Cobac Química i

COLEGIO DE BACHILLERES DE COAHUILA SISTEMA DE ENSEÑANZA ABIERTA Química I

PRÓLOGO El Colegio de Bachilleres de Coahuila cumple con la misión que le fue asignada desde su fundación en el año de 2007; enfocada a impartir educación de calidad en el nivel Medio Superior, ofertando un servicio educativo en sus diferentes modalidades que permita el desarrollo integral de los estudiantes, con un enfoque humanista, propedéutico y de formación para el trabajo, fomentando los valores universales, las actividades académicas, académicas, deportivas, sociales y culturales y creando una conciencia analítica que le permita adoptar una actitud responsable ante la sociedad, consolidándose como una de las mejores opciones educativas del Estado.

En el Sistema de Enseñanza Abierta opción de educación mixta que ofrece una educación semipresencial, semipresencial, mediante los servicios de Asesores de Contenido y los materiales didácticos incluidos en sus guías pedagógicas; pedagógicas; implementa la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS) 2009 que contiene estrategias estrateg ias de enseñanza basadas en el aprendizaje con alumnos que trabajan a su propio ritmo, tienen su propio modo personal de demostrar sus conocimientos y mediante el desarrollo de competencias amplían sus habilidades y mejoran sus actitudes para que se movilicen de forma integral en contextos específicos.

Es un orgullo para el COBACH la implementación de la RIEMS con el desarrollo de 32 guías de Componente de Formación Básica; 24 guías del Componente de Formación Propedéutica y 13 del Componente de Formación para el Trabajo, realizadas en equipo por los Asesores del Contenido de los SEAS de Chihuahua y Cd. Juárez y la colaboración de Docentes de la Institución.

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ÍNDICE

Presentación Introducción Estructura de la Guía Competencias Genéricas del Bachillerato General Competencias Disciplinares Básicas del campo de Ciencias Experimentales Saberes de la Guía de Química

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MÓDULO I: OBJETO DE ESTUDIO DE LA QUÍMICA

1.1. Química una cienci a interdis ciplinaria.

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1.1.1. Relación con otras ciencias.

1.2. Materia. Materia. 1.2.1. Características y manifestaciones de la materia. 1.2.2. Propiedades Químicas y Físicas. 1.2.3. Extensivas e intensivas. Estados de agregación. 1.2.4. Cambios de estado.

1.3. 1.3. Energ ía

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1.3.1. Características y manifestaciones. manifestaciones. 1.3.2. Beneficios y riesgos en su consumo. 1.3.3. Aplicación de energías no contaminantes.

40 40 41 43

1.4. Cambio de la materia.

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MÓDULO II: ESTRUCTURA ATÓMICA

2.1. P r imeras imer as aprox apr oxii maci maci ones al modelo atómic atómico o actual. actual. 2.1.1. Leyes pondérales y la teoría atómica de Dalton.

2.2. P artíc ulas s ubatómicas ubatómic as..

65 66

2.2.1. El protón y los rayos canales. 2.2.2. El electrón y el modelo atómico de Thomson. 2.2.3. El neutrón y los experimentos de Chadwik. 2.2.4. Número atómico, masa atómica y número de masa. 2.2.5. Isótopos y sus aplicaciones. aplicaciones.

70 70 71 72 74 77

2.3. L a radiaci radi ación ón y el modelo de R utherfor uther ford. d.

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2.4. Modelo Mo delo atómic atómico o actual. actual.

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2.4.1. Los números Cuánticos (n, l, m, s) y los modelos de Bohr y Sommerfeld. 2.4.2. Los orbitales atómicos. 2.4.3. La configuración configuración electrónica. 2


2.5. Tabla T abla peri ódica ódi ca actual. actual. 2.5.1. Ubicación y clasificación de los elementos. 2.5.2. Grupos y periodos. Bloques s, p, p, d, y f. 2.5.3. Metales, no metales y semimetales. Su utilidad e importancia Socioeconómica en México.

97 99 193 107

MÓDULO III: ENLACE QUÍMICO: MODELOS DE ENLACE E INTERACCIONES MOLECULARES

3.1. E l modelo de enlace enlace ióni i ónico. co.

124

3.1.1. Regla del octeto. 3.1.2. Estructura de Lewis. 3.1.3. Formación de iones y las propiedades periódicas. 3.1.4. Propiedades de los compuestos iónicos.

3.2. E l modelo modelo de enlace covalente.

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3.2.1. Estructura de Lewis y electronegatividad. 3.2.2. Geometría Geometría molecular y polaridad. polaridad. 3.2.3. Propiedades de los compuestos covalentes.

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3.3. E l modelo modelo de enlace metá metálic lico. o.

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3.3.1. Los electrones libres y la energía de ionización. 3.3.2. Propiedades de los metales.

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3.4. F uerzas uer zas i ntermoleculares ntermolecu lares (di polos i nduci nduc i dos y dipolos di polos i ns tantáneos tantáneos )

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3.5. P uente de hidr hi dróg óg eno.

154

3.5.1. Características del agua. 3.5.2. Otros compuestos que presentan puente hidrógeno.

3.6. L os nuevos nuev os materi materiale aless .

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3.6.1. Principales características y usos. 3.6.2. Impacto en la sociedad

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MÓDULO IV: REACCIÓN QUÍMICA

4.1. Leng L eng uaje de la química. quími ca.

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4.1.1. Símbolos y fórmulas químicas.

174

4.2. Ec uaci uación ón química.

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4.3. Tipos de reacci reacci ón química.

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4.3.1. Síntesis. 4.3.2. Descomposición. Descomposición. 4.3.3. Sustitución simple. 4.3.4. Sustitución doble.

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4.4. B alanceo lanceo de ecuaciones ecuaciones químicas. químicas .

202

4.4.1. Aproximaciones Aproximaciones (Tanteo). 4.4.2. Óxido-reducción. Óxido-reducción.

202 205

4.5. Cambios Cambios energ energ éticos éticos en la las reacci reaccione oness químicas químicas..

210

4.5.1. Entalpía de reacción.

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4.6. Vel V elocidad ocidad de reacción.

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4.6.1. Teoría de colisiones. colisiones. 4.6.2. Factores que la modifican.

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4.7. C ons umis mo e impacto ambiental ambiental..

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4.7.1. Desarrollo Desarrollo sustentable. 4.7.2. Riesgos de la ciencia y la tecnología.

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Bibliografía

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QUÍMICA I

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PRESENTACIÓN Esta Guía Pedagógica se ofrece como material de apoyo para tu aprendizaje de la asignatura Química I, y se presenta de manera organizada para que desarrolles las competencias que tienen que ver con tu formación durante tu educación media superior a través del SEA, lo cual implica formas de trabajo con el autodidactismo autodidact ismo y la autogestión, dentro de un modelo por competencias.

INTRODUCCIÓN El presente programa corresponde a la asignatura de QUÍMICA I está ubicada en el Componente de Formación Básica tiene como finalidad explicar los fenómenos naturales y sus repercusiones repercusiones socioeconómicas socioeconómicas y ecológicas ecológicas a través del conocimiento conocimiento y análisis de la estructura, estructura, así como las las propiedades de la materia. Con las COMPETENCIAS del curso adquirirás una cultura química que te permitirá interpretar los cambios en el mundo natural que te rodea con una postura crítica y responsable. responsable. Relación con otras Competencias: Competencias: El estudiante estudiant e desarrollará el pensamiento crítico y reflexivo, propondrá soluciones a problemas, a partir de métodos establecidos.

desarrollando desarrollan do

innovaciones y

Aprenderá de forma autónoma articulando saberes de diversos campos y estableciendo estableciendo relaciones entre ellos y su vida cotidiana.

Relación esquemática horizontal y vertical de la asignatura

Este programa tiene una función formativa al relacionar la teoría y la práctica y abordará temas todo ello con el propósito de que aplique los conocimientos conocimientos adquiridos en su vida cotidiana cotidiana y esté en posibilidades posibilidades de proponer soluciones a problemas de su entorno. 6


ESTRUCTURA DE LA GUÍA Los ambientes de aprendizaje aprendizaje a utilizar en la guía de Química I son: Actividad previa, resumen, recopilación de información para un glosario, estructurar mapas conceptuales, tablas gráficos, conclusiones y cuestionario . Las actividades que se realizarán en general consistirán en investigación de indagación, análisis y reflexión, aplicación del conocimiento, integración del conocimiento y actividades de apoyo, donde: Actividad previa: Es la actividad que permite conocer que conoces del curso antes de iniciar con el desarrollo de las actividades del mismo. Te permite comparar el conocimiento antes y después del curso. de actividad actividad te orienta sobre la forma en la que buscarás la Actividad de indagación: Este tipo de información requerida para comprender comprender el curso, así como el texto texto de lectura en que te apoyaras. apoyaras.

Actividad de análisis y reflexión: En esta actividad te apoyaras de algunos indicadores o preguntas para acercarte al conocimiento de cada módulo. Para ello utilizarás materiales de apoyo que se te proporcionarán en este documento Actividad de aplicación del conocimiento: El profesor te facilitará una serie de recursos que t e permitirán resolver problemas, analizar analizar una situación real, etc. En los cuales cuales utilizarán utilizarán el conocimiento conocimiento aprendido. Esta actividad es muy importante ya que q ue permite utilizar el conocimiento en situaciones reales. Actividad de integración: En esta actividad podrás integrar lo aprendido en cada módulo de forma escrita (documento solicitado) u oral (entrevista con el profesor) la que expliques expliques el epitome desarrollado, desarrollado, es decir expliques lo aprendido con argumentos teórico prácticos. actividad será desarrollada cuando el profesor indique que necesitas apoyo para Actividad de apoyo. Esta actividad comprender mejor el contenido del curso de acuerdo a los resultados de la actividad de aplicación del conocimiento y de integración. integración. Para poder acreditar la asignatura, deberás asistir Las sesiones necearías solicitando la asesoría firmando el día que la cumpliste, asistiendo por lo menos a una sesión antes de solicitar examen. Para desarrollar las actividades estructuradas para cada módulo, deberás consultar las lecturas de apoyo ofrecidas, y buscar orientación a tus dudas señalando al asesor en qué sentido las puedes complementar. complement ar.

Estrategias de Evaluación sugerida Dentro de las estrategias de evaluación que se llevarán a cabo en esta guía se aplicarán las siguientes:

Evaluación Diagnóstica: Su propósito es establecer el vínculo vínculo significativo entre lo que el estudiante sabe, piensa o siente antes de empezar su proceso de aprendizaje sobre el contenido a abordar, de esta manera se explora o recupera el conocimiento formal o informal que implica dos cosas: 7


1. El dominio de los antecedentes antecedentes académicos académicos necesarios conocimientos conocimientos previos previos formales, para comprender los contenidos planteados en el curso. 2. El conocimiento conocimient o informal de los contenidos que se abordarán en cada unidad temática (ideas preconcebidas, expectativas, prejuicios, experiencias concretas) que darán la pauta para conocer su predisposición predisposición o actitud, motivación motivación y/o interés hacia los los temas a abordar. Una vez realizada la evaluación, es necesario regularizar a los estudiantes en base a los resultados obtenidos y tomar decisiones sobre adaptaciones en la planeación académica o didáctica, actividades de aprendizaje, adecuaciones a materiales y apoyos didácticos a emplear.

Evaluación Formativa: La evaluación formativa ocurre durante el proceso de enseñanza aprendizaje, y juega un importante papel regulador en dicho proceso, ya que permite conocer los aprendizajes logrados y retroalimentar tanto a los estudiantes como al profesor. Da una pauta para para rediseñar o continuar con con las estrategias de de enseñanza y aprendizaje, con el fin de lograr los objetivos planteados. Evaluación Sumativa: Esta modalidad de evaluación se aplica al final de cada unidad y al término del curso, sus resultados se utilizan para efectos de asignar una calificación, acreditar conocimientos y promover al estudiante a otro nivel del proceso educativo. El alumno del sistema de enseñanza enseñanza abierta para acreditar la asignatura de Química I deberá asistir asistir a las secciones necesarias solicitando solicitando al asesor la preparación del examen por modulo o global; firmando por lo menos una vez su asistencia a la misma. Educación Abierta en el Colegio de Bachilleres del Estado de Coahuila El proyecto educativo del Colegio de Bachilleres del Estado de Coahuila, tiene como propósito fundamental fundament al y prioritario, priorita rio, preparar generaciones de jóvenes que al egresar, posean las competencias necesarias para ingresar a las Instituciones de Educación Superior que satisfagan sus aspiraciones personales y perfiles profesionales y/o vocacionales. En consecuencia, una exitosa incorporación social, laboral y ética a la sociedad que exigirá de él o de ella, propuestas viables, efectivas e inteligentes tendientes a resolver las problemáticas problemáticas que seguramente seguramente enfrentarán en en su etapa futura de vida. Es misión del Colegio de Bachilleres formar ciudadanos competentes para realizar actividades propias de su momento y condición científica, tecnológica, histórica, social, económica, política y f ilosófica, con un nivel de dominio que les permita movilizar y utilizar, de manera integral y satisfactoria, conocimientos, habilidades, destrezas y actitudes, pertenecientes a las ciencias naturales, las ciencias sociales y a las humanidades. El propósito general del SEA es ofrecer a sus alumnos la alternativa que les permita, tanto, iniciar, continuar, como concluir estudios de educación media superior (bachillerato) para que puedan acceder a estudios de educación superior y/o su incorporación al trabajo productivo. En síntesis, el Bachillerato General es un tipo de educación formal dentro del nivel medio superior que prepara al estudiante para incorporarse de manera eficiente a la vida social, a los estudios superiores y al ámbito productivo en caso de ser necesario. Para ello brinda una educación integral que trasciende la 8


transmisión de conocimientos y hace partícipes activos del proceso educativo a los protagonistas principales: el educando y el profesor.

