CUADERNILLO FISICO-QUIMICA 1°

CENTRO PROVINCIAL PROVINCIAL DE ENSEÑANZA MEDIA Nº 25 Asignatura: CIENCIAS CIENCIAS FISICO – QUÍMICA QUÍMICA 1º AÑO A,B,C,D,E A,B,C,D,E Prof: TERESITA FLORES, MARIA EMILIA LOPEZ, LUIS MOLINA

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PR OGR AMA D DE C CIENCIAS F FÍSICO- Q QUÍMICA 1º A AÑO A A,B,C,D,E – Nº 225 – C.P.E.M. N UNIDAD N N ºº1

Ciencia: concepto, Ciencia: concepto, distintas ramas de la ciencia Ciencias Físico- Química. Química. Concepto. Las ciencias fisico-química en el marco de las ciencias naturales Construcción del conocimiento en la ciencia: Método científico energía : Conceptos. Fenómenos: Fenómenos: conceptos y clasificación. Objeto de estudio de las ciencias físico- química: Materia y energía: y clasificación. Ejemplos y ejercicios de aplicación Trabajo en el laboratorio: laboratorio : Normas de seguridad. Instrumentos de laboratorio: descripción, identificación y uso de los más comunes. Informe científico

UNIDAD N N ºº2

Materia, cuerpo, materiales: definición materiales: definición y ejemplos Materiales. Materiales. Clasificación según su origen ( naturales elaborados, naturales no elaborados, sintéticos); según su abundancia en el medio (renovables y no renovables); o según su estado físico o de agregación ( sólido, líquido o gaseoso) Estados de agregación de la materia: c oncepto. Propiedades según la teoría cinético-molecular. Cambios de estado. ebullición : Conceptos. Cálculo del estado de Ejemplos. Gráficos de cambios de estado de agregación. Puntos de fusión y ebullición: agregación de una sustancia a cualquier temperatura. Ejercicios de aplicación

UNIDAD Nº 33

Propiedades de la Materia : Clasificación de las propiedades de la materia : materia : Intensivas y Extensivas, Organolépticas.Propiedades especificas de los cuerpos( cuerpos ( Impenetrabilidad, inercia, divisibilidad y ponderabilidad) Propiedades especificas de los materiales: materiales : organolépticas o sensoriales, eléctricas, magnéticas, mecánicas( elasticidad, dureza, fragilidad, ductilidad, maleabilidad), térmicas, químicas, Magnitudes físicas: Concepto. físicas: Concepto. Clasificación : Derivadas y Fundamentales. Mediciones : Unidades Convencionales. Valor más probable (promedio). Error. Error por exceso y defecto. Causas del error: Errores sistemáticos y accidentales. Medición de la masa, el peso y el volumen de cuerpos irregulares y regulares. Densidad. Peso específico: Concepto, cálculo de densidad y peso específico en cuerpos irregulares y regulares. Ejercitación.

UNIDAD N Nº 44

Sistemas materiales: definición, ejemplos. Clasificación según su intercambio con el entorno (cerrado, abierto y aislado). Clasificación según sus propiedades intensivas ( Homogéneos, inhomogéneos y heterogéneos). Concepto de fase e interfase Sistemas materiales homogéneos: homogéneos : Clasificación en sustancias puras y soluciones. Sustancias puras: puras: concepto clasificación, ejemplos. Diferencias entre las sustancias puras y las soluciones. Determinación de sustancias puras y químicos: concepto de átomo y moléculas. Estructura atómica. compuestas. Ejercicios de aplicación. Elementos químicos: Métodos de fraccionamiento: destilación, fraccionamiento: destilación, cristalización y cromatografía Sistemas materiales heterogéneos: heterogéneos : Concepto. Componentes. Fases e interfases. Métodos de separación de fases: tría, tamización, filtración, decantación, sedimentación, levigación, flotación, imantación, sublimación, disolución El agua como sistema material: Estructura molecular. Propiedades físicas y caracteres organolépticos del agua. Ciclo del agua en la naturaleza. Clases de agua: pura, estéril, potable, mineral, dura, blanda. Métodos de potabilización

BIBLIOGR AFÍA    

Elementos de Físico- química de Depau - Tonelli – Calvachino. Ed. Plus Ultra Físico – Química de Aristegui – Baredes y otros. Ed. Santillana Química Activa de Dal Fávero – Farré y otros. Ed. Puerto de Palos Diversos sitios de la web

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UNIDAD N º1 Temario

Ciencia: concepto, Ciencia: concepto, distintas ramas de la ciencia Ciencias Físico- Química. Química. Concepto. Las ciencias fisico-química en el marco de las ciencias naturales Construcción del conocimiento en la ciencia: Método científico energía : Conceptos. Fenómenos: Fenómenos: conceptos y clasificación. Objeto de estudio de las ciencias físico- química: Materia y energía: Ejemplos y ejercicios de aplicación Trabajo en el laboratorio: laboratorio : Normas de seguridad. Instrumentos de laboratorio: descripción, identificación y uso de los más comunes. Informe científico

Ciencias Físico - uímica Fenómenos químicos Fenómenos

Materia

Energía

Fenómenos físicos Método científico

Informe Informe científico científico Materiales Trabajo en el laboratorio Normas de seguridad seguridad

¡A PRESTAR ATENCIÓN!

Pasos

Toda vez que encuentres una palabra resaltada, deberás buscarla en el diccionario y copiar en tu carpeta la definición que concuerde mejor con el párrafo en el cual se está aplicando la misma. De la misma manera deberás buscar los significados de las palabras que no entiendas.

¿QUÉ E ES L LA C CIENCIA? La concepción científica del mundo no surgió de un día para otro. Es el fruto de un largo proceso cultural, iniciado en la cosmovisión que tuvieron las primeras culturas. En este sentido, podríamos decir que magia y ciencia son hermanas, aunque existan profundas diferencias entre ellas. Mientras que antiguamente se sostenía una visión mágica de los hechos que involucraba espíritus o fuerzas ocultas, los científicos sostienen que los acontecimientos ocurren siguiendo pautas naturales de acuerdo con relaciones internas entre partes constituyentes del Universo Universo En la edad media se consideraba que existían las siguientes ciencias: -La ciencia por excelencia: filosofía -Ciencia infusa: la que viene de Dios, por inspiración divina -Ciencias ocultas o infernales: alquimia, astrología, cábala, etc. -Ciencias exactas: matemáticas, astronomía, física -Ciencias naturales: las que se ocupan del estudio de los reinos animal, vegetal y mineral Actualmente se considera ciencia a aquella que utiliza una serie de pasos para la investigación denominados en su conjunto Método Científico y que es aceptada por toda la comunidad científica. Así, por ejemplo se considera ciencia la astronomía que estudia el comportamiento de los planetas, estrellas, satélites, agujeros negros, quasares, etc.; y no se considera ciencia la astrología que estudia el comportamiento humano de acuerdo al movimiento del sol, los planetas y la luna. Para citar otro ejemplo, se considera ciencia la psicología, pero no la parapsicología A su vez, el conocimiento científico, si bien está fundamentado en leyes naturales, no es infalible y nada de lo que sabemos a partir de la ciencia tiene una certeza absoluta y lo que hoy damos por cierto, puede descubrirse erróneo mañana. El conocimiento científico permite hacer predicciones que, aunque no sean infalibles, dan un margen razonable para la acción humana. Las aplicaciones prácticas que se han desarrollado usando usando conocimientos provistos por por la ciencia han permitido al hombre controlar su entorno y modificarlo a voluntad. A su vez , la necesidad de desarrollar nuevos dispositivos tecnológicos requiere a la ciencia indagar en nuevos campos y producir nuevos conocimientos 3


R AMAS D DE L LA C CIENCIA

Ciencias formales: Por contraposición a las ciencias fácticas, son aquellas que no estudian fenómenos empíricos. Utilizan la deducción como método de búsqueda búsqueda de la verdad: Lógica - Matemática. Ciencias naturales: En ellas se encuadran las ciencias naturales que tienen por objeto el estudio de la naturaleza. Siguen el método científico: Astronomía - Biología - Física - Química - Geología. Ciencias sociales: Son todas las disciplinas que se ocupan de los aspectos del ser humano - cultura y sociedad- El método depende de cada disciplina particular: Antropología - Historia - Psicología - Sociología - Economía – Demografía Ciencias aplicadas : son el conjunto de ciencias que se caracterizan por su aplicación práctica: aeronáutica, ciencias de la comunicación, ingeniería.

LAS C CIENCIAS F FISICO-QUÍMICA E EN E EL M MAR CO D DE L LAS C CIENCIAS N NATUR ALES Las Ciencias naturales, que se incluyen dentro de las ciencias fácticas ( experimentales) intentan conocer con la mayor certeza posible la realidad del mundo físico, químico y biológico a través de la investigación científica de los fenómenos naturales. Pero la característica primordial de las ciencias naturales es la experimentación, base del método científico. Por esta razón se conocen también como Ciencias experimentales. Las Ciencias Naturales, se construyen a partir de la observación, la medición, la definición y el análisis de las propiedades, y de la predicción de cómo actúan estas propiedades en los diferentes fenómenos naturales. Las ciencias físico- química es una ciencia fáctica, es decir una ciencia experimental que se incluye dentro de las Ciencias Naturales y se dedica al estudio de de los fenómenos naturales físicos físicos y químicos utilizando el método científico. científico. Algunos temas de los que se ocupa la Física son el movimiento, el calor, el sonido, la luz, el e l magnetismo y la electricidad. Es decir, la física estudia la materia y la energía del universo, como así, también, la interacción entre ellas. El físico siempre hace una abstracción de la realidad seleccionando sólo algunas propiedades que considera relevantes y construye así los llamados sistemas físicos, que resultan una buena interpretación de la realidad pero no constituyen la realidad en sí misma. Luego realiza estudios cualitativos que traduce cuantitativamente mediante expresiones matemáticas. Por ejemplo, todos sabemos que si soltamos un objeto desde determinada altura este caerá ; un científico no se conforma con esta afirmación por lo cual la traduce mediante una expresión matemática que le permite medir la variación de velocidad que presentará dicho cuerpo al caer; y para asegurarse que dicha cifra fuera correcta realiza reiteradas mediciones. La Química, por su parte, se ocupa de temas como la composición y propiedades de las sustancias y la transformación de unas sustancias en otras, así como de las variaciones energéticas que acompañan las transformaciones. Así, ante una cierta cantidad de agua el físico querrá saber porqué ciertos cuerpos flotan en ella y otros no, si dicho líquido conduce o no la electricidad, el calor o el sonido, o bien qué sucede con la luz cuando penetra en él; en cambio, el químico se interesará por otras propiedades del agua: en qué se diferencia de otras sustancias, por qué hierve y no se quema, por qué puede descomponerse en dos gases (hidrógeno y oxígeno), o bien cuál es su estructura interna ( cómo son sus moléculas, cuanto pesan, etc.) Es de destacar que las distintas ramas de la ciencia naturales están íntimamente relacionadas, complementándose entre sí. Por ejemplo, el descubrimiento del ADN que contiene el código químico que determina la herencia, se logró gracias al trabajo de un equipo interdisciplinario de biólogos, físicos, químicos y matemáticos. En el ejemplo citado, el descubrimiento del ADN, cada rama de las ciencias naturales aportaron el conocimiento para una visión en conjunto que permitió establecer un modelo y explicar así la realidad. La biología, a partir de la herencia aportó datos como rasgos hereditarios dominantes. La física interacciones eléctricas y fuerzas electromagnéticas presentes; la química átomos, moléculas y uniones en el ADN; finalmente la matemática, puede haber establecido, dentro de sus muchos aportes, datos estadísticos en cada una de las mediciones de las otras disciplinas

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CENT O PROVINCI L DE ENSEÑA ZA MEDIA N 25 signat ra: CIENCIAS ISICO – QUÍMICA 1º AÑO A ,B,C,D,E Prof: TERESITA FLORES, MARIA E ILIA LOPEZ, LUIS MOLINA

MÉT DO C CIEN ÍFICO No h y una únic manera de hacer ciencia. Muchos investigador es realizaro grandes d scubrimientos al enfoc rse en anom lías, fenó enos o casos raros, en el curso de una investi ación. Sigu eron sus “corazonadas” y, después de un cuida oso trabajo, escudriñar n grandes isterios, al unos de uti idad inmediata para la umanidad, tros más teóricos, que i pulsaron e conocimie to general. Para hacerl , enfrentaro sus errore y perfecci naron sus étodos y técnicas, trabajando individ ualmente y n grupos Por l anterior, la secuencia d pasos sugerida aquí no debe verse omo una “c misa de fuerza”. Por ej mplo, una persona puede iniciar una investigaci n a partir d e una reflex ión con otras personas ( paso 7), en la que se g nera una pr egunta guía ( paso 2) 2) o u a hipótesis ue interesa ( paso paso 3), 3), lu go pasa a o servar y bu ca patrones ( paso paso 1), 1), re oge algunos datos ( paso paso 4) y realiza unos experi entos o mo delos ( paso 8). Entonce tiene sufici nte informa ción como ara PLANI ICAR una i vestigación ( paso paso 3). Podría realizar más exper imentos, m delos ( paso 8) u obser aciones ( paso 1); organizar la infor ación obte ida ( paso 6), buscar tras fuente confiables sobre el t ma ( paso paso ), sintetiza y extrapol ar sus result dos, para encontrar los límites en los que es a licable ( pa pa o 9), y con luir comun cando la in estigación otros ( paso paso 10 10). ). Idealmente, en este proceso, las personas s mplifican y profundiza , repiten pr ebas y bus an consiste cia en los re ultados. De esta manera, identifican los principi s básicos q e respaldan su descubri iento o lo ontradicen. Podría ser q e al final, d cidan investigar otra de las preguntas que surgie on en el pro ceso e iniciar una nueva búsqueda ( aso1 aso1). ).

P SOS DEL ÉTODO CIENTÍFICO

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Profundiza

Esta ágina ha si o extraída d e www.cien ec.or.cr , en la misma p edes profundizar en cada no de los p sos del método, para ello solo posic ónate sobre el paso escr to en color y sigue las instrucciones. Puedes ha erlo en la c mputadora e biblioteca o solicitar tar a uda a los rofesores de inform tica.

