras propiedades específicas de la materia son: el punto de fusión y el punto de ebullición.
Actividad 5. Puntos de fusión y ebullición: Con base en la gráfica determine para cada sustancia química el valor del punto de ebullición.

Lectura de apoyo
El punto de ebullición de una sustancia es la temperatura a la cual la presión de vapor de líquido se hace igual a la presión atmosférica. De esta manera podemos decir que los puntos de ebullición de las sustancias en orden creciente son: 35ºC, 55ºC, 100ºC, Y 120ºC.
El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la cual un sólido pasa a estado líquido; mientras el sólido está pasando a líquido la temperatura permanece constante. Las sustancias se caracterizan por tener (para una presión determinada) un punto de fusión fijo.
Situaciones de aplicación conceptual
Preguntas de selección múltiple
4. Observe la grafica anterior y responda La sustancia más volátil es:1. acido acético2.éter etílico3. agua4. acetonas
5. A 30ºc 1. la presión de vapor de agua y acido acético es la misma.2. la presión de vapor de la acetona es menor que la del agua.3. la presión de vapor del éter etílico es menor que la de la acetona.4. la presión de vapor del éter es igual a la de la acetona
Otras propiedades específicas son: maleabilidad, conductividad eléctrica y térmica, ductibilidad.Además de las propiedades físicas es necesario aquí referirnos a las propiedades químicas de las sustancias; estas propiedades están relacionadas con la composición, la estructura y la capacidad que tienen las sustancias para reaccionar. Ejemplo: la acidez, la basicidad, la toxicidad, la oxidación o corrosión, la reducción. Estas propiedades permiten identificar y diferenciar unas sustancias de otras; las propiedades químicas no pueden ser determinadas simplemente a través de la vista o del tacto; debe ser afectada la estructura interna de la sustancia para que se manifieste la propiedad; estas propiedades se ponen de manifiesto cuando las sustancias reaccionan; es decir, cuando se rompen y se forman nuevos enlaces químicos entre los átomos. Por ejemplo: el hidróxido de sodio manifiesta sus propiedades básicas cuando reacciona con el acido clorhídrico quien a su vez manifiesta sus propiedades acidas; la sustancia elemental sodio manifiesta sus propiedades metálicas cuando reacciona con el agua para producir hidrógeno.
Situaciones de aplicación conceptualPreguntas de selección múltiple .Se realiza un experimento para determinar los puntos de fusión y de ebullición de una sustancia. Los datos que se obtienen se presentan en la siguiente grafica: a partir de los datos dados en la grafica responda las siguientes cuestiones

6.El punto de ebullición es:
1.50ºC
2. -20ºC
3 30ºC
4 60º

7. A menos -20ºC y 5 min la sustancia X:
1 .Empieza a licuarse
2 Se encuentra totalmente en estado gaseoso
3. Se encuentra en los estados solido y líquido
4 Una parte en estado gaseoso

8.A los 20 min la sustancia X se encuentra:
1. Solamente en estado liquido
2. Solamente en estado gaseoso
3. Una parte en estado liquido y otra en estado solido
4. Solamente en estado gaseoso

9.A 50ºC y 50 min:
1. Empieza la sustancia X a pasar a gas.
2 La sustancia está totalmente en estado gaseoso.
3. Parte de la sustancia está en estado líquido y en estado sólido.
4. La sustancia se encuentra en estado solido

10.Es una propiedad química: 1. La combustión 2.La sublimación 3. La filtración 4. La evaporación
11.Es una propiedad física: 1. La oxidación 2. La acidez 3. La basicidad 4.La sublimación

Actividad 6. SUSTANCIAS Y MEZCLAS
Observe las siguientes imágenes que representan distintos materiales y escriba en la columna correspondiente el nombre del material según que este sea una mezcla o una sustancia..Si considera que es una mezcla, clasifíquela en homogénea o heterogénea

SUSTANCIA

MEZCLA
HOMOGENEA HETEREOGENEA

Lectura de apoyo
Pero ¿que es una sustancia?
Es necesario comprender la diferencia entre sustancia y mezcla. No se puede responder a partir de la sola observación de dichos materiales; tenemos que preguntarnos por su composición; es decir, precisar que sustancia o que sustancias componen dichos materiales.
Podemos considerar que una sustancia es una porción de materia que se caracteriza por tener una composición definida y por tanto tiene unas propiedades físicas y químicas específicas que la hacen ser ella misma y que la diferencian de otras sustancias. Lo característico de una sustancia es su composición es decir la clase de átomos que la componen y la proporción en que se encuentran. Así por ejemplo: el agua químicamente pura es una sustancia porque tiene una composición definida; esta conformada por átomos de hidrogeno y por átomos de oxigeno los cuales se encuentran en una proporción de 2 a 1. Su composición es una sola 12H2'>O. Si en un vaso tenemos agua pura significa que solamente en ese vaso hay agua ); no hay más sustancias; Así mismo, el hierro en polvo, el oxigeno gaseoso, el alcohol etílico (C ₂H ₅OH), se pueden considerar sustancias; es decir, son materiales que tienen una composición definida y unas propiedades características: para el caso del hierro su composición es Fe y para el caso del oxigeno su composición es O ₂

Podríamos afirmar que una mezcla es el resultado de unir o reunir o revolver dos o más sustancias, así por ejemplo cuando agregamos hierro en polvo a azufre y los revolvemos obtenemos un material que recibe el nombre de mezcla. La sustancia hierro en esta mezcla conserva sus propiedades químicas y la sustancia azufre también.
Entonces ¿que diferencia una sustancia de una mezcla?

