Profesor Énfasis QUÍMICA No. De HorasBloque I

Las características de los materiales.

Campo De Formación

Exploración y comprensión del mundo natural y social

Competencias Que Se Favorecen

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

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1.17 Identifica los componentes de las mezclas, su clasificación, los cambios de sus propiedades en función de su concentración, así como los métodos de separación.

Aprendizajes Esperados

Identifica los componentes de las mezclas y las clasifica en homogéneas y heterogéneas. Identifica la relación entre la variación de la concentración de una mezcla (porcentaje en masa y

volumen) y sus propiedades. Deduce los métodos de separación de mezclas con base en las propiedades físicas de sus

componentes.

Contenido Disciplinar

EXPERIMENTACIÓN CON MEZCLAS. Homogéneas y heterogéneas. Métodos de separación de mezclas con base en

las propiedades físicas de sus componentes.

Ámbito De Estudio

Propiedades y transformaciones de los materiales¿De que esta hecho todo?

Palabras Claves

Conceptos Nuevos

Preguntas Generadoras

Mariana fue de visita con su escuela al Museo de Historia Natural. Era un día muy caluroso, así que cuando terminaron fue a comprar una botella de agua; de inmediato le dio un gran trago. Si bien la bebida era de sabor naranja, le llamó mucho la atención que fuera totalmente transparente. Miró la etiqueta del envase y vio que en realidad estaba tomando una bebida elaborada con agua, saborizantes y endulzantes. Esto le sorprendió tanto que se quedó pensando si habría otras cosas hechas de varias sustancias. Se quedó mirando su cuaderno y pensó: “¿De qué estará hecha la tinta de mi plumón?”. ¿Tú de qué supones que está hecha la tinta negra?

Secuencia Didáctica Inicio Tiempo Recursos

DidácticosAntes de iniciar la sesión

a) Para detectar los conocimientos previos de sus alumnos explore si saben cuál es la diferencia entre sustancia pura y mezcla.

b) Muestre fotografías de diferentes materiales, consiga y exponga ejemplos de mezclas homogéneas o heterogéneas, así como tarjetas con símbolos de elementos, fórmulas y nombres de sustancias puras.

La diversidad de las sustanciasPara que los alumnos apliquen un método de separación de mezclas (cromatografía) conduzca la actividad, considerando las siguientes recomendaciones.Utilicen plumones a base de agua.Pueden hacer el experimento paralelo con otros colores como morado, café, rosa, etc.Para explicar la explicación de cromatografía comente que presenta dos fases: una móvil (que en nuestro caso es el alcohol) y una estacionaria (el papel), y que existen otros tipos de cromatografías, como de capa fina, en columna y de gases, para separar las mezclas complejas. Un ejemplo es cómo se determinó que el café tiene más de 450 moléculas que le dan su olor y sabor característico.MaterialesTres tiras de papel filtro de 2 cm x 8 cm, Tres frascos de vidrio con tapa, 3 plumones de tinta negra de diferentes marcas, Cinta adhesiva, Alcohol, Regla

1. Reúnete con dos compañeros y respondan la pregunta: “¿De qué supones que está hecha la tinta negra?”a) Anota tu respuesta en la primera línea de la tabla 1.13. Coméntala con tus compañeros de equipo y comparen las ideas que cada uno de ustedes tiene sobre lo que es la tinta negra. Conforme avancen en el estudio de este tema, se modificará su respuesta inicial.

Tabla 1.13. ¿Qué supones que es la tinta negra?

Respuesta

Explicación

1

2

3

4

b) Con el lápiz tracen una línea transversal en cada una de las tiras de papel filtro a 2 cm de uno de los bordes. Sobre esta línea, a la mitad, marquen un punto de 2 mm de diámetro con un plumón distinto en cada tira.c) Pongan ½ cm de alcohol en cada frasco y coloquen una tira de papel dentro de cada uno, con la marca del plumón hacia abajo.d) Con la cinta adhesiva fijen el otro extremo de la tira al frasco y tápenlo. Es muy importante que el punto de tinta no toque directamente el alcohol.e) Sin mover el frasco, observen con detalle la tira de papel hasta que el líquido suba ½ cm antes de llegar al borde superior. Saquen las tiras del frasco y déjenlas secar.f) Describan lo que observaron y lo que quedó sobre la tira de papel filtro.Seguramente observaste que sobre las tiras de papel la mancha se descompuso en varios colores. Cada uno corresponde a una sustancia diferente.g) Contesten las siguientes preguntas:i. ¿Consideran que la tinta negra contiene una sola sustancia?ii. ¿De cuántas sustancias está formada la tinta negra?iii. ¿Qué tienen en común todas las tintas que utilizaron?iv. ¿Qué diferencias existen entre cada una de las tintas negras?h) Con base en la actividad experimental, el análisis de sus observaciones y las respuestas a las preguntas anteriores, escribe en la segunda línea de la tabla 1.13 qué supones que es la tinta negra.Secuencia DidácticaDesarrollo

