texto quimica

Iniciales guia rea_Maquetacin 1 26-07-11 15:17 Pgina 1

GUA DIDCTICAINCLUYE TEXTO

DEL

DOCENTE

DEL

ESTUDIANTE

QUMICA

4AUTORESDEL

Educacin Media

TEXTO

DEL

ESTUDIANTE

Y DE LA

GUA

DIDCTICA DEL

DOCENTE

SILVINA IRIBERRI DE DAZ LICENCIADA EN EDUCACIN PROFESORA DE QUMICA PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA.

ROMINA MARTNEZ ORELLANA LICENCIADA EN CIENCIAS CON MENCIN EN QUMICA UNIVERSIDAD DE CHILE. MAGSTER EN FISICOQUMICA MOLECULAR UNIVERSIDAD ANDRS BELLO.


El material educativo Gua Didctica del Docente Qumica 4, para Cuarto Ao de Educacin Media, es una obra colectiva, creada y diseada por el Departamento de Investigaciones Educativas de Editorial Santillana, bajo la direccin general de: MANUEL JOS ROJAS LEIVA COORDINACIN DE PROYECTO: Eugenia guila Garay COORDINACIN REA CIENTFICA: Marisol Flores Prado AUTORES TEXTO DEL ESTUDIANTE Y GUA DIDCTICA DEL DOCENTE: Silvina Iriberri de Daz Romina Martnez Orellana EDICIN: Patricia Ortiz Gutirrez REVISIN DE ESPECIALISTA: Jos Toms Lpez Vivar Pablo Valds Arriagada Sonia Valdebenito Cordovez CORRECCIN DE ESTILO: Isabel Spoerer Varela Astrid Fernndez Bravo Marcela Len Squadrito DOCUMENTACIN: Paulina Novoa Venturino Mara Paz Contreras Fuentes La realizacin grfica ha sido efectuada bajo la direccin de VERNICA ROJAS LUNA COORDINACIN GRFICA: Carlota Godoy Bustos COORDINACIN GRFICA LICITACIN: Xenia Venegas Zevallos JEFE DE DISEO REA CIENCIAS: Sebastin Alvear Chahun DIAGRAMACIN: Sebastin Alvear Chahun Sandra Pinto Moya FOTOGRAFAS: Archivo Editorial CUBIERTA: Xenia Venegas Zevallos PRODUCCIN: Germn Urrutia Garn

Que anri u o a enepro i i as,sinlaauo i a ines riadelostiua esdel d g r s m t hbd t rz c c t t l r "Copy ight",baolassan io esesa le i asenlasle es,lare ro uc intoalo r j c n t b cd y p d c t par ialdeesaobraporcual uierme ioopro e i ieno,com ren i osla c t q d c dm t p dd re ro raayeltraa ienoinor i o,yladisri u inenejem la esdeella p g f t m t f m tc t b c p r me ianeal uieroprsa op li o. d t q l t m bc

2010,bySantillanadelPacficoS.A.deEdiciones Dr.AnbalArizta1444,Providencia,Santiago(Chile) ImpresoenChileporWorldColorChileS.A ISBN:978-956-15-1757-8 InscripcinN:197.836 Setermindeimprimiresta1edicinde 2.300 ejemplares,enelmesdediciembredelao2010. www.santillana.cl


Qumica 4 Medio ndice

ndiceINTRODUCCINI. Definicin y fundamentacin del proyecto Escenario educacional Concepcin del subsector del aprendizaje Fundamentacin del proyecto II Organizacin del Texto del Estudiante III. Organizacin de la Gua Didctica del Docente IV. Marco curricular del Texto del Estudiante V. Mapa de progreso de Materia y sus transformaciones 4 4 4 4 5 6 9 10 12

ORIENTACIONES DIDCTICASUnidad 1: La qumica de los polmeros Unidad 2: Polmeros naturales Unidad 3: Materia y energa: radiactividad natural e inducida Unidad 4: Extraccin y procesamiento de materias primas 14 50 82 130

ndice

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Qumica 4 Medio Introduccin

Introduccin La Gua Didctica del Docente, correspondiente al texto Qumica 4 Medio, es un material elaborado con el propsito de apoyar el proceso de enseanza-aprendizaje de la Qumica. Est orientada a guiar al docente en el uso del Texto, con el objetivo de alcanzar un mejor aprovechamiento de los recursos que contiene y de este modo lograr que los y las estudiantes adquieran los aprendizajes esperados para este nivel.

I

Definicin y fundamentacin del proyectoConcepcin del subsector de aprendizaje La enseanza de la Qumica promueve un aprendizaje activo, en el cual se insta constantemente a los y las estudiantes a desarrollar experimentos, a buscar antecedentes bibliogrficos y a elaborar informes que les permitan organizar su conocimiento y entendimiento. A travs de estos procedimientos se busca desarrollar las competencias y habilidades intelectuales propias del trabajo en ciencias, as como hbitos de responsabilidad, perseverancia, cooperacin y trabajo en equipo. Los principios y las orientaciones pedaggicas que subyacen en la seleccin de los objetivos y contenidos se resumen en lo siguiente: para llevar a cabo un proceso de enseanza-aprendizaje de buena calidad en Qumica es particularmente importante que los contenidos mnimos se traten, en la medida en que sea posible, a partir de preguntas hechas por los propios estudiantes. O que se aborden a travs de procedimientos experimentales sencillos, que les permitan una comprensin prctica de los conceptos y procesos implicados. El programa de Qumica para 4 Medio tiene como propsito privilegiar aplicaciones y la profundizacin de los conocimientos y destrezas por sobre la adquisicin de nuevos conocimientos; integrar los aprendizajes con los presentados en los programas de Qumica de los aos anteriores; lograr una mayor integracin de la Qumica con los subsectores de Fsica y Biologa; y contextualizar en mayor medida los contenidos del programa con temas y situaciones de la vida cotidiana.