Características Características de la educación abierta Estimado alumno, cuando leas este texto, estarás en posibilidades de reconocer la calidad de un material cuidadosamente estructurado. El diseño y presentación de los contenidos que encontrarás en esta Guía Pedagógica, son producto de la gran labor realizada por los Asesores de Contenido del Sistema de Enseñanza Abierta del Colegio de Bachilleres del Estado de Coahuila. En ella, seguramente observarás temas que, además de interesantes, están debidamente planeados para convertirse en la guía eficaz que mediante su diseño, te dará la sensación que estás escuchando a un (a) maestro (a) y no, que estás frente a un texto escrito. Esta estrategia educativa o modalidad de enseñanza que generalmente conocemos como enseñanza abierta, está caracterizada, principalmente, porque exige del alumno el aprendizaje autodidacta, generalmente, generalmente, realizado realizado a distancia. ¿Qué significa esto? Que has ingresado ingresado a un modelo educativo en donde la presencia del (la) maestro (a), no es el rasgo típico de interacción como en una escuela presencial o tradicional. Ahora, como alumno del SEA, en lugar de escuchar y participar en sesiones de trabajo “cara a cara” con los docentes de las diferentes asignaturas, tendrás que familiarizarte, adaptarte e involucrarte

activamente en un modo especial de trabajo, cuya estructura y organización te presentará los contenidos de manera que sean aprendibles a distancia. Es decir, la información y los conocimientos relativos al plan de estudios, utilizarán para su transmisión diferentes vías y/o canales de comunicación que no requieren una relación de contigüidad presencial alumno-maestro-aula. Entonces, si las relaciones entre maestros y alumnos cambian, es evidente que los roles de los maestros y los tuyos, propios, también cambiarán; surgirán, pues, entre ustedes, nuevas actitudes y nuevos enfoques metodológicos. Luego, encontrarás un curso altamente autoinstructivo y totalmente accesible para ti, alumno, aún sin el apoyo directo de los docentes. Participarás en un modelo pedagógico flexible en donde la actividad educativa estará centrada, principalmente, en tu aprendizaje individual e independiente que, desde luego, estará firmemente sustentado y respaldado en una eficiente organización de apoyo-tutoría. La forma de estudio no guiada y/o controlada directamente por el mentor que caracteriza al SEA, sin embargo, estamos seguros, promoverá en tu personalidad: el desarrollo de habilidades para el trabajo independiente independiente y para un esfuerzo autorresponsable. autorresponsable. Favorecerá, además, un proceso de aprendizaje más personalizado personalizado que garantice una secuencia secuencia didáctica, didáctica, afín a tu ritmo y estilos de aprendizaje. aprendizaje. Para concluir este apartado, te preguntamos: ¿Estás listo para el arranque? ¿Dónde estudiar? ¿Cómo estudiar? Y ¿A qué velocidad aprender? La respuesta…No la queremos ahora…El tie mpo la dará de acuerdo con las metas que te fijes, los objetivos que te propongas y tus firmes deseos de concluir esta importantísima etapa de tu formación. Papel del profesor

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El Asesor de Contenido desempeña funciones de asesoría de apoyo al aprendizaje de los estudiantes del Sistema de Enseñanza Abierta. El titular de este puesto es responsable de proporcionar al alumnado los conocimientos necesarios de la materia asignada mediante asesorías individuales para el desarrollo y el cumplimiento de los programas. Asimismo, explica, aclara, y desarrolla prácticas; simultáneamente, simultáneamente, promueve y da seguimiento al avance académico de los estudiantes y contribuye en el logro de los objetivos de cada una de las asignaturas que conforman las diferentes áreas del plan de estudios de la Institución. Para el desempeño eficiente de su labor, el Asesor de Contenido, precisa una planificación cuidadosa para la utilización de recursos necesarios a la metodología flexible del SEA, que no cuenta con la relación “cara a cara” entre profesores y alumnos.

Mediante sus acciones, el Asesor de Contenido, potencia el trabajo independiente y por ello, la individualización y personalización del aprendizaje, que se adapta, en la medida de las posibilidades, al ritmo, forma y estilo de cada uno de los estudiantes. A manera de conclusión, la labor primordial del Asesor de Contenido puede resumirse de la siguiente manera: proporcionar proporcionar orientación accesible y sistemas de apoyo instruccional para el estudiante. Además, es imprescindible imprescindible señalar que dentro de sus funciones generales y específicas está: Llevar un registro de seguimiento de asesorías previa a la evaluación. Elaborar los instrumentos de evaluación del aprendizaje requeridos para atender a los estudiantes durante su proceso de estudio. Evaluar los resultados del autoaprendizaje por medio de la aplicación de exámenes.

Papel del alumno El estudiante realiza la mayor parte de su aprendizaje por medio de materiales didácticos previamente preparados. En el caso particular del SEA, el material, habitualmente, se presenta como G uías de Estudio, estructuradas en módulos de aprendizaje. Así, el estudiante es el centro del proceso de aprendizaje; aprendizaje; es un sujeto activo en busca de su propia formación; aprende sin la presión del grupo, según su estilo y método singular, motivado y guiado por los propios materiales y la orientación del (las) Asesor (as) de Contenido. Mediante la metodología de enseñanza-aprendizaje característica del SEA, el alumno adquiere actitudes, intereses y valores que le facilitan los mecanismos precisos para regirse a sí mismo, lo que le llevará a responsabilizarse en un aprendizaje permanente. Con la guía del profesor o tutor, el estudiante descubrirá, interpretará y analizará sus propios objetivos; con ello, transitará hacia la consecución de aprendizajes independientes y flexibles . El alumno es el responsable exclusivo del ritmo y realización de sus estudios. Es un sujeto protagonista de su propio aprendizaje, gracias al uso sistemático de materiales educativos, reforzado con diferentes medios y formas f ormas de comunicación. El alumno de un modelo de enseñanza abierta se involucra en un proyecto personal: transformarse de escuchadores pasivos a activos gestores de su propio proyecto de autoformación. El aprendizaje individual de éste, puede perfectamente desarrollarse fuera de las aulas, en el mismo hogar, etc. En relación con la cantidad de contacto directo directo con los profesores, profesores, éste es determinado determinado por la decisión y necesidad del alumno.

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Las aportaciones del curso a la formación del estudiante del SEA Ofrecer una oportunidad de formación adaptada a las exigencias actuales a quienes, como tú, no pudieron iniciar o concluir su formación anterior El material didáctico se estructura de manera que posibilita la autoevaluación con lo que de motivador tiene conocer con inmediatez los progresos del propio aprendizaje Sin embargo, debes reconocer que este documento, el cual, sin lugar a dudas, utilizarás en innumerables innumerables ocasiones, lugares y circunstancias, es un digno ejemplo de organización tutorial. A partir de este momento y hasta aquel aquel en que tu esfuerzo esfuerzo rinda frutos, eres partícipe partícipe de un modelo educativo educativo singular que responderá a tus necesidades de formación y cultura: ¡Bienvenido al Sistema de Enseñanza Abierta del Colegio de Bachilleres del Estado de Coahuila!

Epítome Este curso de Química I tiene el objetivo de formar una cultura científica en el bachiller que le permita conocer con mayor profundidad su entorno y su relación con la naturaleza para aprender a respetarla y a vivir en equilibrio con ella. Los módulos y temas que se verán verán van interconectados intercone ctados entre si con una secuencia de contenidos congruente, formando una estructura integradora que resultara interesante y significativa para el estudiante. Es importante resaltar que esta disciplina se relaciona con otras materias, así, se encuentra muy estrecha con la Física ya que comparten el estudio de los fenómenos de la materia y la energía; con Geografía, al proporcionarle los fundamentos para estudiar las interacciones entre la corteza terrestre, la hidrósfera y la atmósfera; a la Biología le proporciona bases para el conocimiento y la comprensión de los aspectos químicos que suceden en los seres vivos y a las Matemáticas las utiliza como una herramienta básica, la cual le proporciona elementos para interpretar y resolver problemas.

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COMPETENCIAS GENÉRICAS DEL BACHILLERATO GENERAL Las competencias genéricas son aquellas que todos los bachilleres deben estar en la capacidad de desempeñar, y les permitirán a los estudiantes estudiantes comprender comprender su entorno entorno (local, (local, regional, nacional nacional o internacional) internaci onal) e influir en él, contar con herramientas básicas para continuar aprendiendo a lo largo de la vida, y practicar practicar una convivencia convivencia adecuada adecuada en sus ámbitos social, social, profesional, profesional, familiar, etc.,. etc.,. Estas competencias junto con las disciplinares disciplinares básicas constituyen el Perfil del Egresado del Sistema Nacional de Bachillerato. Bachillerato.

A continuación se enlistan las competencias genéricas: 1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue. 2. Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de sus expresiones en distintos géneros. 3. Elige y practica estilos de vida saludables. 4. Escucha interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas herramientas apropiados. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 6. Sustenta una postura personal; sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. iniciativa e interés propio a lo largo largo de la vida. vida. 7. Aprende por iniciativa 8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. 9. El alumno participa con una conciencia cívica y ética en la vida de su comunidad, región, México y el mundo. interculturalidad y la diversidad de creencias, cr eencias, valores, 10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad ideas y prácticas sociales 11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.

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COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS DEL CAMPO DE CIENCIAS EXPERIMENTALES Módulos COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS 1.- Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos. 2.- Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones consideraciones éticas. .3.-Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.

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4.-Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. 5.-Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. 6.-Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas. 7.-Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos. 8.-Explica el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de nociones científicas. 9.-Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos. 10.-Relaciona las expresiones expresiones simbólicas simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos 11.-Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas humanas de riesgo riesgo e impacto ambiental. ambiental. 12.- Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno entor no al que pertenece.

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SABERES DE LA GUÍA DE QUÍMICA QUÍMIC A Está ubicada en el Componente de Formación Básica y forma parte del campo de conocimiento de Ciencias Naturales. Está estructurada en las siguientes unidades: MÓDULO I: OBJETO DE ESTUDIO DE LA QUÍMICA. 1.1. Química una ciencia interdisciplinaria. 1.2. Materia. 1.3. Energía 1.4. Cambio de la materia.

MÓDULO II: ESTRUCTURA ESTRUCTURA ATÓMICA. 2.1. Primeras aproximaciones al modelo atómico actual. 2.2. Partículas subatómicas. subatómicas. 2.3. La radiación y el modelo de Rutherford. 2.4. Modelo atómico actual. 2.5. Tabla periódica actual.

MÓDULO III: ENLACE QUÍMICO: MODELOS DE ENLACE E INTERACCIONES MOLECULARES. 3.1. El modelo de enlace iónico. 3.2. El modelo de enlace covalente. 3.3. El modelo de enlace metálico. 3.4. Fuerzas intermoleculares (dipolos inducidos y dipolos instantáneos) 3.5. Puente de hidrógeno. 3.6. Los nuevos materiales.

MÓDULO IV: REACCIÓN QUÍMICA. 4.1. Lenguaje de la química. 4.2. Ecuación química. 4.3. Tipos de reacción química. 4.4. Balanceo de ecuaciones químicas. 4.5. Cambios energéticos en las reacciones químicas. 4.6. Velocidad de reacción. 4.7. Consumismo e impacto ambiental.

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MÓDULO I: OBJETO DE ESTUDIO DE LA QUÍMICA Química y su relación con Unidad de competencia: El estudiante explicará el objeto de estudio de la otras ciencias, mediante el análisis descriptivo y analítico de problemas de la sociedad actual que involucren el uso de las propiedades de la materia, la energía y su interrelación, de manera cooperativa y responsable.

QUÍMICA Estudia la transformación al interactuar con la

posee

MATERIA

ENERGIA

PROPIEDADES puede ser

produce se presenta en

puede f ormar ormar

CAMBIOS Pueden ser

F I S I C O S

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ESTADOS DE AGREGACION AGREGACION

MEZCLAS pueden ser

N U C L E A R E S

H E T E R O G E N E A S

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H O M A G E N E A S

L I Q U I D O S

S O LI D A D O S

G A S E O S O S

P L A S M A

Mediante métodos físicos se separa en

SUSTANCIAS PURAS pueden ser

ELEMENTOS

COMPUESTOS

al combinarse combinarse forman forman mediante métodos químicos se separan en

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F I S I C A S

Q U I M I C A S


Escrito sobre el módulo: Este módulo se divide en 4 objetivos 

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Describe el objeto de estudio estudio de la Química y su relación relación con otras ciencias ciencias a partir partir del análisis crítico de su impacto en la resolución de problemas ambientales y sociales. Explica las las diferencias existentes entre las manifestaciones manifestaciones de la materia y sus propiedades propiedades a partir partir del análisis descriptivo de los estados de agregación y sus cambios, Discute el efecto del consumo energético del hombre mediante la reflexión crítica acerca del empleo empleo de medios no contaminantes para obtenerla. Demuestra las modificaciones modificaciones que sufre la materia materia y las condiciones condiciones en que estos pueden pueden ocurrir, ocurrir, a través del análisis comparativo entre un cambio físico, químico y nuclear.

