32 cuaderno de practicas quimica

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UÍMICA: 3 Cuaderno de prácticas y actividades CIENCIAS Daniel Álvarez Arellano Ramón Álvarez Arellano Alejandra García Franco Mercedes Llano Lomas Graciela Müller Carrera Sheila Sánchez Lazo

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UÍMICA: 3Cuaderno de prácticas y actividades

CIENCIAS

Daniel Álvarez Arellano Ramón Álvarez Arellano Alejandra García Franco Mercedes Llano Lomas Graciela Müller Carrera Sheila Sánchez Lazo

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Dirección eDitorial

Doris Arroba Jácome

SuperviSión eDitorial

Fernando García Cortés

autoreS

Daniel Álvarez Arellano, Ramón Álvarez Arellano, Alejandra García Franco, Mercedes Llano Lomas, Graciela Müller Carrera, Sheila Sánchez Lazo

coorDinación eDitorial

Hilda Victoria Infante Cosío

eDición José Martín Ramírez Castillo, Tzitzil Argel Anguiano Macías, Miguel Mejía Aguilar

corrección Abdel López Cruz, Mauricio Del Río Martínez

Dirección De arte Quetzatl León Calixto

DiSeño gráfico

César Leyva Acosta

Diagramación

Factor 02

iluStración José Escobar, Gonzalo Gómez, Raúl Nava, Raúl Tena, Archivo SM

fotografía Armando Mora, © 2009 Jupiter Image Corporation, © 2001-2008 HAAP Media Ltd, a subsidiary of Jupiterimages, Archivo SM, D.R. © Flickr, 2008

proDucción Carlos Olvera, Teresa Amaya

cuaDerno De prácticaS y activiDaDeS. cienciaS 3. Química

Secundaria, tercer grado SERIE APRENDIzAJES y REFuERzOPrimera edición, 2009D. R. © SM de Ediciones, S.A. de C.V., 2009 Magdalena 211, Colonia del Valle, 03100, México, D.F. Tel.: (55) 1087 8400 www.ediciones-sm.com.mx

ISBN 978-607-471-232-2

Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial MexicanaRegistro número 2830

No está permitida la reproducción total o parcial de este libro ni su trata-miento informático ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permiso previo y por escrito de los titulares del copyright.

La marca Ediciones SM® es propiedad de la Fundación Santa María.

Prohibida su reproducción total o parcial.

Impreso en México/Printed in Mexico

Cuaderno de práCtiCas y aCtividades. CienCias 3. QuímiCa, se terminó de imprimir en marzo de 2009, en Impresora y Editora Infagón, Escobillería # 3, Col. Paseos Churubusco, Del. Iztapalapa, C.P. 09030 México, D.F.

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PRESENTACIÓN

¡Bienvenido al tercer curso de Ciencias! En él te adentrarás en el estudio de la Química, una de las ciencias más apasionantes, que se encarga de investigar, entre otras cosas, las sustancias que te rodean y las transformaciones que experimentan, así como la manera de producir nuevos materiales que sean útiles para la humanidad.

En Ediciones SM hemos elaborado para ti el Cuaderno de prácticas y actividades. Cien-cias 3. Química, con el fin de ayudarte a comprender algunos de los principios fundamen-tales de esta ciencia, a la vez que desarrollas habilidades relacionadas con la investigación científica: plantear preguntas, argumentar y probar tus ideas, relacionar conceptos, obtener conclusiones basadas en la evidencia, generar modelos para explicar fenómenos, etcétera.

Aquí encontrarás actividades, experimentos, lecturas y proyectos con los que consolidarás tus aprendizajes, reforzarás tus conocimientos y desarrollarás actitudes y valores necesarios para el futuro y tus estudios superiores.

Sabemos que con tu esfuerzo, y con la guía de tu profesor, el estudio de la Química te apor-tará sólidos conocimientos y será de gran utilidad para tu formación como estudiante.

Atentamente

Los autores

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ÍNDICE

Bloque 1. Las características de los materiales .................................................. 6

Tema 1. La química, la tecnología y tú ....................................................................... 7 Subtema 1.1 ¿Cuál es la visión de la ciencia y la tecnología en el mundo actual? ...................... 7 Subtema 1.2 Características del conocimiento científico: el caso de la química .......................... 9 Subtema 1.3 Tú decides: ¿cómo saber que una muestra de una sustancia

está más contaminada que otra? .............................................................................. 15

Tema 2. Propiedades físicas y caracterización de las sustancias ............................... 19 Subtema 2.1 ¿Qué percibimos de los materiales? .......................................................................... 19 Subtema 2.2 ¿Se pueden medir las propiedades de los materiales? ............................................ 22 Subtema 2.3 ¿Qué se conserva durante el cambio? ...................................................................... 27 Subtema 2.4 La diversidad de las sustancias .................................................................................. 30

Tema 3. Proyectos. Ahora tú explora, experimenta y actúa ..................................... 35 Subtema 3.1 El análisis en la investigación científica .................................................................... 35 Subtema 3.2 ¿Qué hacer para reutilizar el agua? .......................................................................... 39

Bloque 2. La diversidad de propiedades de los materiales y su clasificación química .................................................................... 42

Tema 1. Mezclas, compuestos y elementos ................................................................ 43 Subtema 1.1 La clasificación de las sustancias ................................................................................ 43 Subtema 1.2 ¿Cómo es la estructura de los materiales? ................................................................ 47 Subtema 1.3 Clasificación científica del conocimiento de los materiales ..................................... 52 Subtema 1.4 Tú decides: ¿qué materiales utilizar para conducir la corriente eléctrica? ............. 55

Tema 2. Tabla periódica .............................................................................................. 57 Subtema 2.1 Estructura y organización de la información física

y química en la tabla periódica ................................................................................. 57 Subtema 2.2 ¿Cómo se unen los átomos? ...................................................................................... 64

Tema 3. Proyectos. Ahora tú explora, experimenta y actúa ..................................... 67 Subtema 3.1 ¿Cuáles son los elementos químicos importantes para

el buen funcionamiento de nuestro cuerpo? .......................................................... 67 Subtema 3.2 ¿Cómo funcionan las drogas? ................................................................................... 70

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Bloque 3. La transformación de los materiales: la reacción química ................ 76

Tema1. La reacción química ....................................................................................... 77 Subtema 1.1 El cambio químico ...................................................................................................... 77 Subtema 1.2 El lenguaje de la química ........................................................................................... 79 Subtema 1.3 Tras la pista de la estructura de los materiales ......................................................... 85 Subtema 1.4 Tú decides: ¿cómo evitar que los alimentos se descompongan rápidamente? ...... 89

Tema 2. La medición de las reacciones químicas ....................................................... 93 Subtema 2.1 ¿Cómo contar lo muy pequeño? ............................................................................... 93

Tema 3. Proyectos. Ahora tú explora, experimenta y actúa ..................................... 96 Subtema 3.1 ¿Qué me conviene comer? ........................................................................................ 96 Subtema 3.2 ¿Cuáles son las moléculas que componen a los seres humanos? ............................ 99

Bloque 4. La formación de nuevos materiales ................................................... 102

Tema 1. Ácidos y bases ................................................................................................ 103 Subtema 1.1 Ácidos y bases importantes en nuestra vida cotidiana ............................................ 103 Subtema 1.2 Modelo de ácidos y bases .......................................................................................... 108 Subtema 1.3 Tú decides: ¿cómo controlar los efectos

del consumo frecuente de los “alimentos ácidos”? ................................................. 110

Tema 2. Oxidación y reducción ................................................................................... 113 Subtema 2.1 La oxidación: un tipo de cambio químico ................................................................. 113 Subtema 2.2 Las reacciones redox .................................................................................................. 115

Tema 3. Proyectos. Ahora tú explora, experimenta y actúa ..................................... 118 Subtema 3.1 ¿Puedo dejar de utilizar los derivados

del petróleo y sustituirlos por otros compuestos? ................................................... 118 Subtema 3.2 ¿Cómo evitar la corrosión? ........................................................................................ 122

Bloque 5. Química y tecnología .......................................................................... 126

Proyecto de integración y aplicación ........................................................................ 127

¿Cómo se sintetiza un material elástico? (Obligatorio) ........................................... 127

¿De qué están hechos los cosméticos y algunos productos de aseo personal como los jabones? (Opcional) ..................................... 131

Tabla periódica de los elementos .............................................................................. 135

Cuadro de iones ......................................................................................................... 136

Recomendaciones para trabajar en el cuaderno de Química .................................. 138

Sugerencias de libros para alumnos y profesores ................................................... 139

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LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

BLOQUE 1

PropósitosQué el alumno:

1. Contraste sus ideas sobre esta disciplina con las aportaciones de la ciencia al desarrollo de la sociedad.

2. Identifi que algunos aspectos de la tecnología y su relación con la satisfacción de diver-sas necesidades.

3. Identifi que las características fundamentales del conocimiento científi co que lo distin-guen de otras formas de construir conocimiento.