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CENTRO PROVINCIAL DE ENSEÑANZA MEDIA Nº 25 Asignatura: CIENCIAS FISICO – QUÍMICA 1º AÑO A,B,C,D,E Prof: TERESITA FLORES, MARIA EMILIA LOPEZ, LUIS MOLINA

Recuerda, toda ciencia utiliza el método científico para llevar a cabo sus investigaciones. La física, la medicina, la biología, la química y la astronomía son ciencias; mientras que la astrología, la quiromancia, la parapsicología no lo son ya que no presentan como sustento a sus afirmaciones investigaciones avaladas por la comunidad científica para lo cual deberían seguir los pasos del método científico. Ahora, se desarrollan brevemente algunos de los pasos para que los comprendas mejor y posteriormente los apliques a distintas situaciones planteadas a- Observación de un fenómeno: se realiza en forma reiterada, minuciosa, rigurosa y sistemática. b- Búsqueda de información y utilización de los conocimientos preexistentes sobre el fenómeno observado con objeto de reafirmar las observaciones realizadas c- Formulación de una hipótesis, esto sería una suposición o conjetura que permita explicar el fenómeno d- Comprobación experimental mediante experiencias que reproduzcan las condiciones en las cuales ocurre el fenómeno. Así, se deberá comprobar que dicho fenómeno ocurre en todos los casos bajo esas mismas condiciones, si esto ocurriera se dice que la hipótesis es válida. Estas experiencias deben reunir como requisitos : - permitir la toma de datos - controlar los factores que intervienen - Ser repetibles e- Las conclusiones se realizan en base a la experiencia y se llamarán conclusiones empíricas o también pueden ser conclusiones deductivas, o sea obtenidas a través de un razonamiento lógico partiendo de una verdad conocida. f- Se elaboran leyes y teorías siendo, una ley científica una hipótesis que se ha comprobado y una teoría un conjunto de leyes que explican un determinado fenómeno. Ambas deben ser generales, comprobadas y mate matizadas. g- Todo esto debe ser comunicado al resto de la comunidad científica, de esta manera pueden servir para realizar otros descubrimientos o como fundamento para alguna aplicación tecnológica práctica FÉNOMENOS Mientras que el procedimiento utilizado por la ciencias físico- química en sus investigaciones es el método científico, el objeto de estudio de la misma son los fenómenos Se entiende por fenómeno todo hecho que ocurre en la naturaleza, como la erupción de un volcán, el aullar de un lobo o la caída de una hoja, el desplazamiento del aire, etc Los fenómenos se pueden clasificar en físicos o químicos dependiendo de si cambian íntimamente la constitución de la materia o no.

Así, los fenómenos físicos serán aquellos que presenten carácter reversible por no variar la constitución de la materia, como por ejemplo el cortar un papel, romper un vaso, realizar un sonido, cerrar la puerta, etc.

Mientras que los fenómenos químicos serán aquellos fenómenos que presenten carácter irreversible ya que cambian la constitución íntima de la materia, por ejemplo son fenómenos químicos el quemar un papel, el aclarar la ropa con lavandina, la cocción de un alimento, la fermentación de la cebada para realizar cerveza, etc.

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MATER IA Y Y E ENE GÍA Para ue ocurra u fenómeno ebe existir ateria y/o nergía. Todo el universo stá formad por materia y energía

ENE GÍA La energía es la c pacidad qu tiene un cu erpo de prod ucir trabajo, siendo una ropiedad d la materia ue permite producir cambios en la misma. Segú el SI ( sistema internacional de med idas) y el SIMELA ( sis ema métric legal argen tino ) tanto l a energía, el trabajo como el c lor se mide en la mis a unidad, el Joule La energía se no bra según s origen o se gún como s manifiesta, así tenemos: Energía química que provie e de reacci nes químicas; Ener ía eólica, p oducida por el viento Ener ía solar, pr oveniente del sol Ener ía térmica, del calor Ener ía luminos , de la luz Ener ía cinética, del movimi nto Ener ía potencial, de la posi ión de un c erpo Ener ía hidráuli a, del movi iento del agua Ener ía atómica , de la fisión y fusión ató ica Ener ía eléctrica, por el movimiento de los electrone Ener ía biológic ; bioenergí , etc.

MATER IA Es to o aquello q e tiene peso, ocupa un l gar en el es pacio y pue e ser captad o por los se tidos. La m gnitud que permite medir la antidad de ateria se denomina masa, por ejemplo si una per sona presen a mayor masa corporal ue otra s gnifica que su cantidad e materia e mayor.

¿QU R ELACI N E EXISTE E ENTR E

ATER IA Y E ENER GÍ ?

Seg n la conoci a ecuación e Albert Ei stein

=

m . c2

Esto significa qu la variació de energía es igual a la variación de masa (mate ia) por la

veloc dad de la luz elevada al cuadrado (3x105 Km./seg.) Para xpresar lo e otras palab as cuando e xiste una pe ueñísima v riación de energ a, esto es lo que ocurre n las reacci nes atómic s

asa se prod uce una eno me cantida de

Leye de la ener ía 1º- La suma de to as las form s de energí del univers o permanec constante 2º- La energía pu de transfor arse de una en otra 3º-La disponibilid ad de energía disminuye en procesos entrópicos es decir, qu tienden al esorden) De es as leyes sur ge el princi sino ue se transf rma.”

io de conservación de a energía, ue indica q e “la energ a no se crea ni se destru ye

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EL LABOR A OR IO: P P ECAUCIO ES Y Y M MA ER IALES DE U USO

ÁS C COMÚN

La re lización de experimentos tiene una i mportancia undamental en el proceso de aprend zaje de la Q uímica y de la Física. Los conoc mientos teó icos deben onerse a pr eba en la pr áctica para btener un ejor aprendizaje, tal co o lo dijo onfucio: Me lo conta on y lo olvid . Lo vi y lo entendí. Lo hice y lo aprendí.”

Sabe os que la ejor forma d e aprender s haciendo llevando a la práctica l s conocimi ntos teóricos, de manera que poda os enrique er y fortalecer nuestra e periencia, por ello es de suma impor tancia saber desenvolve se adecuadamente en el aboratorio. ara lo cual, te presenta os las nor as de seguri ad que deb s cumplir y el material ue vas a uti izar.

NOR AS D DE S S GUR IDA

 Debes asistir al laboratorio conoci endo la guí del trabaj que vas a realizar. Es important que sigas las instruccion s de la mis a  Cada alumno debe per anecer en s comisión  Debes traba jar en silenc o y de ser n ecesario hablar en voz b ja  Si necesitas pedir ayud de la prof sora debes levantar tu ano y agu rdar. En o asiones la profesora pu de estar ocupa a y demora unos minut os, ten paciencia

 La mesada ebe encont arse limpia y seca en to o momento, si derrama algo, preg nta a la pro esora los pasos a seguir par limpiarlo i mediatame te  Al retirarte del laborato io debes lavar todo el m aterial, limpiar la mesad y por últi manos. Con el tiempo anipularás aterial que puede irrita te las muco as por cont tus manos con algún residuo del ma erial utiliza o a los ojos o a la boca uedes com enrojecen.  Con la final idad de man tener la higiene cada co isión debe levar al lab ratorio dos diferenciables ( uno par limpiar la esada y otr o para secar e las manos) y jabón.

o lavarte pe rfectamente las cto, es deci que si acer cas nzar a senti que te arden y rozos de gé ero fácilmente

 La mesada ebe encontr arse despejada, no pued s apoyar en ella abrigos carpetas, ni material in ecesario  El material líquido a d sechar se a rojará en la pileta, mie tras que el aterial sól do ( fósfor s, papeles,e c.) debe arrojar se en los ce tos habilita os para tal f in

 Al calentar un recipiente abierto ( j. Tubos de ensayos) o ienta la boca del mism considerando que pue en existir proy cciones. Evita dirigirlo acia personas cercanas, hacia tu car , etc.  En caso de salpicadura con ácidos o álcalis lava la zona afectada con abundante gua y avisa a la profesora inmediatamente.

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INSTR UMENTOS D DE L LABOR ATOR IO Es de gran importancia reconocer e identificar los diferentes instrumentos o herramientas de laboratorio, ya que de esta manera seremos capaces de utilizarlos adecuadamente y también de llamarlos por su nombre y conocer su utilidad El material que aquí se presenta se clasifico de acuerdo a su uso en: a- Utensilios de sostén. Son utensilios que permiten sujetar algunas otras piezas de laboratorio b- Utensilios de uso específico. Son utensilios que permiten realizar algunas operaciones específicas y sólo puede utilizarse para ello c- Utensilios volumétricos. Son utensilios que permiten medir volúmenes de sustancias líquidas d- Utensilios usados como recipientes. Son utensilios que permiten contener sustancias e- Aparatos. Son instrumentos que permiten realizar algunas operaciones específicas y sólo puede utilizarse para ello. Utensilios de sostén. Adaptador para pinza para refrigerante o pinza Holder Este utensilio presenta dos nueces . Una nuez se adapta perfectamente al soporte universal y la otra se adapta a una pinza para refrigerante de ahí se deriva su nombre. Están hechos de una aleación de níquel no ferroso Anillo de hierro Es un anillo circular de Fierro que se adapta al soporte universal. Sirve como soporte de otros utensilios como: Vasos de precipitados., Embudos de separación, etcétera. Se fabrican en hierro colado y se utilizan para sostener recipientes que van a calentarse a fuego directo. Gradilla Utensilio que sirve para colocar tubos de ensayo. Este utensilio facilita el manejo de los tubos de ensayo

Pinzas para tubo de ensayo Permiten sujetar tubos de ensayo y si éstos se necesitan calentar, siempre se hace sujetándolos con estas pinzas, esto evita accidentes como quemaduras Soporte Universal

Es un utensilio de hierro que permite sostener varios recipientes Tela de alambre o de amianto Es una tela de alambre de forma cuadrangular con la parte central recubierta de asbesto, con el objeto de lograr una mejor distribución del calor. Se utiliza para sostener utensilios que se van a someter a un calentamiento y con ayuda de este utensilio el calentamiento se hace uniforme Triángulo de porcelana Permite calentar crisoles

Trípode Son utensilios de hierro que presentan tres patas y se utilizan para sostener materiales que van a ser sometidos a un calentamiento. 9


Utensilios de uso específico Agitador de vidrio Están hechos de varilla de vidrio y se utilizan para agitar o mover sustancias, es decir, facilitan la homogenización. Aparato de destilación Consta de tres partes: a) Un matraz redondo de fondo plano con salida de un lado con boca y tapón esmerilado. b) Una alargadera de destilación con boca esmerilada que va conectada del refrigerante al matraz. c) Refrigerante de serpentín con boca esmerilada. Este aparato se utiliza para hacer destilaciones de algunas sustancias. . Cápsula de porcelana Este utensilio está constituido por porcelana y permite calentar algunas sustancias o carbonizar elementos químicos, es un utensilio que soporta elevadas temperaturas. Al usar la capsula de porcelana se debe tener en cuenta que esta no puede estar vencida, pues de lo contrario, podría llegar a estallar. Crisol de porcelana Este utensilio permite carbonizar sustancias, se utiliza con ayuda de este utensilio se hace la determinación de nitrógeno.

junto

con

la

mufla

Cristalizador Este utensilio permite cristalizar sustancias Cuchara de combustión

Es un utensilio que tiene una varilla de 50 cm de largo. Se utiliza para realizar pequeñas combustiones de sustancias, para observar, por ejemplo, el tipo de flama Embudo Se utiliza para adicionar sustancias a matraces y como medio para filtrar. Esto se logra con ayuda de un medio poroso (filtro). Embudo de separación o ampolla de decantación Es un embudo tiene la forma de un globo, existen en diferentes capacidades como: 250 ml, 500 ml. Se utiliza para separar líquidos inmiscibles.

Escobillones Son utensilios que permite lavar el instrumental. Los hay con diferentes formas y tamaños

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Matraz de destilación

Son matraces de vidrio con una capacidad de 250 ml. Se utilizan junto con los refrigerantes para efectuar destilaciones Mechero de bunsen Es un utensilio metálico que permite calentar sustancias. Este mechero de gas que debe su nombre al químico alemán ROBERT W. BUNSEN. Puede proporciona una llama caliente (de hasta 1500 grados centígrados), constante y sin humo, por lo que se utiliza mucho en los laboratorios. Está formado por un tubo vertical metálico, con una base, cerca de la cual tiene la entrada de gas, el tubo también presenta un orificio para la entrada de aire que se regula mediante un anillo que gira. Al encender el mechero hay que mantener la entrada del aire cerrada; después se va abriendo poco a poco. Para apagar el mechero se cierra el gas. Con ayuda del collarín se regula la entrada de aire. Para lograr calentamientos adecuados hay que regular la flama del mechero a modo tal que ésta se observe bien oxigenada (flama azul). Mortero de porcelana con pistilo o mano Son utensilios hechos de diferentes materiales como: porcelana, vidrio o ágata, los morteros de vidrio y de porcelana se utilizan para triturar materiales de poca dureza y los de ágata para materiales que tienen mayor dureza. Refrigerante recto Es un refrigerante que también recibe el nombre de: Refrigerante de Liebing. Su nombre se debe a que su tubo interno es recto y se utiliza como condensador. Termómetro Es un utensilio que permite observar la temperatura que van alcanzando algunas sustancias que se están calentando. Si la temperatura es un factor que afecte a la reacción permite controlar el incremento o decremento de la temperatura. Vasos de precipitados Son utensilios que permiten calentar sustancias hasta obtener precipitados.

Vidrio de reloj Es un utensilio que permite contener sustancias corrosivas

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Utensilios volumétricos Bureta Es un utensilio que permite medir volúmenes, es muy útil cuando se realizan neutralizaciones

Matraz volumétrico Son matraces de vidrio que se utilizan cuando se preparan soluciones valoradas, los hay de diversas medidas como: de 50 ml, 100 ml, 200 ml, 250 ml, 500 ml,1 L. étc.

Pipetas Son utensilios que permiten medir volúmenes. Las hay en dos presentaciones: a) Pipetas graduada: Es un elemento de vidrio que sirve para dar volúmenes exactos, con esta pipeta, se pueden medir distintos volúmenes de líquido, ya que lleva una escala graduada. b) Pipeta volumétrica: Es un elemento de vidrio, que posee un único valor de medida, por lo que sólo puede medir un volumen. Las pipetas graduadas permiten medir volúmenes intermedios, pues están graduadas, mientras que las pipetas vulumétricas sólo miden el volúmen que viene indicado en ellas.

Probeta

Es un utensilio que permite medir volúmenes están hechas normalmente de vidrio pero también las hay de plástico. Así mismo las hay de diferentes tamaños (volúmenes).

Utensilios usados como recipientes Frasco gotero Permite contener sustancias. Posee un gotero y por esa razón permite dosificar las sustancias en pequeñas cantidades.

Frascos reactivos Permiten guardar sustancias para almacenarlas, los hay de color ámbar y transparentes, los primeros se utilizan para guardar sustancias que son afectadas por los rayos del sol, los segundos se utilizan para contener sustancias que no son afectadas por la acción de los rayos del sol.

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Matraz balón, de fondo plano y erlenmeyer Son recipientes que permiten contener sustancias.

Piseta Es un recipiente que se utiliza para contener agua destilada, este recipiente permite enjuagar tubos, pipetas y otros utensilios utilizados.

Tubos de ensayo Estos recipientes sirven para hacer experimentos o ensayos, los hay en varias medidas y aunque generalmente son de vidrio también los hay de plástico.

Aparatos Balanza de platillos Se utiliza para medir la masa de las diferentes sustancias en el laboratorio. Cuenta con un juego de pesas.

Dinamómetro Se utiliza para pesar

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EL IINFOR ME C CIENTÍFICO

Cuando se realiza una actividad científica o de laboratorio, la elaboración de un informe resulta muchas veces tan importante como la actividad misma. La información obtenida debe servir para ordenar y clarificar las ideas de quien lleva a cabo el ensayo. Además, debe permitir a cualquier persona capacitada que lo lea, saber con exactitud en qué condiciones fue realizada la actividad y a qué conclusiones se llegó. Para lograr esto, además de lenguaje claro y pertinente al tema, el informe debe presentar varias secciones bien diferenciadas.