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ACTIVIDAD PREVIA Escribe sobre la línea lín ea la palabra que conteste correctamente correctamente cada enunciado: 1. La _______________es _______________e s la sustancia sustanc ia constitutiva constitut iva de todos los cuerpos. 2. Los seres vivos y las máquinas requieren_____________ para realizar cualquier trabajo. 3. La composición y transformación transfor mación de la materia es parte del objeto de estudio de la__________________. 4. El azúcar de mesa es ejemplo de un__________________ químico. 5. El estado físico físico en que se presenta presenta el agua de lluvia lluvia es____________. es____________. 6. Las_______________ Las__________ _____ son productos químicos usados para tratar las enfermedades. 7. La principal fuente de energía para nuestro planeta es el___________. 8. Una propiedad_____________ propiedad______ _______ de la materia es la densidad. 9. Romper una una hoja de papel es ejemplo de un cambio__________ cambio________ __ de la materia. 10. La leche es una mezcla___________________.

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MODULO I.- OBJETO DE ESTUDIO DE LA QUÍMICA

1.1 LA QUÍM QUÍMICA UNA CIE NCIA INTER DISC IPLINAR IA Describir el objeto de estudio de la química y su relación con otras ciencias, mediante el análisis crítico de su impacto en la resolución de problemas ambientales y sociales. E n el momento, en que estás iniciando la lectura de este libro, se desarrollan alrededor y dentro de ti mismo una cantidad innumerable de reacciones químicas: las plantas verdes transforman el dióxido de carbono, mediante un mecanismo muy complejo, en vapor de agua y oxígeno que, como bien sabemos, es utilizado por gran número número de seres vivos vivos para mantenerse con vida. vida. Así mismo al respirar, estos seres seres incorporan a su organismo oxígeno y lo devuelven al ambiente como dióxido de carbono, con lo que el ciclo continúa. De manera muy clara y directa, puede afirmarse que la mayoría de los objetos que utilizamos en la actualidad han sido elaborados aplicando los conocimientos químicos: las telas de las que están hechas nuestras prendas de vestir, los colorantes para teñirlas, la suela de nuestros zapatos tenis, los perfumes, muchos de los ingredientes que integran la sopa instantánea que disfrutas con tanta delicia, la tinta de la pluma con la que escribes. La misma textura y color que tiene el papel de este libro, el pegamento pegamento que sirve para mantener unidas las hojas, la tinta de impresión, la manera en que las imágenes aparecieron en las placas fotográficas con las que se crearon muchas de las ilustraciones de este libro, etcétera. Es indudable que advertimos también la presencia de la química en los problemas ambientales. ambientales . Los contaminantes que vierten al aire, producto del funcionamiento de miles de vehículos automotores llegan a la atmósfera, donde ocurren ocurren una serie de reacciones fotoquímicas fotoquímicas que dan como resultado la llamada provocando problemas cada vez vez mayores para todo el ecosistema. ecosistema. Otro fenómeno lluvia ácida, que está provocando químico asociado con la contaminación, y sobre el que nos advierten numerosas organizaciones ambientales, es la destrucción destrucción paulatina paulatina de la capa de ozono. ozono. Con el paso del tiempo tiempo opinan los científicos, el fenómeno ocasionará el paso de la peligrosa radiación ultravioleta, generando cánceres de piel y mutaciones genéticas que no podemos todavía ni siquiera imaginar.

¿Por qué estudiar química? Como sabemos, la materia es el objeto de estudio de la química, y como ya has visto, todo lo que se encuentra encuentr a a nuestro alrededor está conformado por materia en diversos estados estados de composición. Una de las particularidades del ser humano es su capacidad para transformar el ambiente donde habita con el objeto de vivir mejor. De acuerdo con las investigaciones investigaciones antropológicas, la manipulación manipulación del fuego fue uno de los avances avances fundamentales en la historia de la humanidad. humanidad. Entre otras acciones, el el fuego permitió la defensa frente a animales salvajes y abrió la posibilidad de cocinar los alimentos y de hervir el agua. De esta manera, el ser humano comenzó a transformar el medio en que vivía. En la actualidad, la química permite obtener un entendimiento importante de nuestro mundo y su funcionamiento. funcionamiento. Se trata de una ciencia ciencia eminentemente eminentemente práctica que tiene una influencia influencia enorme sobre sobre nuestra vida diaria. De hecho, la química esta en el centro de muchas cuestiones que preocupan a casi todo el mundo: el mejoramiento de la atención médica, la conservación de los recursos naturales, la protección del entorno, la satisfacción de nuestras necesidades diarias en cuanto a alimento, vestido o albergue. Con la ayuda ayuda de la química, química, hemos descubierto descubierto sustancias farmacéuticas farmacéuticas que fortalecen fortalecen nuestra salud y prolongan nuestra vida. Hemos aumentado la producción de alimentos mediante el desarrollo de fertilizantes fertilizantes y plaguicidas. plaguicidas. Hemos creado plásticos y otros materiales materiales que se usan en casi todas las facetas de nuestra vida. Desafortunadamente, Desafortunadamente, algunos productos productos químicos químicos también pueden pueden 19


dañar nuestra salud o el entorno. Nos conviene, como ciudadanos educados y consumidores, consumidore s, entender los profundos efectos, tanto positivos como negativos, que las sustancias químicas tienen sobre nuestra vida y encontrar un equilibrio sobre su uso.

El

término ciencia deriva deriva del del latín scientia, “conocer” “conocer” o de sciens, “instruido” “instruido” y trata de explicar explicar los hechos acerca acerca del universo.

La química es una ciencia porque representa un conjunto organizado de conocimientos que tratan de explicar la realidad de los hechos mediante el uso del método científico, y al mismo tiempo hace posible la adquisición e incorporación de nuevos conocimientos. Por tanto la química como ciencia es comparable, explicativa y permite hacer predicciones sobre el comportamiento de la materia.

MÉTODO CIENTÍFICO

Observaciones y experimentos

Encontrar patrones, tendencias y leyes

Formular y probar hipótesis

Teoría

Debido a que la ciencia tiene como objetivo la explicación de las causas y los efectos de lo que ocurre a nuestro alrededor, ha sido necesario establecer la metodología que nos ayude a lograr dicho objetivo. El método científico incorpora una serie de pasos para llegar a una explicación satisfactoria de un fenómeno, entre los que se encuentran las observaciones, observaciones, formulación de preguntas e hipótesis, desarrollo desarrollo de experimentos y formulación de conclusiones que llevan a la postulación de teorías o leyes. Recuerda que no es lo lo mismo ver que observar, observar, cuando realizas realizas unas observación observación buscas estudiar estudiar el objeto de estudio estudio con detalle. Para explicar explicar estas observaciones observaciones se formulan hipótesis. hipótesis. Las hipótesis son las posibles explicaciones explicaciones del fenómeno en estudio. estudio. También podemos considerarlas, considerarlas, como las predicciones acerca de los resultados que creemos que vamos a obtener al concluir nuestra investigación. investigación. Están sujetas a comprobación, comprobación, por lo que pueden pueden validarse o desecharse. desecharse. Para comprobar la hipótesis es necesario investigar y desarrollar un diseño experimental en el cual se establecen los experimentos que desarrollaremos con los materiales, sustancias u organismos que se requieren para esta etapa experimental. experimental. Con el afán de comprender un fenómeno se hacen experimentos en condiciones controladas controlada s de manera que dicho experimento pueda repetirse tantas veces como sea necesario, para asegurarnos de eliminar o minimizar los errores que podrían podrían interferir en la obtención de resultados confiables confiables o reproducibles. Las 20


observaciones y mediciones que son registradas durante el transcurso de un experimento constituyen los datos o resultados del mismo.

ACTIVIDAD DE INDAGACIÓN: Explica la forma en que el método científico ha ayudado a la Química en la resolución de problemas. Los médicos como hombres de ciencia, usan el método científico en su labor. En alguna ocasión que te hayas enfermado y te llevaron al médico, después de examinarte, seguramente determino que siguieras un tratamiento que incluyo el uso de medicamentos para aliviar la enfermedad y que se te realizaran análisis clínicos o estudios de laboratorio para establecer un diagnóstico. Escribe un texto, en el cual describas cómo aplican los médicos el método científico al atender a sus pacientes, para diagnosticar sus padecimientos y ordenar algún tratamiento específico. Explica cuales etapas del método científico se aplican en estos procedimientos. Reflexiona y valora la importancia de cómo se aplican los conocimientos de la química en tu vida diaria.

LECTURA LA MATERIA Y LA ENERGÍA Un cambio drástico para el futuro dentro del mundo del transporte radica en el combustible (principalmente la gasolina), gasolina), el cual es cada vez vez más escaso. Por ello la industria automotriz avanza en en la reconversión reconversión de motores aplicando diversas diversas tecnologías para sustituirlo. sustituirlo. Un caso conocido es la tecnología aplicada aplicada al hidrogeno; el cual cobra cada vez más importancia sobre todo en países desarrollados como Japón Otra tecnología en desarrollo es la de los motores híbridos, llamados así porque combinan un motor de combustible tradicional tradicional y uno eléctrico. Los motores eléctricos actúan actúan como generadores para convertir convertir la energía cinética, liberada por los frenos, en energía eléctrica, que es utilizada para recargar la batería Considerado como el sustituto de la gasolina no solo para uso automotriz sino para su aprovechamiento industrial y domestico, el hidrogeno es la segunda opción para sustituir a los hidrocarburos en el consumo de los vehículos. El principal problema que esta opción presenta, hasta ahora, es el alto costo para obtenerlo, pues aunque es el elemento que más abunda en el planeta capaz de alimentar a millones de automotores no se encuentra en estado puro para utilizarlo. Pese a que en algunos países como Japón, Estados Unidos, Francia y Alemania han iniciado desde el 2001 pruebas con este t ipo de combustible, expertos consideran que los problemas de migrar a tecnología de hidrógeno como la obtención de este combustible a bajo costo, no la harán completamente viable, al menos, hasta el 2020. 21


ACTIVIDAD DE ANÁLISIS Y REFLEXIÓN 1. ¿Cómo interviene la química en el desarrollo de estas dos nuevas tecnologías para sustituir sustitu ir a la gasolina?_______________________________________________________ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________________ _____________ ____ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________ _ 2. Si la materia se puede convertir en energía, ¿Cuáles son los dos tipos de materia factibles de convertir en energía para los vehículos que se hace mención en la lectura?__________________________________________________ _________________ __________________________ ___________________ ____________________ ___________________ ___________________ _________________ _______ 3. Además de su agotamiento, ¿Cuál consideras que es otra causa para sustituir a la gasolina por otro tipo de combustible?________________________________ ________________ _________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________

1.1.1 RELACIÓN DE LA QUÍMICA QUÍMIC A CON OTRAS CIENCIAS El desarrollo actual de la química exige que ésta tenga relaciones con un gran número de otras ciencias. Mencionemos algunos ejemplos relevantes: Con la biología tiene una muy estrecha relación, porque en los seres vivos se desarrollan una amplísima variedad de reacciones químicas y la materia que estamos estudiando proporciona conocimientos básicos para entenderlas y predecirlas. predecirlas. Muchos procesos químicos no solo se describen, también se cuantifican. Para ellos las aportaciones de las matemáticas matemátic as son absolutamente absolutam ente necesarias. Desde las simples sumas y restas, hasta modelos matemáticos de altísima complejidad utilizados para describir la estructura atómica y los mecanismos de reacción son ejemplos de cómo se relacionan ambas ciencias. La química y la física tienen tienen una relación relación estrecha y natural. natural. Ambas se dedican dedican al estudio de de los fenómenos naturales, aunque con con diferente diferente perspectiva. perspectiva. Los aportes aportes de la física han ayudado ayudado a los químicos a comprender comprender la estructura y manifestaciones manifestaciones de la materia, su relación con la energía energía y la forma en que se desarrollan desarrollan gran numero de fenómenos. fenómenos. De hecho, la frontera entre ambas ciencias ciencias no resulta muy clara y, en la opinión de muchos científicos, más que ser ciencias distintas, pudieran considerarse como caras diferentes de la misma moneda. La astronomía es una de las ciencias que nos sorprenden con frecuencia, ya que nos proporciona una imagen más profunda de de la complejidad del del universo. La química y la astronomía astronomía tienen múltiples puntos de contacto. Un ejemplo ejemplo claro lo tenemos cuando cuando el astrónomo requiere requiere conocer la edad y composición composición de las estrellas que se encuentran encuentr an a muchos años luz de distancia. Analizando la luz que nos llega de ella, y mediante métodos de espectroscopia ha sido posible calcular la distancia a la que se encuentran de nuestro planeta y su etapa de desarrollo. Otras muchas disciplinas científicas como la medicina, la geografía, la geología, la bioquímica, la metalurgia, etc., guardan guardan también una una relación estrecha estrecha y recíproca con con la química. En razón de tal reciprocidad la química es, con toda razón, una ciencia interdisciplinaria

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LECTURA

Aplicación de la Química

Cualquier químico en su laboratorio utiliza un sinnúmero de conocimientos provenientes de otras ciencias. Con frecuencia frecuencia tiene necesidad de efectuar cálculos que requieren requieren conocimientos conocimientos de Matemáticas o del campo de la Física. Asimismo, las disciplinas biológicas le aportan a la Química conocimientos fundamentales sobre las sustancias que son necesarias para el funcionamiento de la vida, muchas de las cuales ya se han logrado sintetizar en el laboratorio. De igual igual manera, manera, la Química ayuda ayuda a otras ciencias. ciencias. Tomemos como como ejemplo ejemplo la Bioquímica, que empezó simplemente con el análisis de los fluidos corporales, pero pronto desarrollo métodos para determinar la naturaleza y función de los componentes celulares más complejos hasta llegar al desciframiento del genoma genoma humano. Para todo ello ello fueron y siguen siendo fundamentales fundamentales los los conocimientos que aporta la Química. Q uímica. No cabe duda que la Medicina ha sido uno de los territorios que más se ha beneficiado con los descubrimientos de la Química. Basta señalar los medicamentos que se preparan siguiendo una fórmula, el tratamiento del cáncer mediante la aplicación de radiaciones, el diseño de nuevos métodos de diagnóstico para el tratamiento de enfermedades, enfermedades, etc. La industria de los alimentos es otro ejemplo de un área que se ha visto beneficiada por las aportaciones de la química, ya que se han fabricado compuestos que se utilizan para conservar a los alimentos sanos sanos y con propiedades propiedades nutritivas nutritivas mejoradas mejoradas que superan con creces a los los alimentos obtenidos naturalmente. naturalmente. Las múltiples implicaciones de la química con otras ciencias nos hacen entender porque se le considera la ciencia central.