Escenario educacional La promulgacin de la LOCE, en la dcada de 1990, dio inicio a la Reforma Educacional, cuyos objetivos se relacionan con el mejoramiento de la calidad y la equidad de la educacin. En este contexto, se replantearon los planes y programas de estudio en todos los subsectores del aprendizaje y en todos los niveles. A finales de los noventa se concretiz el cambio curricular con nuevos Programas de Educacin, tanto para Educacin Bsica (1996) como para Educacin Media (Decreto N 220, 1998). Los programas de estudio se organizan en torno a tres grandes ejes: los Objetivos Fundamentales Verticales (OFV), que explicitan las capacidades que se espera que adquieran los y las estudiantes, en cada nivel de escolaridad; los Contenidos Mnimos Obligatorios (CMO), propios de cada rea del aprendizaje y nivel, y que deben ser el piso comn de enseanza a nivel nacional, y los Objetivos Fundamentales Transversales (OFT), que enuncian las metas en trminos de actitudes y valores que se pretende ir desarrollando en los y las estudiantes en el transcurso de su escolaridad. A casi veinte aos de iniciada la Reforma Educacional, se pone en marcha un proceso de Ajuste Curricular, que revisa e incorpora cambios en la secuencia de los contenidos de cada subsector, de manera longitudinal, en todos los niveles de estudio. Se incorpora fuertemente, con este ajuste, el desarrollo progresivo de competencias y destrezas. Adems, se describen los Mapas de Progreso, cuya finalidad es guiar en este proceso la evaluacin de los aprendizajes, desde los primeros niveles hasta el nivel sobresaliente.

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Gua Didctica del Docente



Fundamentacin del proyecto Las ideas o principios de aprendizaje incorporados en el Texto del Estudiante son: - Comunicacin de los objetivos. El y la estudiante que conoce de antemano lo que se le va a ensear tiene mayor posibilidad de lograr un aprendizaje significativo. - Conocimientos previos. Cada estudiante tiene una variada gama de conocimientos adquiridos en forma emprica, a partir de su entorno particular, de las experiencias vividas, o derivados de los conocimientos, habilidades y actitudes aprendidas en los niveles anteriores. Este conocimiento representa el punto de partida que debemos considerar como base para lograr un aprendizaje ms duradero. Por esto se incluye en el texto una seccin destinada a detectar los conocimientos e ideas previas de alumnos y alumnas. Adems, las actividades inducen permanentemente a los y las estudiantes a recordar sus ideas previas, estableciendo conexiones entre la nueva informacin y lo que ya saben. - Entrega de contenidos. Se espera que los y las estudiantes logren la construccin del conocimiento a partir de sus ideas y experiencias previas, desarrollando, adems, el razonamiento cientfico. Por ende, las metodologas que incentivan las actividades indagatorias y exploratorias cobran gran relevancia. - Desarrollo de habilidades. Un estudiante que logra comprometerse con su propio aprendizaje tiene mayores posibilidades de aprender. En este sentido, el Texto brinda la oportunidad de que los alumnos y alumnas participen activamente, ejercitando y desarrollando diversas habilidades. - Indagacin cientfica. A lo largo del texto se potencia a travs de tres tipos de actividades que, de menor a mayor complejidad, son: indagacin parcial, elaboracin de estrategias, contrastacin y actividad completa de indagacin. - Trabajo colaborativo. Sabemos que cada persona se proyecta desde su individualidad y originalidad en todos los mbitos de su vida, pero es en su relacin con los dems donde se estimulan, potencian y desarrollan sus habilidades sociales. En este sentido, la comunicacin adquiere un rol fundamental para lograr aprendizajes que surgen de la interaccin con el otro. Debido a esto, en el texto se incorporan mltiples actividades que promueven el trabajo colaborativo. - Evaluacin permanente. La evaluacin se plantea como un proceso continuo y permanente, que tiene por objetivo el mejoramiento del aprendizaje. Ms que calificar, el rol de la evaluacin es orientar, estimular y proporcionar herramientas para que los y las estudiantes progresen en su aprendizaje. Es as que se evala en diferentes etapas o momentos (Evaluacin diagnstica, Evaluacin de proceso y Evaluacin final). Tambin se incluyen las del mbito actitudinal (auto y coevaluacin, y metacognicin).

Mapa de Progreso de Materia y sus transformaciones Los Mapas de Progreso complementan los actuales instrumentos curriculares (Marco Curricular de OF/CMO y Programas de Estudio) y en ningn caso los sustituyen. Establecen una relacin entre currculum y evaluacin, orientando lo que es importante evaluar y entregando criterios comunes para observar y describir cualitativamente el aprendizaje logrado. No constituyen un nuevo currculum, ya que no promueven otros aprendizajes; por el contrario, pretenden profundizar la implementacin del currculum, promoviendo la observacin de las competencias clave que se deben desarrollar. Los Mapas describen el aprendizaje en siete niveles, desde 1 Bsico a 4 Medio, con la excepcin de Ingls, que tiene menos niveles, por comenzar su enseanza en 5 Bsico.

