Atlacomulco Bloque I Contenido 3.docx

CIENCIAS III (ÉNFASIS EN QUÍMICA)

BLOQUE I. Las características de los materiales

Aprendizajes esperados:   

Identifica los componentes de las mezclas y las clasifica en homogéneas y heterogéneas. Deduce métodos de separación de mezclas con base en las propiedades físicas de sus componentes Identifica relación entre la variación de la concentración de una mezcla (porcentaje en masa y volumen) y sus propiedades

Contenido:  

Experimentación con mezclas homogéneas y heterogéneas. Métodos de separación de mezclas con base en las propiedades físicas de sus componentes

Propósito: Que los adolescentes avancen en el desarrollo de sus habilidades para representar, interpretar, predecir, explicar y comunicar fenómenos biológicos, físicos y químicos. Competencias que se favorecen:   

Comprensión de fenómenos y procesos naturales desde la perspectiva científica. Comprensión de los alcances y limitaciones de la ciencia y del desarrollo tecnológico en diversos contextos. Toma de decisiones informadas para el cuidado del ambiente y la promoción de la salud orientadas a la cultura de la prevención.

Ámbito: Propiedades y transformaciones de los materiales. Número de sesiones: 9 DE 50 MINUTOS

ACTIVIDADES

SECUENCIA 1

INICIO   

Conoce los aprendizajes esperados y las formas de evaluación Integra equipos de 3 compañeros Comparte sus saberes acerca de:



- ¿Qué es una mezcla? - ¿Cómo sabes que algo es una mezcla? - ¿Menciona ejemplos de mezclas que realizan cotidianamente en casa? - ¿Qué entiendes por heterogéneo? - ¿Qué entiendes por homogéneo? - ¿Qué tipos de mezclas conoces? - ¿Qué entiendes por mezcla heterogénea - ¿Qué entiendes por mezcla homogénea? Comparten sus respuestas al grupo.

DESARROLLO  

  

Lean el texto titulado: Mezclas homogéneas y heterogéneas Contesten las siguientes cuestiones: - ¿Cuáles son las ideas principales del texto? ¿Cuál es su propósito? - ¿Con qué otro nombre se les conoce a las mezclas homogéneas? - ¿Qué significa soluto? - ¿Qué significa solvente? - Anoten ejemplos de los dos tipos de mezclas. - (Esquematicen su información) Compartan sus respuestas al grupo Con los materiales solicitados en la sesión anterior, identifiquen y/o hagan diferentes mezclas. (3 mezclas diferentes por equipo) Registren en el siguiente cuadro: INGREDIENTES/COMPONENTES

TIPO DE MEZCLA HOMOGÉNEA HETEROGÉNEA

OBSERVACIONES

CIERRE   

Socialice su cuadro al grupo y anote en el mismo, otras mezclas elaboradas por sus compañeros. Autoevalúe el trabajo realizado considerando los aspectos marcados por el maestro. Guarde sus mezclas para la siguiente clase.

SECUENCIA 2

INICIO 

        

Comente de manera grupal  ¿Qué desayuno?  ¿Algo de lo que desayuno es una mezcla?  ¿Qué tipo de mezcla es? Tome su mezcla hecha la clase anterior e intercámbiela con otro compañero. Intégrese en equipos de tres compañeros. Identifiquen el tipo de mezclas con las que cuentan (homogénea o heterogénea) ¿Cuáles son sus componentes? Comenten ¿cómo pueden separar los componentes de las mezclas? Separen los componentes de las mezclas Registren el proceso y resultado Comenten al grupo ¿cuáles mezclas pudieron separar y cómo le hicieron? ¿Cuáles no y por qué?

DESARROLLO  

     

Investiguen en su libro de texto, libros de la biblioteca escolar y de aula los métodos de separación de mezclas. Elaboren un cuadro comparativo de los métodos, características y aplicación. MÉTODO CARACERÍSTICAS APLICACIÓN

Deduzcan cuál es el método de separación que utilizaron para separar las mezclas que pudieron separar y con qué otro pudieron haberlo realizado. Registren sus conclusiones Deduzcan cuál es el método de separación que pueden utilizar para separar las mezclas que no pudieron con anterioridad. Preparen materiales para que en la próxima sesión utilicen el método adecuado y realicen la separación de las mezclas. Separen las mezclas mediante el método seleccionado. Registren su práctica y socialícenla al grupo.