ACTIVIDAD DE REFLEXIÓN 1. ¿Cómo se relaciona la Química con tus actividades diarias? ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________________ _____________ ____ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________________ _____________ ____ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ______________ ____ 2. ¿Cuál es en tu opinión, la mayor aportación que ha hecho la Química a nuestra civilización? __________________ ___________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________________ ________ __________________ ___________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________________ ________ __________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________________ _________________ ________ 3. ¿Menciona tres aspectos que consideres han mejorado con la participación de la química? ________________ _________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________ ________________ __________________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________________ ___________________ __________ ________________ _________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________ 4. Si la Química no existiera, ¿en qué cambiarían tus actividades diarias? ________________ __________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________ ________________ __________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________ ________________ __________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________ 5. Además de las ya ya mencionadas mencionadas en el texto, escribe escribe otras dos ciencias que que tengan relación relación con la Química? ________________ _________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________ ________________ _________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________

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6. Cita tres ejemplos de aportaciones de la química al bienestar del ser humano. __________________ ___________________________ ___________________ ___________________ ___________________ _____________ ___ __________________ ___________________________ ___________________ ___________________ __________________ ___________________ ________________ ______ 7. La cantidad de productos químicos que se usan en el hogar es elevada, haz una lista de diez ___________________ _____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _______________ _____ ___________________ ____________________________ ___________________ ____________________ ___________________ ___________________ ______________ ____ 8. Haz una lista lista de todas las sustancias sustancias químicas químicas que se utilizan utilizan en casa para prevenir prevenir enfermedades y compárala con otra lista en la que incluyas las que se usan para curar. ¿Cuál es la lista más extensa? __________________ ____________________________ ___________________ __________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________ _ __________________ ___________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________________ ___________ __

Hasta el momento hemos mencionado muchas veces a la Química, ¿pero cómo se define esta ciencia?

La Química es la ciencia que se dedica al estudio de las propiedades, composición y estructura de la materia, de su relación con la energía, así como las leyes leyes que regulan y explican tales interacciones. interacciones. Así pues estudiaremos que es la materia, cómo está estructurada, estructurada, cómo interacciona para dar origen a nuevas sustancias, cómo cómo la energía está presente en aquellos aquellos cambios y cuáles son las leyes que regulan regulan las interacciones de masa y de energía. Los fenómenos químicos pueden encontrarse prácticamente en cualquier parte: en la oxidación de los metales, en la cocción de los alimentos, en el crecimiento crecimiento de las plantas y los animales, en el metabolismo, la respiración y la digestión de los seres vivos entre otros.

Como puedes observar la química abarca un campo muy extenso en el conocimiento de la naturaleza. Por esta razón presenta la siguiente división: . General: Estudia las leyes, principios, teorías, métodos, procedimientos, reglas, etc., que rigen a la química como ciencia. ciencia. Como ejemplo podemos podemos mencionar mencionar la ley de la conservación de la materia, el principio de incertidumbre de Heisenberg, la regla de las diagonales, diagonales, etcétera. . Descriptiva: Estudia las propiedades físicas y químicas de las sustancias, los métodos para producirlas, y las las aplicaciones aplicaciones principales que pudieran tener. tener. Se subdividen subdividen en química orgánica e inorgánica. La primera estudia a los compuestos del carbono, y la segunda se encarga de los compuestos formados por los demás elementos. . Analítica: Se dedica a determinar la composición de las sustancia. La química analítica cualitativa nos sirve para saber saber qué elementos integran a un compuesto. Por su parte la química analítica cuantitativa tiene por objeto saber qué cantidad precisa de cada uno de los constituyentes, sean elementos o compuestos; se encuentran en una sustancia determinada. . Aplicada: Como su nombre lo indica es la rama de la química que se encarga del estudio y desarrollo de nuevos materiales.

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ACTIVIDAD DE APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO 1. Lee con atención atención las actividades descritas descritas en la primera columna y relaciónalas con las diferentes áreas de la química. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

Uso de la zeolitas dentro de los convertidores convertidor es catalíticos de los automóviles. automóviles. Determinación Determinac ión de la clase de elementos químicos que posee una muestra de mineral. m ineral. Determinación de los elementos químicos presentes en una estrella. Establecimiento Establecim iento de la ley de la conservación de la energía. Prescripción Prescripc ión de los niveles de alcohol en la sangre. Descripción de los usos de los nuevos materiales.

a) Química general b) Química aplicada c) Química descriptiva d) Química analítica

1.2 1.2 MATER IA De manera tradicional se acostumbra definir a la materia como todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y posee los atributos de gravedad e inercia. La materia esta presente en todo el universo pero, ¿Cómo surgió?, ¿ha existido siempre en la forma que actualmente la conocemos? Afirman los astrónomos que hace 13,500 ó 15,500 millones de años, no existía ni el tiempo ni el espacio y lo que hoy denominamos materia y energía se encontraban concentrados en un punto matemática tremendamente tremendamente denso y a temperatura inimaginable. inimaginable. La Gran Explosión, Explosión, también conocida como Big Bang, dio inicio inicio al universo. En aquel momento se liberaron liberaron cantidades enormes enormes de materia y energía que dieron origen origen a las galaxias, galaxias, estrellas y planetas. planetas. A través de varios millones millones de años la materia se ha organizado para obtener un ambiente propicio para el surgimiento de la vida. Todo cuanto existe en el universo esta hecho de materia, pero no toda la materia se presenta de la misma forma. Algunas sustancias sustancias aparecen en un estado físico u otro, algunas algunas son sólidas, sólidas, otras gaseosas y unas más líquidas. Un ejemplo de cambios cambios en la materia se puede puede observar al freír un huevo huevo (aplicando calor). calor). A simple vista, observamos los cambios que sufren los componentes del huevo conocidos como “yema” y “clara”.

La masa es la medida de la cantidad de materia que contiene un objeto específico, y su valor está referido al peso del objeto. objeto. Es decir, entre más grande sea el peso del objeto, objeto, mas grande será su masa y por lo tanto contendrá mayor cantidad de materia.

1.2.1 CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS Y MANIFESTACIONES MANIFESTACIONES DE LA L A MATERIA Si todas las cosas que existen en nuestro entorno están hechas de materia y cada una es diferente de otra, entonces ¿qué hace la química para poder estudiar la materia? Lo primero que hace es clasificarla con base en las características de las formas en que se manifiesta. Una de las características de la materia que permite clasificarla es su composición, en términos de pureza. Una muestra de materia puede ser pura cuando está formada por un solo tipo de materia; o bien, ser una mezcla de tipos distintos de materia. 25


sustancias más simples. simples. Son sustancias cuyas moléculas moléculas están formadas a partir de Elementos: Son las sustancias átomos de una misma especie cuyas moléculas se componen componen por átomos de diferentes diferentes especies. Cuando Compuestos: Son sustancias cuyas dos o más elementos se enlazan para formar un compuesto, siempre lo hacen en los mismos porcentajes de masa, independientemente independientemente de su obtención. obtención. Los compuestos compuestos tienen una composición composición definida definida y constante. Se conocen millones de compuestos. Pueden descomponers descomponerse e en sus elementos o en en sustancias diferentes más simples por medio de fenómenos químicos

Mezclas: Son la unión química de dos o más sustancias (elementos o compuestos). Están formados por diferentes sustancias sustancias (elementos y compuestos), compuestos), cada una de las cuales cuales conserva sus propiedades. propiedades. Las mezclas están formadas formadas por dos o más sustancias sustancias en proporciones proporciones variables. variables. Se pueden formar formar un número ilimitado de mezclas. mezclas. Se pueden separar en sus componentes componentes por medio de operaciones operaciones que no cambian la composición de las sustancias que las formaban (fenómenos físicos). MEZCLAS: Estas pueden ser clasificadas en homogéneas y heterogéneas. a) Mezclas heterogéneas heterogéneas: Una mezcla heterogénea es aquella que posee una composición no uniforme en la cual se pueden distinguir a simple vista sus componentes y está formada por dos o más sustancias, físicamente distintas, distribuidas en forma desigual. Las partes de una mezcla heterogénea pueden separarse mecánicamente. Por ejemplo, las ensaladas, o la sal mezclada con arena. b) Mezclas homogéneas: Una mezcla homogénea es aquella donde ninguna sustancia pierde sus propiedades originales y se pueden separar por medios físicos. Su raíz «homo» indica semejante. A simple vista no se pueden ver sus componentes, en comparación de la heterogénea. Se conocen como disoluciones y están constituidas por un soluto y un solvente solvente,, siendo el primero el que se encuentra en menor proporción. Por ejemplo, el agua mezclada con sales minerales o con azúcar.

ACTIVIDAD DE APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO Clasifica los siguientes ejemplos en mezclas heterogéneas, homogéneas, compuestos o elementos, colocándolos colocándolos dentro del cuadro correspondiente. correspondiente. Arena de mar Gasolina Tierra para jardín Diamante Magnesio

Refresco de cola Agua de piña Sal de mesa Anillo de oro Muestra de sangre

Mercurio Tinta de lapicero Tubo de cobre Alcohol Plata

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Grafito de un lápiz Insecticida en aerosol Aspirina Shampoo


MEZCLAS Homogéneas

SUSTANCIAS PURAS

Heterogéneas

Elementos

Compuestos

2 3

1

4

6

5

HORIZONTALES. 1. Este tipo de mezcla presenta presenta dos o más fases y su composición composición no es uniforme 2. Sustancia formada por dos o más elementos unidos químicamente químicamen te en proporciones definidas Forma de materia que tiene tiene una composición definida y propiedades propiedades características 

VERTICALES. 1. La composición de este tipo de mezcla es uniforme en todas partes 2. Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. 3. Sustancia que no se puede separa separa en otras más más simples por métodos métodos convencionales. convencionales. 4. Es la combinación aparente de dos o más sustancias conservando sus propiedades originales. 27


1.2.2 PROPIEDADES QUÍMICAS Y FÍSICAS Además de todo lo anterior, la materia tiene propiedades que pueden observarse, independientemente independientemente del estado de agregación agregación en el que se encuentre. encuentre. Es decir, es posible que dos dos sustancias diferentes diferentes en estado líquido tengan tengan propiedades propiedades específicas que distinguen distinguen a una de la otra. Las propiedades propiedades de la materia pueden pueden ser físicas o químicas. - Físicas: se definen como las características que al observarse o determinarse no cambian la composición química química de la materia. materia. Ejemplos de propiedades propiedades físicas físicas son el estado de agregación, agregación, las propiedades organolépticas (color, olor, sabor), la dureza, y los puntos de ebullición y de fusión. - Químicas: son aquellas que alteran la estructura de la materia y que dependen de su comportamiento frente a otra clase de materia. Ejemplos de propiedades propiedades químicas químicas son la reactividad, la solubilidad solubilidad y la valencia.

ACTIVIDAD DE REFLEXIÓN: A los renglones que anteceden a cada fenómeno propuesto, escribe si es físico o químico según corresponda. ___________________ ______________________Fusión ___Fusión del Hielo Hielo ___________________ ______________________Cocimie ___Cocimiento nto de un pastel pastel ___________________ ______________________Combustió ___Combustión n de la madera madera ___________________ ______________________Cortar ___Cortar en cuadritos cuadritos un trozo trozo de carne ___________________ ______________________Congela ___Congelación ción del agua ___________________ ______________________Oxidaci ___Oxidación ón de un metal ___________________ ______________________La ___La digestión digestión ___________________ ______________________Fabricació ___Fabricación n de un jabón jabón

1.2.3 EXTENSIVAS E INTENSIVAS. INTENSIV AS. ESTADOS DE AGREGACIÓN La materia posee propiedades propiedades o características características generales y particulares:

Propiedades generales o extensivas Se les llama generales porque son comunes a todo cuerpo, y extensivas porque dependen de la cantidad de masa que este posea. Como ejemplo de características caracter ísticas de este tipo tenemos a la masa, el volumen, la inercia y el peso. existencia de materia en forma forma de partículas. partículas. En el SI de unidades tiene tiene como unidad unidad Masa: Es la existencia el gramo (g).

m3.