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UNIDAD N º2 Temario Materia, cuerpo, materiales: definición y ejemplos Materiales. Clasificación según su origen ( naturales elaborados, naturales no elaborados, sintéticos); según su abundancia en el medio (renovables y no renovables); o según su estado físico o de agregación ( sólido, líquido o gaseoso) Estados de agregación de la materia: c oncepto. Propiedades según la teoría cinético-molecular. Cambios de estado. Ejemplos. Gráficos de cambios de estado de agregación. Puntos de fusión y ebullición: Conceptos. Cálculo del estado de agregación de una sustancia a cualquier temperatura. Ejercicios de aplicación

Materia

Estados de agregación

Cuerpos Punto de fusión

Líquido

Cambios de estado Punto de ebullición

Sólido Materiales

Gaseoso

Estado de agregación Renovables

Clasificación

Abundancia Origen

No renovables Sintéticos Naturales elaborados Naturales Naturales no elaborados

MATER IA, C CUER PO Y Y M MATER IALES MATERIA es todo lo ponderable, extenso, impenetrable y que puede ser captado por los sentidos a) Ponderable: que tiene masa, es medible por medio de una balanza de platillos. b) Extenso: que ocupa un lugar en el espacio. c) Impenetrable: el espacio ocupado por un ente material no puede ser ocupado simultáneamente por otro.

La materia se nos presenta en porciones a las cuales les vamos a llamar cuerpos CUERPO es toda porción limitada de materia

Un cuerpo puede estar formado por uno o varios componentes. Cada uno de los componentes que podemos distinguir en un trozo de materia, recibe el nombre de sustancia. MATERIALES son los diferentes tipos de componentes que constituyen los cuerpos

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Es importante que entiendas que tanto los cuerpos como los materiales son materia. Lo que sucede es que al referirnos a la forma estamos especificando que esa materia presenta límites y por ello es un cuerpo, mientras que si nos referimos a aquello que forma los cuerpos hablaremos de materiales en general o de sustancias en particular Cuando caminamos por la calle podemos observar que estamos rodeados de materia, así un automóvil que recorre la misma es materia y además, como presenta límites definidos, podemos decir que es un cuerpo, a su vez está formado por diferentes materiales como cuero en sus tapizados; aleaciones metálicas en su carrocería; plástico, metal y goma en su motor; caucho en sus neumáticos; y vidrio en sus ventanillas y parabrisas Cada material se caracteriza por tener propiedades físicas y químicas determinadas que las diferencia de las demás sustancias en particular.

LOS MATER IALES E EN L LA V VIDA C COTIDIANA Como se mencionó anteriormente los cuerpos están formados por materiales, muchas veces habrás oído decir: “las casas pre-fabricadas son más baratas porque están construidas con materiales poco durables” o “Al bebé no se le puede dejar tomar agua en vasos de vidrio, es mejor que use vasos de plástico” Hoy en día existen un sin número de materiales diferentes: PVC, polivinilo, plástico, poliuretano, madera, metal, barro, vidrio, yeso, papel, etc. Todos los materiales se pueden clasificar siguiendo tres criterios diferentes:  De acuerdo a su origen : naturales o sintéticos  Según su abundancia o capacidad de agotarse: renovables o no renovables  Según la composición que presenten: simples o complejos  A partir del estado físico en el cual se encuentren: sólidos, líquidos o gaseosos

CLASIFICACIÓN D DE L LOS M MATER IALES :: A) Según su origen Hasta hace muy poco tiempo, el ser humano aprovechaba los materiales que se encontraban disponibles en la naturaleza y buscaba diversas aplicaciones para ellos: por ejemplo, la madera para fabricar muebles, la leche para alimentarse y el cuero para vestirse. Durante muchos años, la mayoría de las necesidades humanas fueron cubiertas con materiales de origen natural como pieles, algodones, lanas, sedas, los llamados materiales naturales, como lo son también el agua, la madera o el aire, entre otros. Algunos de ellos pueden ser utilizados tal como se encuentran en la naturaleza: por ejemplo, el cuero, de origen animal; o la madera de origen vegetal, con las que se construyen vigas de edificios o se usa como combustible; o los metales con los que se construyen cables, herramientas, engranes de máquinas, etc; a estos materiales se los denomina materiales naturales sin elaboración. Otros materiales naturales, como la arcilla o el petróleo, resultan poco adecuados si se los quiere utilizar tal y como se hallan en la naturaleza, pero se los puede emplear para la obtención de otros materiales útiles como la cerámica y el cemento, en el primer caso, y la nafta y el polietileno, en el segundo. En la fabricación de cerámicas y de cemento, la materia prima es la arcilla: ni las cerámicas ni el cemento se encuentran en estado natural pero pueden ser elaborados a partir de arcilla. A partir de las materias primas se obtienen los llamados materiales manufacturados o elaborados . Por ejemplo, los aceites comestibles que se utilizan en la cocina son materiales naturales con elaboración. En la actualidad se usan también muchos materiales llamados sintéticos; entre ellos los materiales plásticos, que se obtienen en su mayoría a partir de derivados del petróleo o del gas natural. Son el resultado de complejas transformaciones de las materias primas a partir de las cuales se elaboraron. Un ejemplo de material sintético es la aspirina (ácido acetil salicílico), que no existe como tal en la naturaleza, sino que se obtiene en los laboratorios de la industria farmacéutica. 17


En el siguiente e jemplo se bserva un ismo cuer po, en este caso vaso, ealizado e diferentes materiales como cerá ica, vidrio, madera y etal de or gen natura , mientras ue en el úl timo caso el vaso esta ía realizad en plástico de origen sintético.

B )

Según s abundan ia

Los ateriales pueden ser, espectiva ente no re ovables o r enovables, según se a oten o no. Por ejempl , el petró eo, el gas atural y el carbón que utilizamos son recurs s que tardaran millon s de años en formarse.. No obstante, el hom bre los con ume rápid mente, por lo cual po rían llegar a agotarse ntes de que se vuelva a form r. En cons cuencia, s n recursos no renova les. En cambio el al odón, la m dera y el cuero son materiales renovables p esto que están en constante formación y no e agotarán siempre y uando la producción e los mis os se equipare o super e al consu o C ) Según s composic ón SIMPLES

For mados por n compo ente o sustancia D )

COMPL JOS

COMP SICIÓN

F rmados po más de un componente sustancia

Según s estado fís co o de ag egación

SÓLIDO

Presenta for a y volume propios

Por e jemplo el hierro, la mad ra, el vidrio, qtc

LÍ UIDO

Presenta la fo rma del reci iente que l contiene y volumen pr pio

Por e jemplo, el a ua, la gase sa, el alcoh l, etc

N presenta ni forma ni vo umen pr pio

GASEOSO

Por ejem lo, el gas n tural o envasado, el oxí eno, etc.

ORIGEN NATURALES Se obtienen del agua, aire, suelo, seres ivos

Según su gra o de elaboración

Con elaboraciión

Sin elaboración

Cuando los mat riales an sido transfor mados en otros por dis intos procesos

Cuando se utilizan sin someterlos a procesos de transfor mación

Elaboración artesanal

SINTÉTIC S También pueden ser se ún su abunda cia

Renovables

Son obtenidos en l boratorios p r procesos tecn lógicos, lo que hace muy difícil reconocer el producto fiinal

No renovables

Ela oración industrial

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ESTADOS D DE A AGR EGACIÓN DE LA MATER IA La materia se encuentra formada por partículas (moléculas y átomos). Según la distribución de estas partículas, dicha materia se presentará en distintos estados de agregación Los más conocidos son tres: sólido, líquido y gaseoso; cuyas propiedades surgen a partir de la estructura interna de la materia en cada uno de ellos. Las propiedades de los estados de agregación de la materia se pueden explicar con ayuda de la teoría cinética-molecular.

TEOR ÍA C CINÉTICA -- M MOLECULAR Esta teoría se basa en que: a- Toda la materia está formada por partículas extraordinariamente pequeñas b- Entre las partículas existen fuerzas de atracción y de repulsión c- Las partículas poseen una determinada energía cinética que depende de la temperatura Considerando estos tres postulados básicos, podemos explicar el comportamiento de la materia en prácticamente todas las situaciones que nos imaginemos ( siempre existen algunas excepciones)

CAR ACTER ÍSTICAS D DE L LOS E ESTADOS D DE A AGR EGACIÓN D DE L LA M MATER IA FLUÍDOS

CARACTERÍSTICAS

SÓLIDO

LIQUIDO

GASEOSO

Propia, definida

Del recipiente que lo contiene, superficie plana

VOLUMEN

Propio

Propio

ACCIÖN DE LA PRESION

Prácticamente incompresible

Prácticamente incompresible

Compresible

FUERZAS

Fuerza de atracción mayor que repulsión

La magnitud de ambas fuerzas son similares

Fuerza de repulsión mayor que de atracción

Partículas en contacto, empaquetadas formando una red cristalina. Movimiento vibratorio, oscilando alrededor de posiciones fijas, Poca. Estado de menor entropía ( desorden)

Partículas más separadas y desordenadas con respecto al estado sólido.

Partículas muy separadas e independientes unas de otras. En todas direcciones

FORMA

PROPIEDADES SUBMICROSCÓPICAS MOVIMIENTO PARTÍCULAS ENERGIA CINETICA

Cambian de lugar con las vecinas

Del recipiente que lo contiene Del recipiente que lo contiene, depende de la presión y temperatura.

Mayor energía cinética que Mayor energía cinética. el estado sólido Mayor entropía.

El estado líquido y gaseoso de la materia se suele considerar como fluidos, por la facilidad de desplazarse de las moléculas una sobre otras.

19


La estructura interna es un factor determinante para que la materia se presente en los diferentes estados: 

En el estado sólido las fuerzas de atracción o cohesión son muy superiores a las de repulsión por lo que la libertad de movimiento de las partículas es muy restringida, manteniendo un movimiento vibratorio. Es por ello, que se ordenan formando modelos geométricos.





En el estado líquido, la magnitud de ambas fuerzas es similar de tal manera que las partículas tienen cierta libertad de movimiento y se agrupan con relativa regularidad sin ocupar posiciones fijas.

En el estado gaseoso, las fuerzas de atracción entre las partículas son prácticamente despreciables lo que permite que puedan ocupar libremente la totalidad del volumen disponible.

CAMBIOS O O P PASAJES D DE E ESTADO D DE A AGR EGACIÓN D DE L LA M MATER IA Los cambios de estado que pueden tener lugar se clasifican: a-

Progresivos: la materia pasa de un estado de mayor agregación a un estado de menor agregación: sólido a líquido, líquido a gas, o sólido directamente a gas. Los nombres de los cambios de estado progresivos son:

b-

Volatilización o sublimación progresiva SÓLIDO

Fusión

LIQUIDO

Vaporización

GASEOSO

c- Regresivos: la materia pasa de un estado de menor agregación a uno de mayor agregación: gas a líquido, líquido a sólido, o gas directamente a sólido. Los nombres de los cambios de estado regresivos son: SÓLIDO

Solidificación

Licuefacción LIQUIDO

GASEOSO

Condensación VAPOR Sublimación regresiva 20


Los cambios de estado dependen de la energía aportada al sistema, así si el sistema aumenta su energía (por ejemplo cuando se aumenta su temperatura por calentamiento) el cambio de estado será progresivo mientras que si el sistema pierde energía ( por ejemplo cuando se enfría) el pasaje de estado será regresivo.

CAMBIO DE ESTADO REGRESIVO

CAMBIO DE ESTADO PROGRESIVO

Los cambios de estado de agregación de los tres estados de agregación de la materia mencionados antes son:  Fusión: cuando pasa de sólido a líquido  Solidificación: cuando pasa de líquido a sólido  Vaporización: cuando pasa de líquido a gaseoso o vapor  Licuefacción: cuando pasa de gaseoso a líquido  Condensación: cuando pasa de vapor a líquido  Volatilización: cuando pasa de sólido a gaseoso  Sublimación: cuando pasa de gaseoso a sólido Se ha hecho una diferenciación entre el estado gaseoso y el de vapor, debido a que se le llama gas a aquellas sustancias que habitualmente se encuentran en ese estado de agregación, mientras que llamaremos vapor al estado de agregación de las sustancias que habitualmente se encuentran en estado líquido y por acción de la temperatura o de la presión modifican su estado de agregación pasando a vapor.

Licuefacción Vapor

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Para ttener een ccuenta: Presión aatmosf érica – Su iinf luencia een llos ccambios d de eestado d de aagregación: La presión atmosférica es la fuerza ejercida por el aire presente en la atmósfera. A nivel del mar se dice que la presión es de 1 atmósfera o lo que es lo mismo de 760 milímetros de mercurio. La presión atmosférica incide en los cambios de estado de agregación, así un aumento de la presión atmosférica aumentará el punto de ebullición del agua y un descenso de la misma lo disminuirá. Por ejemplo el punto de ebullición del agua a 1 atmósfera es de 100 ºC, mientras que a 0,5 atmósfera es de 80 ºC •

•

•

A igualdad de presión, los cambios progresivos tienen lugar al subir la temperatura. A igualdad de presión, los cambios regresivos tienen lugar al bajar la temperatura. A una presión determinada la temperatura de cambio de estado es característica de la sustancia. La temperatura se mantiene constante mientras dura el cambio de estado, la energía se invierte en el cambio de agregación de la materia (cambio de estado) no en aumentar o disminuir la temperatura.

PUNTOS D DE F FUSIÓN Y Y E EBULLICIÓN Ambos se refieren a un valor de la magnitud temperatura y nosotros utilizamos para medirla la unidad grados centígrados o Celsius, en países anglosajones utilizan la unidad Fahrenheit, mientras que los científicos la mediran en grados Kelvin.

Punto de fusión Punto de solidificación

Punto de ebullición Punto de condensación

temperatura a la que se produce el paso del estado Estas dos físico sólido al estado físico líquido temperaturas son temperatura a la que se produce el paso del estado iguales físico líquido al estado físico sólido temperatura a la que se produce el paso del estado Estas dos físico líquido al estado físico gaseoso temperaturas son temperatura a la que se produce el paso del estado iguales físico gaseoso al estado físico líquido

Para el agua, a nivel del mar, el punto de ebullición es 100ºC y el de fusión 0ºC.