4. Aplique e integre habilidades, actitudes y valores durante el desarrollo de proyectos, enfatizando la discusión, búsqueda de evidencias, interpretación de experimentos y el uso de la información analizada durante el bloque, para acercarse a las particularidades del conocimiento químico.

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La química, la tecnología y tú TEMA 1

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¿Cuál es la visión de la ciencia y la tecnología en el mundo actual?

• Relación de la química y la tecnología con el ser humano y el ambiente.

1. Lee el texto y completa el diagrama.

¿Es la química una industria contaminante?

Hay que reconocer que durante mucho tiempo, en diversas partes del mundo, el manejo de los desechos químicos de las empresas era despreocupado; pero esto fue responsabilidad de las personas.Sin embargo, hoy la industria química ha cambiado y las fábricas tienen la obliga-ción de operar con mayor armonía con su entorno, disminuir sus emisiones conta-minantes, seguir procesos más limpios, tratar sus aguas y aire residuales, y reciclar aquellos productos que de otra forma sólo se acumularían y crearían contaminación.

IndustriaQuímica

Sustitución de clorofluorocarbonospor sustancias que no atacanla capa de ozono

Reformulación demejores combustibles

Ataque a la capa de ozonopor clorofluorocarbonos

Contaminacióndel aire

Contaminaciónde aguas

Tratamientosfísico-químicosde aguas residuales

Contaminación porevaporación de disolventes

Formulación de pinturasy barnices con base en agua y no en solventes

Contaminaciónvisual

Reciclaje

Es cierto que la industria química genera contaminación, pero también tiene la capacidad de evitar y combatir esas consecuencias. No hacerlo implica una irresponsabilidad frente a la sociedad.

aje

¿Por qué se tiene una concepción negativa de la

química?

Subtema 1.1

Escribe en cada círculo los aspectos • que provocan rechazo hacia la química; puedes dibujar más círculos si te hacen falta. Al terminar, responde: ¿todos están fundamentados?, ¿qué se necesita para cambiar nuestra actitud hacia la química?

Presenta a tu grupo el diagrama y compáralo • con el de tus compañeros.

Identifica las aportaciones del conocimiento químico en relación con la satisfacción de necesidades básicas y el ambiente.

AE

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1. Forma un equipo con cuatro compañeros y hagan lo siguiente.

Recuerden un producto químico “mágico”, cuya publicidad aparezca en • televisión, radio, periódicos o revistas. Puede ser crema, champú, jabón, pastilla, suplemento alimenticio, etcétera.

Elijan un producto “mágico” y completen el cuadro.•

Lo que pienso o creo de la sustancia: Por qué lo pienso o creo:

Pienso que es un producto que tiene sustancias químicas porque:

No puedo asegurar si es un producto que realmente hace lo que la publicidad indica porque:

Sí creo en lo que ofrece porque no puedo asegurar si es un producto que realmente hace lo que publicidad indica:

Sí creo en lo que ofrece porque:

Si no funciona o causa daños, la gente creerá que se debe a:

Si funciona, la gente creerá que se debe a:

La gente no toma en cuenta de qué sustancias químicas se compone el producto porque:

Yo lo recomendaría porque:

Responde.•

¿Estás de acuerdo con todas las respuestas de tu equipo? ¿Por qué? ➣

2. Escribe una conclusión respecto a si son las sustancias químicas, o el uso que les damos, lo que causa beneficios o daños al ambiente.

Evalúa la influencia de los medios de comunicación y la tradición oral en las actitudes hacia la química y la tecnología, en especial las que provocan el rechazo a la química.

AE

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Subtema 1.2Características del conocimiento científi co: el caso de la química

• Características de la química: lenguaje, método y medición.

En química, una de las convenciones más importantes es la que nos permite repre-sentar las sustancias mediante letras y números a los que llamamos símbolos químicos. Estos símbolos representan a los elementos, y con ellos se forman las ecuaciones químicas, las cuales contienen fórmulas que indican las sustancias que intervienen en una transformación. El lenguaje de la química sirve para representar procesos que ocurren en la naturaleza, tales como la fotosíntesis que, como estudiaste en Ciencias I, permite la vida en este planeta. En dicho proceso las plantas transforman el dióxido de carbono y el agua en glucosa y oxígeno, en presencia de la luz solar. La fotosíntesis se representa con la siguiente ecuación química:

6CO2 + 6H2O luz solar

C6H12O6 + 6O2

1. Analiza la siguiente representación y contesta.

H2O + CO2 H2CO3

Cuando el dióxido de carbono presente en la atmósfera reacciona con el agua se forma ácido carbónico, uno de los responsables de la lluvia ácida, que afecta tanto al ambiente rural como a las grandes ciudades.

¿Cúal es la fórmula del ácido carbónico?•

¿Qué representa la flecha?•

¿Cuántos átomos de oxígeno hay en una molécula de ácido carbónico?•

¿Cuántas moléculas de agua están representadas en esta reacción?•

¿Qué representa una ecuación química?•

¿Cuál es la importancia del lenguaje simbólico de la química?•

Valora la importancia y los mecanismos de la comunicación de ideas y producciones de la ciencia.

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En esta figura se presentan algunas actividades comunes en la indagación

científica.

• Experimentación e interpretación.

La indagación científica tiene que ver con las diferentes maneras en que los científicos estudian el mundo natural y proponen explicaciones basadas en la evidencia que obtienen a partir de su trabajo. La indagación científica no es rígida, y cambia de acuerdo con el problema que se investiga y las herramientas de las que se dispone; además, depende mucho del interés de los científicos y de su creatividad.

Indagación científica

Resolver un problema

Comunicar resultados

Buscar información

Formular modelos paraexplicar, describir y predecir

hechos o procesos

Generar conclusiones

Plantear preguntas

Plantear hipótesis

Planear unainvestigación

Diseñar situaciones experimentales (reales simuladas o pensadas)

Hacer observaciones

Utilizar experienciasy conocimientos previos

Examinar evidencia

Interpretar resultados

1. Lleva a cabo lo siguiente.

Analiza el diagrama e identifica cuáles de estos procedimientos has • efectuado en alguna actividad experimental de cualquier asignatura. Enciérralos en un círculo y escribe el orden en que los hiciste.

Discute con tu grupo la respuesta anterior, e identifiquen qué actividades • fueron comunes para todos los equipos, cuáles fueron diferentes, y si todos siguieron el mismo orden. Anota en tu cuaderno los datos que obtengas.

2. Escribe en tu cuaderno si todos los científicos del mundo siguen los mismos procesos de indagación científica. Anota los motivos que tendrían para hacerlo.

Identifica la clasificación, medición, argumentación, experimentación, interpretación, comunicación, abstracción y generalización como habilidades comunes a la ciencia.

AE

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• Abstracción y generalización.

Práctica 1. Generalización de conocimientos

Propósito Analizar un conocimiento acerca de un material y después observar si puede gene-ralizarse a otros materiales.