Volumen: Es la porción de espacio ocupada por un cuerpo. La unidad de volumen en el SI es de 28


Inercia: Es la tendencia de los cuerpos a conservar su estado de reposo o de movimiento. Está relacionada estrechamente con la masa, de tal forma que a mayor masa, mayor inercia y viceversa. medida de la atracción atracción que ejerce ejerce la fuerza de gravedad gravedad sobre un objeto. objeto. Las Peso: Es la medida unidades en las que se reporta son Newton (N) y para calcularla se utiliza la formula w= mg, donde w es el peso en newton, m la masa en kilogramos y g la aceleración de la gravedad, cuyo valor aproximado es 9.8 m/s2

Impenetrabilidad: Dos cuerpos no pueden ocupar el mismo lugar al mismo tiempo.

-

Propiedades específicas o intensivas Se les llama específicas por que ayudan a distinguir a una sustancia de otra; además se les llama intensivas porque no dependen, en ningún sentido, de la cantidad de masa que posea el cuerpo en cuestión. Ejemplo de este tipo de propiedades son el punto de fusión, el punto de ebullición, la reactividad química, la densidad, densidad, etc. De manera general general podemos clasificar clasificar las propiedades propiedades específicas en dos tipos; propiedades físicas y propiedades propiedades químicas. Algunas propiedades físicas se denominan organolépticas porque pueden ser percibidas a través de nuestros sentidos corporales como el color, el olor y el sabor. Otras propiedades propiedades físicas requieren, en ocasiones, de instrumentos específicos que permitan determinar su magnitud, por ejemplo: la densidad, la maleabilidad, ductilidad, elasticidad, dureza, solubilidad, solubilidad, calor específico, conductividad conductividad térmica y eléctrica, temperaturas de fusión y de ebullición 

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Densidad: se define como la cantidad de masa por unidad de volumen. consecuencia, consecuencia, involucran tanto la masa como como el volumen: gr/ml, kg/m 3, etc.

Sus unidades, en

Maleabilidad: Es la capacidad de algunas sustancias, como los metales, para ser trabajados hasta extenderse y formar láminas. Ductilidad: Se dice que un cuerpo es dúctil cuando puede deformarse con cierta facilidad. En el caso de los metales, la ductilidad implica que puede admitir grandes deformaciones físicas en frió sin llegar a romperse, asimismo indica la capacidad de formar alambres o hilos con ellos. Elasticidad: esta propiedad permite que un cuerpo sólido sea deformado hasta cierto grado para recobrar después su extensión y su forma una vez que ha cesado la fuerza deformante. caracterizada como la oposición que presenta un cuerpo para ser rayado, rayado, Dureza: Puede ser caracterizada comprimido o deformado hasta cierto punto.

Solubilidad: Es la cantidad de una sustancia que puede disolverse en una cantidad previamente especificada de solvente, a una presión y temperatura t emperatura dadas. 29

COLEGIO DE BACHILLERES DE COAHUILA SISTEMA DE ENSEÑANZA ABIERTA Química I 

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Calor específico: Es la cantidad de calor que es necesario agregar a un gramo de cualquier sustancia para elevar su temperatura en 1 oC. La unidades en las que se expresa son calorías/gramo-oC (Cal/ gr oC). Conductividad térmica o eléctrica: Propiedad de algunos cuerpos que los hace capaces de conducir la temperatura o la electricidad, respectivamente. Temperatura de fusión: Se define como la temperatura a la cual las presiones de vapor de las fases liquida y sólida están en equilibrio. Temperatura de ebullición: Temperatura a la cual la presión de vapor de un liquido es igual a 1 atmósfera. capacidad de combinación combinación de un átomo. Se puede determinar, determinar, inicialmente, inicialmente, a Valencia: Es la capacidad partir de su configuración electrónica, aunque lo más frecuente es estudiar su comportamiento en la formación de compuestos característicos. característicos.

Oxidabilidad: Se puede caracterizar como aquella propiedad de algunos elementos que los hace capaces de formar óxidos. Propiedad de las sustancias sustancias que las hace capaces de arder. Esta propiedad propiedad Combustibilidad: Propiedad solo se puede apreciar cuando se aplica una llama a la sustancia y se nota si arde o no.

Inflamabilidad: Esta propiedad química nos informa si la sustancia es capaz de encenderse con facilidad y además desprender llamas.

ACTIVIDAD DE INTEGRACIÓN: INTEGRACIÓN: 1. Anota sobre la línea una E si la propiedad es extensiva extensiva y una I si la propiedad es intensiva. a. b. c. d. e. f. g. h. i.

Porosidad Color Punto de fusión Volumen Punto de ebullición Masa Elasticidad Elasticida d Impenetrabilidad Impenetr abilidad Dureza

_______ _______ _______ _______ _______ _______ _______ _______ _______

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2. De las siguientes afirmaciones marca con una V las verdaderas y con una F las falsas. a. Las propiedades propiedades químicas son también propiedades propiedades extensivas. ( ) b. La dureza es una propiedad química

( )

c. El estado de agregación es una propiedad física

( )

d. El sabor de d e una sustancia se considera como propiedad física

( )

e. La temperatura es una propiedad química

( )

Estados de agregación de la materia Las diversas sustancias sustancias pueden pueden presentarse en en forma de sólidos, sólidos, líquidos o gases. gases. Esta manera de manifestarse se conoce como estados de agregación, debido a que las características de cada uno de los estados tienen relación con la forma en la que están dispuestos los átomos o moléculas que componen al cuerpo en estudio. Como sabemos, la materia materia puede presentarse presentarse en cuatro estados distintos, caracterizándose caracterizándose el estado estado sólido por tener forma y volumen propios, el estado líquido por tener volumen propio y poder variar su forma, el estado gaseoso gaseoso por no tener forma ni volumen propio propio y el plasma que es un gas ionizado ionizado a altas temperaturas.

Estado sólido Las sustancias en este estado poseen forma y volumen propios. En algunos casos las partículas constituyentes se disponen formando una especie de red cristalina donde las fuerzas de atracción son muy fuertes. La energía cinética cinética de las partículas en los sólidos es pequeña, pequeña, mientras que la energía potencial potencial posee un valor muy alto. La forma definida de los sólidos es producto de la fuerza de cohesión que mantiene unidas a las moléculas. Los sólidos son duros y presentan dificultad para comprimirse. Esto se explica porque las moléculas que los forman están tan cerca, que no dejan espacios entre sí. Si miras a tu alrededor, notarás que todos los sólidos tienen una forma definida. Esta característica se mantiene, salvo que actúe sobre ellos una fuerza tan t an grande que los deforme.

Los Sólidos

Tienen dificultad para Tienen forma definida comprimirse

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Los sólidos pueden identificarse por estas dos propiedades generales. Si agrupas sobre una mesa un elástico, un vidrio, plastilina, una piedra, un plato y una cuchara, podrás decir que todos ellos son sólidos; sin embargo, cada uno de ellos es diferente del otro. Ahora la observación te permitirá hacer una clasificación. Clasificar significa agrupar identificando las propiedades que sirven de base para ello, de acuerdo a un criterio establecido establecido previamente. previamente. ¿A qué se debe que los sólidos sean diferentes? Estas diferencias pueden explicarse debido a que los cuerpos sólidos presentan propiedades específicas, en mayor o menor grado, entre las cuales señalaremos:

Elasticidad: Un sólido recupera su forma original cuando es deformado. Un elástico o un resorte son objetos en los que podemos observar esta propiedad. Estira un elástico y observa lo que sucede.

Fragilidad: Un sólido puede romperse en muchos pedazos (quebradizo). En más de una ocasión habrás quebrado un vaso de vidrio o un objeto de cerámica. Estos hechos representan la fragilidad de un sólido. *Dureza: Un sólido es duro cuando no puede ser rayado por otro más blando. El diamante de una joya valiosa o el utilizado par cortar vidrios presenta dicha propiedad.

Estado líquido Los líquidos, como podemos observar a través de muchos ejemplos de nuestra vida diaria, aunque poseen un volumen propio, adoptan la forma del recipiente que los contiene. Son muy poco compresibles, compresibles , y las fuerzas que existen entre sus moléculas o átomos explican el fenómeno de cohesión y por que la mayor parte de ellos puede formar gotas. Hay un equilibrio equilibrio entre ambas fuerzas, fuerzas, lo que determina que que las moléculas puedan deslizarse libremente unas sobre otras - carencia de forma propia - pero sin alejarse entre sí, causa causa por la que conserva su volumen. volumen. La energía energía cinética cinética de sus partículas es aproximadamente igual a su energía potencial. Un líquido es una sustancia formada por moléculas que están en constante movimiento de desplazamiento y que se deslizan unas sobre las otras. La disposición de estas moléculas le da un aspecto de fluidez con la que frecuentemente se les asocia. 32


¿A qué se debe que los líquidos cambien de forma? Si aplicas fuerza sobre la superficie del agua de una cubeta, observarás que ésta pierde su aspecto inmóvil y que puedes distinguir su movimiento a través de la formación de ondas en la superficie.

Los Líquidos

Son incompresibles

Tienen forma indefinida

Los líquidos son fluidos porque no tienen forma propia, sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene. Por ejemplo, si echas igual cantidad de un líquido en un tubo de ensayo, a un plato o en una botella, éstos adoptarán la forma de cada uno de estos objetos. Si observas algunos líquidos notarás que ninguno de ellos tiene forma definida y que, al igual que los sólidos, tampoco pueden comprimirse. Si intentas comprimir el agua de la cubeta notarás que se escurre hacia los lados, pero que no disminuye su volumen. ¿A qué se debe el cambio de forma que pueden presentar los líquidos? La forma indefinida de los líquidos se debe a que la fuerza de atracción que mantiene unidas las moléculas es menos intensa que la fuerza que mantiene unidas las moléculas de los sólidos. Alguna vez habrás jugado a echarle agua a una jeringa y habrás empujado el émbolo. ¿Qué has observado? ¿Por qué los líquidos son incompresibles? Los líquidos son incompresibles porque las moléculas que los constituyen están tan unidas que no pueden acercarse más; sólo pueden deslizarse las unas sobre las otras.

Los líquidos, Al igual que los sólidos, presentan propiedades específicas entre las cuales señalaremos: * Volatilidad, es decir, facilidad para evaporarse. Esta propiedad se aprecia claramente al dejar abierto un frasco con alcohol, en que se percibe su olor y disminuye el volumen. * Viscosidad, es decir, dificultad al escurrimiento. ¿Has dado vuelta alguna vez una botella de aceite o, tal vez, has echado aceite al motor de un vehículo? ¿Observas lo mismo al derramar un vaso .con agua? La diferencia en la observación se debe a la viscosidad. Estas propiedades se presentan en mayor o menor grado en todos los líquidos. Los perfumes, la bencina y la parafina son líquidos volátiles. La miel y la leche condensada son líquidos viscosos. 33


Estado gaseoso Los gases no tienen forma ni volumen definido, pero pueden llenar con cierta rapidez, por completo, el recipiente que los contiene. Las fuerzas de repulsión son mayores que las de atracción, de tal modo que las moléculas pueden moverse libremente en todas direcciones, lo que determina su falta f alta de forma propia; este movimiento libre y desordenado de las moléculas de una masa gaseosa hace que tampoco tenga volumen propio, volumen que se ve limitado únicamente por las paredes del recipiente que lo contiene.

Los Gases

No tienen forma propia

Pueden comprimirse

Estado gaseoso Un gas es una sustancia formada por moléculas que se encuentran separadas entre sí. Esta disposición molecular le permite tener movilidad, por lo que no posee forma propia y puede comprimirse. En él la fuerza de cohesión es nula y ha sido remplazada por la fuerza de repulsión entre las moléculas. ¿Por qué los gases no poseen forma propia? Los gases no poseen forma propia, porque las moléculas que los forman se desplazan en todas direcciones y a gran velocidad; por esta razón los gases ocupan grandes espacios. El olor a comida que se prepara en la cocina se esparce por toda la casa con rapidez, porque las moléculas tienden a ocupar todo el espacio disponible. ¿Por qué los g ases pueden comprimirse? Los gases pueden comprimirse debido a la disposición separada de las moléculas que los compone. Si aplicas una fuerza intensa al émbolo de una jeringa con aire y tapas con el dedo su extremo anterior, notarás que el espacio ocupado por el gas disminuye. Esto se debe a que las moléculas se acercan entre sí y ocupan un menor espacio, el cual depende de la magnitud de la fuerza aplicada. Plasma. Plasma cuarto estado de la materia. Es de acuerdo con las investigaciones científicas, el más abundante en el universo, puesto que ocupa aproximadamente aproximadament e el 99% del mismo. Las estrellas, nuestro sol y el polvo interestelar están formados por plasma El plasma se describe como una espacie de gas ionizado, en el cual las partículas subatómicas se mueven casi con entera libertad. libertad. Lo podemos podemos imaginar imaginar como un fluido tremendamente lleno lleno de energía. Que puede generar cantidades inimaginables de ella. Las colisiones frecuentes redundan en la creación de elementos a partir de sus partículas básicas.