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II

Organizacin del Texto del EstudianteEl Texto del Estudiante Qumica 4 se organiza en cuatro unidades, cada una de las cuales se divide en temas. A continuacin se describen las caractersticas principales de los tipos de pginas que se encuentran en este libro.

1. Inicio de Unidad. Son dos pginas, e incluyen los siguientes elementos y secciones: - Ttulo de la Unidad. - Texto introductorio - Lo que s. Preguntas destinadas a activar los conocimientos previos de los y las estudiantes. - Imgenes representativas de los contenidos de la Unidad. - Lo que aprender. Seccin en la que se explicitan los aprendizajes esperados de la unidad, en un lenguaje apropiado para los y las estudiantes y se presenta una breve red conceptual que da cuenta de los principales temas que se abordarn en la unidad. - Conversemos. Seccin que promueve el dilogo entre los y las estudiantes con respecto alguna temtica relacionada con los OFT. 2. Exploracin e indagacin cientfica. En estas pginas se trabaja lo siguiente: Actividad exploratoria. Pgina que est al inicio de cada tema. Corresponde a una actividad de indagacin parcial. Taller cientfico. Se presenta una actividad de elaboracin de estrategias de contrastacin o una actividad de indagacin completa, relacionadas con el contenido que se tratar a continuacin o con el que le precede. Incluye la seccin Conversemos, con preguntas mediante las cuales los y las estudiantes auto y coevalan su trabajo, tanto desde el punto de vista procedimental como actitudinal.

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3. Desarrollo de contenidos. Los contenidos se tratan a travs de un lenguaje ameno y dirigido a los y las estudiantes, considerando su experiencia, pero que no por ello deja de ser riguroso. En la Unidad, los contenidos se trabajan en dos o tres temas principales, desglosados en subtemas. En estas pginas se incluyen las siguientes secciones: - Conceptos clave. Se entrega una breve definicin de los trminos complejos, necesarios para que los educandos comprendan lo que se les est enseando. - Inter@ctividad. Actividad que los y las estudiantes desarrollan a partir de un sitio web confiable y estable. - Conexin con... Seccin en la que se relaciona el contenido que se est tratando con otro subsector del aprendizaje o rea de conocimiento. - Reflexionemos. Orientada a promover el desarrollo de actitudes y valores, incluyendo los que son propios del quehacer cientfico. - Rincn del debate. Destinada a que los y las estudiantes dialoguen y discutan frente a un tema controversial. - Ejemplo resuelto. Seccin en la que se resuelve paso a paso algn problema qumico. Luego se proponen otros ejercicios similares para reforzar el procedimiento aprendido. 4. Lectura cientfica. En esta pgina se aborda un tema cientfico actual, relacionado con el contenido que se est tratando. Incluye la seccin Trabaja con la informacin, en la que se presentan preguntas relacionadas con la informacin entregada, desarrollando la comprensin lectora y otras que vinculan la Ciencia, la Tecnologa y la Sociedad.

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5. Evaluacin. En cada Unidad, se consideran los tres tipos principales de evaluacin: diagnstica, de proceso y final. Evaluacin diagnstica. Esta seccin se trabaja a doble pgina al inicio de cada Unidad. Evala conocimientos previos y conductas de entrada a travs de diversos tipos de actividades. Incluye la seccin Lo que me gustara saber, que invita a los y las estudiantes a generar un listado de preguntas que les interesara poder responder al finalizar el estudio de la Unidad. Evaluacin de proceso. Pgina que va al trmino de cada tema de la Unidad, en la que se evalan los aprendizajes esperados tratados en este. En esta pgina se incluyen diversos tems, con el fin de evaluar distintas habilidades Evaluacin final. Son cuatro pginas (incluida la de Proyecto) que van al trmino de la Unidad. En ellas se evalan los contenidos a partir de los aprendizajes esperados. Consta de varios tems: preguntas de alternativas (muchas de ellas adaptadas de mediciones como TIMSS, PISA, SIMCE y PSU), actividades de anlisis y de aplicacin. En la tercera pgina est la seccin Lo que aprend, en la que se retoman las preguntas iniciales de Lo que s. Proyecto. Seccin que da trmino a la Unidad. Consiste en una actividad grupal que refuerza temas centrales de esta. 6. Sntesis de la Unidad. En dos pginas se entrega el resumen de la Unidad, mediante una infografa, y preguntas de la informacin entregada (seccin Trabaja con la informacin). 7. Qumica en la Historia. Son dos pginas que presentan una cronologa de hechos relacionados con la Unidad y datos histricos asociados a algunos de estos, a modo de contextualizacin. En la seccin Trabaja con la informacin, se presentan preguntas de anlisis de los datos entregados.