CIERRE 

Con el trabajo realizado en esta sesión y en la anterior, llene el siguiente cuadro: MEZCLA (COMPONENTES)

TIPO

METODO DE SEPARACION

 

Socialice al grupo y enriquezca el cuadro con las aportaciones de sus compañeros. Con la información del cuadro anterior seleccionen e identifiquen las mezclas que presentan soluto y solvente: COMPONENTES

  

SOLUTO

SOLVENTE

TIPO DE MEZCLA

Establezcan una conclusión sobre el resultado del cuadro Compartan al grupo Autoevalúe su trabajo realizado.

SECUENCIA 3 INICIO   

Mediante la dinámica “soluto-solvente”, intégrese por parejas. Lean la lectura “las mezclas y su concentración”. Enlisten las ideas principales.

DESARROLLO  

Intégrense con otra pareja, comparen su información, esquematicen y compartan con el grupo. Con los materiales solicitados: 1 pocillo de 250 ml., 1 cuchara pequeña, 200 ml. de agua, sal de mesa, 1 termómetro, parrilla eléctrica (en caso de no contar con mechero bunsen) realicen el siguiente experimento. 1. Determinen la masa de una cucharadita rasa de sal. Si no cuentan con balanza, un día antes de realizar el experimento acudan a una tienda y pidan que les pesen la sal en su báscula (que les midan la masa de una cucharadita de sal). Regístrenla en su cuaderno. 2. Elaboren su hipótesis contestando ¿Qué creen que sucederá con la temperatura de ebullición al incrementar la concentración de la mezcla? 3. Tomen la temperatura con el termómetro y registren. Eviten que el termómetro entre en contacto con el recipiente. Apaga la parrilla o mechero. 4. Viertan una cucharadita de sal al agua y agiten hasta que se disuelva. 5. Enciendan el mechero o parrilla y calienten hasta que hierva la mezcla. 6. Determinen la temperatura de ebullición y anótenla.

7. Repitan el procedimiento añadiendo cada vez una cucharadita más de sal hasta que ya no se disuelva. En cada caso, registren en el cuadro de apoyo. CANTIDAD DE SOLUTO SOLVENTE (SAL) (AGUA)



TEMPERATURA Y TIEMPO DE EBULLICIÓN

% EN MASA

OBSERVACIONES

masa del soluto % en masa= ---------------------------------- X 100 masa total de la disolución

Establezcan conclusiones en grupo.

CIERRE 

Realicen en casa una mezcla usando 5 ml de jugo de limón (soluto) y 200 ml de agua (solvente). Llenar el siguiente cuadro.

SOLUTO

  

CANTIDAD DE SOLVENTE SOLUCIÓN

% EN VOLUMEN COLOR, SABOR

OBSERVACIONES

volumen del soluto % en volumen= ---------------------------------- X 100 volumen total de la disolución

Socialice su cuadro al grupo Obtengan conclusiones grupales referentes a la relación entre la variación de la concentración de una mezcla y sus propiedades. Evalúen el trabajo realizado y los aprendizajes esperados

RECURSOS: Libro de texto, biblioteca de aula y escolar,fotocopias de cuadros comparativos, agua, sal, azúcar, limón, grenetina, alcohol, arena, algodón, esponja, imán, limaduras de hierro, aserrín, alfileres, tornillos, arroz, sopa de pasta, frijoles, lentejas, garbanzos, naranja, lechuga, pepino, chocolate, nescafé, fresas, crema, leche, zanahoria, ajonjolí, pimienta, clavo, vasos, platos, cucharas, palitos de madera, Coca cola, desodorantes, lápiz, instrumentos de laboratorio. BIBLIOGRAFÍA:     

Ciencias 3 Química un enfoque competente y sustentable, Llano Lomas Mercedes Guadalupe, Delgado Herrera Teresa Elizabeth, edit.SM. Ciencias 3 Química, Soriano Esperanza, González Dávila Alejandra, edit. Santillana. Biblioteca de aula Biblioteca escolar http://www.conevyt.org.mx/cursos/pcn/experimentos/cnexp_10.html