34


El plasma se obtiene sometiendo a calor intenso algún gas, como hidrógeno o argón para separa su estructura atómica provocando una ionización neutra (sin carga positiva o negativa) de las partículas subatómicas provocando provocando que guarde un estado que no se puede catalogar como gas y mucho menos como líquido o sólido, digamos que el cuarto estado es el plasma.

ACTIVIDAD DE APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO Completa el siguiente cuadro anotando lo que se te pide de cada uno de los estados de agregación

Estado

_______________

_______________

_____________

Volumen

_______________

_______________

______________

_______________

______________

Cohesión de sus moléculas _____________

_______________

______________

Ejemplo

_______________

_______________

Forma

_______________

______________

35


1.2.4 CAMBIOS DE ESTADO Posiblemente, en una mañana soleada de verano has observado que el césped está cubierto por unas diminutas gotas de agua denominadas “rocío”, el cual desaparece conforme avanza la mañana y el sol comienza a calentar la Tierra. La presencia del roció es una muestra de que el vapor de agua de la atmósfera puede cambiar durante la noche a agua líquida. En las regiones demasiado frías el rocío se puede convertir en hielo, que no es otra cosa que agua sólida. Tanto el roció como el hielo desaparecen al aumentar la temperatura durante el día, con lo que se comprueba que los cambios de estado de la materia: gas, líquido o sólido, también son reversibles, y que existe una relación entre el estado físico f ísico de una sustancia y su temperatura. Al variar la temperatura, temperatura, la materia materia puede cambiar cambiar de un estado estado físico a otro El proceso de los cambios de estado de la materia se explica a continuación: Fusión: es el cambio del estado sólido a líquido. líquido. Cuando se eleva la temperatura de un sólido debido debido a la aplicación de calor, parte de la energía calórico aplicada es absorbida por las partículas que lo constituyen, haciendo que se muevan más rápido y provocando una disminución en la fuerza que las mantenía unidas. A medida que se suministra más calor, la energía de las partículas también aumenta hasta alcanzar el punto de fusión del sólido, que es la temperatura a la cual este se convierte en líquido. Evaporación: es el cambio de un líquido a gas. Si a un líquido se le incrementa su temperatura por la adición de calor, la energía de las partículas que lo constituyen se incrementa al grado de vencer la fuerza de atracción que las mantenía unidas en el estado líquido, escapándose hacia el espacio que está arriba del liquido, convirtiéndose en gas. Sublimación: es el cambio directo de un sólido a gas, sin pasar por el estado liquido. Es una característica de ciertos sólidos, donde mediante un calentamiento sus partículas adquieren la energía suficiente para romper la fuerza de unión en el estado sólido y pasar al estado gaseoso. Algunos ejemplos de sólidos que tienen la característica de sublimarse son él para-diclorobenceno (pequeñas esferas usadas para ahuyentar a las polillas), el yodo, el hielo seco (dióxido de carbono sólido) y el hielo en condiciones especiales. Deposición: Deposición: es el cambio directo de un gas a sólido sin pasar por el estado líquido. Mediante este proceso las partículas en el estado gaseoso liberan su energía de movimiento reagrupándose nuevamente para formar un sólido. Un ejemplo de deposición deposición es la formación de hielo o de nieve a partir del vapor de agua de las nubes. Es el proceso inverso a la sublimación. Condensación: es el cambio de un gas a líquido. Es el proceso a la evaporación en el cual disminuye la energía de movimiento de las partículas gaseosas provocando que estén más cerca unas de otras y formen el estado líquido. Un ejemplo de condensación es la formación del roció que se observa por las mañanas. 36


Licuefacción LÍQUIDO Condensación Licuefacción GAS

LÍQUIDO Evaporación Sublimación

Fusión

Deposición

Solidificación SÓLIDO

Calor latente: El calor añadido o extraído para los cambios de estado a partir de la ruptura estructural, se denomina Calor latente, puesto que no produce variación en la temperatura. El ejemplo más natural lo podemos ver en el agua. La temperatura y la presión a que están expuestas las sustancias determinan si se encuentran en estado sólido, líquido o gaseoso. Sustancias diferentes tienen diferentes puntos de solidificación, solidificación, de fusión, evaporización, evaporización, etc. La cantidad de calor que se da o se quita a una sustancia para que se cambie de estado se llama calor latente. Mientras un cuerpo cambia de estado, su temperatura permanece permanece constante. El agua hierve a la presión atmosférica de 100 ºC. Si la presión desciende por debajo de la atmosférica, el punto de ebullición del agua será más bajo que 100 ºC. 37


Consecuentemente, si la presión sube por encima de la atmosférica, el agua hierve a más de 100 ºC. Al igual que le sucede al agua, agua, esto es válido para para todos los líquidos. líquidos. El agua en su punto de ebullición se llama también líquido saturado.

ACTIVIDAD DE INTEGRACIÓN: INTEGRACIÓN: 1. Del texto siguiente relacionado con el hierro, identifica cuáles son sus físicas y químicas

propiedades

El hierro (Fe) es un elemento químico que se encuentra encuentra dentro del grupo de los metales. Es el metal más importante en en cuanto a usos y aplicaciones. aplicaciones. Es dúctil, bastante blando, blando, conduce conduce la electricidad, electricidad, tiene propiedades magnéticas, se oxida con el oxigeno del aire, es atacado fácilmente por los ácidos, su punto de fusión es de 1,528 oC y su punto de ebullición de 3,070 oC. Es fundamental fundamenta l en organismos vegetales y animales, por lo que no se considera tóxico.

a) Propiedades físicas_________________________________________________________ __________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ______________ _____ __________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________ químicas____ ________________________________ ________________________________ _____________________ _____ b) Propiedades químicas____________________ __________________ ___________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ________________ _______ _________________ __________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________________ ________

2. Determina si si el enunciado enunciado se refiere refiere al estado sólido sólido (s), al al liquido (l) al gaseoso (g) o plasma (p) anotando la letra donde corresponda. a.

La energía cinética de las moléculas es aproximadamente aproximadament e igual a la energía potencial

(

)

b. Su forma y volumen depende del recipiente que lo contenga

( )

c.

Su forma y volumen no cambia a menos que se le someta a una presión

( )

d.

Se describe como una mezcla de partículas ionizadas

(

e.

La energía cinética de las moléculas es mucho menor que la energía potencial.

( )

f.

Generalmente Generalmente tiene densidades más elevadas que los líquidos

( )

38

)


3. Relaciona el el cambio cambio de estado con con su descripción. a Paso del estado gaseoso al liquido

(

) Evaporación

b Cambios del estado liquido al sólido

( ) Solidificación Solidificación

c Paso del estado sólido al gaseoso,

( ) Fusión

d Paso del estado gaseoso al sólido, sin pasar por el liquido.

(

) Licuefacción

e Cambio del estado sólido al liquido.

(

) Sublimación

f Cambio del estado liquido a gas

(

) Deposición

4. Clasifica el estado estado de agregación agregación de la siguiente siguiente lista de objetos y menciona menciona alguna propiedad que lo caracterice. Recuerda que algunas de las propiedades propiedades de la materia son: color, olor, textura, etcétera. Objeto

Estado de agregación

Sol Pluma Té Tanque de oxígeno Estrella Lámpara Aire Gelatina Cuchara Goma Tubo fluorescente Refresco 39

Propiedad


1.3 ENERGÍA Todas las actividades en nuestro planeta se desarrollan gracias a la energía Imagina tu ciudad sin sin electricidad por por un día. ¿Qué cosas se dejarían dejarían de hacer? Tu mismo, ¿Qué no harías? Ni pensarlo pensarlo ¿no lo crees? La energía es un concepto que en la actualidad actualidad tiene gran importancia. importancia. Todos los días usas energía. energía. Lo haces en formas formas diferentes; probablemente probablemente no te das cuenta cuenta de que la estas usando. Cuando enciendes el televisor o cargas un objeto para cambiarlo de lugar, estas utilizando energía, también la usas cuando cocinas alimentos, caminas para trasladarte a la escuela, viajas en un autobús o haces ejercicio. Imagina tu ciudad sin electricidad por un día ¿Qué cosas se dejarían de hacer? Tú mismo ¿que no harías? La electricidad electricidad es muy importante importante en la actividad actividad humana. humana. Ahora piensa que sucedería si las plantas no recibieran recibieran la luz del Sol. Sencillamente Sencillamente no se llevaría a cabo el proceso de la fotosíntesis, fotosíntesis, en consecuencia no se produciría el suficiente oxigeno (O 2), indispensable para mantenernos con vida. Tan simple como si el ser humano no ingiere alimentos su organismo no tiene la energía necesaria para realizar sus funciones funciones vitales. Tanto la electricidad electricidad como la luz proviene del del Sol son formas de energía; todo lo que sucede en el Universo se debe a la energía El termino energía energía es bastante bastante conocido. Actualmente se encuentran en en el mercado mercado infinidad de productos, producto s, ya sean alimentos o complementos complemento s alimenticios alimenticios,, con un alto contenido energético. En México México existe el horario de verano, cuyo propósito es ahorrar energía; asimismo escuchamos en la radio o en la televisión la importancia de ahorrar y cuidar la energía, porque un país con energía es un país con futuro.

Pero, ¿Qué es la energía? Una definición aceptada de energía es aquella que la considera como la capacidad para realizar un trabajo. Se realiza trabajo cuando al aplicar una fuerza a un objeto se desplaza una distancia. Cuando tú te mueves de un lugar a otro realizas realizas trabajo. En las transformaciones transformaciones que experimenta experimenta la materia, sus constituyentes (moléculas, átomos y electrones) sufren cambios en sus posiciones, para lo cual necesitan energía.

1.3.1 CARACTERÍSTICAS Y MANIFESTACIONES DE LA ENERGÍA Cuando la energía interviene en los cambios de la materia, se manifiesta en formas con las que estamos familiarizados: familiarizados: luminosa, calórico, calórico, eléctrica, radiante, radiante, química, nuclear, nuclear, etcétera. Cualquiera Cualquiera de estas formas de energía cambia fácilmente fácilment e en otra, pero siempre se conserva, solo se va transformando. transfor mando. Cada una de las formas en que se manifiesta la energía se pude clasificar en dos tipos: energía potencial y energía cinética . La energía potencial es energía almacenada; es la que posee una sustancia debido a su posición en el espacio o de su composición química. El agua almacenada en los tinacos de las azoteas de de casas o 40


edificios tiene energía energía potencial debido debido a la altura en que se encuentran. encuentran. La gasolina y los los alimentos tienen energía potencial debido a su composición química. movimiento. Es aquella que poseen las partículas partículas de La energía cinética se caracteriza como energía de movimiento. los cuerpos en movimiento. Por ejemplo cuando abrimos la llave de la regadera del baño, el agua del tinaco se mueve a través de la tubería y tiende a salir.

Energía Calorífica en la actualidad se define como energía en tránsito, que fluye de un cuerpo caliente a otro de menor temperatura. temperatura. Estas manifestaciones manifestaciones de la energía es una de las que se presentan con con mayor frecuencia. frecuencia. En los cambios cambios de estado su participación participación es ineludible. ineludible. Cuando se llevan a cabo cabo las reacciones químicas también tiene una importante participación, ya sea que se genere calor o se absorba calor durante su desarrollo. La energía en el universo es constante y todas las formas que existen se interrelacionan mediante la Ley de la conservación de la energía. La cual establece que la energía no se crea ni se destruye, solo otra. Esta es la principal principal característica característica de la energía. energía. se transforma de una forma a otra.

ACTIVIDAD DE INDAGACIÓN: INDAGACIÓN:

Elige un aparato electrónico que uses recurrentemente, investiga en libros, revistas revistas e internet lo siguiente: siguiente: ¿Qué tipo de energía requiere para su funcionamiento? ¿Cómo se relaciona con otras? ¿Qué características presentan las energías mencionadas? m encionadas? Costos y riesgos del uso de esas energías.