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III

Organizacin de la Gua Didctica del Docente

La Gua Didctica del Docente presenta material concreto para apoyar la importante labor que profesores y profesoras desempean clase a clase. Se organiza, al igual que el Texto, en cuatro unidades. Para cada Unidad, la Gua incluye los siguientes tipos de informacin. Marco curricular del Texto del Estudiante Dos pginas en las que se presentan los Objetivos Fundamentales correspondientes a la Unidad; la distribucin de los Contenidos Mnimos Obligatorios, considerando los propios del nivel y los vistos en niveles previos. Planificacin de la Unidad Al inicio de cada Unidad se presenta en dos pginas una planificacin general estructurada a partir de los temas en los que se subdivide la Unidad. Para cada tema se explicita los Aprendizajes esperados, los Criterios de evaluacin, Actividad, los Recursos didcticos del Texto, los Recursos didcticos de la Gua y el tiempo estimado para su desarrollo. Orientaciones didcticas Sugerencias metodolgicas En estas pginas se incluyen sugerencias metodolgicas para abordar los conocimientos previos y el trabajo con las actividades y contenidos. Asimismo, los resultados esperados para las actividades propuestas, incluyendo las de exploracin e indagacin; para evaluaciones, las habilidades que se potencian y el nivel de complejidad de estas. Para las pginas de evaluacin, se incluyen los Aprendizajes esperados evaluados, adems de una tabla de especificaciones, que incluye una rbrica para cada tem y actividades diferenciadas para cada nivel de logro. Actividades complementarias Para cada Unidad del Texto del Estudiante se incluyen actividades complementarias que permitan al docente diversificar la forma de desarrollar los contenidos propuestos en el Texto. Estas incluyen las habilidades que se promueven con dicha actividad. Informacin complementaria Se ofrece al docente informacin complementaria actualizada que le permita un desarrollo conceptual ms profundo o amplio del tema tratado, fundamentando con evidencias las razones por las cuales se incluye esa informacin. Recursos complementarios Se incluyen recursos adicionales a los presentados en el Texto del Estudiante, los que tienen como propsito complementar, ampliar o sintetizar el desarrollo de los contenidos o habilidades, a travs de actividades, preguntas u orientaciones para su anlisis. La finalidad es que el docente los reproduzca o fotocopie para que los y las estudiantes realicen una clara lectura e interpretacin de la informacin entregada.

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IV

Marco Curricular del Texto del EstudianteUnidades OFV 1. Conocer aspectos bsicos en relacin a la estructura, obtencin y aplicaciones de polmeros sintticos. 2. Relacionar la composicin qumica de polmeros naturales con su estructura y su rol biolgico.

Polmeros sintticos y naturales (Unidades 1 y 2)

Fenmenos nucleares y sus aplicaciones (Unidad 3)

3. Reconocer las consecuencias de las tecnologas nucleares (uso de istopos y de la radiacin) sobre la vida de las personas en diversos mbitos. 4. Distinguir entre los procesos de fisin y fusin nuclear.

Procesos qumicos industriales (Unidad 4)

5. Comprender los fundamentos qumicos de procesos industriales significativos. 6. Valorar la contribucin de la metalurgia a la economa nacional.

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CMO 1. Concepto de polmero. Formacin de polmeros de adicin. Descubrimiento y aplicaciones comerciales de algunos polmeros. Caucho sinttico y natural. Vulcanizacin. 2. Composicin de pptidos: aminocidos esenciales. Estructura y propiedades de pptidos y polipptidos. Niveles de organizacin de protenas. Importancia de la estructura de las protenas en relacin con su funcin biolgica. Clasificacin de las protenas. Estructura simplificada y replicacin de cidos desoxirribonucleicos.

OFT 1. Aceptacin y valoracin de la diversidad etaria, cultural, socioeconmica, de gnero, condicin fsica, opinin u otras. 2. Respeto a la vida, conciencia de la dignidad humana y de los derechos y deberes de todas las personas. 3. Preservacin de la naturaleza y cuidado del medioambiente. 4. Desarrollo de habilidades de pensamiento. 5. Informtica.

1. Istopos y estabilidad nuclear. Radiactividad natural y cintica de desintegracin. Conceptos de vida media y de serie radiactiva. Datacin de objetos de inters arqueolgico e histrico. 2. Fisin y fusin nuclear. La bomba atmica y los reactores nucleares. El impacto de las tecnologas nucleares sobre la vida del ser humano, en particular sus consecuencias ticas, sociales y psicolgicas. Ventajas, beneficios, peligros y amenazas de la utilizacin de las tecnologas nucleares en diversos mbitos. 3. Aplicacin de los istopos y de la radiacin a la medicina, agricultura e investigacin qumica y bioqumica. Efectos de la radiacin sobre los seres vivos.

1. Aceptacin y valoracin de la diversidad etaria, cultural, socioeconmica, de gnero, condicin fsica, opinin u otras. 2. Respeto a la vida, conciencia de la dignidad humana y de los derechos y deberes de todas las personas. 3. Preservacin de la naturaleza y cuidado del medioambiente. 4. Desarrollo de habilidades de pensamiento. 5. Informtica.