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Una clasificación particular: el caso de las mezclasAcabas de darte cuenta de que la tinta no es una sola sustancia, sino que se trata de una mezcla, es decir, una combinación de varias sustancias. Al igual que la tinta de los plumones, en la naturaleza hay muchos materiales que son la mezcla de dos o más sustancias diferentes; en ocasiones esto es evidente, como cuando observamos agua sucia con lodo, agregamos leche al café o mezclamos agua y aceite. Pero en otros casos no es fácil darse cuenta de que los materiales pueden estar hechos o constituidos de varias sustancias diferentes.El aire, por ejemplo, es una mezcla de muchos gases diferentes y partículas de polvo que no podemos ver a simple vista. Otro ejemplo es el agua, que casi siempre está combinada con otras sustancias que no podemos ver.Nota: Práctica de laboratorio 1

Para que sus alumnos identifiquen mezclas organice la siguiente actividad en el laboratorio. Para hacerla más fácil sugiera que dibujen el modelo cinético de partículas de casa mezcla y por último dibujen el procedimiento de separación.

Para que sus alumnos apliquen sus conocimientos de mezclas y método de separación proponga: Remojen frijoles en agua o arroz y separen por decantación. Agreguen café de grano molido en una taza de agua y luego sepárelos con un filtro Pongan flores de Jamaica en una jarra y luego sepárelos con un colador. Preparen un aderezo para ensaladas con agua, aceite, vinagre, sal, pimienta, y expliquen qué

método utilizarían para separar. Solicite que clasifiquen las mezclas anteriores. Pregunte: ¿Qué función tiene en los automóviles el filtro de aire?

Mezclas homogéneas y heterogéneasCuando se mezclan dos o más sustancias y logramos distinguir a simple vista cada una de ellas, se trata de una mezcla heterogénea. Pero cuando no logramos distinguirlas, entonces la llamamos mezcla homogénea.1. Usa esta clasificación y menciona qué tipo de mezclas son las de la actividad anterior.2. Ahora que ya conoces un criterio para distinguir y clasificar las mezclas en homogéneas y heterogéneas, escribe en la tercera línea de la tabla 1.13 qué es para ti la tinta negra utilizando esta clasificación.3. Revisen sus respuestas con su maestro y discutan si aplicaron bien este criterio.Propiedades y métodos de separación de mezclasEl método que utilizaste para separar las sustancias que componen la tinta negra se llama cromatografía en papel. El término

"cromatografía" proviene de las palabras griegas khromatos, color, y graphos, escrito. En 1906 el botánico ruso Mikhail Tswett usó esta técnica para separar los pigmentos que componen la clorofila, la sustancia que da su color verde a las plantas y que hace posible la fotosíntesis. En tu casa puedes separar los pigmentos vegetales de la misma manera que separaste la tinta negra: en lugar de tinta, coloca un punto del líquido que obtengas al moler varias hojas de alguna planta con un poco de alcohol. También puedes separar otras mezclas en las sustancias que las constituyen usando este método.

Practica de laboratorio 2Para profundizar en el método de separación y destilación, sugiera a los estudiantes investigar sus aplicaciones en la industria tequilera, de los perfumes y en la aromaterapia, entre otras. Practica de laboratorio 3

Para que los alumnos identifiquen algunas formas de clasificación de sustancias elabore tarjetas con fotografías de mezclas homogéneas y heterogéneas. El equipo que las clasifique bien y más rápido es el que gana.También puede entregar tarjetas con imágenes de los métodos de separación de mezclas y colocarlas en una mesa. Cada jugador deberá poner la tarjeta de mezcla homogénea o heterogénea sobre el método de separación mas apropiado para la mezcla (cromatografía, destilación, decantación, filtración, etc.).

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Didácticos

Si considera necesario profundizar sobre la clasificación y sistematización en las plantas medicinales, sugiera a sus alumnos leer el artículo “De la Selva a la farmacia”.Coloque en le pizarron las palabras clave de la secuencia y pida que en una hoja construyan un mapa conceptual y una breve explicación. Al terminar revise con ellos para garantizar la comprensión de estos objetos.