Mezclas homogéneas y heterogéneas

Vamos a definir homogéneo y heterogéneo y después aplicarlo en las mezclas. - Homogeneo : Cuando todos los elementos que forman una agrupación son iguales (una manada de cebras serán todas iguales). No se diferencian unos de otros. En química cuando una sustancia tiene una composición uniforme. - Heterogéneo : Agrupación de elementos desiguales, se pueden diferenciar. En química aquella sustancia en la que se pueden diferenciar las fases o partes que la componen. Bien ahora que ya tenemos claro las definiciones pasamos a explicar las mezclas homogéneas y heterogéneas. Lo primero de todo saber que una mezcla es aquella que está formada por varios componentes, que no pierden sus propiedades y características por el hecho de mezclarse. - Mezclas homogéneas: Aquellas mezclas que sus componentes no se pueden diferenciar a simple vista. Las mezclas homogéneas de líquidos se conocen con el nombre de disoluciones o soluciones y están constituidas por un soluto y un disolvente (solvente), siendo el primero el que se encuentra en menor proporción. Por ejemplo, el agua mezclada con sales minerales o con azúcar, el agua es el disolvente y el azúcar el soluto. - Mezclas Heterogéneas : Aquellas mezclas en las que sus componentes se pueden diferenciar a simple vista.

En este dibujo Antonio crea una mezcla heterogénea y Sara una mezcla homogénea. Por ejemplo el chocolate es una mezcla homogénea porque aunque parezca un solo producto por la parte de atrás del envoltorio te habrás

fijado que vienen los componentes (leche, cacao, grasa, etc.), por lo tanto son varios componentes y no se diferencian unos de otros en la mezcla. ¿Qué tipo de mezcla es? Pues homogénea. Una roca que tenga varios componentes, como por ejemplo el gneis y además se distingan a simple vista, será heterogénea.

gneis.

Las técnicas

que

se

utilizan

para

separar

las

mezclas son:

Tamización: esta puede ser utilizada para la separación de mezclas sólidas, compuestas con granos de diversos tamaños. Lo que se hace es hacer pasar a la mezcla por varios tamices (tabla con agujeros de pequeño tamaño). Filtración: esta técnica permite la separación de aquellas mezclas que están compuestas por líquidos y sólidos no solubles, es decir que los sólidos no se disuelven en el líquido. Por ejemplo el azúcar se disuelve con el agua, pero si echamos arena esta no se disuelve, es decir no es soluble. Para separar estas mezclas, se utiliza un embudo con un papel de filtro en su interior. Lo que se hace pasar a la mezcla por ellos. Separación magnética: esta técnica sólo es útil a la hora de separar sustancias con propiedades magnéticas de aquellas que no las poseen. Para esto, se utilizan imanes que atraen a las sustancias magnéticas y así se logra separarlas de las que no lo son. Decantación: Decantar es dejar reposar la mezcla. Esta técnica sirve para la separación de líquidos que tienen diferentes densidades y no son solubles entre sí. En esta técnica se requiere un embudo de decantación que contiene una llave para la regulación del líquido. Una vez decantada la mezcla (dejar en reposo) el elemento más denso irá al fondo y por medio del embudo de decantación, cuando se abre la llave se permite el paso del líquido más denso hacia un recipiente ubicado en la base, quedando el líquido con menor densidad en la parte de arriba del embudo.

Cristalización y precipitación: esta permite la separación de un soluto sólido de que se encuentra disuelto en un disolvente. Se calienta la disolución para concentrarla, luego se la filtra y se la coloca en un cristalizador hasta que se evapore el líquido, quedando el sólido en forma de cristal. Destilación: es útil para la separación de líquidos que son solubles entre sí. Lo que se hace es hervirlos y, como esto lo hacen a distintas temperaturas de ebullición, se toman sus vapores por un tubo para luego pasarlo al estado líquido nuevamente. Esto es posible gracias a que hierven en distintos tiempos. Por ejemplo imaginemos agua y sal. El agua hierve a 100ºC, si calentamos la mezcla a esa temperatura lo que se evapora será el agua, la sal no se evaporará (tiene temperatura de ebullición más alta). Si recogemos el vapor tenemos el agua separada de la sal. http://www.areaciencias.com/quimica/homogeneas-y-heterogeneas.html http://www.areaciencias.com/quimica/cromatografia.html

MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS Sabemos que la mezcla es la unión física de dos o más substancias (elementos o compuestos) que al hacerlo conservan sus propiedades individuales y que existen mezclas homogéneas y heterogéneas. La composición de las mezclas es variable y sus componentes podrán separarse por medios físicos o mecánicos.