1. Fuentes de materias primas en la hidrosfera, litosfera y biosfera para algunos procesos industriales. 2. Estudio de los procesos de obtencin de los metales cobre, hierro y litio y de los no metales yodo y azufre a partir de sus minerales. Obtencin de cido sulfrico. Reacciones qumicas involucradas en los procesos anteriores y sus aspectos estequiomtricos, termo-dinmicos y cinticos. Estudio del valor agregado en la purificacin de los metales hierro y cobre. Aceros. 3. Procesos industriales de algunos materiales de uso masivo. 4. Materias primas principales y los procesos bsicos de obtencin del vidrio, cemento y cermica. 5. Fabricacin de polmeros sintticos: polietileno, nailon y siliconas. 6. Aspectos elementales de la cintica de estas reacciones. Uso de catalizadores.

1. Aceptacin y valoracin de la diversidad etaria, cultural, socioeconmica, de gnero, condicin fsica, opinin u otras. 2. Respeto a la vida, conciencia de la dignidad humana y de los derechos y deberes de todas las personas. 3. Preservacin de la naturaleza y cuidado del medioambiente. 4. Desarrollo de habilidades de pensamiento. 5. Informtica.

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V

Mapa de progreso de Materia y sus transformaciones

Nivel

Descripcin Evala crticamente las relaciones entre las hiptesis, los conceptos, los procedimientos, los datos, los resultados y las conclusiones de investigaciones cientficas vinculadas a las reacciones qumicas y nucleares, argumentando con profundidad y considerando el contexto. Evala el impacto en la sociedad del avance del conocimiento cientfico relacionado con la liberacin o absorcin de energa en las reacciones qumicas y nucleares, argumentando con profundidad y considerando distintos contextos de aplicacin y sugiere soluciones a problemas que afectan a la sociedad.

Nivel 7 (sobresaliente)

Nivel 6

Comprende que, tanto en la ruptura y formacin de enlaces como en fenmenos nucleares se produce liberacin o absorcin de energa. Reconoce diversas reacciones qumicas, especialmente, las de cido-base, xido reduccin, polimerizacin y explica los factores que intervienen en el equilibrio qumico. Comprende que la radiactividad natural, la fusin y la fisin nuclear se explican por reacciones nucleares. Evala crticamente entre hiptesis, conceptos, procedimientos, datos resultados y conclusiones de investigaciones cientficas clsicas y contemporneas. Evala las implicancias sociales, econmicas, ticas y ambientales en controversias pblicas que involucran ciencia y tecnologa. Reconoce que cuando la informacin no coincide con alguna teora cientfica aceptada la informacin es errnea o fraudulenta, o la teora es incorrecta Comprende que el ordenamiento de los elementos en la tabla peridica permite predecir propiedades fsicas y qumicas de los tomos y el tipo de enlace qumico. Explica las relaciones cuantitativas entre reactantes y productos en las reacciones qumicas y el concepto de concentracin en las soluciones. Comprende la relacin entre la diversidad de molculas orgnicas con las caractersticas del tomo de carbono y la existencia de grupos funcionales. Comprende que el modelo ondulatorio permite explicar la propagacin de energa sin que exista transporte de materia, para el caso del sonido y de algunos fenmenos de la luz. Describe problemas, hiptesis, procedimientos experimentales y conclusiones en investigaciones cientficas clsicas, relacionndolas con su contexto socio-histrico. Interpreta y explica las tendencias de un conjunto de datos empricos propios o de otras fuentes en trminos de los conceptos en juego o de las hiptesis que ellos apoyan o refutan. Reconoce las limitaciones y utilidad de modelos y teoras como representaciones cientficas de la realidad.

Nivel 5

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Nivel

Descripcin Reconoce la naturaleza atmica de la materia y explica, en base a ella, el cambio qumico, la formacin de sustancias y soluciones, la electrizacin, la conductividad elctrica y calrica, y la emisin de luz. Comprende, en trminos del modelo cintico molecular, la relacin existente entre la presin, la temperatura y el volumen de un gas. Formula un problema, plantea una hiptesis y realiza investigaciones sencillas para verificarlas, controlando las variables involucradas. Representa conceptos en estudio a travs de modelos y diagramas. Elabora criterios para organizar datos en tablas y grficos. Comprende la diferencia entre hiptesis y prediccin y entre resultados y conclusiones en situaciones reales. Comprende que el conocimiento cientfico es provisorio y que est sujeto a cambios a partir de la obtencin de nueva evidencia. conocimiento cientfico es provisorio y que est sujeto a cambios a partir de la obtencin de nueva evidencia. Comprende que la materia puede estar formada por mezclas y que stas, en algunos casos, pueden ser separadas en las sustancias que la componen. Reconoce cambios irreversibles de la materia. Reconoce, en situaciones cotidianas, que la energa se manifiesta de diversas maneras y que puede cambiar de una forma a otra, conservndose. Formula preguntas comprobables y planea y conduce una investigacin simple sobre ellas. Elabora esquemas para representar conceptos, organiza y representa series de datos en tablas y grficos, e identifica patrones y tendencias. Formula y justifica predicciones, conclusiones, explicaciones, usando los conceptos en estudio. Reconoce que las explicaciones cientficas vienen en parte de lo que la observacin y en parte de la interpretacin de lo observado. Reconoce los estados gaseoso, lquido y slido en el agua y en algunos materiales. Reconoce el efecto del calor en los cambios de estado del agua, y lo que ocurre con su masa, su volumen y su temperatura. Obtiene evidencia mediante investigaciones sencillas guiadas. Efecta mediciones utilizando unidades de medida estndar. Registra y clasifica informacin utilizando dos o ms criterios, y representa datos en tablas y grficos simples. Formula predicciones, conclusiones y explicaciones posibles acerca de los problemas planteados y las justifica con informacin. Distingue evidencia de opinin.