1.3.2 BENEFICIOS Y RIESGOS EN EL CONSUMO DE ENERGÍA Nuestra generación se ha llegado a acostumbrar a hacer uso intensivo de las diferentes formas de energía, con el objeto de hacer su vida más confortable y obtener mayor control sobre su entorno físico. Nuestra vida diaria seria inimaginablemente complicada sin el uso de las distintas formas de energía. Basta pensar en la situación que vive un estudiante promedio de cualquier lugar de nuestro país; por la mañana cuando se prepara para ir a la escuela, casi con seguridad acciona el interruptor para encender el alimentos, se utilizan diversos diversos aparatos “eléctricos” foco e iluminar . En el momento en que se preparan los alimentos, para multitud de tareas: moler, refrigerar, refrigerar, calentar, calentar, batir, etcétera. Si su escuela se encuentra a una una distancia considerable del lugar donde vive, tendrá que abordar un autobús o utilizar otro vehículo para poder llegar a tiempo, etcétera. 41


A pesar de los múltiples aspectos benéficos, también es necesario considerar que la generación de energía ha traído y seguirá trayendo, trayendo, de no revertir el proceso, graves graves riesgos para el ecosistema. ecosistema. Tradicionalmente, Tradicionalmente, el ser humano ha obtenido energía a partir de los combustibles fósiles como el carbón o el petróleo; actualmente está experimentando con la energía que puede obtenerse de la desintegración desintegrac ión nuclear y de la que se genera genera a través de fuentes alternativas alternativas como la eólica, eólica, la geotérmica y la solar. solar. Sin embargo la demanda creciente de energía útil y limpia obliga a investigar sobre la manera más eficiente de obtener más energía sin dañar al ecosistema. Al liberar grandes grandes cantidades cantidades de energía energía por la fisión o fisión de átomos átomos se produce la energía energía atómica. atómica. La primera planta nuclear nuclear para uso comercial comercial se puso a prueba en Inglaterra Inglaterra en 1956. Treinta y cuatro años después, un total de 420 reactores nucleares producían 17% de la electricidad mundial. En un principio esta forma de generar energía energía fue considerada una una opción viable viable ya que consumía poco combustible combustible (por ejemplo con un kilo de uranio uranio se podía producir tanta energía energía como con 1000 toneladas de carbón). carbón). Sin embargo en décadas siguientes siguientes se comenzaron comenzaron a escuchar escuchar reclamos y comentarios comentario s sobre lo peligroso de la radiación. Las voces de protesta crecieron luego del accidente ocurrido en la central de Chernobyl Chernobyl en 1986. Se considera que para que un accidente accidente así suceda deben existir medidas de seguridad y control insuficientes. Otro factor que favorece la oposición a este tipo de energía es el problema que plantean los residuos nucleares. Una de las ventajas que los defensores de la energía nuclear destacan es que resulta menos contaminante que los combustibles combustibles fósiles. Comparativamente Comparativamente las centrales nucleares nucleares emiten emiten muy poco contaminante a la atmósfera

Energías limpias Como hemos podido apreciar, la producción de energía está dirigida a facilitar las actividades humanas. Sin embargo, es necesario reconocer que los medios por los que se obtiene energía también causan graves inconvenientes: inconvenientes: hace algunos años, cuando el carbón vegetal era la fuente principal de calefacción en los hogares se pusieron en peligro los bosques por la tala inmoderada; el uso de combustibles fósiles como los derivados del petróleo han provocado un aumento inmoderado y niveles cada vez más peligrosos de contaminantes ambientales, con el consecuente perjuicio de la salud y el deterioro del ecosistema. ¿Qué significan los términos t érminos ENERGÍA RENOVABLE y ENERGÍA LIMPIA? Las Energías Renovables son aquellas que, aprovechando los caudales naturales de energía del planeta, constituyen una fuente inagotable de flujo energético, renovándose constantemente. Dicho de forma más sencilla, son aquellas que nunca se agotan y se alimentan de las fuerzas naturales. Las Energías Limpias son aquellas que no generan residuos como consecuencia directa de su utilización. Ambas expresiones expresiones se utilizan sinónimamente sinónimamente para definir las fuentes energéticas respetuosas con el Medio Ambiente, pero no todas cumplen simultáneamente con el espíritu de ambos conceptos. Por ejemplo: 42


¿Cuál podría ser un ejemplo de energía limpia pero no renovable? El Gas Natural es el ejemplo más claro, no es que esté totalmente exento de producir contaminación, pero la proporción y el tipo de contaminante pueden considerarse leves. Las Energías Renovables son tan antiguas como el planeta o el Sol, pues aparecieron junto con los ríos, las montañas y la Luz. Algunas se vienen utilizando desde muy antiguo: - Arquitectura solar pasiva, utilizada por los griegos hace 2.500 años. - Molinos de viento, desarrollados hacia el año 1.000 a de C. - Ruedas hidráulicas, inventadas en la época de Cristo y muy extendidas en la Edad Media. - Molinos de Marea, extendidos en épocas pasadas a lo largo de las costas europeas. - Calentadores solares, que se remontan a finales f inales del siglo pasado.

1.3.3 APLICACIÓN DE ENERGÍAS NO CONTAMINANTES A pesar de que la energía no se crea ni se destruye, lo cierto es que las fuentes de los recursos naturales naturales no renovables de donde se obtiene, se agotan. Las civilizaciones modernas requieren de una cantidad cada vez mayor de energía. Las reservas de combustibles fósiles se están agotando y la energía nuclear tiene graves problemas por el peligro latente que representa el manejo de las plantas nucleares, así como el de los residuos que producen. Los recursos naturales que se aprovechan para producir energía se conocen como fuentes primarias de energía. Los principales son los combustibles combustibles fósiles y el uranio, este ultimo utilizado utilizado en las plantas nucleares.

Algunas fuentes alternas son las siguientes: TIPOS DE ENERGÍA Potencial

Energía en potencia, esperando esperando mostrarse. Energía almacenada en los cuerpos

Cinética

Aquella que poseen poseen las partículas partículas de los cuerpos cuerpos en movimiento. movimiento.

Mecánica

Química

Calórica o térmica

CARACTERÍSTICAS

Es la forma de energía potencial, potencial, esta almacenada en en los enlaces de las sustancias por lo que se transforma en otras formas de energía cuando ocurre un cambio químico como la combustión. No se le puede medir directamente como otros tipos de energía, para apreciarla se le convierte en energía térmica fácil de estimar. Resultado del movimiento de las partículas de una sustancia, por lo que representa la suma total de la energía cinética de las partículas.

43


Solar

Geotérmica

El alcohol etílico como combustible.

Nuclear

Eólica

Eléctrica

Hidráulica

La energía del Sol se transfiere a la Tierra por ondas electromagnéticas que se denominan energía radiante y es producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares. Se sabe que el núcleo de la Tierra conserva una temperatura muy alta. En ocasiones se forman los llamados “pozos geotérmicos” que no son otra cosa que formaciones formaciones rocosas que han atrapado agua. agua. Esta agua se calienta y puede presentarse en forma de vapor en forma de vapor-liquido o posiblemente en forma de un líquido caliente El alcohol etílico o etanol se usa para aumentar el octanaje de la gasolina. Se puede utilizar hasta un 10% de alcohol a la gasolina sin que esta mezcla afecte afecte el funcionamiento funcionamiento del motor. En Brasil, cerca de de la mitad de los automóviles funcionan con alcohol elaborado a partir de caña de azúcar con una concentración concentra ción del 95%. También se pude usar metanol o alcohol metílico, conocido como alcohol de madera, aunque es menos recomendable debido a que es más tóxico y favorece la corrosión de las piezas del motor. Es aquella que está contenida en el núcleo atómico. Su estudio y desarrollo son relativamente recientes. recientes. A pesar de ello, ello, los avances han han sido espectaculares y se han utilizado de diferentes maneras, tanto para el beneficio de la humanidad como para la guerra, como nos lo recuerda las bombas atómicas detonadas sobre Hiroshima y Nagasaki, al final de la Segunda Guerra Mundial. Energía que resulta resulta de la acción acción del movimiento movimiento del aire (viento). La energía cinética del aire en movimiento se convierte fácilmente en energía mecánica, que se puede emplear para bombear agua o moler granos. El viento también puede hacer girar turbinas que generan electricidad Se debe al movimiento de electrones a través de un material conductor como los alambres de cobre. Se obtiene principalmente principalment e de las caídas de agua. La energía potencial que posee el agua agua almacenada en presas o lagos es utilizada para transformarla, mediante los mecanismos apropiados, en energía mecánica y eléctrica.

ACTIVIDAD DE REFLEXIÓN: Reflexiona sobre las siguientes preguntas y elabora una respuesta breve para cada una. Dentro de tu hogar, ¿cuáles son los tipos de energía que más se utilizan? ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________

44


En la región donde donde habitas ¿existe ¿existe destrucción de los los recursos naturales naturales para producir energía? energía? Si tu respuesta es sí, ¿piensas que es la única forma de obtener energía? ¿qué alternativas alternativas sugerirías? ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ____________________ ___________________ __________________ _________ Investiga la razón por la cual el cambio de horario es de utilidad para el ahorro de energía y anota por lo menos dos de las explicaciones que hayas podido investigar. ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ____________________ ___________________ __________________ _________ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________

ACTIVIDAD DE APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO: ¿Cómo se define energía?________________________________________________________________ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________ ¿Qué productos no tendrías en casa, si no hubiese petróleo?____________________________________ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ____________________ ___________________ ________ ¿Cuáles son las principales fuentes de energía en México?______________________________________ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________ Describe el concepto o que piensas que es cada tipo de energía: a) Solar b) Calorífica c) Química d) Nuclear e) Hidroeléctrica f) Geotérmica. g) Potencia h) Cinética i) Sonora j) Eólica k) Elétrica l)

Hidráulica. 45


Anota tres ejemplos ejemplos de la vida real real que representen representen a tres de los tipos de energía mencionados mencionados anteriormente Tipo de energía

Ejemplos

a) b) c) d) e) ¿Cuáles son los beneficios y riesgos que brinda la energía. Realiza un cuadro donde plantees los beneficios y riesgos. BENEFICIOS EN EL CONSUMO DE ENERGÍA

RIESGOS EN EL CONSUMO DE ENERGÍA

REALIZA EL SIGUIENTE CUADRO SOBRE PROBLEMAS ENERGÉTICOS EN MÉXICO. CAUSAS DE PROBLEMAS ENERGÉTICOS POSIBLES SOLUCIONES SOLUCIONES

¿Has oído hablar de Einstein? Investiga: a) ¿Qué importante teoría desarrollo? b) Explica brevemente de que trata c) ¿Qué opinas sobre esta teoría?

46


1.4 CA MB IOS DE LA MATER IA En nuestra vida diaria invariablemente están sucediendo cambios. El cambio es una continua manifestación de la naturaleza. naturaleza. Observamos cómo cómo algunos alimentos de alteran por la falta de refrigeración, refrigeración, las frutas f rutas se descomponen, la leche se puede fermentar para hacer yogurt, el gas doméstico arde, el agua se evapora, las estructuras de hierro se oxidan, en fin toda la materia se transforma continuamente. Los estudios realizados sobre las propiedades de la materia han permitido que la podamos transformar con la ayuda de la tecnología, tecnología, para hacerla más útil. Por ejemplo, el petróleo crudo crudo se puede procesar y convertir en gasolina, plástico, plaguicidas, detergentes, fármacos y cientos de productos más. Todos los cambios que experimenta la materia, en ocasiones también llamados fenómenos químicos, se clasifican en tres categorías.

Cambio físico Cualquier cuerpo o sustancia puede sufrir cambios en su forma, en su tamaño, en su color, etc., sin que su naturaleza intima intima se vea afectada. Tal es el caso de una hoja hoja de papel que puede puede ser extendida, extendida, arrugada, cortada y vuelta a pegar sin que la estructura interna del papel cambie en lo absoluto. Otro ejemplo de cambio físico lo representan los cambios en los estados de agregación: una porción de hielo puede cambiar al estado liquido y este, a su vez, puede pasar al estado gaseoso sin que la estructura intima del agua se vea afectada. Puede invertirse el proceso, y sin embargo, mantener la consistencia del vital líquido.

La lluvia es un cambio físico del agua, ya que solo cambia de estado gaseoso a sólido 47


Cambio químico Es aquel en el cual la materia experimenta un cambio en su composición, dando origen a la formación de nuevas sustancias con propiedades propiedades diferentes. A un cambio químico se le conoce también como reacción química. Algunos ejemplos de cambios químicos son: la oxidación del hierro, la combustión de una vela o bien la del gas doméstico. Los químicos han aprovechado esta circunstancia para generar miles y miles de nuevos productos cuyas propiedades se utilizan para facilitar la vida humana, aunque en ocasiones también hayan sido utilizados para todo lo contrario, como en el caso de la guerra y el terrorismo.

En un incendio hay un cambio químico ya que la materia al quemarse cambia su estructura interna y se transforma en cenizas

Cambio nuclear Uno de los cambios que sufre la materia y tal vez el que más ha sorprendido a la humanidad, en parte por los efectos letales que causo la primera de sus aplicaciones en la construcción de la y por otro lado, debido a la gran cantidad de energía que libera, es el cambio nuclear, debido a una transformación que experimenta el núcleo del átomo. Albert Einstein, uno de los científicos más conocidos, fue el primero en considerar la enorme cantidad de energía potencial potencial contenida en el núcleo núcleo del átomo. En 1905 desarrollo desarrollo la famosa ecuación ecuación de masaenergía:

E = m c2 Donde E representa la energía, m la masa y c la velocidad de la luz.

48


En su ecuación, Einstein estableció que la masa y la energía son manifestaciones equivalentes equivalentes de una misma cosa: la materia La cantidad de energía liberada durante una reacción nuclear es enorme comparada con la que se libera en una reacción reacción química. química. Por ejemplo, ejemplo, el efecto devastador devastador causado causado por la energía energía que libero libero la bomba atómica lanzada sobre la ciudad japonesa de Hiroshima el 6 de agosto de 1945 durante la Segunda Guerra Mundial, y cuyo peso fue de 4 toneladas, fue un efecto equivalente al de 12,500 toneladas de dinamita (TNT). Los cambios nucleares son de dos tipos: por fisión y por fusión. La fisión nuclear es el proceso en que un núcleo atómico se desdobla en dos o más fragmentos más pequeños

Por su parte, la fusión nuclear es la combinación de dos núcleos atómicos pequeños para producir uno más grande.