Si tuviéramos sólo sal no podríamos separarla por decantación, filtración o destilación. Lo mismo sucedería con el agua, la arena o el aceite, porque estas sustancias no son mezclas: son sustancias puras y no pueden separarse o descomponerse por métodos físicos como los que aplicaste en estas actividades. Ahora sabes que los materiales se pueden clasificar en sustancias puras y mezclas. Conocer la naturaleza y composición de los materiales y sustancias permite clasificarlos y entender mejor su comportamiento y propiedades.Retomen la pregunta inicial: ¿qué supones que es la tinta negra? y en grupo hagan una reflexión en la que expongan las distintas respuestas que dieron a esta pregunta. Comenten cuáles son las sustancias que la componen y si se trata de una sustancia pura o de una mezcla. Después escriban una cuarta y última respuesta en la tabla 1.13 considerando las tres respuestas anteriores y lo que han descubierto y aprendido sobre las características de las mezclas homogéneas y heterogéneas.Muchas culturas antiguas, como la mexica, tenían conocimientos sobre las sustancias de su entorno y reconocían, además de sus propiedades curativas en la medicina tradicional, ciertas características físicas y químicas que permitían clasificarlas.

1. Lee el siguiente texto y responde las preguntas en tu cuaderno.Una gran parte del conocimiento que se tiene sobre el uso de las plantas medicinales quedó registrado en 1552 en un manuscrito conocido como el Códice De la Cruz-Badiano, dictado en lengua náhuatl por Martín de la Cruz, un médico indígena xochimilca, y posteriormente traducido al latín por otro indígena llamado Juan Badiano. En la obra, que lleva por título Libellus de Medicinalibus Indorum Herbis, se describe cómo tratar muchas enfermedades usando diferentes plantas, sustancias de origen animal, minerales y agua. Los antiguos mexicas clasificaban todas estas plantas y sustancias de acuerdo con las cualidades que tenían para curar alguna parte del cuerpo.Según estudios recientes, en el códice se mencionan doce “variedades de agua” diferentes: las de cadáver, de ceniza, de cobre, fría, de la fuente, de incienso, de lluvia, muy amarga, muy limpia, tibia, caliente y de trigo. Los investigadores suponen que esta clasificación se debe a las propiedades que se le atribuían en el mundo prehispánico, a las que tenían acceso de manera natural los habitantes de la región geográfica del altiplano central de México, o simplemente en las que se habían disuelto ciertos elementos como la ceniza o el incienso.

Fuente: A. Aranda, A. et al., “La materia médica en el Libellus de Medicinalibus IndorumHerbis”, Revista de la Facultad de Medicina, unam, vol. 46, 2003.

a) ¿Cuáles de las “variedades de agua” crees que hacen referencia a sus propiedades cualitativas? ¿Por qué?b) ¿Cuáles hacen referencia a mezclas? Explica tu respuesta.

c) ¿Cuáles consideras que tienen un origen orgánico animal o vegetal?d) ¿Cuáles crees que provienen de cuerpos naturales de agua?2. Comenten en equipo la importancia de caracterizar a las sustancias químicas con base en sus propiedades y las ventajas de hacerlo utilizando los conocimientos y herramientas de la Química actual.3. Anoten en su cuaderno sus conclusiones.

PRÁCTICA DE LABORATORIONombre De La Práctica De Laboratorio:

Aprendizaje Esperado

PRACTICA 1Materiales.Sal de mesa, 4 vasos de precipitados de 250 mL, Probeta de 250 mL, Arena o grava finaAceite de cocinaAguaAgitador de vidrio1. Organícense en equipo para realizar esta actividad.a) Anoten en la tabla 1.14 las propiedades cualitativas (color y estado de agregación) de cada una de las sustancias que van a usar.

Tabla 1.14Sustancia Color Estado de agregación

Sal

Agua

Arena

Aceite

b) Tomen tres vasos y pongan 150 mL de agua en cada uno de ellos. Agreguen al primer vaso media cucharada de sal y agiten durante un minuto. Al segundo vaso añádanle dos cucharadas de aceite y agiten por un minuto. Pongan media cucharada de arena al tercer vaso y revuelvan durante un minuto. En el cuarto vaso mezclen media cucharada de sal con media cucharada de arena.c) Observen con atención las mezclas y completen la tabla 1.15.