LA DECANTACIÓN. Es un método utilizado para separar un sólido, de grano grueso e insoluble, de un líquido. Consiste en esperar que se sedimente el sólido para poder vaciar el líquido en otro recipiente.

DECANTACIÓN DE LÍQUIDOS. Este método se utiliza para la separación de dos líquidos no miscibles y de diferentes densidades, utilizando un embudo de decantación. Este método es aplicado en la extracción de petróleo en yacimientos marinos la cual separan el petróleo, al ser menos denso, quedando en la parte superior del agua. El petróleo se almacena y el agua es devuelta al mar.

LA FILTRACIÓN. Con este método se puede separar un sólido insoluble de grano relativamente fino de un líquido. En este método es indispensable un medio poroso de filtración que deja pasar el líquido y retiene el sólido. Los filtros más comunes son: papel filtro, redes metálicas, fibra de asbesto, fibra de vidrio, algodón fibras vegetales y tierras especiales.

LA FILTRACIÓN POR VACIO. Es una operación como la anterior, sólo que ahora interviene un matraz quitazato, una bomba de vacío para extraer aire y conseguir asvacío un filtrado en el menor tiempo. Un ejemplo muy común de filtración es aplicado en los automóviles en la gasolina que llevan un filtro con papel y en el aceite que puede ser de papel como filtros GONNER o red metálica como el VW ).

LA CENTRIFUGACIÓN. Es un método utilizado para separar un sólido insoluble de grano muy fino y de difícil sedimentación de un líquido. Esta operación se lleva a cabo en un aparato llamado centrífuga, en el que aumenta la fuerza gravitación provocando la sedimentación del sólido. El plasma de la sangre puede separarse por este método.

DESTILACIÓN. Este método permite separar mezclas de líquidos miscibles, aprovechando sus diferentes puntos de ebullición. Un ejemplo sencillo es separar una mezcla de agua y alcohol el cual no se puede decantar y es más apropiado destilarlo, colocando la mezcla en un matraz de destilación, el cual estará conectado a un refrigerante (con circulación de agua) y todo este sistema sujetado por pinzas a los soportes universales. En la parte superior del matraz un termómetro para controlar la temperatura y en la parte inferior un anillo con una tela con asbesto para homogenizar la temperatura que tendrá en la parte inferior por el mechero de bunsen. Al calentar de manera controlada el alcohol se evaporará primero y al pasar por el refrigerante se condensara y volverá a estado líquido para recuperarlo al final del recipiente en un vaso de precipitados. Otro ejemplo es por destilación fraccionada y en grandes torres se efectúa la separación de los hidrocarburos del petróleo. Por destilación con arrastre de vapor se

separa el solvente que extrae el aceite de las semillas, por ejemplo, hexano que extrae el aceite de ajonjolí. También de esta forma se extrae esencias como la de anís o de orégano.

CRISTALIZACIÓN. Con este método se provoca la separación de un sólido que se encuentra disuelto en una solución quedando el sólido como cristal y en este proceso involucra cambios de temperatura, agitación, eliminación del solvente, etc. Por este método se obtiene azúcar, productos farmacéuticos, reactivos para laboratorio (sales), etc.

EVAPORACIÓN. Con este método se separa un sólido disuelto en un líquido y consiste en aplicar incremento de temperatura hasta que el líquido hierve y pasa del estado líquido a estado de vapor, quedando el sólido como residuo en forma de polvo seco. El líquido puede o no recuperarse.

SUBLIMACIÓN. Método utilizado en la separación de sólidos, aprovechando que alguno de ellos es sublimable, pasa de manera directa del estado sólido al gaseoso por incremento de temperatura.