Diferencia entre evaporación y ebullición El cambio de estado de líquido a gas se denomina vaporización. La vaporización se produce de dos formas: •

•

Evaporación. Tiene lugar siempre a cualquier temperatura aunque al aumentar la temperatura la evaporación es mayor. Sólo sobre la superficie del líquido y con cierta lentitud. Ebullición. Tiene lugar a una temperatura determinada, precisamente es esa temperatura una característica de la sustancia. Tiene lugar en todo el líquido (superficie e interior) por eso cuando un líquido entra en ebullición vemos que burbujea, se ha convertido el líquido a gas también en el interior. La ebullición es tumultuosa. El vapor de agua aparece en la superficie

Las burbujas no aparecen en el seno del líquido, el cual permanece estable

Mientras el líquido hierve continua evaporándose

Se observan burbujas de vapor en todo el seno del líquido

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GR ÁFICOS D DE C CAMBIOS D DE E ESTADO D DE A AGR EGACIÓN Los gráficos de cambios de estado de agregación se realizan trazando dos rectas perpendiculares que se llamará sistema de ejes. El eje horizontal se llama abscisa y en el se colocarán los datos de tiempos, mientras que el eje vertical se llama ordenada y representará las diferentes temperaturas. Con los distintos datos obtenidos de manera experimental se obtendrán gráficos como los siguientes CAMBIO DE ESTADO PROGRESIVO: FUSIÓN Análisis de la curva de cambio de estado de agregación

Temperatura en ºC

Fusión

B

A

Segmento A-B : Corresponde al calentamiento del sólido. Aquí la temperatura aumenta hasta que se alcanza el punto de fusión y el sólido comienza a fundirse Punto B: Corresponde al punto de fusión, o sea a la C temperatura a la que el sólido comienza a fundirse. Segmento B-C : en este segmento coexisten dos estados de agregación, sólido y líquido, por lo cual la temperatura permanecerá constante hasta que todo el sólido se funda Punto C : todo el sólido se ha transformado en líquido Tiempo en minutos Segmento C-D : corresponde al calentamiento del líquido D

CAMBIO DE ESTADO PROGRESIVO: FUSIÓN Análisis de la curva de cambio de estado de agregación

Temperatura en ºC

Vaporización B

C

A Tiempo en minutos

Segmento A-B : Corresponde al calentamiento del líquido. Aquí la temperatura aumenta hasta que se alcanza el punto de ebullición y el líquido comienza a vaporizarse Punto B: Corresponde al punto de ebullición, o sea a la temperatura a la que el líquido comienza a vaporizarse. Segmento B-C : en este segmento coexisten dos estados de agregación, líquido y vapor, por lo cual la temperatura permanecerá constante hasta que todo el líquido se vaporice. Punto C : todo el líquido se ha transformado en vapor

CAMBIO DE ESTADO REGRESIVO: SOLIDIFICACIÓN Análisis de la curva de cambio de estado de agregación

Temperatura en ºC A

Solidificación

B

Segmento A-B : Corresponde al enfriamiento del líquido. Aquí la temperatura disminuye hasta que se alcanza el punto de solidificación y el líquido comienza a solidificar. Punto B: Corresponde al punto de solidificación, cuyo valor es C el mismo que el de fusión. Segmento B-C : en este segmento coexisten dos estados de agregación, sólido y líquido, por lo cual la temperatura permanecerá constante hasta que todo el líquido solidifique. Punto C : todo el líquido se ha transformado en sólido Tiempo en minutos Segmento C-D : corresponde al enfriamiento del sólido D

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CENT O PROVINCI L DE ENSE A ZA MEDIA N 25 signat ra: CIENCIAS ISICO – QUÍMICA 1º AÑO A ,B,C,D,E Prof: TERESITA FLORES, MARIA E ILIA LOPEZ, LUIS MOLINA

UNI AD N 3 Tem rio Propiedades de la

ateria :

Clasif icación de las propiedades de la materia : Intensiva y Extensiva , Organolépticas.Propi dades espec ficas de los c uerpos( Imp netrabilidad, inercia, divis bilidad y ponderabilidad) Propi dades especificas de los materiales: organoléptic s o sensoriales, eléctrica , magnética , mecánicas( elasticidad, dureza, fragili ad, ductilidad, maleabilid d), térmicas, químicas, Magnitudes físicas: Concepto. lasificación : Derivadas y undamental s. Mediciones : Unidades onvencionales. Valor más proba le (promedio). Error. Erro por exceso y defecto. Causas del error: Errores siste áticos y accidentales. Me ición de la masa, el peso y el volumen e cuerpos irr gulares y regulares. Densi ad. Peso esp cífico: Conc pto, cálculo e densidad y peso específico en cuerp s irregulares y regulares. jercitación.

C ERPOS

MATE IALES P OPIEDADES SENSORI LES

MASA PESO

E TENSIVAS

INTENSIV S

V LUMEN FUNDA ENTALES

OTRAS ( electricas, mag éticas, qcas, termicas, m cánicas)

DENSID D Y PESO ESPECÍFICO MAGNITUDES FÍS CAS DERIVADAS M DICIONES

CONV NCIONA ES ESCALAS

ERRORES P RSONAL

NO CON ENCION LES TIPOS

ORIGEN

A CIDENTA INSTRUMEN AL

ABSOL TO

POR E CESO

RELATIV

POR DE ECTO

PR OP EDADES DE LA M TER IA La materia pres nta caracte ísticas a l s que llam mos intensivas o extensivas

propiedades. Est s propieda es de la

ateria pued en ser

PR O IEDADES EXTENSI AS : son a uellas que d ependen de a cantid ad de mater a que se est analizando , no permit n identifica el material. Son e jemplo de e tas propied des: el volu en , el pes , la masa, etc

24


PR O IEDADES INTENSI AS son a uellas que no depende de la cantidad de ma eria que se analiza pu s solo dependen del material en sí mismo . Tam ién se las d nomina pro piedades es ecíficas o propiedades sustanciales orque son i variables y permiten re onocer al ti po de mate ia del que se trate. Son ejemplo de estas propiedades : el c lor, el olor, l sabor, vis osidad, pun o de fudión y ebullición, dureza, etc.-

PR OPIIEDADES DE LOS CUER PO S Los c erpos tiene propiedad s que le son propias por poseer límites. Entre ellas menci naremos las siguientes : a)

IMPENETRABILIDAD : Indica que ningún cuerpo puede oc par el lugar de otro al m ismo tiempo Ej Un auto no p ede estacio arse en el ismo lugar ue ocupa un camión en e se momento.-

b

EXTENSIÓN : los cuerpos pued en medirse orque son e tensos, y o upan un lugar en l espacio,este se mide e unidades c bicas y se enomina volumen . Ej el aul tiene una e xtensión y p uedo medirle la longitud , el alto, el a ncho que posee.-

c)

INERCI : Todo cue po tiende a ermanecer en reposo o movimie to siempre ue una fuer a exterior n modifique dicho est do. Ej una aja en la ve eda permanecerá allí en reposo sa vo que una uerza exter a la mueva por ejempl la fuerza del viento.-

d

DIVISIB LIDAD: L s cuerpos s n divisibles Ej podemos tomar una tiza y separla en peque as porciones.-

e)

PESO : Todos los cu rpos son atr ídos por la ierra Ej si tira os al aire u a piedra , é sta caerá rá idamente al suelo ebido a que la tierra ejerce una fuer a de atracción sobre él.-

PR OPI DADES E LOS

ATER IA ES 25

CENTRO PROVINCIAL DE ENSE ANZA MEDIA Nº 25 Asignatura: CIENCIAS FISICO – QUÍMICA 1º AÑO A,B,C,D,E Prof: TERESITA FLORES, MARIA EMILIA LOPEZ, LUIS MOLINA

Los primeros materiales que uso el hombre eran naturales : maderas, huesos, pieles, piedras. Mucho después el hombre supo darse cuenta de las ventajas que le ofrecían los metales y los aprovechó con rapidez. Ahora los materiales no solo se obtienen de la naturaleza sino que también son hechos en el laboratorio. Conocer las propiedades de los materiales permitió al hombre utilizarlos de la manera más conveniente a sus fines.Los objetos están fabricados de distintos materiales, la elección del material dependerá de cuál será el uso que se dé al mismo. Existe una relación directa entre las características del material y su aplicación.Los materiales presentan diferentes tipos de propiedades entre las cuales se pueden mencionar: A- PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS O SENSORIALES : Son aquellas que se perciben mediante los sentidos y brindan una primera apreciación del material , ya que definen la apariencia del mismo: TEXTURA : se aprecian mediante el tacto y nos indica como es la superficie del objeto EJ la superficie del pizarrón es lisa etc PROPIEDADES ÓPTICAS : Se aprecian con la vista y nos indican la opacidad, transparencia, brillo o luminosidad del material Ej algunos metales poseen brillo.PROPIEDADES ACÚSTICAS : Se aprecian con los oídos y nos indica el sonido que produce el material .PROPIEDADES OLFATIVAS : se observan mediante el olfato Ej el agua es inodora , no posee olor, mientras que los ácidos poseen olor picante.PROPIEDADES GUSTATIVAS: Mediante el gusto se puede conocer el sabor de diferentes materiales Ej el agua destilada es insípida, no posee sabor.Propiedades como el sabor, el olor, el color pueden permitir identificar a algunos materiales OTRAS PROPIEDADES : B- PROPIEDADES ELÉCTRICAS : Indica si los materiales permiten el pasaje de la corriente eléctrica y en este caso se dice que son : conductores o no conductores.C- PROPIEDADES MAGNÉTICAS : Refiere a si el material puede ser atraído por un imán . Es la característica que posee el hierro. D- PROPIEDADS MECÁNICAS : Éstas están relacionadas con las fuerzas que se pueden ejercer sobre el material •

•

•

•

•

ELASTICIDAD : Se dice que un material es elástico cuando puede recuperar su forma después que finaliza la fuerza a la que se lo sometió. Ej el caucho del que está hecho un globo.PLASTICIDAD : Refiere a la capacidad de un material de conservar la forma que obtuvo luego de ser sometido a una fuerza externa que lo deformo Ej : el plástico de una botella .DUCTILIDAD . Refiere a la capacidad de un material de poder ser estirado y formar hilos muy finos con él Ej el cobre.MALEABILIDAD : Refiere a la capacidad de un material de poder hacer con él láminas muy finas sin que se rompa Ej el papel film con que se envuelven algunos alimentos.-

TENACIDAD : refiere a la capacidad de resistir un esfuerzo lento y no romperse Por ejemplo, las aleaciones de monedas, el hierro utilizado en la construcción, el acero son materiales muy tenaces 26


•

•

FRAGILIDAD : Refiere a la facilidad con que se rompe un material sin que se deforme Ej el vidrio DUREZA: Refiere a la resistencia de un material al ser penetrado por otro Ej el diamante es más duro que el vidrio pues lo rompe

PROPIEDADES TÉRMICAS : Refiere a las propiedades que posee un material respecto a la conducción del calor. Ej la madera es mala conductora del calor, mientras que el hierro es un buen conductor del calor.Existen otras características térmicas como : el calor específico , dilatación térmica, punto de fusión, y punto de ebullición que se relacionan.PROPIEDADES QUÍMICAS: Indica cómo va a reaccionar un material frente a otro, si permanecerá inalterado, si se deteriorará Ej el hierro se oxidará frente al oxigeno .-

MAGNITUDES FÍSICAS Se llaman magnitudes físicas a todas aquellas propiedades de la materia que son susceptibles de ser medidas.Entre las magnitudes físicas hay algunas que son independientes de las demás y reciben el nombre de MAGNITUDES FUNDAMENTALES Ej la masa, el peso, el volumen, el tiempo, la longitud, etc.-

Aquellas otras magnitudes que se definen o calculan a partir de las magnitudes fundamentales reciben el nombre de MAGNITUDES DERIVADAS . Este es el caso de por ejemplo la velocidad, la densidad, el peso específico, el calor específico etc.peso específico

velocidad

PE= peso/volumen Para medir (operación que consiste en comparar una magnitud física con una cantidad fija de la misma magnitud, cantidad que se toma como unidad) se puede utilizar unidades arbitrarias , es decir , elegidas al azar o unidades convencionales (que surgen por acuerdo científico ) , es el caso del SI (Sistema Internacional de Unidades) es un conjunto de unidades de magnitudes fundamentales a partir del cual se puede expresar cualquier magnitud derivada, mientras que el SIMELA es el sistema métrico legal argentino y adopta las mismas unidades que el SI. El SIMELA fue establecido por la ley 19511 en 1972. Es el único autorizado en nuestro país.-

27


ALGUNAS MAGNITUDES Y UNIDADES DEL S.I. MAGNITUD

UNIDAD

SÍMBOLO

Longitud

Metro

m

Masa

Kilogramo

Kg

Tiempo

Segundo

s

Intensidad de corriente

Amperio

A

Peso

Kilogramo fuerza

Kgf

Temperatura

Kelvin

ºK

EXPR ESION D DE L LAS M MEDIDAS La exactitud de una medida depende de de varios factores, entre ellos está la indefinición del instrumento que se utiliza. Se denomina exactitud a la capacidad de un instrumento de acercarse al valor de la magnitud real. Exactitud es la cercanía del valor experimental obtenido, con el valor exacto de dicha medida. El valor exacto de una magnitud física es un concepto utópico, ya que es imposible conocerlo sin incertidumbre alguna. La exactitud depende de los errores sistemáticos que intervienen en la medición, denotando la proximidad de una medida al verdadero valor y, en consecuencia, la validez de la medida. Suponiendo varias mediciones, no estamos midiendo el error de cada una, sino la distancia a la que se encuentra la medida real de la media de las mediciones (cuán calibrado está el aparato de medición). Esta cualidad también se encuentra en instrumentos generadores de magnitudes físicas, siendo en este caso la capacidad del instrumento de acercarse a la magnitud física real. Incertidumbre es el grado de indefinición con que viene afectada toda medida como consecuencia del calibrado del instrumento con el que se mide. En la práctica una medida debe expresarse colocando la medida tomada y la incertidumbre que viene dada por la división más pequeña del calibrado del instrumento Ej supongamos que a) Medimos la longitud de una mesa utilizando una cinta métrica graduada en centímetros y mide 78 cm al presentar la medida se hará de la siguiente manera : 78 + 1 cm b) Medimos la longitud de una mesa utilizando una cinta métrica graduada en milímetros y mide 78,1 cm al presentar la medida se hará de la siguiente manera : 78 + 0,1 cm Notación científica Algunas magnitudes físicas poseen valores muy grandes o por el contrario muy pequeños. Para expresar estos valores se utiliza una expresión numérica que se conoce con el nombre de notación científica .Al escribir la cantidad se colocan las cifras significativas que contiene una unidad y una parte decimal , multiplicada por una correspondiente potencia de 10. El exponente será positivo si se trata de valores muy grandes y negativo si se trata de valores muy pequeños.Por ejemplo : Distancia al sol : 150.000.000 km se expresa así 1,5 . 108 Km Diametro de un glóbulo rojo : 0,000007 m 7 . 10-6 m

ER R RO R ES Se llama errores a las imprecisiones que se cometen al medir . Estos errores tienen múltiples causas : a) Errores personales: se deben al operador que realiza la medición. Ej. Un cronometrador suele puede apretar a destiempo el cronometro y producir un error en el tiempo del corredor. b) Errores accidentales: se deben a diversos factores que intervienen en el proceso de medida. Ej la mayor o menor luminosidad del lugar, accidentes desde el lugar de medición etc.28


c) Errores debido al aparato de medida ( instrumentales) : esto depende de la precisión del aparato o la calidad del mismo.Al presentar una medida se debe disminuir los errores posibles, la única manera de lograr esto es medir varias veces y presentar como valor verdadero al promedio de las medidas tomadas. Por ejemplo para mejora el cálculo del tiempo de corredores en una carrera se utilizan varios cronometradores y luego se expresa sacando el promedio de todos los tiempos establecidos , a este valor se le denomina Valor verdadero o Valor Mas Probable (VMP) y se calcula de la siguiente Siendo VMP el promedio m1, m2, m3 las diferentes medidas realizadas nº de medidas, la cantidad de medidas que se realizaron

VMP = m1 + m2 + m3 nº de medidas

Cada medida tomada tiene un error que se calcula respecto del valor considerado verdadero.Llamamos Error absoluto o aparente a la diferencia que existe entre la medida tomada y el Promedio. En el caso que la medida sea mayor al promedio se dice que el error es por exceso y tendrá signo positivo.En el caso que la medida sea menor al promedio se dice que el error es por defecto y tendrá signo negativo.Ambos errores se calculan sacando la diferencia entre la medida tomada y el promedio ,es decir : ea1= m1 - P ea2= m2 - P ea3= m3 - P

Siendo:

m = medida P = promedio ea = error absoluto

Por ejemplo, se toman las siguientes medidas de un género : 1.2m , 1.4m ,1.6 m P = 1.2 + 1.4 + 1.6 = 1,4 m 3 Entonces, podemos calcular cada uno de los errores absolutos y luego el promedio de los mismos Ea1 = 1.2 - 1.4 = - 0.2 ( error por defecto) Ea2 = 1.4 - 1.4 = 0 Ea3 = 1.6 - 1.4 = + 0.2 (error por exceso) Valor de presentación = 1.4 + 0.2 Otro tipo de error es el Error relativo que sirve para conocer cuánto se aleja una medida por unidad de promedio. Se lo calcula dividiendo el ea por el promedio o valor verdadero Ea Er = ------er1 = - 0.2 = - 0.14 En este caso tenemos : P 1.4 er2 = 0 = 0 1.4 er2 = + 0.2 = + 0.14 1.4 Si multiplicamos el error relativo por 100 tendremos un porcentaje de error que nos permitirá conocer qué medida tuvo menos error a esto se lo conoce como error relativo porcentual. En este caso será : er%1 = 14% er%2 = 0% er%3 = 14% La medición que se hizo con menor error es la nº2

ALGUNAS M MAGNITUDES F FUNDAMENTALES MUY UTILIZADAS 29


VOLUMEN V Es un magnitud undamental que indica e l lugar que cupa un cu rpo en el es acio y sus nidades son m3, dm3, c 3, etc. Todo los cuerpos, cualquiera sea su estad o de agregación, poseen volumen. La fo ma y el vol men son dos propiedad s que permi en clasifica los cuerpos en sólidos, líquidos o g seosos. Los c erpos sólid s se caracterizan por m ntener su fo rma y volu en, mientra que los líq idos se distinguen por mant ner su volu en pero ca biar de for a, finalme te los gaseosos se caracterizan por c mbiar su fo ma y su vol umen.