Tabla 1.15

MezclasEstado de agregación

¿Se distinguen a simple vista los componentes de la mezcla?

Cambios en las propiedades de las sustancias (color y estado de agregación)

Agua/sal

Agua/aceite

Agua/arena

Agua/arena/sal

2. No tiren las mezclas.3. Comparen con otro equipo las respuestas de la tabla 1.15.PRACTICA 2Materiales:Un vaso de vidrio de 250 mL, Probeta, Papel filtro o servilletas, Pocillo u olla pequeña, Embudo pequeño, Vaso de precipitados de 250 mL o una olla o pocillo pequeños, Parrilla eléctrica.1. Para esta actividad van a emplear las mezclas que hicieron en la actividad anterior.Tomen el vaso con la mezcla de agua con arena y agítenlo durante 20 segundos. Esperen a que se sedimente la arena y con mucho cuidado viertan el líquido en un vaso limpio para separarlo de la arena. Contesten en su cuaderno si lograron separar las sustancias.Este proceso de separación se llama decantación y para llevarlo a cabo se requiere que la mezcla contenga una sustancia líquida y otra sólida, y que las partículas de la última sean muy grandes para que se sedimenten.2. Agiten el vaso con agua y arena y durante 20 segundos. Coloquen una servilleta o un cono de papel filtro dentro del colador o embudo, pónganlo sobre el vaso y vacíen la mezcla.a) ¿Qué sustancia quedó en el filtro? __________________________________________________________________________A este proceso de separación se le llama filtración y requiere que la mezcla contenga una sustancia líquida y otra en estado sólido con partículas más grandes que los poros del filtro, para que no pasen a través de ellos y queden atrapadas en él.3. ¿Podrían separar la mezcla de sal y agua por decantación o por filtración?Formulen una hipótesis de lo que sucedería en cada caso y anótenla en su cuaderno.4. Tomen el vaso que contiene la mezcla de agua con sal, agítenlo por 20 segundos y separen la mezcla por decantación y por filtración. Confronten sus hipótesis con lo que observaron. ¿Lograron separar las sustancias por decantación? ¿Y por filtración?

5. ¿Qué relación tendrá lo anterior con el tamaño de las partículas del sólido (sal) en la primera mezcla? Discútanlo en equipo, lleguen a una conclusión y anótenla en su cuaderno.Las sustancias que componen una mezcla heterogénea pueden separarse por métodos físicos como la decantación y la filtración aprovechando el tamaño de las partículas y los estados de agregación de los componentes de la mezcla, sin que pierdan sus propiedades cualitativas ni cuantitativas. Los componentes de una mezcla homogénea no pueden separarse mediante filtración ni decantación porque están conformadas por sustancias con partículas muy pequeñas. Ahora ya conoces otros criterios para clasificar y distinguir a las mezclas homogéneas de las heterogéneas: por el tamaño de sus partículas y por el método que usamos para separarlas.6. Con lo que han aprendido hasta ahora expliquen qué tipo de mezcla es el agua con sal y cómo podrían separarla. Coméntenlo con sus compañeros de equipo y con su maestro o maestra y propongan un método para separar esta mezcla.7. Vacíen la mezcla de sal y agua en la olla o pocillo y caliéntenla hasta que el líquido se evapore por completo y observen el fondo del recipiente. Mientras esto sucede, coloquen el vidrio sobre la columna de vapor a 3 cm de distancia del vaso de precipitados.a) ¿Qué es lo que se condensa sobre la superficie del vidrio?b) ¿Qué sustancia es la que queda en el fondo del recipiente? Esperen a que se enfríe y pruébenla.Este proceso que acabas de aplicar se llama destilación y aprovecha la diferencia en los puntos de ebullición de dos sustancias para separarlas. El agua tiene un punto de ebullición de 100 °C a nivel del mar; la sal se funde a 804 °C y tiene un punto de ebullición de 1 490 °C, de manera que el agua se evapora mucho antes de que la sal logre fundirse y luego evaporarse. La destilación se usa con frecuencia para separar mezclas líquido-líquido, sin importar si son homogéneas o heterogéneas; también se usa para separar mezclas líquido-sólido cuando éstas no se pueden filtrar porque las partículas sólidas que las componen son muy pequeñas.8. Tomen la mezcla de sal con arena y agreguen 150 mL de agua. Analícenla:¿Qué tipo de mezcla es? ¿Cómo podrían separarla? ¿Podrían separarse las tres sustancias que la componen utilizando un solo método? Coméntenlo con los demás equipos y con su maestro o maestra. Lleguen a una conclusión y propongan una manera de hacerlo. Recuerden que ya separaron una mezcla de agua con sal y otra de agua con arena, cada una por métodos diferentes. Anoten qué métodos de separación utilizarían para las mezclas de agua con aceite y agua con arena y sal.PRACTICA 3Materiales:2 vasos, Alcohol, Aceite de cocina, Agua, Agitador de vidrio1. En uno de los vasos mezclen un poco de agua y aceite y en el otro un poco de agua y alcohol.a) ¿Qué tipo de mezcla es cada una?___________________________________________________________________________2. Observen en la tabla 1.16 los puntos de ebullición de cada sustancia y contesten.a) Si se quiere separar por destilación una mezcla de agua y aceite, ¿cuál de las dos sustancias se evaporaría primero? ¿Podrían después condensarla y recuperarla? ¿Cómo?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________b) Si separan por destilación la mezcla de agua y alcohol, ¿cuál de las dos sustancias se evaporaría primero? ¿Por qué?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3. Separen las mezclas. Anoten en sus cuadernos los procedimientos que realizaron y describan sus resultados.