CROMATOGRAFÍA. Este método consiste en separar mezclas de gases o líquidos, pasando la solución o muestra a través de un medio poroso y adecuado, con la ayuda de un solvente determinado. El equipo para esta operación puede ser tan simple como una columna rellena, un papel o una placa que contienen el medio poroso, o bien un cromatógrafo. Por este proceso se analizan mezclas como aire, productos extraídos de plantas y animales, productos elaborados como tintas, lápices labiales, etc. Un ejemplo sencillo se puede hacer con un gis y agua. En la parte media del gis se hace una marca de tinta (plumón) y luego se coloca el gis en agua sin que ésta llegue a la marca. Después de un tiempo se verán los componentes de la tinta.

IMANTACIÓN. Con este método se aprovecha la propiedad de algún material para ser atraído por un campo magnético. Los materiales ferrosos pueden ser separados de otros componentes por medio de un electroimán, para su tratamiento posterior.

DIFERENCIA DE SOLUBILIDAD. Permite separar sólidos de líquidos o líquidos de líquidos al contacto con un solvente que selecciona uno de los componentes de la mezcla. Este componente es soluble en el solvente adecuado y es arrastrado para la separación ya sea por decantación, filtración vaporización, destilación, etc., dejándolo en estado puro. Es muy común en la preparación y análisis de productos farmacéuticos.

http://tiempodeexito.com/quimicain/05.html

LAS MEZCLAS Y SU CONCENTRACIÓN Una característica de las mezclas es que se puede variar la proporción de sus componentes. Por ejemplo, al prepararte un licuado puedes variar la cantidad de leche azúcar y fruta. Desde luego que al hacerlo se modifican algunas de las propiedades del licuado como su sabor y su consistencia, sobre todo si añades más fruta.

Cuando se trata de mezclas de productos comerciales, como los de limpieza o los medicamentos, es muy importante que la proporción de sus componentes sea siempre la misma para garantizar que tengan las mismas propiedades y cumplan con su función En el lenguaje de la química, la proporción de los componentes en una mezcla se conoce como concentración y existen varias formas para expresarla. Por ejemplo, porcentaje en masa y porcentaje en volumen. La expresión de la concentración en porcentaje en masa suele utilizarse cuando los solutos son sólidos. El disolvente puede ser líquido, sólido o gaseoso. Para calcular el porcentaje en masa (%m/m), se divide la masa del soluto entre la masa total de la disolución y el resultado se multiplica por cien. La operación matemática que se utiliza se muestra a continuación. masa del soluto % en masa= ---------------------------------------- X 100 masa total de la disolución La masa total de la solución es la suma de la masa del soluto más la del disolvente. Si quisiéramos calcular el porcentaje en masa de una disolución que contiene 5 g de café soluble en 200 g de agua, primero se calcula la masa total de la disolución. 5 g de café + 200 g de agua = 205 g de disolución

Luego se divide la masa del soluto (5 g) entre la masa de la disolución (205 g) y el resultado se multiplica por cien. 5g % en masa= -------------- X 100 = 2.44 % 205 g Lo anterior significa que la concentración del café en la mezcla es de 2.44%, es decir, existen 2.44 g de café en cada 100 g de disolución Cuando el soluto es un líquido, es más conveniente expresar la concentración de la disolución como porcentaje en volumen. Para calcularlo, se divide el volumen del soluto entre el volumen de la disolución y el resultado se multiplica por cien. La expresión matemática que representa la operación anterior se escribe en seguida. volumen del soluto % en masa = ---------------------------------------- X 100 volumen de la disolución Por ejemplo, para calcular el porcentaje en volumen de una disolución que contiene 5 mililitros de un perfume y el volumen total de la disolución es de 200 ml hacemos lo siguiente:

5 ml % en volumen = -------------------------- X 100 = 2.5 % 200 ml

Cabe señalar que si queremos calcular el volumen de la disolución no se suman los volúmenes del soluto y del disolvente, ya que algunos líquidos se integran tan bien que el volumen final es menor que el de los dos líquidos por separado. Por ejemplo, el alcohol y el agua. Para determinar el volumen de la disolución experimentalmente es necesario preparar primero la mezcla.