MEDICIÓN DE VOLÚME ES El volumen es un propiedad xtensiva, p rque depen e de la cant dad de materia. “ mayor cant idad de mat ria mayor volumen” Los olúmenes s pueden me ir de difer nte manera, dependiend o de la form o del estad o de agrega ión:

a

Si se trata de una sustancia líqui probeta o el matraz

a se mide el volumen m diante un i strumento graduado co o la pipeta, la

b En los cu rpos de forma geomét ica definida o regular se puede calcular el volu en mediante el uso de fórmulas atemáticas. Por ejemplo el volume de un cubo será lado p r lado por l do o lo que es lo mismo lado elevado a cubo. En el ejemplo siguiente el lad o mide 3 c Vcubo= lado . lado . lado = 3 c . 3 cm . 3 c m = ( 3 cm ) 3 = 27 c 3

c-

En el caso de cuerpos cuya forma no sea geo étrica, o se en los cuerpos de for a irregular se puede ca cular el volumen de acuerd al desalojo de líquido producido en un instrumento volumét rico El siguiente diagrama muestra un bjeto irregular y un reci piente con 9 centímetros cúbicos de gua. Primero s coloca una cantidad de agua suficiente para que el objeto pu eda ser sumergido en ella. Luego e i troduce el o bjeto en el r ecipiente y se mide el desplazamient de agua qu e provocó:

30


Al introducir el objeto al recipiente el agua subió su nivel marcando un volumen de 11 cm 3. Antes de introducirlo el volumen del agua marcaba 9 cm 3 por lo que la diferencia de volumen se debe al objeto.

El nivel del agua después de Introducir el objeto marcaba 11cm 3

El volumen del objeto se obtiene restando el volumen del agua, con el objeto, menos el volumen del agua sin el objeto: V = 11 cm 3 - 9 cm 3 = 2 cm 3 Por lo tanto el objeto tiene un volumen de 2 cm 3. Este método es bastante sencillo, pero es útil sólo para objetos pequeños que no absorben el líquido en el que son sumergidos y que tampoco flotan. No es posible usarlo para medir el volumen de una pirámide Egipcia, por ejemplo.

MASA Es una magnitud fundamental que representa la cantidad de materia que posee un cuerpo. No depende del lugar donde se mida, o sea que una persona posee la misma masa en la Tierra que en la Luna. El instrumento utilizado para medir la masa de un cuerpo es la balanza de platillos con su respectivo juego de pesas.

La unidad en la cual se mide la masa es el kilogramo, aunque en general en laboratorio utilizamos unidades mas pequeñas como el gramo y el miligramo.

PESO Es una magnitud fundamental. Es la fuerza con la cual un cuerpo es atraído por la Tierra, depende de la cantidad de la materia y de la atracción de la gravedad, es por ello que una persona pesa mucho menos en la Luna que en la Tierra, ya que la fuerza de gravedad de la Luna es mucho menor que la de la Tierra. También el peso será diferente en distintos puntos de la Tierra por poseer forma geoide, será mayor en los polos y menor en el ecuador.

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El instrumento utilizado para medirlo es el dinamómetro y su unidad el kilogramo fuerza que se representa de la siguiente forma Kgf o Kg. El dinamómetro consiste en un resorte que posee una escala en la que se compara los pesos de los cuerpos.

SIMILITUDES Y DIFERENCIAS ENTRE MASA Y PESO Masa : refiere a la cantidad de materia que posee un cuerpo.Peso : es la fuerza con que la tierra atrae los cuerpos Es decir, que la masa es una cantidad y peso es una fuerza , sus unidades de medida son: Masa : gramos = g mientras que peso : gramos fuerza = gf Para medir la masa de un cuerpo utilizamos una balanza Para medir la peso de un cuerpo utilizamos una dinamómetro ( palabra que significa medida de fuerza) El peso y la masa de los cuerpos son propiedades diferentes pero son 2 magnitudes que se relacionan. Si en un mismo lugar de la Tierra se comparan las masa de 2 cuerpos se observa que : Si tienen la misma masa, tienen el mismo peso.El que tiene mayor masa tiene mayor peso.Son magnitudes directamente proporcionales.• • •

ALGUNAS MAGNITUDES DER IVADAS MUY UTILIZADAS DENSIDAD (∂) Es una magnitud física derivada que indica la masa contenida en una unidad de volumen de cualquier sustancia. Es una propiedad intensiva y por lo tanto permite reconocer a la misma .Se la calcula realizando el cociente entre la masa y el volumen de una sustancia cualquiera. Las unidades en que se mide serán : g/cm3

o kg/m3

y la fórmula mediante la cual se calcula es:

m siendo m la masa y V V el volumen Por ejemplo, supongamos que queremos calcular la densidad de una piedra cuya masa determinada con la balanza de platillos es de 20 g, su volumen se calcula a partir del líquido desalojado de una probeta y resulta de 30 cm3 La densidad de la piedra será : 20 g = 0.67 g/ cm3 30 cm3 ∂

=

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PESO E ESPECÍCO (Pe) Es una propiedad derivada que surge de la relación entre el peso de un cuerpo y su volumen.Esta propiedad, al igual que la densidad, es una propiedad intensiva y se diferencia de la densidad en que para su cálculo se utiliza el peso y no la masa del cuerpo.Por lo tanto :

Pe = p = gf/ cm3 V

SIMILITUDES Y DIFERENCIAS ENTRE DENSIDAD Y PESO ESPECÍFICO- FLOTABILIDAD El peso específico y la densidad son propiedades diferentes. El Pe depende del lugar donde se mida, mientras la densidad es la misma en cualquier punto de la Tierra. Ambas propiedades dependen de la temperatura, ya que al aumentar la temperatura los cuerpos se dilatan y aumentan su volumen, disminuyendo de esta manera el valor numérico de la d y del Pe por aumentar el denominador en la fórmula de los mismos. El peso específico se relaciona directamente con la capacidad de flotar de algunos materiales en determinadas sustancias. Así, podemos afirmar que: - Un cuerpo sumergido en un líquido se deposita en el fondo del recipiente si su peso específico es mayor que el del líquido - Un cuerpo flota en la superficie de un líquido si su peso específico es menor que el del líquido - Un cuerpo flota en el seno de un líquido si su peso específico es igual que el del líquido

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UNIDAD N º4 Temario Sistemas materiales: definición, ejemplos. Clasificación según su intercambio con el entorno (cerrado, abierto y aislado). Clasificación según sus propiedades intensivas ( Homogéneos, inhomogéneos y heterogéneos). Concepto de fase e interfase Sistemas materiales homogéneos: Clasificación en sustancias puras y soluciones. Sustancias puras: concepto clasificación, ejemplos. Diferencias entre las sustancias puras y las soluciones. Determinación de sustancias puras y compuestas. Ejercicios de aplicación. Elementos químicos: concepto de átomo y moléculas. Estructura atómica. Métodos de fraccionamiento: destilación, cristalización y cromatografía Sistemas materiales heterogéneos: Concepto. Componentes. Fases e interfases. Métodos de separación de fases: tría, tamización, filtración, decantación, sedimentación, levigación, flotación, imantación, sublimación, disolución El agua como sistema material: Estructura molecular. Propiedades físicas y caracteres organolépticos del agua Ciclo del agua.Clases de agua: pura, estéril, potable, mineral, dura, blanda. Métodos de potabilización. SISTEMA MATERIAL PROPIEDADES INTENSIVAS

INTERCAMBIO DE MATERIA Y ENERGÍA ABIERTO ABIERTO

INHOMOGÉNEO

FASES HOMOGÉNEO

HETEROGÉNEO

CERRADO CERRADO

AISLADO AISLADO

MET. DE SEPARACIÓN DE FASES

INTERFASES SOLUCIONES

SUST. PURAS

MET. DE FRACCIO- SIMPLES COMPUESTAS NAMIENTO EL AGUA COMO SISTEMA MATERIAL

PROPIEDADES FÍSICAS

CICLO EN LA NATURALEZA

CLASES DE AGUA

ORGANOLÉPTICAS

PURA=DESTILADA DURA = BLANDA ESTÉRIL = SERVIDA

ESTRUCTURA MOLECULAR

POTABLE

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SISTEMAS MATER IALES SISTEMA MATERIAL: es toda aquella parte de materia que se aísla física o empíricamente para ser estudiada ENTORNO: es todo aquello que rodea al sistema material CLASIFICACIÓN D DE L LOS S SISTEMAS M MATER IALES De acuerdo a la relación que presente el sistema material con el entorno se pueden clasificar en: a- SISTEMAS MATERIALES ABIERTOS: cuando intercambian materia ( masa) y energía con el entorno b- SISTEMAS MATERIALES CERRADOS: cuando intercambian energía pero no materia con el entorno c- SISTEMAS MATERIALES AISLADOS: cuando no intercambian materia ni energía con el entorno VAPOR ELECTRICIDAD

CALOR

S.M. ABIERTO

S.M. CERRADO

S.M. AISLADO

En el primer ejemplo, si consideramos que el sistema material es la olla con comida sobre la cocina encendida observamos que se intercambia materia en forma de vapor y energía en forma de calor. En el sistema material del centro solo ocurre un intercambio de energía con el entorno, en este caso la energía intercambiada es energía eléctrica. Por último en el sistema material aislado y considerando que se trata de un termo ideal, o sea que cumple su función a la perfección, y que además se encuentra tapado no existiría intercambio ni de materia ni de energía con el entorno. DE ACUERDO A SUS PROPIEDADES INTENSIVAS LOS SISTEMAS MATERIALES SE PUEDEN CLASIFICAR EN: A- SISTEMAS MATERIALES HOMOGÉNEOS: son aquellos sistemas materiales que presenta las mismas propiedades intensivas en todos sus puntos. Presenta solamente una fase por lo cual no tiene interfases, pero puede estar formado por uno o mas componentes, pudiéndose de esta manera sustancias puras o mezclas B- SISTEMAS MATERIALES INHOMOGÉNEOS: son aquellos sistemas materiales cuyas propiedades intensivas varían gradualmente sin que exista interfase C- SISTEMAS MATERIALES HETEROGÉNEOS: son aquellos sistemas materiales que presenta distintas propiedades intensivas de acuerdo al punto que se esté estudiando. Presenta dos o más fases con sus respectivas interfases y al igual que el sistema material homogéneo puede estar formado por uno o mas componentes. AGUA Y ACEITE S.M. HETEROGÉNEO

GRANITO S.M. HETEROGÉNEO

ACEITE S.M. HOMOGÉNEO

AGUA CON HIELO S.M. HETEROGÉNEO

AGUA S.M. HOMOGÉNEO

Se han mencionado conceptos como componentes, fases e interfases por lo cual debemos definirlas: FASE: es cada una de las porciones homogéneas que forman un sistema material heterogéneo INTERFASE: es el límite entre dos fases COMPONENTES: llamaremos así a cada una de las sustancias diferentes que forman un sistema material homogéneo o heterogéneo 35


SISTEMAS M MATER IALES HETER OGÉNEOS Como ya se menciono anteriormente, los sistemas materiales heterogéneos son aquellos sistemas materiales que presenta distintas propiedades intensivas de acuerdo al punto que se esté estudiando, o sea, presenta dos o más fases con sus respectivas interfases. Por ejemplo, el siguiente sistema material heterogéneo presenta 3 fases y 2 interfases. Además, una de las fases está formada por dos componentes (sal y agua) mientras que las otras están formadas por solo un componente cada una.

Fase gaseosa

Interfase Fase Líquida

Interfase Fase sólida

En un sistema heterogéneo de dos fases se denomina dispersa a la fase que se encuentra en menor proporción y dispersante a la que se encuentra en mayor proporción. Según el tamaño de las partículas se clasifican en:  dispersión grosera: son aquellas en el cual las partículas dispersas se perciben a simple vista. Ejemplo sistema agua-arena,  fina: son sistemas heterogéneos visibles al microscopio. Toman distintos nombres según el estado físico de los medios disperso y dispersante. Se denominan emulsiones, cuando ambos son líquidos Ejemplo sistema leche constituida por suero y crema; y suspensiones cuando el medio dispersante es líquido y el medio disperso sólido, ejemplo humos.  coloidal: en estas dispersiones el medio disperso sólo es visible con el ultramicroscopio como por ejemplo agua con unas gotas de leche. Estas dispersiones se pueden identificar mediante la utilización de un haz de luz, ya que presentan lo que se llama efecto Tindall que se manifiesta por la posibilidad de observar el recorrido del haz a través del líquido. MÉTODOS D DE S SEPAR ACIÓN D DE F FASES (( S SISTEMAS M MATER IALES H HETER OGÉNEOS) En todo sistema material heterogéneo se pueden separar las fases que lo constituyen aplicando métodos sencillos. Dichos métodos no alteran las sustancias y varían de acuerdo al sistema en cuestión. Algunos de ellos son: 1- Tría: por este método se logran separar sólidos de mediano tamaño utilizando una pinza o directamente la mano. Por ejemplo podríamos retirar un espécimen que se encuentre dentro de un frasco con formol. 2-Tamización: se emplea para sistemas heterogéneos sólidos cuyas partículas son de diferente tamaño. Para ello se utiliza un tamiz (colador) con poros que varían según el tamaño de lo que se quiera separar. Por ej. Para obtener arena fina los obreros de la construcción utilizan lo que ellos llaman una zaranda para separar las piedras mas grandes que quedan en la parte superior mientras que la parte mas fina pasa los orificios. La zaranda no es otra cosa que un tamiz y por lo tanto para obtener arena de diferentes granulaciones se utiliza la tamización 3- Filtración: permite separar las fases de un sistema heterogéneo cuando una fase es sólida y la otra líquida, utilizando como material filtrante papel de filtro, arena, carbón, etc. Por ejemplo: cuando preparamos café utilizamos un colador (filtro) que retiene los granos de café molidos (sólido) dejando pasar la fase líquida

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papel de filtr o

pie universal va illa

embudo

erle meyer

a polla de decantación

4- Dec ntación: se uede emplea para separar líquidos de d iferente densidad, inmiscibles, pa a lo cual se u iliza la ampolla o embudo de decantación Po ejemplo, si uisiéramos s parar la gras de un caldo de carne, primero, por filt ación separa os todos los sólidos y lue o mediante el so de la ampolla de decan ación separa os la grasa q ue se ubicara en la zona super or del resto d el caldo que e encontrará en la zona inf erior de la a polla, esta últi a fase se se ara mediante la apertura d el robinete ( l ave de paso) que se encue tra en la par e superior de vástago.