Una mezcla es homogénea cuando a simple vista no se pueden diferenciar las sustancias que la componen. Ejemp agua de mar

Una mezcla es heterogénea cuando sus componentes si se pueden diferenciar. Ejemplo:
Arroz con pollo
Para responder la pregunta, debemos examinar si en el hay varias sustancias o si en ese material hay una sola sustancia. El aire es entonces una mezcla pues en el se encuentran varias sustancias tales como: nitrógeno, oxigeno, agua, gas carbónico, óxidos de azufre y otras sustancias; el vino es una mezcla pues además de contener agua, etanol y glicerol están presentes mas de 300 sustancias; el agua de mar no es una sustancia pura; es una mezcla porque además de H2O se encuentran otras sustancias disueltas tales como: cloruro de sodio, cloruro de magnesio, sulfato de sodio, cloruro de calcio, bicarbonato de sodio y muchas sustancias mas. El suelo es una mezcla conformada por diferentes sustancias de naturaleza orgánica e inorgánica.

La leche es una mezcla pues además de agua contiene: grasas, carbohidratos, proteínas, calcio, y muchas más sustancias. La arena es una mezcla porque además de contener dióxido de silicio contiene otras sustancias tales como: silicatos complejos de aluminio con sodio, potasio o calcio y cantidades pequeñas de dióxido de magnesio y hierro.
Pero como saber si en un material cualquiera hay una sustancia o varias sustancias?
MEZCLA HOMOGENEA Y HETEROGENEA
Señale con una X según que la mezcla sea homogénea o heterogénea.
mezcla
madera
rocas
cemento
suelo
Azúcar en agua
Aire puro y seco
Agua con sal
Mezcla
homogénea

Mezcla heterogénea

MEZCLAS HOMOGENEAS Y HETEROGENEAS
Cuando las mezclas son homogéneas es decir cuando se observa un todo igual no diferenciable esto no es posible, a simple vista; cuando la mezcla es heterogénea, a simple vista si se pueden diferenciar sus componentes. En el caso de la mezcla de la hierro en polvo y azufre puede diferenciarse a simple vista pero la mezcla de agua y sal no.
Entonces dado un material cualquiera debemos someterlo a procesos de separación de las posibles sustancias que lo forman. Una vez separadas podemos intentar reconocer dichas sustancias a través de procesos analíticos. Para las mezclas homogéneas los métodos mas indicados son:

Destilación
Consiste en la separación de sustancias liquidas con distinto valor de puntos de ebullición.
Disolución
Consiste en la separación de un solido soluble en algún solvente de otro que no lo es.
Cromatografía
Consiste en la separación de los componentes de la mezcla debido a la diferencia de velocidad de migración de los mismos cuando son arrastrados por una fase móvil que está en contacto con una fase estacionaria.
Licuefacción
Consiste en la separación de los componentes de una mezcla gaseosa por efecto de la disminución de la temperatura y el aumento de la presión
Para las mezclas heterogéneas lo métodos mas utilizados son
Decantación
Consiste en la separación mecánica del componente solido no soluble en el líquido o del componente liquido no miscible con el otro líquido
Filtración
Consiste en la separación de la fase solida de la fase liquida cuando la mezcla se hace pasar a través de un filtro
Centrifugación
Consiste en la separación de los sólidos suspendidos por acción de las fuerzas centrípetas.

Situaciones de aplicación conceptual12.Señale con una X según que la mezcla sea homogénea o heterogénea.
mezcla
madera
rocas
cemento
suelo
Azúcar en agua
Aire puro y seco
Agua con sal
homogénea

heterogénea

13. Una bebida gaseosa como la colombiana puede considerarse
Una mezcla homogénea.
Una mezcla heterogénea.
Una sustancia.
Un compuesto.
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS
1. Se recomienda realizar las actividades de las siguientes páginas web. Los contenidos del universo. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/Astro/contenido1.htm
2. http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/3_eso_materiales/b_ii/ejercicios/bl_2_ap_1_01.htm
3. http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd52/toxic-es/cap2.pdf
4. http://vtr.com/portaltareas/ayuda.php?opc=det_ayuda&id=3&id1=9&id3=182&id4=1169&id5=1

Bienvenidos

Este espacio es para aclarar dudas sobre temas de Ciencias Naturales, lo cual corresponde a las asignaturas: Ecología, Biología, Física y Química. De igual manera, vamos a reportar el resultado de algunos experimentos, planteamiento de hipótesis y las conclusiones.

Espero tu activa participación.