PARTICIPACIÓN EN CLASE (ACTITUDES) ASPECTO ¿Llego a clase cuando ésta empieza? ¿Llevo los materiales que me pidieron para trabajar? ¿Escucho la clase con atención? ¿Pido la palabra para hablar del tema? ¿Sigo las instrucciones del profesor y hago lo que me pide? ¿Entrego los trabajos y tareas solicitadas? ¿Participo y colaboro en el trabajo en equipo? ¿Limpio mi lugar al terminar la clase? ¿Manejo los materiales con cuidado y los deposito en su lugar? ¿Busco explicaciones y soluciones a los problemas planteados? TOTAL

LO HAGO SIEMPRE, TODAS LAS VECES. ( 3 )

LO HAGO LA MAYORÍA DE VECES 2

LO HAGO SÓLO A VECES 1

NUNCA LO HAGO 0

QUÉ TENGO QUE CAMBIAR

HABILIDADES ASPECTO



o X

QUÉ ME FALTA POR HACER

Leí la información sobre el tema, identifiqué los puntos más importantes de la información, es decir, los que responden a las preguntas qué, cómo, cuándo, dónde, para qué, con qué, con cuáles y otras relacionadas. Elaboré un esquema con la información de la lectura aclarando los qué, cómo, cuáles, etc. Comenté con mi equipo la información y complementé mi esquema. Compartí la información al grupo de manera clara, precisa, correcta para mis compañeros. Elaboré los cuadros comparativos colaborando con mis compañeros de equipo y los complemente con la información grupal

LOS HELADOS El helado es uno de los postres preferidos de grandes y chicos no solo en México, sino en todo el mundo. Nuestro país se distingue por tener helados de sabores realmente originales, por ejemplo, de pétalos de rosa, de nanche, de chile, de zapote con naranja, de chicle, en fin. Aunque los materiales con que se preparan os helados pueden obtenerse fácilmente cuando los tenemos a la mano, el procedimiento de elaboración requiere cuidar algunos detalles para que el resultado tenga la consistencia y la apariencia que se espera. Una receta para preparar helado de vainilla o nieve de sabores en tu casa es la siguiente:  Consigue una olla y reúne 1 ½ tazas de leche entera, 1 ½ tazas de crema, ¾ de taza de azúcar y 3 cucharadas de extracto de vainilla. Si prefieres una nieve, sustituye los ingredientes con agua de frutas (limón, piña, fresa, etc.), endulzada a tu gusto.  En el caso del helado de vainilla, calienta y revuelve hasta que los ingredientes se integren, y sin permitir que hierva. Luego, deja enfriar. Para la nieve, esto no es necesario.  Vierte el preparado de helado o el agua de fruta en ¾ partes de un bote metálico o en cualquier recipiente con tapa, cuidando que quede espacio en la parte de arriba. Tápalo.  Coloca este recipiente dentro de un bote o recipiente más grande (como los de leche o chocolate en polvo). Coloca a su alrededor una capa de hielo y una de sal gruesa, en una proporción de 4 partes de hielo por una de sal.  Tapa el bote grande y cúbrelo con un trapo. Dale vueltas alternadamente girando primero en el sentido de las manecillas del reloj y luego en sentido contrario durante media hora. Revisa de vez en cuando el interior del bote para agregar más hielos en caso de que se derritan, pues la temperatura debe estar a -12° C.

 Después de media hora ¡a disfrutar tu helado! Responde 1. Clasifica los ingredientes del helado y la nieve, así como los que se emplean para enfriarlos, como mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas. INGREDIENTE MEZCLA HOMOGÉNEA MEZCLA HETEROGÉNEA Hielo con sal Agua de mango sin azúcar Extracto de vainilla Agua con hielo Fruta con agua y azúcar antes de licuar Nieve con trocitos de fresa Crema con extracto de vainilla 2. ¿cuál de las siguientes propiedades de la materia disminuye su valor en presencia de la sal? a) Masa b) Volumen c) Densidad d) Temperatura de fusión e) Tensión superficial f) Solubilidad g) Concentración h) Estado de agregación i) Sabor 3. Al derretirse la mezcla de hielo con sal, se forma una disolución salina. ¿Cuál de los componentes es el soluto?___________________ y ¿cuál es el disolvente?_____________ 4. ¿Cuál de los siguientes métodos de separación de mezclas es adecuado para recuperar la sal disuelta en el agua? a) Extracción con disolventes b) Decantación c) Magnetización d) Centrifugación e) Destilación f) cristalización