5-Sedi mentación: se emplea para separar un f se sólida dis ersa en una f se líquida. Por ejemplo ar na- agua, el ólido sedime ta y el líquid o sobrenadante s separa por d ecantación. Para acelera este proceso se puede aplicar la centrif gación c ntrífuga También para acele ar la sedime tación de los sólidos dispe sos se suele tilizar la Co gulación/flo culación Los c agulantes atr aen a las par ículas peque as que se en uentran en suspensión (c loides), se a lutinan en p queñas masas y con ayuda de los flocul ntes forman glomerados, cuyo peso es ecífico difie e notablemente al del agua y precipitan en conjunto al fondo del re ipiente. Es ás común e plantas de ratamiento d e aguas que n los labora orios donde se prefiere la centrifugaci n. Los coagulantes más co unes son sales trivalentes de hierro o aluminio, los floculantes so polímeros. 6- Levi gación: se ut liza para sep rar las fases ólidas de un istema heter géneo cuan o poseen distinta densidad , se hace pasar una corriente de agua que arrastra la fase más liviana deja el más esado. Por ejemplo para separ ar el oro de las arena auríferas. 7- Flo tación: En la flotación interviene la dife encia entre l densidad de los sólid s y la del líq ido en que s encuentran en suspensión. Sin e bargo, contr ariamente a lo que ocurre n la decantación, este roceso de se aración sólid o–líquido úni amente se a lica a par ículas que tienen una densidad real (flot ción natural) o apar ente (flotación provocada) inferior a la el liquido qu la contiene. 8- Im ntación: par separar sóli os que tenga propiedades magnéticas, pued n ser separad os por un im n. Por ej. una mezcla de hierro y sal o d e hierro y are a.

Hierro Are a con limduras de hierro

Arena

9- Su limación: Permite separar aquellas fase capaces de sublimar.Un sólido se calienta y se convierte en vapor sin pasar p r el estado lí uido, en contacto con una superfici fría vuelve a solidificar, se deposita.

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10- Disolución: una de las fases es soluble en un determinado solvente, mientras que la otra no lo es. Por ejemplo un sistema formado por arena y CuSO4: a-Disolución de la sal:se agrega agua al sistema material de manera que se disuelva el sulfato de cobre (CuSO4) y quede una fase lìquida y una fase sólida. b- Filtración: se utiliza un embudo y un papel de filtror, de esta manera queda la fase de arena retenida en el papel de filtro y el sulfato de cobre disuelto en el agua. c-El CuSO4 se recupera por evaporación del disolvente para concentrar al máximo el sulfato de cobre d- Cristalizaciòn: se evapora lentamente el resto del disolvente y comienzan a aparecer los cristales de sulfato de cobre

SISTEMAS M MATER IALES HOMOGÉNEOS Los sistemas homogéneos son aquellos que presentan una sola fase, por lo cual no poseen interfases. Pueden estar formados por un solo componente y en ese caso será una sustancia pura o, en su defecto, puede estar formado por mas de un componente en cuyo caso será una solución. SUSTANCIAS P PUR AS Son aquellas que no admiten fraccionamiento, es decir que resisten los procedimientos físicos del análisis, y están formadas por un solo componente (los componentes son cada una de las sustancias que componen el sistema material) Las sustancias puras poseen propiedades intensivas constantes. A su vez, las sustancias puras, pueden ser simples o compuestas según admitan o no descomposición. Las sustancias simples son sustancias que presentan composición simple, o sea están formadas por un solo tipo de átomo y no pueden descomponerse en otras más sencillas por métodos físicos o químicos ordinarios. Son los elementos químicos. Son ejemplos de sustancias simples el ozono, formado por tres átomos de oxígeno O3; el hidrógeno presente en aire, cuya molécula contiene dos átomos de hidrógeno H2.

O3

H2

Los elementos se encuentran ordenados en la tabla periódica y difieren entre sí en la cantidad de protones presentes en cada uno de los núcleos de sus átomos ¿QUÉ SON LOS ÁTOMOS? Históricamente se los consideraba la unidad mínima e indivisible de la materia, pero con el correr de los años y tras numerosas investigaciones se descubrió que no es así, ya que los átomos a su vez, están formados por partículas aún mas pequeñas, de las cuales las mas importantes son: protón, neutrón y electrón. El protón es una partícula que presenta carga positiva, el neutrón no se encuentra cargado eléctricamente, mientras que el electrón presenta carga del mismo valor que el protón pero negativa. El protón y el neutrón se encuentran en la zona central del átomo denominadanúcleo que si bien es pequeña concentra la masa del átomo, mientras que el electrón se encuentra girando alrededor del núcleo en zonas denominadasorbitales. Protón Neutrón Electrón

Núcleo

Orbítales

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Cada clase de átomo tiene un nombre, y se lo llama elemento químico. Cada elemento químico se representa mediante un símbolo químico que deriva del nombre original del elemento en griego o latín, en caso que el nombre de dos elementos distintos comience con la misma letra, se agrega la segunda letra en minúscula. Por ejemplo, el carbono se simboliza con la letra C, mientras que el calcio con las letras Ca. El hierro se simboliza con la letra Fe, que proviene de su nombre en latín “ferrum”, el sodio se simboliza con las letras Na de “natrium”, etc. Teoría atómica de la materia La primera teoría atómica de la materia fue formulada por John Dalton ( 1766- 1 844) y reelaboradas en 1811 por Amadeo Avogadro (1776- 1856); siendo las hipótesis fundamentales de Dalton- Avogadro las siguientes: -Toda sustancia simple o compuesta está formada por pequeñas partículas idénticas denominadas moléculas, que es la parte mas pequeña de dicha sustancia con existencia individual estable -A su vez, una molécula de una sustancia está formada por partículas más pequeñas llamadas átomos -Existen distintas clases de átomos, cada una de las cuales se llama hoy elemento químico -Las moléculas de una sustancia simple están constituidas por átomos de la misma clase. En cambio, las moléculas de una sustancia compuesta están constituidas por átomos de por lo menos dos clases diferentes -Cuando se produce una reacción química , las moléculas de las sustancias que intervienen se reagrupan formando nuevas clases de moléculas NOTA: Este tema será retomado al estudiar energía nuclear Las sustancias compuestas son sustancias formadas por la unión química, o combinación, de dos o más elementos distintos en proporciones fijas, siendo las propiedades del compuesto diferentes de las de sus elementos constituyentes. Los compuestos se pueden descomponer en los elementos que los constituyen por métodos químicos habituales. Por ejemplo, el agua es una sustancia compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno H2O, los cuales se pueden separar mediante una reacción de descomposición resultando por un lado los átomos de hidrógeno y por otro los de oxígeno. También es una sustancia compuesta el CO2 dióxido de carbono que exhalamos al respirar.

H2O

CO2

SOLUCIONES Son mezclas homogéneas, es decir sistemas materiales homogéneos que presentan más de un componente. Por ejemplo la mezcla de agua alcohol y azúcar es homogénea (tiene una sola fase) y está formada por mas de una componente ( en este caso presenta tres componentes)

¿Cómo diferenciar compuestos (sustancias puras) de disoluciones (mezclas homogéneas) ?

Compuesto Los constituyentes del compuesto (elementos) se encuentran en proporciones fijas.

Solución (mezcla homogénea) Los constituyentes de la mezcla pueden estar en cualquier proporción.

Si al calentar o enfriar alcanzamos la temperatura de fusión o de ebullición, esta se mantiene estable mientras no cambie el estado de agregación de la sustancia.

Si al calentar o enfriar alcanzamos la temperatura de fusión o de ebullición de uno de los componentes de la mezcla; esta temperatura se estabiliza algo pero no se mantiene invariable porque sólo está cambiando el estado de una de las sustancias que forman la mezcla, la otra u otras siguen aumentando su temperatura.

Los compuestos se pueden separar en los elementos que lo constituyen por medios químicos.

Las mezclas se pueden separar en las sustancias que la constituyen por medios físicos sencillos.

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MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE COMPONENTES O MÉTODOS DE FRACCIONAMIENTO ( SIST. MATERIALES HOMOGÉNEOS) En todo sistema material homogéneo se pueden separar los componentes que lo constituyen, obteniendo así las sustancias puras que lo componen. Algunos métodos de fraccionamiento son: 1-Destilación: consiste en transformar un líquido en vapor y luego condensarlo. Puede ser: simple: Se utiliza para separar dos líquidos cuyo punto de ebullición es muy diferente. Por ejemplo Por ej el sistema agua (pto de eb =100ºC) y alcohol (pto de eb = 78ºC) fraccionada: se emplea para separar los componentes de un sistema homogéneo que consta de dos o más líquidos volátiles de diferentes punto de ebullición cercanos entre sí como por ejemplo los diferentes componentes del petróleo Equipo completo para destilación simple Equipo para destilación fraccionada

2-Cristalización se utiliza para separar un sólido disuelto en un líquido siempre que el sólido tenga la propiedad de cristalizar. El líquido se evapora.

Disolución total

filtración de impurezas no solubles

Cristalización por evaporación del solvente

4- Cromatografía: Método usado principalmente para la separación de los componentes de una muestra, en el cual los componentes son distribuidos entre dos fases, una de las cuales es estacionaria, mientras que la otra es móvil. La fase estacionaria puede ser un sólido o un líquido soportado en un sólido o en un gel (matriz). La fase estacionaria puede ser empaquetada en una columna, extendida en una capa, distribuida como una película, etc.

Cromatografía en capa fina

en papel

en columna

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EL AGUA C COM SISTE A MATER IAL El ag a es tan ab ndante en la naturaleza sus propie ades tan co ocidas que menudo se menospreci su importancia: “sin gua no hay vida” Un ser humano re siste tres o cuatro semanas sin alime tarse, pero o mas de tr s días sin a ua. Un adulto ingiere alred dor de dos l itros, directamente o en ebidas. Por vía urinaria e intestinal, por transpir ción y com vapor, en el aire exhal do por los ulmones, el mina un volumen igual. La ruptura e este equili brio origina un síntoma reventivo: la sed En lo cultivos se plantean fenómenos par cidos, una lanta de ma z necesita 200 litros de gua para completar su desar ollo. Sólo u a mínima proporción q eda retenid ; la totalida después de circular y c mplir su fu ción biológica, vuelve a la atmós era La exist ncia de agu a en sus TR S ESTAD S facilita el cumplimie to de un ci lo continuo llama o CICLO EL AGU

COM OSICIÓN MOLEC LAR DEL A AGUA La m lécula de a ua está for ada por dos átomos de idrógeno y n átomo de oxígeno de cuerdo a la siguientes fórm las

H2 Fórmula e pírica

H

H

Fór mula desarr llada

ESTAD OS S D DE A A R EGACI N D DEL A AGUA E EN A N NATU ALEZA Se en uentra sólid a en la niev , el granizo los glaciares, los témpa os y los casquetes polar es Está l quida en lo mares, lag s, ríos, napas subterráne s y en los océanos que ubren el 75 % de la sup rficie terrestre. También se encuentra vapor d e agua en la atmósfera e porcentaje variables a los cuales s les llama h medad relativa ambi nte. La presencia de vap or de agua e n el aire se uede compr obar coloca do en un va so una bebid a helada, as , se obser ará la cond nsación del vapor en la paredes externas del vaso.

HIE O (Sólido)

VAPOR DE AGU (Gaseoso)

El hielo es el resultado de la con ela--ción El agua cuan o se evapora se junta en forma del agua. Se da en las cumbres d e las de nube. El a ua se evapor a debido al mont ñas y en los olos de la Ti rra. El hielo calentamient del sol. forma los icebergs y los glaciare .

LÍ UIDO El agua líquida es ucho más ab ndante que los otros dos estados. Es la b se de la vida. Se encuentr en los ríos, los lagos y los mares.

CICL D DEL A AGUA E EN L L NATUR LEZA

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El agua se evapora de las superficies de océanos, mares, ríos, lagos y de los seres vivos por transpiración, el vapor asciende formando las nubes que son transportadas por los vientos y cuando encuentran las condiciones necesarias precipita en forma de lluvia, nieve o granizo. Al llegar al suelo se filtra por las distintas capas disolviendo los minerales que encuentra a su paso formando las aguas subterráneas. Esta agua llega nuevamente a la superficie por las grietas del terreno, forman los manantiales y vuelven a los ríos, lagos, mares, etc. En el ciclo del agua se puede comprobar el principio de conservación de la materia: “En la naturaleza nada se crea ni se pierde; todo se transforma”

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PR OPIEDADES F FÍSICAS Y Y C CAR ACTER ES O OR GANOLÉPTICOS D DEL A AGUA P PUR A El agua pura es inodora, incolora e insípida Es líquida a temperatura ambiente Hierve a 100 ºC a presión normal (o sea a 1 atmósfera de presión o sea a nivel del mar) Congela a 0 ºC aumentando su volumen, por ello el hielo flota y permite la vida marina en las zonas polares Entre 0 ºC y 4 ºC la densidad del agua aumenta con la temperatura, mientras que a temperaturas superiores a 4ºC la densidad del agua disminuye al aumentar la temperatura como el resto de los líquidos por ello el hielo es menos denso que el agua al estado líquido. Debido a su poder disolvente se le llama solvente universal

CLASES D DE A AGUA AGUA PURA

AGUAS SERVIDAS

AGUA ESTÉRIL

CLASES DE AGUA

AGUA DESTILADA

AGUA DURA

AGUA BLANDA

AGUA POTABLE

AGUA PURA: Es el agua sin ningún otro componente, por lo cual es inodora, incolora e insípida. AGUA DESTILADA: Es agua pura que fue obtenida mediante el proceso de destilación. En la destilación el agua se evapora y luego se condensa; al pasar de un estado a otro el agua deja todas las impurezas. AGUA ESTÉRIL: Es el agua que no contiene ningún tipo de microorganismo , se diferencia del agua destilada en que el agua estéril si puede contener sales disueltas, de hecho el suero utilizado en los hospitales es agua estéril con una proporción adecuada de minerales para el organismo humano. AGUA SERVIDAS: Es agua de desecho que contiene gran cantidad de microorganismos patógenos o no y gran cantidad de residuos provenientes de la actividad humana. Las aguas servidas son conducidas en las ciudades por medio del sistema cloacal hasta las plantas de tratamiento donde luego de diferentes procesos es vertida a una corriente de agua, espejo de agua, mar, etc. Generalmente el tratamiento de aguas servidas incluye:  Sedimentación en piletas destinadas a tal fin  Eliminación de materiales que se encuentren flotando en la superficie  Floculación y posterior decantación para retirar el floculo  Cloración para eliminar la mayor cantidad de microorganismos patógenos  Neutralización para neutralizar el pH ácido originado por el cloro disuelto  Vertido del agua tratada a un curso de agua AGUA DURA: Es la que contiene un gran cantidad de minerales que recogió en su paso por las rocas. Estos minerales son especialmente sales de calcio y de magnesio. Algunas aguas pierden su dureza durante la ebullición, porque por calentamiento las sales que poseían se depositan en el recipiente constituyendo el sarro. Estas dureza que

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se elimina por e ullición se denomina ureza tem oraria. En cambio, en otras aguas la dureza o se elimi a por calentamiento, en estos casos a dureza se llama permanente. El ag a dura pres nta inconvenientes tant en el hogar como en la industria ya que corta el jabón impid iendo la for ación de es uma, no co cina bien la verduras y legumbres tapa las c ñerías de las calderas d e la industria por depós tos de sarro por lo cua dichas calderas pued n explotar al elevar e forma exa gerada su emperatura. Para evita estos incon enientes se trata el agua dura con l a finalidad e eliminar la dureza y onseguir de esta maner evitar o al menos reduc r los inconv enientes que ella ocasio a.