Material1 lata metálica de aproximadamente 10 cm de alto; 1 vaso de vidrio; cinta adhesi-va; 1 cartón corrugado; dos hojas de papel bond; una lámina de cartón de 20 cm por 20 cm, como las que utilizan algunas cajas de galletas; tijeras.

Procedimiento 1. Corta por la mitad más larga una de las hojas. Plisa una de las mitades de la

hoja; cada doblez debe tener 0.5 cm. 2. Enrolla la hoja alrededor del vaso y forma un cilindro. Asegúralo con la cinta

adhesiva y retira el vaso para que el cilindro sea sólo de papel, como se ve en la imagen.

3. Repite el paso 2 con la mitad de la hoja sin dobleces. 4. Coloca ambos elementos (el cilindro de papel plisado y el liso) como se ve

en la imagen. Después, corta una tira de cartón corrugado de la altura de la lata metálica.

5. Enrolla la tira alrededor de la lata y asegura el cilindro formado con cinta adhesiva; quita con cuidado la lata metálica.

6. Coloca la lámina de 20 por 20 cm sobre cada uno de los cilindros y encima de ella objetos diversos; anota lo que suceda.

Resultados 1. Responde.

¿Qué cambios presentó el papel bond respecto a su resistencia con las • modificaciones que se le hicieron?

¿Por qué aumenta la resistencia de los materiales al formar tubos plisados • o corrugados?

¿Para qué creen que se usa lámina corrugada en la construcción?•

Conclusiones 1. Comenta con tus compañeros si el conocimiento adquirido en esta actividad

se puede generalizar a otro tipo de materiales, por ejemplo, láminas metálicas corrugadas. Discutan cómo sería la generalización y de qué manera pueden utilizar su nuevo conocimiento.

• Anoten en sus cuadernos las conclusiones.

Construye un cilindro de papel y asegúralo con cinta adhesiva como se observa.

¿Qué sucede con el cartón al colocar objetos?

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• Representación a través de símbolos, diagramas, esquemas y modelos tridimensionales.

Los modelos

PropósitoRecordar qué son los modelos y para qué se emplean.

1. Identifica algunas características y propósitos de un modelo y escríbelos en el cuadro.

Las características de un modelo son: El propósito de un modelo es:

2. Observa las imágenes que representan dos modelos del átomo; después, responde dos modelos del átomo y contrástalos con las imágenes restantes.

Identifica los modelos como una parte fundamental del conocimiento científico.

AE

12+

-

--

- --

-

-

Modelo atómico deThomson del magnesio

¿Qué tienen en común los modelos de esta página?•

¿Por qué se usaron analogías de fenómenos cotidianos y naturales para • elaborar esos modelos del átomo?

¿Las gráficas se consideran modelos? ¿Por qué?•

3. Escribe en tu cuaderno una conclusión general respecto a esta actividad.

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Práctica 2. Lluvia en el salón. Construcción de un modelo del ciclo del agua

PropósitoEn esta actividad elaborarás un modelo para representar en el salón de clases el ciclo hidrológico. De esta manera comprenderás mejor qué ocurre con el agua en este proceso.

Material1 caja de cartón (de 35 a 45 cm de altura), a la que le hayas retirado uno de sus lados; 1 maceta con 1 planta mediana (que quepa dentro de la caja); 1 charola metálica, no mayor al contorno de la caja; 1 parrilla eléctrica; 1 pequeña olla de metal con agua y, aproximadamente, 10 cubos de hielo.

Procedimiento 1. Trabaja sobre una mesa o una superficie rígida. 2. Coloca la planta dentro de la caja. 3. Pon encima de la caja la charola metálica con el hielo. 4. Con mucho cuidado (pide ayuda a tu profesor) coloca la parrilla dentro de la

caja (junto a la planta) y sobre ella, la olla con agua. 5. Enciende la parrilla y calienta hasta que hierva el agua. 6. Observa y anota en tu cuaderno lo que ocurrió y coméntalo con tu profesor.

Resultados 1. Relaciona las partes del modelo que construiste con lo que sucede en la

naturaleza. Piensa cuál es la función de cada una de ellas y descríbelo en el cuadro.

Modelo Analogía con la naturaleza Función

Parrilla Sol/rayos solares Fuente de energía

Charola con hielos

Olla con agua

Planta

2. Revisa un esquema sobre el ciclo del agua y reflexiona qué partes de dicho ciclo no están representadas en el modelo que construiste. Anótalas.

Conclusiones 1. Utiliza el modelo del ciclo del agua y escribe a qué fase del ciclo afecta más el

calentamiento global.

2. Escribe en tu cuaderno qué cambios se te ocurre que puedes hacerle a tu modelo del ciclo del agua para mejorarlo.

Interpreta y analiza la información que contienen distintas formas de representación de fenómenos y procesos.

AE

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Infiltración

Evaporacióndel agua de mar

Evaporaciónprocedente

de la vegetación

Evaporacióndel agua

continental

Precipitación

Escurrimiento

Condensación

El modelo cinético-molecular de la materia

1. Explica de qué manera el modelo cinético-molecular, aplicado al ciclo del agua, te ayuda a concluir si en la actividad anterior, “Lluvia en el salón”, la masa de agua se conservó.

2. Completa el cuadro, de acuerdo con el modelo cinético-molecular y con lo que has estudiado de los tres estados de agregación.

Compara la visión de la química acerca de la naturaleza con otras formas de conocimiento.

AE

Características

Estados de agregación

Forma Volumen MasaMovimiento

de las partículasInteracción entre

las partículas

Sólido DefinidoCasi nulo, las partículas sólo vibran

LíquidoAdoptan la del recipiente que la contiene

Definida Regular

Gaseoso Indefinida

3. Revisa el modelo que construiste en la actividad “Lluvia en el salón” para el ciclo del agua y completa el cuadro. Después, responde.

ModeloObjetivo

(¿Para qué me sirve?)Ventajas Desventajas

Esquema

Experimental

Cinético- molecular

¿Crees que uno de los modelos empleados sea mejor que el otro? • Argumenta tu respuesta.

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Tú decides: ¿cómo saber que una muestra de una sustancia está más contaminada que otra?

• Toxicidad.

1. Observa el ejemplo del cuadro sinóptico y elabora otro en tu cuaderno con ejemplos de tu entorno. Toma en cuenta las propiedades cualitativas.

¿Se trata del mismo líquido? ¿Por qué? •

Tales líquidos, ¿serán buenos o malos para la salud?•

¿Qué significa que una sustancia sea tóxica? •

¿Qué sustancias de tu entorno pueden ser tóxicas o benéficas en función • del uso que se les dé?

2. Observa la segunda imagen y responde.

¿Qué diferencia a cada una de las botellas? •

¿Podrías numerar las botellas con base en algún criterio? Escribe el criterio • y el número en el cuadro en blanco frente a cada botella.

¿Cuál de las botellas puede tener un líquido tóxico? ¿Cómo lo sabes? •

¿Qué puedes concluir de tus observaciones por medio de tus sentidos?•

Subtema 1.3

Reconoce que una sustancia puede estar contaminada, aunque no se distinga a simple vista.

AE

El metanol y el agua son dos tipos diferentes de líquido, pero con aspecto similar; ¿podrías diferenciarlos a simple vista?

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1. Lee los textos y responde.

¿Cómo saber si una sustancia es tóxica? Por desgracia, no se conoce otra manera más que ingerirla. Seguramente desde tiempos muy remotos, el ser humano usó a los animales que lo rodeaban para que éstos se encargaran de esa ingrata tarea. No obstante, en ocasiones era necesario que los humanos probaran las sustancias (por lo común contenidas en plantas o minerales) para cerciorarse de su peligrosidad.

¿Por qué en la actualidad este método de “experimentación” está • prohibido?

¿Gracias a qué método tradicional sabemos que una sustancia o una • planta es tóxica y no debemos ingerirla o usarla?

¿De qué depende la toxicidad de una sustancia?•

En la antigua China y en India se buscaba la eterna juventud o la píldora de la inmortalidad; se desarrolló entonces una disciplina que exigía el conocimiento acerca de la toxicidad de muchas sustancias, algunas de ellas muy peligrosas, como el cianuro.