Nivel 4

Nivel 3

Nivel 2

Nivel 1

Comprende que los objetos que le rodean estn constituidos por diversos materiales, que presentan caractersticas que permiten darle diferentes usos y que estos materiales pueden experimentar cambios. Realiza observaciones en su entorno y las describe en forma oral y escrita. Compara y clasifica de acuerdo a categoras elementales. Hace preguntas y conjeturas realistas sobre funciones, causas y consecuencias de lo que observa y conoce. Reconoce que entre dos descripciones de un mismo objeto pueden surgir diferencias.

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UNIDAD

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La qumica de los polmerosPropsito de la UnidadEsta Unidad tiene como objetivo que los alumnos y alumnas comprendan, por una parte, que la enorme diversidad de compuestos de carbono pueden estar formados por muy pocos tomos o miles de molculas, las cuales unidas forman los polmeros. Por otra, se espera que reconozcan que gracias al estudio de las estructuras de los polmeros naturales, como el algodn y la celulosa, se ha logrado sintetizar una infinidad de nuevos polmeros con importantes aplicaciones en el mundo de hoy.

Objetivos Fundamentales (OF)Conocer aspectos bsicos en relacin a la estructura, obtencin y aplicaciones de polmeros sintticos.

Contenidos Mnimos Obligatorios (CMO)En el siguiente cuadro se presentan los Contenidos Mnimos Obligatorios del nivel, y los correspondientes a aos anteriores que tienen relacin con los de Cuarto Medio.

2 Medio Qumica orgnica

4 Medio Polmeros sintticos y naturales

Propiedades especficas del carbono que permitenla formacin de una amplia variedad de molculas.

Concepto de polmero. Formacin de polmeros deadicin. Descubrimiento y aplicaciones comerciales de algunos polmeros. Caucho sinttico y natural. Vulcanizacin.

Caracterizacin de los grupos funcionales;introduccin a la nomenclatura de compuestos orgnicos.

Representacin mediante modelos tridimensionalesde molculas orgnicas con distintos grupos funcionales. Nociones de estereoqumica. Isomera.

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Unidad 1


Unidad 1 Orientaciones didcticas

La qumica de los polmeros

Objetivos Fundamentales Transversales (OFT) en la Unidad mbito Crecimiento y autoafirmacin personal Promover en los alumnos y alumnas Actividad (presente en el Texto del Estudiante) Proyecto cientfico (pgina 49)

El conocimiento de s mismo, de las potencialidades ylimitaciones de cada uno.

El inters y capacidad de conocer la realidad, de utilizar elconocimiento.

Qumica en la Historia (pgina 45) Qumica en la Historia (pgina 45)

Desarrollo del pensamiento

Las de anlisis, interpretacin y sntesis de informacin y

conocimiento, conducentes a que los estudiantes sean capaces de establecer relaciones entre los distintos sectores de Lectura cientfica (pgina 39) aprendizaje; de comparar similitudes y diferencias; de entender el carcter sistmico de procesos y fenmenos; de disear, planificar y realizar proyectos; de pensar, monitorear y evaluar el propio aprendizaje; de manejar la incertidumbre y adaptarse a los cambios en el conocimiento.

Habilidades comunicativas, que se vinculan con la capacidad de Qumica en la Historiaexponer ideas, opiniones, convicciones, sentimientos y experiencias de manera coherente y fundamentada, haciendo uso de diversas y variadas formas de expresin. Formacin tica (pgina 45) Lectura cientfica (pgina 39) Ejemplo resuelto (pgina 32)

Las de resolucin de problemas, que se ligan tanto con habilidadesque capacitan para el uso de herramientas y procedimientos basados en rutinas, como con la aplicacin de principios, leyes generales, conceptos y criterios; estas habilidades deben facilitar el abordar, de manera reflexiva y metdica y con una disposicin crtica y autocrtica, tanto situaciones en el mbito escolar como las vinculadas con la vida cotidiana a nivel familiar, social y laboral.

Respetar y valorar las ideas y creencias distintas de las propias, enlos espacios escolares, familiares y comunitarios, con sus profesores, padres y pares, reconociendo el dilogo como fuente permanente de humanizacin, de superacin de diferencias y de acercamiento a la verdad. La persona y su entorno

Rincn del debate (pginas 31y 38)

Valorar el carcter nico de cada persona y, por lo tanto, ladiversidad de modos de ser.

Rincn del debate (pginas 31y 38) Conversemos (pgina 11) Reflexionemos (pgina 38) Proyecto cientfico (pgina 49) Lectura cientfica (pgina 39) Proyecto cientfico (pgina 49)

Proteger el entorno natural y sus recursos como contexto dedesarrollo humano.