AGU BLAND : Es el ag a que no contiene sales de calcio o magnesio o los contiene en mu poca prop rción. Ejem los de aguas blandas so el agua po able, el agu pura, el ag a destilada, etc.

AGU POTABLE: Es el ag a apta para l consumo umano, por lo cual deb poseer las siguientes co ndiciones  No debe ontener microorganism s patógenos  No debe oseer mater a orgánica n descomposición  Debe con ener aire di uelto para q ue no result indigesta  Debe con ener sales d sueltas en pequeñas pro orciones  Debe coc r bien las v rduras  Debe dis lver bien el abón  Sería ideal que fuera l mpida, incolora, inodor y de sabor agradable

Un gr an porcentaje de las enf rmedades s producen d ebido a la i salubridad el agua util zada para el consumo, por ello se de e someter a agua a una serie de pro esos de pot bilización como se muestra a conti uación.

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CENTRO PROVINCIAL DE ENSE ANZA MEDIA Nº 25 Asignatura: CIENCIAS FISICO – QUÍMICA 1º AÑO A,B,C,D,E Prof: TERESITA FLORES, MARIA EMILIA LOPEZ, LUIS MOLINA 

TOMA DEL RIO. Punto de captación de las aguas; REJA. Impide la penetración de elementos de gran tamaño (ramas, troncos, peces, etc.).



DESARENADOR. Sedimenta arenas que van suspendidas para evitar dañar las bombas.



BOMBEO DE BAJA (Bombas también llamadas de baja presión). Toman el agua directamente de un río, lago o embalse, enviando el agua cruda a la cámara de mezcla.



CAMARA DE MEZCLA . Donde se agrega al agua productos químicos. Los principales son los coagulantes (sulfato de alúmina), alcalinizantes (cal)



DECANTADOR. El agua llega velozmente a una pileta muy amplia donde se aquieta, permitiendo que se depositen las impurezas en el fondo. Para acelerar esta operación, se le agrega al agua coagulante que atrapan las impurezas formando pesados coágulos. El agua sale muy clarificada y junto con la suciedad quedan gran parte de las bacterias que contenía.



FILTRO. El agua decantada llega hasta un filtro donde pasa a través de sucesivas capas de arena de distinto grosor. Sale prácticamente potable.



DESINFECCIÓN. Para asegurar aún más la potabilidad del agua, se le agrega cloro que elimina el exceso de bacterias y lo que es muy importante, su desarrollo en el recorrido hasta las viviendas.



BOMBEO DE ALTA. Toma el agua del depósito de la ciudad.



TANQUE DE RESERVA . Desde donde se distribuye a toda la ciudad.Muestras tomadas en distintos lugares del sistema.



CONTROL FINAL . Antes de llegar al consumo, el agua es severamente controlada por químicos expertos, que analizan

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CIENCIA RESPONDE 1

1-¿La medicina es una ciencia? Fundamenta tu respuesta 2-¿Qué diferencia existe entre la medicina y el curanderismo? 3-¿Qué es la homeopatía? ¿Se considera una ciencia? 4-Realiza una cronología de el desarrollo de la ciencia en nuestro país RESPONDE 2

Supongamos que se proyecte la construcción de edificios en una zona cordillerana, frecuentemente afectada por movimientos sísmicos. Trata de imaginar: a-¿Qué estudios previos serán necesarios? b-¿Qué aportes podrían ofrecer un físico, un químico, un geólogo, un matemático, un meteorólogo, un arquitecto, un ingeniero, un sociólogo y un economista? c- Explica por qué estos especialistas deberían trabajar, durante la elaboración del proyecto, en constante colaboración Actividad extraída de Nociones de Fco-Qca de Maiztegui, Boido, López. Ed. Kapelusz

RESPONDE 3

1- Los pastores tienen fama de ser buenos observadores y prever con bastante exactitud el tiempo que va a hacer al día siguiente. ¿En qué se diferencia la observación que hace el pastor de la que realiza el meteorólogo que confecciona el parte del tiempo? 2- Un granjero quiere investigar si existe alguna relación entre la cantidad de vitamina A que da a sus gallinas y el número de huevos que ponen éstas. Para ello proporciona a las gallinas una alimentación que sólo se diferencia en la cantidad de vitamina A que da a una y a otras. Suponiendo que todas las gallinas se crían bajo unas mismas condiciones de luminosidad, temperatura, etc. a-¿Se ha planteado el granjero una experiencia científica? ¿Porqué? b-¿Cómo formularías la hipótesis que quiere comprobar? c-¿A qué conclusiones llegaría el granjero en función de los distintos resultados que pudieran darse? Actividad extraída de Fco-Qca de Escudero, Lauzurica, Pascual, Pastor. Ed. Santillana

FENÓMENOS COMPLETA 4

FENÓMENOS

Se clasifican en

Son de carácter

Son de carácter

Como por ejemplo

Como por ejemplo

Lo que acabas de realizar es una red conceptual que se encuentra formada por conceptos fundamentales llamados nodos unidos por medio de nexos, estos últimos se encuentran representados por flechas y no hace falta explicitarlos. En este caso los nexos se encuentran escritos sobre las flechas para facilitar tu comprensión de la red conceptual, en redes posteriores solo encontraras los nodos y las flechas que los unen.

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RESPONDE 5 1) Dados los siguientes fenómenos clasifícalos en físicos o químicos. Justifícalos a.

Romper un florero

b.

Asar carne a la parrilla

c.

Escribir sobre una hoja

d.

Encender un fósforo

e.

Planchar ropa

f.

Inflar un globo

g.

Picar carne

h.

Digerir un alimento

i.

Tocar la guitarra

j.

Encender un foco

2) En los siguientes párrafos indica de que paso del método científico se trata a- El detective dijo: - Tal vez el sobrino asesinó a la anciana para heredarla o fue el mayordomo harto de sus caprichos …………………………………………… b- El detective luego de analizar toda la información obtenida pudo asegurar que el asesino fue el sobrino ……………………………………………. c- El detective realizó preguntas a todas las personas relacionadas con la anciana y luego tomó las huellas del arma encontrada …………………………………………… d- El detective miró a la anciana postrada a los pies de su cama ………………………………. CIENCIA EN CASA 6 1º- Coloca en un frasco o botella pequeña, vinagre hasta ocupar aproximadamente un cuarto del recipiente 2º - Introduce de a poco el equivalente a una cucharadita de bicarbonato dentro de un globo. 3º- Coloca, sin derramar el bicarbonato, el globo en la boca de la botellita o frasco de manera que quede bien ajustado. 4º- Levanta el globo y vierte el bicarbonato en el vinagre 5º- Anota todo lo sucedido. No omitas ningún detalle 6º- ¿Qué tipo de fenómeno tuvo lugar? Fundaméntalo 7º- Realiza un informe de la experiencia realizada. Recuerda la importancia de ser claro y prolijo a la hora de presentar tus trabajos

CIENCIA EN CASA 7 1º- Toma una cucharadita de manteca, observa sus características y anótalas 2º - Fúndela en un recipiente pequeño como una taza de loza. Hazlo a fuego mínimo y lentamente cuidando que no se queme. Retira el recipiente del fuego, observa todas las características de la manteca fundida y anótalas. 3º- Una vez tibio el recipiente, colócalo en la heladera unos 15 minutos. 4º- Anota que sucedió y las características que presenta ahora la manteca. Compáralas con las del primer punto 5º- ¿Qué tipo de fenómeno tuvo lugar? Fundaméntalo 6º- Realiza un informe de la experiencia realizada 47


MATERIA Y ENERGÍA IDENTIFICA 8 Une con una línea entre la palabra que identifique materia y el cofre

INVESTIGA 9 1-¿Qué tipo de transformaciones energéticas se producen desde la corriente de agua que

ingresa a El Chocón hasta que enciendes un foco en tu casa? 2- El foco que enciendes en tu casa produce dos tipos de energía ¿Cuáles son? 3- a-Busca en diarios y revistas (no en libros) imágenes donde puedas observar la manifestación de algún tipo de energía. b- Identifica los diferentes tipos de energía que observas en la imagen c- Identifica la materia presente en la imagen elegida PIENSA 10 Indica cinco situaciones en las cuales se utilicen fuentes de energía renovables y cinco en las que se utilicen fuentes no renovables.

48


LAB RATO IO: PR CAUCI NES Y

ATERIALES

SITUACIONES DE PELIG O 11 En el siguiente d bujo se muestra un laboratorio en el cual se p esentan sit aciones de peligro. Ind ca cuales s n, los riesg s que se suf en y las alternativas par un trabajo seguro

REF EXIONA 2 emos trans tado la pri er unidad d e la asignat ra y, además buena par e del año. s el momento de reflexionar y proponernos mod ficar aquell que no esta resultando omo queríamos. ee el siguiente artículo y escribe al menos cinco situacion s que te gu taría cambi r, asimism indica que harías para lograrlo.

49


MATERIA, CUERPO Y MATERIALES COMPLETA 13

Completa la siguiente tabla ¿Es energía? ¿Es materia? ¿Qué cuerpo forma? ¿Material que forma el cuerpo?

Risa

No

ninguno

ninguno

No

Madera

pizarrón

madera

Sonido plástico vidrio Cuchara INVESTIGA 14

1- Lee la etiqueta de una lata de gaseosa y anota en la carpeta de qué gaseosa se trata y los componentes que presenta 2- Haz lo mismo con harina, azúcar, agua mineral y alguna golosina 3- ¿Encontraste algún alimento que contenga solo un componente? ¿Cuál/es? 4- Habla con tus padres o con el ferretero de tu barrio y pregúntales porqué está formado un clavo, un caño de cloaca, un tornillo, un martillo, un cable y un destornillador. Anótalo todo en tu carpeta y clasifícalos de acuerdo a su composición y a su origen realizando un cuadro de doble entrada CIENCIA EN CASA 15 Procedimiento:

1- Mezcla muy bien medio litro de leche, ligeramente tibia, con el pote de un yogur natural ( sin ningún agregado) 2- Reparte la preparación en cuatro recipientes iguales y déjalos fuera de la heladera en un lugar tibio, puede ser cerca de un calefactor. 3- Después de unas ocho horas, es decir a la mañana siguiente, lleva los recipientes a la heladera y déjalos enfriar por espacio de dos o tres horas. 4- Haz conseguido preparar yogur, un producto natural, con elaboración artesanal en este caso. Si el yogur lo hubieras comprado presentaría elaboración industrial 5- Agrégale azúcar y saborizantes o fruta a gusto para consumirlo Actividad: Realiza un informe incluyendo los conocimientos adquiridos hasta ahora en la asignatura y utilizando el vocabulario adecuado. 50


CRUCIGRAMA 16 Realiza el cuestionario cuyas respuestas corresponden a la resolución del siguiente crucigrama 1 2 3 4 5 6 7

C O M N A L I M I T S I N T E E L A B O R S O L I G A

P T E T A D S

O U

S R

I C D O O E O

I C A L

I

O

N

O

S

O

ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA CIENCIA EN CASA 17

1º- Coloca dos frascos con agua al aire libre 2º- Marca en ambos frascos el nivel del agua con un marcador o un pedazo de cinta 3º- El frasco Nº 1debe quedar destapado y al resguardo para que no le caiga rocío nocturno o lluvia, mientras que al frasco Nº 2 debes taparlo en forma hermética 4º- Observa el nivel del agua en ambos frascos a las 24 hs, 48 hs y 72 hs y regístralo en la siguiente tabla, midiendo la altura de agua con una regla Tiempo

Frasco Nº 1

Frasco Nº 2

24 horas

……………….. cm.

…………….. cm.

48 horas

……………….. cm.

…………….cm.

72 horas

………………. cm.

……………..cm.

5º- Explica lo sucedido en ambos frascos de acuerdo a lo aprendido en cambios de estado de agregación y teoría cinética - molecular RESPONDE 18

1. 2. 3. 4.

¿Dónde va a parar el agua que moja la calle después de una lluvia? ¿Cuál es el punto de ebullición del agua a presión normal? ¿Qué diferencia existe entre condensación y licuefacción? Unir con flechas según corresponda Aceite Se presenta en estado gaseoso Oxigeno

Pasaje de estado líquido a vapor

Azúcar

Pasaje de estado liquido a sólido

Solidificación

Pasaje de estado gaseoso a estado liquido

Vaporización

Se presenta en estado sólido

Licuefacción

Pasaje de estado sólido a líquido

Fusión

Se presenta en estado líquido 51


5. 6. 7. 8.