Contenidos De Vinculación Con Otras Asignaturas Ejes Temáticos Transversales

Aspectos a Evaluar

Instrumentos De Evaluación Empleados

MI PROYECTO SEMANA A SEMANANombre del Proyecto

Aprendizajes Esperados Fase

( ) Planeación( ) Desarrollo( ) Comunicación( ) Evaluación

N° Sesiones Por Semana

Nombre De Los Equipos Participantes

Estrategias Didácticas A Desarrollar: Fichas de trabajoHERRAMIENTAS PARA EL PROYECTO¿Ya tienen claro qué es un proyecto y cómo se lleva a cabo? Si no es así, regresen al Tema 1 y ayúdense con las recomendaciones de su profesor. En este momento, determinen el tipo de proyecto en el que trabajarán: ciudadano, científico o tecnológico. En equipo, discutan si ya conocen la manera correcta para hacer consultas bibliográficas y, una vez iniciada la investigación para su proyecto, tengan listo su fichero.Recuerden el uso que le darán a su Bitácora de proyecto en ella registrarán todos los avances que obtengan de su investigación.Para ejecutar un proyecto, deberán elegir un tema de estudio. En el programa de Ciencias III se proponen los siguientes para el primer bloque, los cuales están planteados como problemas.¿Por qué es importante la domesticación de especies en las culturas indígenas de México?¿Qué cambios ha sufrido la biodiversidad del país en los últimos 50 años y a qué lo podemos atribuir?Pueden elegir estos temas o el que nosotros sugerimos en este libro: ¿Cómo interactúan los factores bióticos y abióticos en un ecosistema? También pueden seleccionar algún otro relacionado con los temas que van estudiando del bloque; si se deciden por esta opción, procedan de la siguiente manera.

Producto De La Semana Aspectos A Evaluar1. Nuestra elección en forma de pregunta. Platiquen de los temas que les interesen del primer bloque conforme los estudien. Por ejemplo, si les llama la atención el subtema La importancia de la conservación de los ecosistemas, planteen preguntas que les hayan surgido al respecto; escríbanlas en su bitácora de proyecto. Por ejemplo: ¿Qué es un ecosistema? ¿Cómo interactúan los factores bióticos y abióticos en un ecosistema? ¿Qué tipo de ecosistemas hay en México? Escojan una de estas preguntas como tema de su proyecto.2. Decidir qué hacer con nuestra elección de tema.Supongan que eligieron: ¿cómo interactúan los factores bióticos y abióticos en un ecosistema? Lo siguiente será indagar en diferentes fuentes cómo son este tipo de interacciones. Utilicen libros de la biblioteca escolar y del aula, consulten en Internet, revisen los videos que haya en su escuela y elaboren fichas de trabajo. Después revisen su información y decidan qué aspecto en concreto les interesa investigar de las interacciones en un ecosistema. Por ejemplo, les puede interesar hacer una investigación bibliográfica sobre cómo son las interacciones bióticas y abióticas en un ecosistema mexicano, en uno de África o en uno marino. O quizá quieran estudiar las interacciones en un ecosistema que ustedes mismos construyan.

1. Nuestra elección en forma de pregunta.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2. Decidir qué hacer con nuestra elección de tema.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¿Ya eligieron su tema de proyecto? En la siguiente fase iniciarán la planeación.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Observaciones

______________________________docente

______________________________Vo. Bo.