¿Cómo crees que desarrollaron ese conocimiento? Justifica tu respuesta.•

En la actualidad se considera a las herbolarias mexicana y china las • más importantes del mundo. ¿Qué usos se le da a la herbolaria en nuestro país?

2. Elabora en tu cuaderno un mapa conceptual en el que relaciones la toxicología con alguna planta o sustancia empleada en tu comunidad.

Puedes emplear fotografías, dibujos, material reciclado, etcétera.•

Valora algunas formas empíricas utilizadas por otras culturas para identificar si una sustancia es peligrosa, así como su funcionalidad en ciertos contextos.

AE

¿Comer los frutos o no? En este caso es muy importante la tradición oral, pues muchas veces nos han dicho que estos pequeños frutos son venenosos.

El cianuro es una sustancia que puede provocar la muerte cuando se ingiere o se inhala. Se le encuentra en la almendra en concentraciones muy bajas, y en el frijol, cuya planta aparece en la imagen; sin embargo, el proceso de cocción lo elimina y así se evita su efecto tóxico

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Práctica 3. ¿Sustancia contaminada o no contaminada?

PropósitoReconocer que una sustancia puede estar contaminada aunque no se distinga a simple vista.

Material7 vasos transparentes; ½ litro de agua de sabor (que tenga color); balanza; aproxi-madamente 60 mL de agua simple (para tomar); 2 jeringas de 10 mL sin aguja.

Procedimiento 1. Reúnete con tres compañeros. Numeren los vasos de 1 a 7 y agreguen 10 mL

de agua de sabor al vaso 1 con una de las jeringas. 2. Tomen 1 mL del vaso 1 con la jeringa y agréguenlo al vaso 2. Con la otra

jeringa agreguen 9 mL de agua simple. Mezclen el contenido del vaso. 3. Tomen 1 mL del vaso 2 y colóquenlo en el vaso 3. Agreguen 9 mL de agua simple. 4. Continúen con este procedimiento hasta el vaso 7. 5. Completen el diagrama, con ayuda de su profesor, respecto al procedimiento

que efectuaron y las concentraciones de cada vaso en ppm.

Compara sustancias a partir del concepto de toxicidad y diferencia los efectos sobre los seres vivos en función de su concentración.

AE

Resultados 1. Observen todos los vasos y respondan.

¿A partir de qué vaso ya no hay diferencia visible?•

¿Todos los integrantes observaron lo mismo?•

Denle un trago a cada uno de los vasos; ¿hasta qué vaso percibieron • todavía el sabor del agua? ¿Todos encontraron lo mismo?

En las mezclas preparadas, ¿qué sustancia sería el contaminante?•

¿Con el procedimiento que efectuaron podrían eliminar el contaminante? • ¿Por qué?

Conclusiones

1. Explica en tu cuaderno si es posible o no la presencia de una sustancia indeseable aunque no se detecte a simple vista. Argumenta tu respuesta.

1 210 mL de

agua coloreada9 mL de

agua simple

3 4 5 6 7

1 1/10

1 mL

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Realiza conversiones de las unidades de porcentaje (%) a partes por millón (ppm) e identifica las ventajas de cada una.

AE

Conversión de unidades de concentración

En el cuadro aparecen los componentes principales del aire de la atmósfera. En algunos casos se señala la concentración aproximada de los componentes en ppm, y en otros, su porcentaje en volumen.

1. Completa el cuadro. Convierte ppm a porcentaje y viceversa.

Principales componentes del aire atmosférico y concentraciones

ComponenteConcentración aproximada

(porcentaje en volumen)Concentración aproximada

(ppm)

Nitrógeno 78.03 %

Oxígeno 209 900

Dióxido de carbono 300

Argón 0.94

Neón 0.00123

Helio 4

Criptón 0.00005

Xenón 0.000006

Hidrógeno 100

Metano 2

Óxido nitroso 0.5

2. Responde.

De acuerdo con los datos de concentración, ¿cuáles son los tres • componentes más importantes del aire?

Si consideramos que todos los componentes son gaseosos, ¿por qué crees • que los porcentajes se registran en volumen y no en masa?

¿En qué casos conviene presentar las concentraciones en porcentaje en • volumen y en cuáles en ppm? ¿Por qué?

3. Explica por qué es importante el uso de concentraciones en toxicología.

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TEMA 2Propiedades físicas y caracterización de las sustancias¿Qué percibimos de los materiales?

• Limitaciones de los sentidos para identificar algunas propiedades de los materiales.

1. Observa con cuidado cada figura y escribe en el paréntesis la letra que corresponde a cada sustancia.

Sustancias: a) mezcla de agua con sal; b) azúcar blanca; c) agua mineral; d) bicarbonato de sodio; e) agua.

Reconoce la importancia y limitaciones de los sentidos para identificar las propiedades de los materiales.

AE

Subtema 2.1

2. Responde.

Además del sentido de la vista, ¿qué otros sentidos tendrías que emplear • para decir con mayor exactitud a qué sustancia corresponde cada imagen?

¿Consideras necesario conocer otras características de las sustancias para • identificarlas? ¿Por qué?

¿Por qué es importante caracterizar las sustancias?•

¿Es posible clasificar las sustancias sólo por medio de los sentidos? ¿Por qué?•

( ) ( )

( )

( )

( )

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• Propiedades cualitativas: color, forma, olor y estados de agregación.

Los materiales que nos rodean pueden clasificarse de distintas maneras. Desde pe-queños, las primeras cosas que aprendemos de nuestro entorno son aquellas que percibimos por medio de los sentidos; así, agrupamos lo que nos rodea según su color, forma o estado físico. A éstas les llamamos propiedades cualitativas, porque nos indican cuál es el aspecto de la materia por medio de nuestros sentidos.

1. Completa el cuadro sinóptico con ejemplos de tu entorno clasificados por sus propiedades cualitativas. Como ejemplo mencionamos el gas doméstico.

Clasifica diferentes sustancias en términos de algunas de sus propiedades cualitativas y reconoce que dependen de las condiciones físicas del medio.

AE

Propiedades cualitativas

Olor. Fétido.

Color. Incoloro.

Forma. La del recipiente que la contenga.

Estado de agregación. Gaseoso.

2. Emplea el modelo cinético de partículas que estudiaste en Ciencias II y representa uno de los ejemplos.

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• Experiencias alrededor de las propiedades de los materiales.

Práctica 4. Identifi car objetos sólo por sus propiedades cualitativas.

Todos los materiales y sustancias pueden ser descritos y caracterizados a partir de sus propiedades. Las propiedades cualitativas son aquellas distinguibles mediante los órganos de nuestros sentidos: olor, color, forma, tamaño, etcétera.

PropósitoReflexionar acerca de si las propiedades cualitativas bastan para identificar un objeto.

Material3 pelotas de distinto material; pueden ser de goma, unicel, plastilina, madera o plástico; 1 bolsa de tela o plástico opaco.

Procedimiento 1. Reúnete con cuatro compañeros. Cada uno de los cuatro verá las pelotas una

a una; luego, colóquenlas en la bolsa. 2. A continuación su profesor repartirá al azar las pelotas a todo el grupo. Eviten

que los otros equipos sepan qué pelota les tocó. 3. Cada equipo debe adivinar qué pelota tiene el otro equipo; para ello

solamente pueden hacer dos preguntas, así que piénsenlas bien.

Resultados 1. Discute con tus compañeros acerca de su experiencia en el juego.

Después, responde.

¿Adivinaron qué pelota tenían los otros equipos? •

¿Por qué creen que no todos los equipos adivinaron? •

¿Qué tipo de preguntas pudieron haberles ayudado más para adivinar cuál • era la pelota del otro equipo? Escribe un ejemplo.

¿Existen dificultades para identificar un material sólo mediante sus • propiedades cualitativas? ¿Por qué?

Identifica las dificultades de medir propiedades cualitativas.

AE

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¿Se pueden medir las propiedades de los materiales?