Desarrollar la iniciativa personal, la creatividad, el trabajo enequipo, el espritu emprendedor y las relaciones basadas en la confianza mutua y responsable. Informtica

Buscar y acceder a informacin de diversas fuentes virtuales,

Inter@ctividad incluyendo el acceso a la informacin de las organizaciones pblicas. (pgina 36)


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Unidad 1


Orientaciones didcticas

Planificacin general de la Unidad Temas 1. Introduccin a los polmeros Aprendizajes esperados Criterios de evaluacin Actividad (presente en el Texto del Estudiante) Indagatorias: Actividad exploratoria (pgina 14); Taller cientfico (pgina 19). Desarrollo de contenidos: Actividad 1 (pgina 15); Actividad 2 (pgina 16); Actividad 3 (pgina 17); Conexin con Biologa (pgina 17); Actividad 4 (pgina 18). De evaluacin: - diagnstica: pginas 12 y 13. - de proceso: pginas 20 y 21. - final: pginas 46, 47 y 48. 2. Polmeros sintticos

Reconocer las estructurasde polmeros orgnicos y las unidades que intervienen en su formacin.

Reconocer y diferenciar lospolmeros segn la composicin y estructura de sus cadenas.

Clasificar los polmerossegn su origen.

Comprender cmo ocurre Reconocer las reacciones de Indagatorias:la formacin de polmeros a travs de reacciones de adicin electroflica. sntesis que dan lugar a los polmeros. caractersticas de los polmeros de adicin y de condensacin. Actividad exploratoria (pgina 22); Taller cientfico (pginas 34 y 35). Actividad 5 (pgina 23); Actividad 6 (pgina 25); Actividad 7 (pgina 26); Actividad 8 (pgina 27); Rincn del debate (pgina 31); Ejemplo resuelto (pgina 32); Inter@ctividad (pgina 36); Actividad 9 (pgina 37); Reflexionemos (pgina 38); Rincn del debate (pgina 38); Lectura cientfica (pgina 39). De evaluacin: - diagnstica: pginas 12 y 13. - de proceso: pginas 40 y 41. - final: pginas 46, 47 y 48.

Identificar las propiedades y Desarrollo de contenidos:

Distinguir las diversaspropiedades fsicas de materiales polimricos y comprender sus aplicaciones en la elaboracin de materiales de uso comn.

Apreciar las ventajas ydesventajas de la fabricacin de polmeros en el desarrollo de la industria qumica.

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Unidad 1




Recursos didcticos del Texto Materiales: a eleccin de los y las estudiantes para el Taller cientfico (pgina 19). Representaciones moleculares: de un isoctano, glicina, alanina y grupos funcionales (pginas 12 y 13). Fotografas: caucho natural y vulcanizado (pgina 17); polister, caucho y tefln (pgina 21). Ilustraciones: monmeros y polmeros (pgina 15); polmeros lineales y ramificados (pgina 16); copolmeros y homopolmeros (pgina 18). Organizador grfico: sntesis del Tema 1 (pgina 20). Tablas: comparacin de la masa molar y punto de fusin de algunos compuestos (pgina 13); Actividad exploratoria (pgina 14). de la Gua Materiales: trozos de un plstico, plato de cermica y fsforos (pgina 22). Pginas webs: donacin de rganos (pgina 23). Actividades: Actividad complementaria 1 (pgina 19); Actividad complementaria 2 (pgina 22). Anexo N 1 Evaluacin complementaria: pgina 47.

Representaciones moleculares: polimerizacin radicalaria (pgina 31); polimerizacin por condensacin en un medio cido (pgina 32); kevlar (pgina 33); polimerizacin del Fotografas: montaje de Actividad exploratoria (pgina 22); envases plsticos y isopreno (pgina 34). tubos de PVC (pgina 24); alfombra (pgina 26); flotador (pgina 27); Actividades: polmeros de adicin (pagina 29); obtencin del nailon (pagina 30); telfono Actividad complementaria 3 (pgina 31); (pgina 31); implante de silicona (pgina 31); chaleco antibalas (pgina 32); Actividad complementaria 4 (pgina 31); polmeros de condensacin (pgina 33); montaje de la actividad (pgina 34); Actividad complementaria 5 (pgina 33); cdigo de identificacin de los polmeros (pgina 37); desechos plsticos Actividad complementaria 6 (pgina 34); (pgina 38); gualetas, carpa, lpices y tiestos plsticos (pgina 40); lentes de Actividad complementaria 7 (pgina 37); contacto (pgina 48); tcnicas de reciclaje (pgina 49). Actividad complementaria 8 (pgina 38). Representaciones moleculares: caucho vulcanizado y natural (pgina 23); polimerizacin aninica y catinica; etapas de la polimerizacin catinica (pgina 26); etapas de la polimerizacin aninica (pgina 27); polimerizacin radicalaria y sus etapas (pgina 28); nailon y polister (pgina 30); siliconas y resinas (pginas 31); polimerizacin del kevlar (pgina 32); nailon, poliestireno, poliisopreno y polietileno (pgina 41); infografas (pginas 42 y 43). Ilustraciones: mtodos para la obtencin de polmeros: extrusin, vaciado y conformado por vaco (pgina 36); infografas (pginas 42 y 43); retratos de cientficos (pginas 44 y 45). Pginas webs: informacin sobre la industria de los polmeros (pgina 36). Organizador grfico: Sntesis del Tema 2 (pgina 40). Tablas: propiedades fsicas del polietileno segn su grado de cristalinidad (pgina 47). Tiempo estimado: 5 a 6 semanas. Anexo N 2 Evaluacin complementaria: pgina 48.