Según la teoría cinética- molecular ¿Cuáles son las características del estado de agregación de el aire? Explicar según la teoría cinético –molecular lo que sucede al solidificar metal fundido El hielo seco (dióxido de carbono sólido) se utiliza para conservar alimentos a bajas temperaturas, por ejemplo helados ¿Porqué la caja que contiene los helados no se moja? Unir con flechas según corresponda Estado sólido Estado líquido Estado gaseoso

9.

son compresibles partículas con gran energía cinética predominan las fuerzas de atracción adquiere la forma del recipiente presenta forma propia

Completa las siguientes frases a- En la nube el agua se encuentra al estado de……………….…y pasa al estado …...………… cuando llueve por el proceso de…………… ……………………que se produce al enfriarse la nube debido a una masa de aire a baja temperatura. b- En la lluvia el agua se encuentra al estado ..………….……y pasa al estado ………………… cuando nieva por el proceso de ……………..… que se produce al enfriarse la lluvia debido a una masa de aire a baja temperatura

10. Reconoce los cambios de estado de las imágenes y explícalos utilizando la teoría cinética – molecular IMAGEN A

IMAGEN B

IMAGEN C

RESPONDE 19 1- a-Define con tus palabras cambio de estado de agregación b-¿Qué tipo de fenómeno es un cambio de estado de agregación? 2- ¿Porqué la ropa mojada se seca mas rápidamente en verano que en invierno? Explícalo de acuerdo a la teoría cinética - molecular 3- Estudia atentamente el gráfico e indica el cambio de estado que corresponde sobre cada una de las flechas

Estado SÓLIDO

Estado LÍQUIDO

Estado GASEOSO

Estado VAPOR

4-

El siguiente gráfico corresponde al enfriamiento de un gas, de acuerdo a ella responde: a-¿En qué zona de la curva la temperatura permanece constante? b-¿En qué punto el gas comienza a licuarse?¿Cómo se llama dicho punto? 52


c-¿ ué estados e agregación se present n en los dis intos interv los del gráf co? in ervalo A-B in ervalo B-C in ervalo C-D d-¿En qué punto todo el gas e ha licuad ? Temperat ra en ºC

B

C

iem o en mi utos

5- En la sigui nte tabla figuran los puntos de fusió y ebullició del alcoho común, sal de mesa e h drógeno. Trata de ub icar cada un de ellos en el lugar de l a tabla que l e correspon a Sustancia

p. e fusión en ºC

p. de e ullición en ºC

-115

78

-259,1

-252,7

808

1465

6-Enumera cuatro susta cias difere tes que se e cuentren e estado gaseoso a 25°C presión atmosférica normal. Menciona 3 propiedades que co partan estas tres sustanc as. 7- Cuando se saca la ta a a una bot ella de vina re a 25°C, i mediatame te se siente el olor ¿Por ué? 8- ¿Cómo ambia la densidad de u gas al com rimirlo a te peratura c nstante? 9- a) ¿Cuál de las siguientes repres ntaciones c rresponde al agua líqui a y cuál al ielo

b) Real za un esqu ma mostrando un frasco que con iene parafi a líquida

un trozo d e parafina sólida

10- Los res cuadro siguientes muestran nivel sub icroscópico partícula de una determinada sust ncia pura a diferente temperaturas y a presión atmosf rica normal.

CU DRO A

CUADRO B

CUADR O C

a) ¿C ál de los c adros esq ematiza la situación d mayor de sidad? b) ¿Cu l represent la de mayor tempera ura? c) ¿Es osible que el cuadro C represent la fase líq ida y el de l centro la ase gaseo a? 11- El agua fría es ás densa q e el agua ólida., esto está estrec amente re acionado con la posibi idad de e istencia de vida. Investiga el fenómeno y realiza una síntesis de tu investigación 12- ¿A q é se debe ue los hab tantes del íbet puedan tomar el afé hirvie do sin que arse. 53


13- Indica el estado de agregación de las siguientes sustancias a 25ºC SUSTANCIA PUNTO DE FUSIÓN PUNTO DE EBULLICIÓN

Aluminio

660 ºC

2060 ºC

Mercurio

- 39 ºC

357 ºC

Propano

- 187 ºC

- 45 ºC

Agua

0 ºC

100 ºC

Glicerina

- 40 ºC

290 ºC

RESPONDE 20 Realiza para cada una de las sustancias mencionadas la recta de estado de agregación e indica el estado de agregación que presentan a 100°C y a 0ºC completando la siguiente tabla. PUNTO DE FUSIÓN

PUNTO DE EBULLICIÓN

SUSTANCIA A

21°C

95°C

SUSTANCIA B

-12°C

118°C

SUSTANCIA C

1°C

56°C

SUSTANCIA D

5°C

8°C

SUSTANCIA E

235°C

539°C

ESTADO DE AGREGACIÓN A 0°C

ESTADO DE AGREGACIÓN A 100°C

PROPIEDADES DE LOS CUERPOS Y DE LOS MATERIALES LEE Y RESPONDE 21 1) Supongamos que colocamos una goma en un vaso que está lleno de agua hasta su borde, lo colocamos en un plato y a posteriori le introducimos una goma de borrar ¿Qué sucederá? Has una hipótesis, experimenta en tu casa y dibuja lo que viste. ¿A qué propiedad de los cuerpos responde este hecho? 2) Divide en pequeños porciones un trozo de papel. ¿Pudiste hacerlo? ¿A qué propiedad de los cuerpos responde este hecho? 3) Piensa y justifica ¿Que sucederá si vamos en un colectivo y éste frena de golpe, y que sucederá si luego arranca? ¿Por qué crees que sucede eso?, ¿A qué propiedad de los cuerpos corresponde mencionar aquí? 4) Mide el ancho de una hoja con la regla, luego mide el alto de un libro y por último el largo de tu lapicera. ¿ Pudiste hacerlo? Esta es otra propiedad de los cuerpos ¿Cómo la llamarías? 5) Si suspendemos en el aire distintos objetos Ej una goma, un lápiz, un anillo etc. ¿Puede ser que estos objetos suban? ¿A qué propiedad de los cuerpos corresponde mencionar aquí?

54


RES ONDE 22 1- ¿ ué propied ades debe t ner el mate ial con el q e harías l s siguiente objetos : Vi cha, botas de lluvia , olla , v stido de ver ano, conjunto para gimnasia? 2artín decidió hacer un araguas de papel, una elota de vi rio y campera de piel e Chinchill . De acuer o a la f nción de ca a uno de es os element s ¿usarías los mismos materiales? ¿ orqué? 3ompleta la frase : “ M ría se com ro un para uas que tilizará lo días de ………… …. debido a que el………… …………c n el que est hecho es ………… …………. 4- Ind icar justific ndo tu resp esta si es c nveniente acer de plá tico los sig ientes cuerpos :

M GNITU ES DEFINE 23 Busca en el dicci nario las palabras: a- Impr cisión b- Inde inición

cd-

Precisión Exactitud

RES ELVE 24 1 Indica en cifra signifi ativas a la s guiente notación cientí ica : a- El tiem o que tarda la luz en rec orrer 1000 m es de 3,3 . 10-3 s b- La edad aproximada de la Tierra es : 4,5 . 10 9 años 2 Dada las s guientes magnitudes ex resa con N tación cient fica y unid des del SI: a- asa de un rotón : 0,0 000000000 0000000000016726 g b- asa de un lectrón :0,00000000000000000000 000009109 2 g c- El radio ap oximado del planeta Sat urno es de : 60000 Km

RES ELVE 25 1234-

Calcula el valor promed io de los sig ientes vol menes : 30 litros ; 50 litros ; 70 lit ros Calcula el error absolut que se co etió en la m dición de l s volúmene del punto a nterior. ¿Cuál es el orcentaje d e error que uvo la medición de vol men realizada en el pun to 1? Al medir la longitud del laboratorio un equipo d 4 alumnos obtuvieron os siguientes resultados : - Alu no 1: 11.65 m - Alu no 2 : 11.50 m - Alu no 3 : 11.80 m - Alu no 4 : 11.70 m 5- Cuál es el v alor que debe darse como medida y que % de er or cometió ada alumno?

55


RESUELVE 26 1- Científicos Espaciales enviaron una misión de reconocimiento a la Luna, un robot de laboratorio, con el fin de analizar muestras de rocas, aire y condiciones meteorológicas. El mismo pesaba en la Tierra 120 Kgf. Al llegar a la Luna los astronautas midieron el peso del robot y comprobaron que era de 20 Kgf. Pero al regresar a la Tierra el peso era otra vez 120 Kgf. a- ¿Por qué la medición resultó menor en la Luna? b- ¿Cuál será el valor de la gravedad de la Luna con respecto a la Tierra? 2- También en la Tierra existen diferencias de gravedad de acuerdo al lugar en el cual nos encontremos situados debido a la forma que presenta la misma; achatada en los Polos donde la gravedad será mayor y ensanchada en el Ecuador donde la gravedad será menor. De acuerdo a lo expresado razona cada una de las situaciones presentadas a. Una persona viaja desde El Cairo hasta Oslo. Al subir al avión le indican que la máxima cantidad de equipaje que puede llevar es de 30 Kgf, de lo contrario deberá pagar una multa por exceso de equipaje, pesan el equipaje y lo dejan subir ya que el mismo acusa 30 Kgf. ¿Al bajar debió pagar multa o no? Justifícalo b. Susana vive en Buenos Aires y está realizando un seguimiento nutricional debido a su bajo peso. Debe consumir todos los días una dieta balanceada y rica en calorías para mantener su salud. Su peso es controlado rigurosamente para evitar cualquier descenso brusco. Por razones laborales debió viajar a Ontario. Busca las latitudes de cada una de las ciudades mencionadas e indica que pasará con el peso de Susana en este viaje 3- Para medir el volumen de cuerpos irregulares utilizas la técnica de desplazamiento de líquido a- Si quisieras hallar el volumen de un terrón de azúcar ¿Podrías emplear este método? Justifica tu respuesta b- Si debes determinar el volumen de un corcho ¿Podrías emplear este método? Justifica tu respuesta 4- ¿Qué ocurre con el volumen de los cuerpos cuando se calientan? RESUELVE 27 Si un cuerpo tiene una masa de 200 g y ocupa un volumen de 400 cm3, indica ¿Cuál es su densidad? Se sabe que la densidad del agua es 1g/cm3 ¿Puedes explicar que significa esto? ¿Qué magnitud puedes calcular conociendo que el cuerpo pesa 100g y tiene un volumen de 500 cm3? Calcula cuál es volumen que ocupan 200 g de agua sabiendo que la densidad es 1g/cm3.Calcula cuál es la cantidad de aire que hay en la habitación si la misma tienen 3,5 m de largo y forma cúbica.Responde a- ¿Por qué flotan los témpanos? b-¿Cómo será el Pe del hielo con respecto al del agua? 7. Para predecir si un cuerpo flota o se hunde en un líquido se utilizan los valores de sus pesos específicos. Si el Pe de la sustancia es mayor al del líquido se hunde, si es menor flota. De acuerdo a ello realiza un dibujo de cada uno de los ítems a- Una probeta contiene 50 cm3 de agua cuyo peso específico es de 1 gf/cm3 y se le agregan: - 5 cm3 de aceite de oliva ( Pe: 0,9 gf / cm3 ) - 8 cm3 de mercurio ( Pe: 13,6 gf / cm3 ) b- Una probeta contiene 30 cm3 de aceite de oliva ( Pe: 0,9 gf / cm3 ) al cual se le agregan : - 10 cm3 de petróleo ( Pe: 0,9 gf / cm3 ) - 11 gramos de madera de balsa ( Pe: 0,1 gf / cm3 ) 8. Para determinar la pureza de una sustancia se determina su densidad y se compara con valores tabulados, si coincide es una sustancia pura, de lo contrario está mezclada con otra. Los valores de peso específico y densidad también permiten identificar de qué sustancia se trata, comparando sus valores con los tabulados. De acuerdo a esto, indica las sustancias que conforman los siguientes cuerpos son puras o no. - 84 gramos de una tiara de plata que ocupan un volumen de 8 cm3 ( Pe plata : 10,5 gf / cm3) - 360 gramos de una olla de cobre que ocupan un volumen de 30 cm3( Pecobre8,96 gf / cm3) - 50 cm3 de alcohol que presentan una masa de 39,25 gramos ( Pe alcohol : 0,785 gf / cm3) - 500 cm3 de aceite de oliva que presentan una masa de 420 gramos ( Peaceite : 0,9 gf / cm3) 1. 2. 3. 4. 5. 6.

56


RESPONDE 28 1- En el siguiente texto identifica: a- Propiedades extensivas e intensivas de la materia b- Propiedades de los cuerpos c- Propiedades organolépticas “El árbol era frondoso, medía más de 10 metros de alto, sus hojas presentaban un color verde intenso en verano y amarillo pálido en invierno. Todas las siestas de ese verano jugábamos en su fresca sombra y nos apoyábamos a descansar sobre su rugosa corteza. El día que cayó rugiendo y haciendo temblar la tierra bajo el latigazo de las sierras todos entristecimos…”

2- De acuerdo a los dibujos indica a- Instrumento utilizado b- Magnitud medida c- Valor numérico y unidad de la piedra

SISTEMAS MATERIALES RESPONDE 29 1- Sobre la mesada dejé un termo cerrado con agua caliente; después de una hora compruebo que la cantidad de agua es………………… y la temperatura dentro del termo es …………………. Por lo tanto podemos decir que el agua contenida en un termo cerrado es un ejemplo de sistema material………………….ya que ……………………. masa…………………………energia con el entorno 2- Si dejo ahora una botella destapada con agua caliente dentro, durante toda la noche, la temperatura del agua ……………………………. y la masa de agua ………………….. Por lo tanto podemos decir que el agua contenida dentro de la botella es un ejemplo de sistema material ……………….ya que ………………materia y ………………energía 3- Si hubiésemos dejado una botella cerrada con agua caliente dentro, la temperatura del agua hubiera …………………………… y la masa de agua……………………….. Por lo cual podemos decir que el agua caliente contenida en una botella tapada es un ejemplo de sistema material…………………………….ya que ………………………...……………………………………………………………… 4- Un a botella de alcohol destapada es un sistema material……………………………. 5- Una mamadera térmica tapada es un sistema material…………………………….. 6- Una gaseosa helada y tapada fuera de la heladera es un sistema material…………… 7- Una prenda húmeda en el tendedero de ropa es un sistema material……………….. ya que ……………………… materia y …………………………energía RESPONDE 30 1- Un sistema material está formado por agua, hielo y vapor de agua por lo cual podemos decir que de acuerdo a sus propiedades intensivas se lo puede clasificar como ………… presentando……. fases y... .. componentes 2- En un recipiente se encuentran contenidos alcohol, limaduras de hierro, agua y oxígeno por lo cual se trata de un sistema material………………… que presenta……….fases y ……. componentes 3- En una olla se coloca agua, aceite, sal, fideos y un diente de ajo; de acuerdo a ello podemos decir que se trata de un sistema material……………….que presenta……fases y …. componentes

57


SISTEMAS MATERIALES HOMOGÉNEOS RESPONDE 31 1- Representa con esferas de diferentes colores los átomos que componen las siguientes moléculas e indica si se trata de sustancias simples o compuestas. Representación - Trióxido de azufre

SO3

- Agua

H2O

- Metano

CH4

- Dióxido de carbono

CO2

- Oxígeno

O2

- Cloruro de sodio

Na Cl

Clasificación sustancia compuesta

2- En los siguientes esquemas se muestran tres representaciones, de acuerdo a ellas indica en qué caso se trata de una sustancia pura, en donde de una sustancia compuesta y en cual de una mezcla

FIGURA A

FIGURA B

FIGURA C

3- A partir de los datos presentados y con ayuda de una tabla periódica completa el siguiente cuadro ELEMENTO LITIO

SÍMBOLO

PROTONES

NEUTRONES

ELECTRONES

Li

3

4

3

ESQUEMA

BERILIO

CARBONO

SODIO

OXÍGENO

UNIR 32 1- Unir con flechas según corresponda Azúcar Agua de mar

Sustancia pura simple

Monóxido de carbono Agua

Sustancia pura compuesta

Aire Oxígeno

Solución

Vino 58

CUADERNILLO FISICO-QUIMICA 1°

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