• Propiedades intensivas: temperatura de fusión y de ebullición, viscosidad, densidad, concentración (m/v), solubilidad

Práctica 5. Propiedades extensivas e intensivas de la materia.

PropósitoIdentificar las diferencias entre las propiedades intensivas y las extensivas de la materia.

Material15 canicas del mismo tamaño; 1 balanza; probeta de 500 mL; 2 L de agua; 3 vasos desechables; ¼ kg de sal de mesa; soporte universal; rejilla de asbesto; mechero de Bunsen o de alcohol; 3 vasos de precipitados de 100 mL y 1 de 250 mL; 2 popotes; 1 recipiente para agua; aceite para bebé; 1 bolsa con 20 hielos y un cronómetro o reloj con segundero.

ProcedimientoReúnete con cuatro compañeros; formen equipos y escojan una de las actividades que les presentamos.

1. Antes de iniciar, escriban los resultados que esperan obtener en la actividad que seleccionaron y por qué. Luego empiecen.

Actividad 1Determinen con la balanza la masa de 5, 10 y 15 canicas del mismo • tamaño. Repitan la medición tres veces para cada caso. Elaboren un cuadro con sus resultados para analizar la relación entre el • número de canicas y la masa. Argumenten si la masa es una propiedad intensiva o extensiva.

Actividad 2Llenen una probeta con agua hasta la mitad. Marquen el nivel del agua • con un plumón. Agreguen varias canicas del mismo tamaño; eviten que el agua salpique. Marquen nuevamente el nivel del agua. Repitan el experimento con el doble y el triple de canicas.Elaboren un cuadro para analizar la relación entre el nivel del agua y • el número de objetos agregados. Argumenten si el volumen es una propiedad intensiva o extensiva.

Actividad 3

Llenen una probeta con agua hasta la mitad. Marquen el nivel del agua • con un plumón. Agreguen varias canicas del mismo tamaño; eviten que el agua salpique. Marquen nuevamente el nivel del agua. Repitan el experimento con el doble y el triple de canicas.Elaboren un cuadro para analizar la relación entre el nivel del agua y • el número de objetos agregados. Argumenten si el volumen es una propiedad intensiva o extensiva.Registren los valores en un cuadro. Calculen la cantidad de sal que se • disuelve en cada mililitro de agua.Argumenten si la solubilidad es una propiedad intensiva o extensiva.•

Valora la importancia de la medición de las propiedades intensivas y extensivas para caracterizar e identificar las sustancias.

Subtema 2.2

AE

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Actividad 4Llenen tres vasos con un volumen diferente de agua cada uno. Registren • los volúmenes y la temperatura del agua. Determinen qué cantidad de sal de mesa se puede disolver en cada vaso, • antes de que la sal quede como sólido en el fondo del recipiente. Registren los valores obtenidos en una tabla. Calculen qué cantidad de sal • se puede disolver en cada mililitro de agua en cada uno de los casosArgumenten si la solubilidad es una propiedad intensiva o extensiva.•

Actividad 5Calienten diferentes volúmenes de agua hasta la ebullición (10, 50, 100 y • 250 mL). Registren en cada caso la temperatura y el tiempo que transcurre para que el agua empiece a hervir. Elaboren un cuadro para analizar la relación entre el tiempo, el volumen de • agua hervida y la temperatura.Argumenten si la temperatura de ebullición es una propiedad intensiva o • extensiva.

Actividad 6Marquen dos popotes idénticos a unos 3 cm del borde superior. Llenen • con agua uno de ellos hasta que sobrepase la marca, y tapen el orificio superior para que el agua no se salga. Manténganlo en posición vertical con su extremo inferior sobre un recipiente para recoger el agua.Retiren el dedo y midan el tiempo que necesita el agua para salir del • popote; empiecen la medición en el momento en que el agua pase la marca. Repitan el experimento tres veces. Realicen la misma actividad con el segundo popote, pero usen aceite para bebé. • Después, elaboren un cuadro de resultados en el que analicen la relación • entre el tiempo que necesitan el agua y el aceite para salir. Argumenten si la viscosidad es una propiedad intensiva o extensiva.•

Actividad 7Coloquen diferentes masas de hielo (10, 50 y 100 g) en 100 mL de agua. • Calienten el sistema agitándolo continuamente. Registren la temperatura del sistema mientras éste contenga hielo y agua. Elaboren un cuadro en el que analicen la relación entre la temperatura y la • masa de hielo. Argumenten si la temperatura de fusión es una propiedad intensiva • o extensiva.

2. Comenta con tu grupo cuáles son las características de las propiedades intensivas y cuáles son las de las extensivas, así como su utilidad para identificar las sustancias. Anota lo que piensas en tu cuaderno.

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• Medición de propiedades intensivas.

1. Relaciona las imágenes de la izquierda con el sentido que las percibe. Puedes seleccionar más de uno. Escribe las respuestas en tu cuaderno.

2. Analiza el siguiente caso y responde.

En una encuesta aplicada a cinco personas se les pidió que calificaran con 1 el perfume más oloroso y con 3 el menos oloroso; usaron la siguiente imagen:

Aprecia la importancia de los instrumentos de medición en la ampliación de nuestros sentidos.

AE

¿Dicha encuesta da resultados válidos? ¿Por qué? Justifica tu respuesta.•

¿Qué dificultades hay cuando se trata de identificar materiales sólo • mediante algunos de los sentidos?

3. Completa el cuadro.

Escribe el nombre de algunos aparatos científicos que amplían el alcance • de los sentidos y señala de qué sentido se trata. Observa el ejemplo.

Aparato científico Sentido

Microscopio Vista

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• Propiedades extensivas: masa y volumen.

1. Responde.

Cuando se habla de una gran concentración de personas, ¿a qué se • hace referencia?

La sopa enlatada y el jarabe para preparar agua fresca siempre • tienen instrucciones en la etiqueta, ¿cuáles son?, ¿por qué es importante seguirlas?

¿Cuáles son las diferencias o similitudes en el uso del término • concentración en los casos anteriores?

2. La leche condensada, en polvo y normal tienen distintas concentraciones de agua, ¿cuál es la más y cuál la menos concentrada? Observa las imágenes y escribe en el paréntesis “1” para la más concentrada y “3” para la de menor concentración.

Identifica que al variar la concentración (porcentaje en masa y volumen) de una sustancia cambian sus propiedades.

AE

3. ¿Qué propiedades cambian en la leche al variar la concentración en los casos anteriores?

( ) ( ) ( )

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• Medición de propiedades extensivas.

1. Lee el texto; busca en el diccionario las palabras que no conozcas.

“El concreto hidráulico debe ser un material muy fluido y con alta resistencia a la segregación de las partículas que lo forman, para que sus componentes no se separen de la pasta”, explicó Felipe Cano Barrita, coordinador de proyecto en el Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional (CIIDIR), Unidad Oaxaca. Además, comentó: “se debe abatir la diferencia de densi-dades que existe en el concreto, pues de no hacerlo se obtiene un material no uniforme y de mala calidad; proponemos el uso del extracto de nopal como una alternativa económica para sustituir los aditivos modificadores de viscosidad del concreto”.

El extracto de nopal es un aditivo económico y altamente efectivo, ya que incre-menta la resistencia del concreto a la compresión y reduce su permeabilidad, lo cual significa una mayor durabilidad de este material en ambientes agresivos, como el marino, y en ciudades con altas concentraciones de dióxido de carbono (CO2), gas que deteriora las estructuras de concreto reforzado.

El investigador hace pruebas de microestructura y composición química a los pro-ductos de cemento que contienen extracto de nopal, con la finalidad de conocer las causas del incremento de la resistencia mecánica y de la reducción de la permeabilidad.

Fuente: Patricia López. “Enriquecen el concreto con el nopal”. Reforma, México, 29 de marzo de 2007, sección Ciencias. (Adaptación)

2. Contesta.

¿Por qué son importantes las mediciones en la elaboración del concreto?•

¿Qué propiedades del concreto reconociste en la lectura?•

¿Cómo medirías las propiedades del concreto?•

En la actualidad se prefiere usar concreto hidráulico sobre el asfalto

porque es más resistente y duradero.