49


En la actualidad, el proceso de fisión nuclear es el que se lleva a cabo en las plantas nucleoeléctricas. México cuenta con una de ellas, localizado en Laguna Verde, en el estado de Veracruz. La fusión nuclear, debido a las condiciones condiciones en las cuales cuales se debe realizar, realizar, por el momento solo se se efectúa en el Sol; sin embargo, se están haciendo estudios para que tal vez en un futuro no lejano se pueda obtener energía mediante este tipo de reacciones. Los

cambios cambios físicos, químicos y nucleares nucleares se diferencian diferencian además, por la cantidad de energía asociada asociada a ellos. La energía que que participa en los cambios cambios químicos es mucho mayor que la que participa en los cambios físicos; la formación de un gramo de agua a partir de hidrógeno y oxígeno desprende 47 veces más energía que cuando se forma un un gramo de hielo. Pero son los procesos nucleares, los que producen cantidades de energía e nergía superior a los otros cambios, la fisión de un kilogramo de uranio-235 libera 18.7 millones de kilowatts horas en forma de calor. El cambio nuclear ha tenido aplicaciones tanto para la paz y el bienestar como para la Guerra y la destrucción. Todos esperamos que esta maravillosa maravillosa fuente de energía que representa representa el cambio nuclear nuclear sea universalmente reconocida como una herramienta para el progreso de la historia humana y no para su extinción.

“Es responsabilidad de todos que se le dé un uso correcto a esta energía”

50


Proceso que tiene lugar

Cambios físicos o químicos Tipo de cambio observaciones

Oxidación del hierro

Químico

Ebullición del agua Ignición del azufre en el aire

Físico Químico

Cocción de un huevo

Químico

Combustión de gasolina

Químico

Digestión de alimentos

Químico

Aserrado de madera madera

Físico

Combustión de madera

Químico

Calentamiento del vidrio

Físico

El metal brillante y lustroso se transforma en oxido café rojizo. El liquido se transforma en vapor El azufre sólido y amarillo, se transforma en el aire en dióxido de azufre, gas sofocante. La clara y yema liquidas se transforman en sólidos La gasolina liquida se quema y produce monóxido de carbono, dióxido de carbono y agua gaseosos. Los alimentos se transforman en nutrientes líquidos y parcialmente en desechos sólidos. De un pedazo grande de madera, quedan partículas más pequeñas de madera y aserrín. La madera se reduce a cenizas, dióxido de carbono y agua gaseosos. El sólido se flexibiliza durante el calentamiento, y así se puede moldear la forma del vidrio.

51


ACTIVIDAD DE APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO Clasifica los siguientes siguientes fenómenos en físicos, químicos y nucleares, escribiendo una x donde corresponda. Fenómeno Físico Químico Nuclear 1. Calentar azúcar para hacer caramelo 2. Hacer palomitas en horno de microondas 3. Oscurecimiento Oscurecimient o de una rebanada de manzana 4. Disolver sal en agua 5. Producción de energía en el Sol 6. Inflar una pelota 7. Maduración de una fruta 8. Destrucción de la capa de ozono 9. Obtención de energía a partir de hidrógeno 10. Soplado de vidrio para artesanías 11. Desgaste de los neumáticos de un Automóvil. 12. Explosión de una bomba atómica 13. Combustión del gas en una estufa 14. Evaporación del agua de un charco

ACTIVIDAD DE INDAGACIÓN: INDAGACIÓN: 1.- ¿Cuáles son las principales fuentes de energía en México? 2.-Escribe una lista de formas de energía que conoces e indica la manera en que se manifiestan. ¿Qué aspectos de la química te gustaría profundizar para hacer alguna aportación a tu comunidad?

ACTIVIDAD DE APOYO: I.

COLOCA DENTRO DEL PARÉNTESIS UNA Q SI CORRESPONDE A UN CAMBIO QUÍMICO, UNA F SI CORRESPONDE A CAMBIO FÍSICO Y UNA N SI CORRESPONDE A UN CAMBIO NUCLEAR.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

( ( ( ( ( (

) Derretir cera o mantequilla ) Ebullición del agua a 100 o C ) Putrefacción de una manzana ) Reacción del cloro con el hidrógeno ) Radiografía de un hueso ) Una pequeña cantidad de uranio produce Radiación. 52


II.

CLASIFICA CLASIFIC A LAS SIGUIENTES SUSTANCIAS EN MEZCLA HOMOGÉNEA, HETEROGÉNEA, ELEMENTOS O COMPUESTOS:

ENSALADA DE FRUTAS, EL ORO DE UN ANILLO, EL BRONCE DE UNA CAMPANA, EL DIÓXIDO DE CARBONO DEL AIRE, EL OXIGENO OXIGENO DEL AIRE, AIRE, LA GASOLINA, GASOLINA, EL CALCIO DE LOS DIENTES, DIENTES, AGUA CON ACEITE, ALCOHOL, HELIO DE UN GLOBO, COCA COLA, LECHE, UN PASTEL,

ELEMENTO

III.

MEZCLA HOMOGÉNEA

COMPUESTO

MEZCLA HETEROGÉNEA

COLOCA EN LA LÍNEA UNA E SI SE TRATA T RATA DE UN ELEMENTO, UNA C SI SE TRATA DE UN COMPUESTO, M.HOM SI SE TRATA DE MEZCLA HOMOGÉNEA Y MHET SI ES MEZCLA HETEROGÉNEA.

Sustancias formadas por la unión química de dos o más elementos en proporciones definidas________ ___________________ ____________________________ __________ _ Son llamadas también disoluciones___________________________ Sustancias simples compuestas por átomos en el mismo número atómico. ___________________ ____________________________ ______________ _____ Presentan dos o más fases f ases observables a simple vista o bien con la ayuda del microscopio_________________________________ 53


IV. NOMBRA 5 MEZCLAS HOMOGÉNEAS DIFERENTES A LAS DEL CUADRO ANTERIOR. 1) _________________________ 4) __________________________ 2) _________________________ 5) __________________________ 3) __________________________ V.

DEFINE LOS SIGUIENTES CONCEPTOS: CONCEPTOS:

A) LEY DE LA CONSERVACIÓN CONSERVACIÓN DE LA MATERIA MATERIA Y LA ENERGÍA. ENERGÍA. ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _____________ ___ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ __________________ _____________ ____ B) NOMBRA 5 PROPIEDADES QUÍMICAS DE LA MATERIA. ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________ ___________________ _____________________________ ___________________ __________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________ C) DIGA EL NOMBRE DE 5 CIENCIAS INTERDISCIPLINARIAS INTERDISCIPLINARIAS DE LA QUÍMICA. 1) __________________________________ 2) __________________________________ 3) __________________________________ 4) __________________________________ 5) __________________________________

T RATA DE UNA VI. COLOCA UNA F SI SE TRATA DE UNA PROPIEDAD FÍSICA O UNA Q SI SE TRATA PROPIEDAD QUÍMICA. __________________ ________________________ ______ MASA MASA __________________ ________________________ ______ VOLUMEN VOLUMEN __________________ ________________________ ______ INERCIA INERCIA __________________ ________________________ ______ VALENCIA VALENCIA __________________ ________________________ ______ OXIDACIÓN OXIDACIÓN __________________ ________________________ ______ COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN 54


VII SELECCIONE LA RESPUESTA RESPUEST A CORRECTA Y COLÓQUELA DENTRO DEL PARÉNTESIS CORRESPONDIENTE. 1.(

2.(

3.( 4.( 5.( 6.( 7.( 8.( 9.( 10.( 11.( 12.(

13.( 14.(

)

)

) )

Es la ciencia relacionada con la química, explica el comportamiento de la energía asociada a la materia. Es la medida de la cantidad de materia de cualquier cuerpo de partículas, es la magnitud m agnitud que permanece constante. Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio, tiene masa, y propiedades propiedades como extensión, extensión, inercia y gravitación. Estado en que la materia no tiene forma fija pero si un volumen definido. Es el cambio de estado de líquido a gas.

) ) ) )

A. MASA B. MATERIA C. FÍSICA D. ENERGÍA E. PUNTO DE EBULLICIÓN F. ESTADO LIQUIDO

Estado de la materia donde las partículas no tienen forma ni volumen definido Es el cambio de la materia de sólido a gaseoso sin pasar por el estado líquido. Propiedades de la materia que permanecen inalteradas aunque cambie su cantidad Es una propiedad intensiva de la materia.

I. OLOR, COLOR Y

Ejemplos de propiedades físicas de la materia.

SABOR J. CAMBIO QUÍMICO

)

G. SUBLIMACION H. ESTADO GASEOSO

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Son propiedades que se modifican de acuerdo con la cantidad de materia existente. Es la facultad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo Es la alteración permanente de la composición química de los elementos. Son las modificaciones que sufre la materia sin alterar su composición o estructura.

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K. PROPIEDADES INTENSIVAS L. PROPIEDADES EXTENSIVAS M. CAMBIO FÍSICO

N. EBULLICIÓN.


Actividad Experimental 1. Clasifica y mide la materia. Material:           

20 gramos de café soluble. 50 ml de alcohol. Tres vasos de precipitado de 100 ml Un recipiente con agua. Una pelota chica de esponja. Un termómetro de laboratorio. laboratorio. Un pedazo de aluminio. Un mechero. Un soporte universal completo. Un dinamómetro. dinamómetr o. Una balanza.

Procedimiento 

Observa la pelota, el alcohol, el agua, un vaso de precipitado, el café y el resto de los materiales. a) ¿Tienen masa y peso todos todos los cuerpos cuerpos que observaste?__ observaste?_______ _____ ¿Por qué? ______________________________________________ ___________________ ____________________________ ___________________ ___________________ _________________ ________ b) De los cuerpos observados, ¿cuál es el más elástico? __________ ¿y cuál es el menos elástico? _______________________________



Mete la pelota a un vaso que contenga agua hasta la mitad de su volumen y observa. c) ¿Qué propiedad general identificaste?____________________________



Saca la pelota pelota y, con las las manos, trata de cambiar cambiar su forma.

d) ¿Qué propiedad de la materia comprobaste?_______________________ 

Ahora con los dedos dedos divide la pelota en trozos.

e) ¿Los pedazos que obtuviste equivalen a la pelota completa? __________ ¿Qué propiedad observaste? __________________________________ 56

COLEGIO DE BACHILLERES DE COAHUILA SISTEMA DE ENSEÑANZA ABIERTA Química I 

Completa el cuadro que se te presenta a continuación. continuación . Si es es necesario, experimenta de acuerdo con lo que se te pide, y si no lo puedes hacer por falta de material, investiga en algún libro o Internet.

Propiedad Cuerpo

Estado Físico

Color

Olor

Pelota Café

Café

Punto de ebullición

Solubilidad

x

x

x

Alcohol Agua Aluminio



Inodora Sólido

Reflexiona sobre la sustancia que utilizan los anuncios de la calle construidos con tubos luminosos y después contesta.

f) ¿Cuál es el estado físico de la sustancia que contienen las lámparas de los anuncios luminosos? __________________ __________________yy ¿cómo se llama? _________________ ___________________________ __________.. 

Clasifica, Clasifica , de manera general, los materiales con los que has experimentado y di si son cuerpos o sustancias.

g) Cuerpos: __________________________________________________________________________ h) Sustancias: ________________________________________________________________________ i) ¿Hay algún compuesto?_______________________________________________________________ ¿Cuál o cuáles? _______________________________________________________________________ j) ¿De qué elementos elementos están formados formados los compuestos compuestos identificados? identificados? __________________ ____________________________ ____________ __ k) Y el café, ¿es una mezcla o es un compuesto?___________________ compuesto?______ ____________________________ __________________________ ___________ l) ¿Cuántos átomos tiene la molécula de agua? ______ por lo tanto, de acuerdo con este número átomos, es una molécula ______________________ 

Selecciona un cuerpo y obtén su volumen 57


Actividad Experimental Solidificación del agua Material necesario: Un vaso de agua Marcador de tinta permanente  

Procedimiento: 1. Llena el vaso con agua hasta ¾ partes de su volumen 2. Coloca en la parte exterior del vaso una marca que identifique el nivel del agua. 3. Mételo al congelador de tu refrigerador refrigera dor por 24 horas. 4. Sácalo y observa tu marca. 5. Contesta las siguientes preguntas. a) ¿La altura del agua congelada se encuentra por encima o por debajo de marca?_________________________________________________________________________

la

b) ¿El volumen ocupado en el vaso aumentó o disminuyó?_________________________________ c) Si se supone que al solidificarse una sustancia sus moléculas están más unidas, entonces el volumen debería de haber disminuido, ¿por qué ocurrió lo contrario?________________________ d) Discútelo en clase con tu maestro e) Observa qué sucede con el nivel del agua cuando ésta vuelve a su estado inicial. f) Anota tus conclusiones_______________________________________________________ __________________ ___________________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _________________ _______

Capacidad calorífica del agua Material necesario: Tripie 2 hojas de papel Vela   

Procedimiento: 1. Construye con la hoja de papel una charola (el papel debe quedar doble). sujeta las aristas con cinta adhesiva o grapas. 2. Agrega agua a la charola y sostenla sobre el tripie. 3. Enciende la vela y colócala colócala debajo de la charola. Observa como como en pocos minutos minutos se empieza empieza a evaporar el agua sin que se queme el papel.

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Cobac Química i

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