Valora el papel de los instrumentos de medición en la construcción del conocimiento científico.

AE

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¿Qué se conserva durante el cambio?

• La primera revolución de la química: el principio de conservación de la masa.

Práctica 6. La masa en un sistema cerrado y en uno abierto.

PropósitoReconocer las ventajas de trabajar con un sistema cerrado para medir la masa antes, durante y después de una reacción química.

Material1 botella de plástico de 2 L con tapa; 1 vaso de plástico; 1 balanza con una precisión de cuando menos 0.1 g; una tableta o sobre con antiácido efervescente, un hilo del-gado; una hoja de papel bond.

Procedimiento 1. Reúnanse en equipo de 4 integrantes. 2. Llenen con agua el vaso hasta ¾ partes de su capacidad y dividan la tableta

de antiácido en dos; midan la masa de cada porción. 3. Dejen caer el antiácido en el agua y observen si hay variación en la masa

del sistema. 4. Efectúen de nuevo la reacción, con la misma cantidad de agua y la otra mitad

del antiácido, pero ahora dentro de la botella cerrada. Antes de llevar a cabo el experimento asegúrense de que la botella no tenga fugas.

5. Envuelvan el antiácido en un pedazo de hoja de papel y amárrenlo a un hilo para que puedan dejarlo colgado dentro de la botella (ya con agua) al enroscar la tapa.

6. Una vez que hayan medido la masa del sistema, destapen un poco la botella para que caiga el antiácido envuelto en el papel. Observen la variación en la masa del sistema hasta que ésta haya terminado.

Resultados 1. Responde.

¿De cuánto fue la variación de masa en cada experimento? •

¿Por qué obtuvieron resultados distintos en cada sistema?•

Conclusión 1. Escribe qué ventajas representó trabajar con un sistema cerrado en vez de

uno abierto.

Explica la importancia de establecer un sistema cerrado para enunciar el principio de conservación de la masa.

AE

Subtema 2.3

Aten el papel con un hilo y cuélguenlo dentro de la botella.

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• La importancia de las aportaciones del trabajo de Lavoisier.

Aportaciones de Lavoisier

1. Investiga cuáles fueron las principales aportaciones de Lavoisier y completa el cuadro.

Reconoce que el trabajo de Lavoisier permitió que la ciencia mejorara sus mecanismos de investigación y de comprensión de los fenómenos naturales.

AE

2. Escribe una conclusión acerca de cómo contribuyó el trabajo de Lavoisier al desarrollo de la química y la comprensión de los fenómenos naturales.

Vida de Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794)

1743 1767 1769 1773 1783 1789 1794

Nace en París, Francia.

Participa en el mapeo de Alsacia-Lorena.

Se convierte en inversionista y colaborador de la empresa fiscal Ferme générale.

Descubre el ___________.

Descubre el ___________.

Formula el principio de la _____________

_____________.

Es ejecutado por el régimen revolucionario francés.

• Guerra de sucesión austriaca en la cual participa Francia.

• Guerra de los Siete Años.

• Visita de José de Gálvez a Nueva España; comienzan las reformas borbónicas.

• En Inglaterra, James Watt construye la primera máquina de vapor, dando inicio a la Revolución Industrial.

• Protestas contra el impuesto del té en Boston.

• Intervención francesa en la guerra de Independencia norteamericana.

• Revolución Francesa y guerra en Europa.

1740-1748 1756-1763 1761-1772 1769 1773 1779-1783 1789-1794

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Reconoce que el conocimiento científico es tentativo y está limitado por la sociedad en la cual se desarrolla.

AE

La Revolución Francesa y la revolución de la química

1. Lee el texto, coméntalo con tus compañeros y responde.

La época en que vivió Lavoisier fue importante para el desarrollo de la humanidad y de la ciencia. En ella escribieron sus trabajos los filósofos Voltaire y Rousseau; se elaboró la primera enciclopedia y se publicó la primera declaración de los derechos humanos. Fue también una época de muchos cambios sociales. En Francia existían una monarquía y una aristocracia para las que la vida era cómoda, que cultivaron el arte y la ciencia de manera importante, aunque casi toda la población vivía en condiciones de miseria. Lavoisier pertenecía a la aristocracia, y obtenía parte de su riqueza de una empresa dedicada a cobrar impuestos al pueblo.

En 1789 estalló la Revolución Francesa; se derrocó a la monarquía y se generó un cambio de régimen en Francia. Ese mismo año, Lavoisier publicó el libro Tratado elemental de química, donde resumía sus investigaciones respecto a los procesos de transformación de los materiales en presencia de oxígeno, la respiración, y la nomenclatura de los elementos químicos. Esta sería la última obra de Lavoisier, porque en 1794 un tribunal revolucionario declaró traidores a los cobradores de impuestos y lo condenó a morir en la guillotina.

La primera revolución de la química y la Revolución Francesa generaron maneras diferentes de ver el mundo y comprender los fenómenos naturales y sociales que interesan a los seres humanos.

¿De qué manera la posición económica y social de Lavoisier pudo haber • determinado sus posibilidades de dedicarse a la ciencia?

Si tú hubieras sido parte del tribunal revolucionario que condenó a • Lavoisier a morir en la guillotina, ¿hubieras considerado su trabajo científico al tomar la decisión? Argumenta tu respuesta.

Lavoisier publicó en 1789 los hallazgos de sus investigaciones.

Durante la Revolución Francesa hubo muchos cambios en las concepciones del mundo y de la ciencia.

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La diversidad de las sustancias

1. Lee el texto; busca en el diccionario las palabras que no conozcas.

La herbolaria es una tradición presente en todas las culturas del mundo y tiene que ver con el uso de plantas medicinales para tratar enfermedades. La mayoría de las civilizaciones antiguas clasificaron los remedios herbarios como parte importante de las prácticas medicinales de su época. Por ejemplo, en la mitología griega, Quirón era un centauro con habilidades para la homeopatía, sistema curativo basado en el uso de pequeñísimas cantidades de sustancias que en mayores cantidades producen daños. Por otro lado, la diosa Panacea simbolizaba las propiedades curativas de las plantas. En Roma y Grecia, Hipócrates (460 a.n.e.) y Galeno (130 a 200 n.e.), con siderados los padres de la medicina occidental, usaron la herbolaria para restablecer la salud de los enfermos, y sus enseñanzas rigieron el mundo de la práctica curativa hasta la Edad Media.

Respecto a nuestro país, los colonizadores españoles se dieron cuenta de que las diferentes culturas que habitaban aquí tenían su propio sistema de clasificación. Así, después de la Conquista, alrededor del año 1600, los frailes españoles, acompañados de indígenas traductores, levantaron un importante censo de las plantas medicinales existentes y de sus propiedades curativas.

El trabajo del médico indígena Martín de la Cruz, traducido del náhuatl al latín por Juan Badiano, otro médico indígena del Colegio de Tlatelolco, dio origen al Códice Badiano, obra de enorme importancia para el conocimiento de nuestras tradiciones.

En la actualidad, las clasificaciones de las plantas con propiedades curativas con-sideran, por ejemplo, las características físicas de las plantas: si poseen flores, frutos, espinas, etc. El propósito de estas clasificaciones es más científico que utilitario, pues pretende establecer vínculos entre las características físicas de las plantas sin tomar en cuenta sus efectos terapéuticos.

2. Responde.

¿Qué es la herbolaria?•

¿Cuál es el propósito de la herbolaria?•

¿Cuál es la importancia de los sistemas de clasificación utilitarios?•

¿Cuál es la utilidad de las clasificaciones científicas?•

Identifica algunas formas de clasificación de sustancias utilizadas por otras culturas así como sus propósitos, fines y usos.

AE

Subtema 2.4

PLANTASMEDICINALES

CLASIFICACIÓN POREFECTOS TERAPÉUTICOS

CLASIFICACIÓN PORSIMILITUDES FÍSICAS

Expectorantes(sacan flemas)

Balsámicas(descongestionanvías respiratorias)

Antitusígenas(alivianla tos)

Antipiréticas(disminuyen

la fiebre)

Analgésicas(disminuyenlos dolores)

PLANTASMEDICINALES

Leguminosas(tienen frutos enforma de vaina)

Euforbiáceas(segregan unlátex tóxico

y son laxantes)

Apocináceas(tienen flores en forma

de campanas de cinco hojas;tienen efectos anticancerígenos)

Solanáceas(tienen flores en

forma de estrella de cinco picos

como el jitomate;muchas son tóxicas)

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Interpreta la clasificación como una forma de sistematizar el conocimiento con un fin determinado.

AE

1. Observa los alimentos de las imágenes.

3. Contesta.

¿En qué te basaste para agrupar los alimentos?•

¿Qué otros criterios puedes usar para clasificar los alimentos?•

¿De qué depende que un sistema de clasificación sea “mejor” que otro?•

2. Clasifica en un cuadro sinóptico los alimentos anteriores.

a) uvas; b) arroz; c) chícharos; d) chayotes; e) lentejas; f) zanahorias; g) mangos; h) frijoles; i) naranjas.

a)

d)

g)

b)

e)

h)

c)

f)

i)

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• Experiencias alrededor de diversas sustancias.

1. Completa el cuadro.

MezclaAlgunas propiedades

de la mezclaAlgunas propiedades de los constituyentes de la mezcla

Harina, pan molido y arroz

Pollo en salsa de jitomate con verduras

Agua con sal

Agua y aceite

2. Responde.

¿Las propiedades de las mezclas y sus constituyentes son iguales o • diferentes? ¿Pasará lo mismo con todas las mezclas? ¿Por qué?

Reconoce que una colección de objetos puede tener propiedades diferentes con respecto a la de sus componentes individuales.

AE

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Diferencia mezclas homogéneas y heterogéneas a partir del uso de diversos criterios para clasificarlas.

AE

• Una clasificación particular: el caso de las mezclas.

1. Observa la imagen.

3. Completa el cuadro.

Número de vaso Es una mezcla:

2. Clasifica el contenido de los vasos con el criterio que tú elijas y descríbelo en el recuadro.

1 2 3 4 5 6

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• Propiedades y métodos de separación de mezclas.

1. Completa el cuadro.

Mezcla Ejemplo de mezcla Método para separarla

Tierra y agua

Azúcar y agua

Aceite y vinagre

Sopa de pasta

Piedras y frijoles

Acetona y agua

Agua de mar

Limadura de hierro y aserrín

2. Completa el cuadro con un ejemplo de mezcla que pueda separarse mediante el método descrito.

Método Ejemplo de mezcla

Destilación

Decantación

Filtración

Evaporación

3. Completa el esquema. Escribe el tipo de mezclas y el método de separación.

Distingue las mezclas de otro tipo de sustancias con base en sus propiedades físicas y sus métodos de separación.

AE

Extracción

Filtración

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TEMA 3Proyectos. Ahora tú explora,experimenta y actúaEl análisis en la investigación científi ca

• Limitaciones de los sentidos para identificar algunas propiedades de los materiales.

En una investigación se recogió una muestra de un polvo amarillo cristalino. Se deseaba conocer de qué material se trataba, por lo que los químicos efectuaron un conjunto de pruebas y procedieron a analizar los resultados obtenidos, que se muestran enseguida.

Resultados

Temperatura de fusión 115.2 °C

Conducción eléctrica No

Densidad 2 070 kg/m3

Solubilidad en agua No

Adicionalmente, contaban con esta información.

Sustancia o material densidad (g/cm3) Temperatura de fusión Conduce la electricidadAgua 1 0 Sí

Benceno 0.90 5.5 NoGlicerina 1.26 -20 NoAzufre 2.07 115.2 No

Aluminio 2.7 660 SíCobre 8.9 1083 SíPlomo 11.3 328 Sí

1. Contesta las preguntas, con base en el texto anterior y los resultados del cuadro.

¿Se trata de una sustancia pura o un compuesto? ¿De qué material se • trata?¿Por qué?

¿Qué otras pruebas harías para determinar de qué material se trata?•

Discrimina las premisas y supuestos de un caso, con base en las propiedades de las sustancias y la conservación de la masa.

AE

Subtema 3.1

Tiempo de calentamiento

Tem

pera

tura

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• Algunos fundamentos básicos de la investigación científica.

Medir con exactitud es uno de los requisitos fundamentales de la investigación científica. Durante muchos siglos no fue posible descubrir o comprender una gran cantidad de fenómenos naturales debido a que no se contaba con instrumentos de medición precisos. En la actualidad, los científicos usan este tipo de instrumentos para llevar a cabo sus investigaciones y, además, aprenden a utilizarlos correctamente y a efectuar las anotaciones adecuadas.

Práctica 7: La medición y sus errores

PropósitoLlevar a la práctica habilidades y actitudes propias del investigador científico: observación, medición, registro de datos, repetición de las experiencias y análisis de los resultados.

MaterialReloj de arena, cronómetro o reloj con segundero.

Procedimiento 1. Reúnete con tres compañeros. Coloquen el reloj sobre una mesa y esperen a

que toda la arena se deposite en la parte inferior. 2. Pónganse de acuerdo dos de ustedes y, al unísono, uno voltee el reloj

mientras otro toma el tiempo con el cronómetro o el reloj con segundero. Detengan el cronómetro cuando el último grano de arena haya pasado por la abertura. Repitan la experiencia cuatro veces.

3. Hagan lo mismo pero dándole dos vueltas al reloj de arena, es decir, con el cronómetro o reloj tomen el tiempo que tarda en pasar la arena dos veces de un lado a otro.

Resultados 1. Completa el cuadro con los datos que obtengas.

Número de vueltas del reloj

de arenaTiempo 1 Tiempo 2 Tiempo 3 Tiempo 4

Tiempo promedio

1 vuelta

2 vueltas

Conclusiones 1. Analiza los resultados y responde en tu cuaderno.

¿Tienen la misma exactitud el reloj de arena y el cronómetro o reloj con • segundero? ¿Cómo lo sabes?¿En qué momentos de la experiencia emplearon la observación, la • medición, el registro de datos, la repetición y el análisis de resultados? ¿Cuál es su utilidad?

Reconoce algunos de los fundamentos básicos de los métodos de análisis que se utilizan en la investigación científica.

AE

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• Implicaciones sociales de los resultados de la investigación científica.

Los científicos han propuesto diversas soluciones ante la escasez de agua potable; todas ellas tienen diversas implicaciones en la sociedad, que tanto gobiernos como ciudadanos deben valorar para tomar decisiones que beneficien a la mayoría de las personas.

1. Lee los textos y coméntalos con un compañero.

La desalinización del agua de mar

Ante la falta de agua potable en ciertos países, una alternativa ha sido desalinizar el agua de mar; dicho proceso resulta muy costoso con la tecnología actual: en función del grado de salinidad del agua, el precio varía entre 1 y 2 dólares por metro cúbico.

Arabia Saudita es la nación que más invierte en este tipo de plantas, debido a que no cuenta con agua dulce y además tiene el dinero suficiente para pagarlas. En Europa, el país que más plantas desalinizadoras tiene es España, donde el agua se utiliza para zonas de riego de productos cuyo precio es alto, de modo que se compensa el costo de obtención del líquido.

Si bien en la actualidad más de 100 países emplean la técnica de desalinización, sobre todo en lugares donde definitivamente no existe otra forma de conseguir agua dulce, todavía es muy pequeño el porcentaje de agua obtenido por este medio.

Quienes argumentan a favor (en particular empresas dedicadas a la desalinización) indican que el agua de mar es prácticamente inagotable, y que muchos científicos trabajan en la obtención de procesos cada vez más baratos.

México cuenta con extensos litorales, así que tiene muchas probabilidades de obtener agua por este medio para utilizarla en riego o incluso consumo humano.

Fuentes: http://www.cubasolar.cu/biblioteca/energia/Energia32/HTML/articulo04.htm; http://www.portalplanetasedna.com.ar/desalinizar.htm; http://www.mfa.gov.il/MFAES/MFAArchive/1990_1999/1992/1/EL+AGUA+EN+EL+MEDIO+ORIENTE.htm.

(Adaptación)

Valora las implicaciones sociales de los resultados de la investigación científica.

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La escasez de agua potable ha posibilitado la venta de agua para beber como un producto más.

No a la desalinización del agua de mar

Algunos científicos y organizaciones no gubernamentales consideran que la desalinización del agua es una opción apoyada por empresas que quieren someter este líquido a procesos industriales que permitan comercializarlo y venderlo como cualquier otro producto.

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Actualmente se considera al agua potable como un recurso natural al que

tienen derecho todas las personas.

Otros argumentos en contra son que el proceso desalinizador implica el uso de combustibles que incrementan el calentamiento global y, además, se destruyen los ecosistemas donde se asientan las plantas desalinizadoras.

Así, se propone cuidar las zonas donde naturalmente se precipita el agua de lluvia, es decir, las zonas naturales como bosques y cañadas, y evitar la contaminación de ríos y lagos; el ser humano, desde su origen, ha obtenido agua de estos lugares.

Se calcula que este tipo de trabajo implica una inversión menor por parte de los gobiernos; asimismo, beneficiaría a las personas que viven en estos ecosistemas al proporcionarles el trabajo de cuidar sus bosques y selvas y, sobre todo, traería consigo el beneficio adicional de evitar la deforestación y proteger a millones de especies que habitan estos lugares.

Algunos cálculos indican que el costo por metro cúbico en este tipo de inversión, dependiendo de la región, sería de entre 5 a 20 centavos de dólar.

Fuentes: http://www.cespte.gob.mx/Hist-agua.htm; http://www.ciberteca.net/noticias-tratamiento-de-agua/2008/10/25/hay-que-tener-cuidado-con-la-desalinizacion-del-agua/; http://www.fao.org/docrep/meeting/009/j4238s.htm; http://www.panda.org/what_

we_do/knowledge_centres/freshwater/our_solutions/. (Adaptación)

2. Responde.

Toma en cuenta que en las lecturas se destacan dos tipos de • conocimientos científicos y tecnológicos que implican a la sociedad: la desalinización y la conservación de áreas naturales.

¿Qué opción te parece la más adecuada? Explica tus razones. ➣

¿Consideras que el agua deba venderse como cualquier otro producto ➣a pesar de ser indispensable para la vida? ¿Por qué?

3. Comenta con tu grupo, ¿qué alternativa será la más adecuada para un país

como México, que cuenta con ecosistemas diversos y extensos litorales? Anota la conclusión enseguida.

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¿Qué hacer para reutilizar el agua?

Métodos de separación de mezclas con agua

Recuerda que una mezcla está formada por dos o más sustancias diferentes a las que se les llama componentes; éstos conservan sus características o propiedades originales al separarlos de la mezcla. Los componentes de una mezcla pueden ser sólidos, líquidos o gases y encontrarse en la mezcla en diferentes proporciones.

El agua es una sustancia muy valiosa por diversas razones. Además de ser impres-cindible para la vida, puede disolver muchas sustancias, es decir, forma distintos tipos de mezclas. En la actualidad es muy importante no desperdiciarla debido a la escasez de agua limpia y potable.

1. Lee los métodos de separación mencionados enseguida; luego completa las oraciones con el nombre del método que separe las mezclas acuosas mencionadas.

Filtración Decantación Cristalización

Evaporación Destilación

Agua que sale de la toma de agua con partículas muy pequeñas de arena.•

Agua de mar. •

Agua con rocas pequeñas obtenida de un lago.•

Agua que queremos beber y proviene de un pozo.•

2. Una comunidad vierte el agua de desecho hacia un río cercano. ¿Cuál de las soluciones que se mencionan abajo te parece la más adecuada para que la comunidad no deje de tener agua potable? Argumenta tu respuesta.

Construir una planta de tratamiento de agua; verter el agua sucia hacia otro cauce que no sea el río; obtener su agua mediante la construcción de pozos.

Selecciona el método de separación más adecuado con base en las propiedades de los componentes de una mezcla.

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Subtema 3.2

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• Cómo purificar una muestra de agua.

Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas. Las primeras se llaman así debido a que sus componentes no se distinguen a simple vista, y en ocasiones ni con microscopios ópticos. En las mezclas heterogéneas sí es posible observarlos. Algunas mezclas pueden ser de ambos tipos; por ejemplo, un helado de fresa es una mezcla homogénea; si le agregamos pedazos de nuez, hacemos una mezcla heterogénea.

Práctica 8. Separación de los componentes de una mezcla.

PropósitoLlevar a la práctica algunos métodos de separación de mezclas en las que uno de los componentes es agua y ordenar o sistematizar los resultados y conocimientos obtenidos.

Material1 ½ L de agua limpia; 1 vaso pequeño (de unos 50 mL) con aceite de cocina; 10 clips metálicos; 1 puño de arena muy fina (como la de mar); 1 puño de sal de mesa; 6 vasos limpios con capacidad para unos 250 a 300 mL; 1 embudo; varios filtros de papel; 2 botellas de plástico; 1 imán grande; etiquetas adheribles a los vasos.

Procedimiento 1. Forma un equipo con tres compañeros. Numeren los vasos de 1 a 6. 2. Viertan agua en el vaso 1 y coloquen en el interior los clips y la arena.

Respondan en su cuaderno: ¿qué tipo de mezcla elaboraron?, ¿homogénea, heterogénea o de ambos tipos?, ¿por qué?

3. Doblen el papel filtro como se muestra en las fotos y colóquenlo dentro del embudo. Luego acomoden el embudo en la botella de plástico.

4. Vacíen totalmente su mezcla en el interior del embudo. Observen y describan en su cuaderno lo que sucede.

5. Coloquen en el vaso 2 agua limpia y cinco clips. Intenten sacarlos con el imán. Describan en su cuaderno lo ocurrido.

6. Viertan agua en el vaso 3 y obsérvenla; describan sus características. 7. Ahora viertan la sal y revuelvan la mezcla. Observen el líquido. ¿Qué

diferencias hay respecto del agua simple? Escriban sus observaciones en su cuaderno.

8. Coloquen un nuevo filtro en el embudo y luego vacíen el agua en él hacia otra botella de plástico limpia. ¿Qué sucede?, ¿por qué?

9. En el vaso 4 coloquen agua, disuelvan el otro tanto de sal y sumerjan los clips. ¿Qué tipo de mezcla elaboraron ahora?

10. En el vaso 5 coloquen el aceite para cocina y después agua. ¿Qué sucede? 11. Ahora pasen con cuidado el aceite del vaso 5 al vaso 6. ¿Es fácil el

procedimiento? ¿De qué tipo de separación se trata?

Aplica diversos métodos de separación de mezclas para purificar una muestra de agua.

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Resultados

1. Responde con base en los resultados obtenidos.

¿Cómo se llaman los métodos de separación que empleaste en la práctica?•

¿Qué nombre recibe la mezcla que hiciste con el agua, los clips y la arena?•

¿Qué tipo de mezcla hiciste con el agua y los clips? •

En el caso del vaso 3 (agua y sal), las diferencias observadas entre el agua • simple y el agua ya mezclada con la sal ¿permiten determinar si se trata de una mezcla homogénea o heterogénea? ¿Por qué?

¿Cuál es el nombre de la mezcla de agua, sal y clips?•

¿Y de la de agua y aceite?•

2. Sistematiza en el cuadro la información que has obtenido en esta práctica.

Componentes de la mezcla

Tipo de mezcla (homogénea,

heterogénea o ambas)

Método de separación requerido para la

separación

Vaso 1

Vaso 2

Vaso 3

Vaso 4

Vaso 5

Vaso 6

Sistematiza la información de diferentes métodos de purificación.

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