Materiales: varilla de vidrio, variedad de objetos de plsticos, mechero, acetona, martillo, agua, diez tubos de ensayo, pipeta de 10 mL y pinzas metlicas (pgina 22); un tubo de ensayo, gradilla, pipeta de 10 mL, embudo y portaembudo, papel filtro, vaso de precipitado de 100 mL, agua destilada, 1 g de urea, cido clorhdrico diluido y formaldehdo (pgina 34).


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Pginas 10 y 11

Inicio de UnidadConocimientos previos Invite a sus estudiantes a observar las imgenes de inicio de la Unidad y a descubrirlas. Pdales que sealen qu polmeros sintticos estn presentes en las fotografas y los usos de estos materiales. Luego, organice una lectura colectiva del texto introductorio y discutan sobre los beneficios y perjuicios que ha generado la industria de los polmeros. Motvelos a imaginar cmo creen que sera el mundo sin los plsticos. Sugerencias metodolgicas Para trabajar la seccin Lo que s, invtelos a reunirse en parejas y a responder las preguntas en sus cuadernos. Despus, en un plenario, discutan en torno a ellas. Puede plantear otras preguntas, como: qu ventajas y desventajas tiene para el medioambiente el uso de polmeros sintticos?, qu beneficios tiene para el ser humano? De los plsticos que conocen, seleccionen cuatro y descrbanlos en cuanto a sus propiedades mecnicas y fsicas. Trabaje en forma colectiva la seccin Conversemos, ya que el objetivo de esta es promover y reforzar el dilogo y la discusin entre los y las estudiantes, potenciando valores como el saber escuchar y respetar los puntos de vista de sus pares. El propsito de esta seccin es la promocin del OFT Proteger el entorno natural y sus recursos como contexto de desarrollo humano. Pdales que realicen la Actividad complementaria 1. Resultados esperados Para orientar las respuestas de la seccin Lo que s, considere las siguientes ideas: 1. En el mundo moderno, prcticamente todos los electrodomsticos, utensilios y vestimentas estn fabricados a base de plsticos. 2. Respuesta abierta y variable. Pueden mencionar: nailon, PVC, poliestireno, siliconas, caucho, polietileno, entre otros. 3. El uso indiscriminado de polmeros sintticos ha generado problemas ambientales, ya que un gran porcentaje de estos no son biodegradables; es decir, tardan aos y hasta un siglo en descomponerse. 4 y 5. Estructuralmente los polmeros naturales y sintticos se definen como macromolculas, ya que poseen una alta masa molar y estn formados por pequeas unidades repetitivas llamadas monmeros. Desde un punto de vista qumico, algunos polmeros naturales y artificiales se sintetizan de manera similar, por ejemplo, los polisacridos se originan a travs de mecanismos de condensacin, al igual que una serie de productos de origen sinttico como las fibras, plsticos y tejidos. Los polmeros sintticos presentan innumerables beneficios para los seres humanos, sin embargo, la gran cantidad de desechos que se generan y almacenan producto de su sntesis provocan serios problemas medioambientales. Esto ltimo se debe a la gran durabilidad y resistencia que presentan los plsticos frente a la accin de agentes ambientales; a diferencia de los polmeros naturales que son degradados por la accin de algunos agentes biolgicos. Los cientficos estn trabajando en lograr sintetizar polmeros que tambin sean degradados por microorganismos.

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Actividad complementaria 1Lee la informacin y comenta con tus compaeros y compaeras.

Habilidades: analizar y argumentar

Una alternativa para reducir la cantidad de basura plstica es remplazar las bolsas de plstico por bolsas de papel. Sin embargo, la masa de 1000 bolsas de plstico es 8,5 kg, y la de igual cantidad de bolsas de papel, 61 kg; el volumen de los desechos de papel es ocho veces mayor y el costo de produccin de bolsas de papel tambin lo es. Podramos remplazar el plstico por el papel? Argumenten.

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Actividad exploratoria Evaluacin diagnsticaSugerencias metodolgicas Pida a los y las estudiantes que respondan las preguntas en forma individual y, luego, en un plenario, discutan en torno a ellas, ya que el objetivo de esta seccin es evaluar sus conductas de entrada y conocimientos previos. Procure que una vez que hayan respondido las preguntas, comparen sus respuestas con las de sus dems compaeros y compaeras, a modo de aclarar las dudas y corregir errores. A continuacin, invtelos a responder la seccin Lo que me gustara saber, cuyo propsito es que sus estudiantes planteen algunas preguntas que creen que podrn responder con el estudio de la Unidad. Es importante que registren estas preguntas, ya que al finalizar el estudio de la Unidad se trabajar nuevamente con esta seccin. Resultados esperados I. 1. Hay cinco carbonos primarios, uno secundario, uno terciario y uno cuaternario. 2. Nombre oficial para el isooctano: 2,2,4trimetil pentano. 3. Hibridacin sp3. 4. El tomo de carbono cuaternario presenta una valencia cero y su ngulo de enlace es 109,5. II. 1. En ambas molculas hay un grupo amino y un grupo cido carboxlico. La diferencia est en el otro sustituyente del carbono alfa: en la glicina es un hidrgeno y en la alanina es un metil. O O 2. H3C H OH OH H2N H H2N H Glicina Alanina

Habilidades tem I: identificar y explicar. Nivel de complejidad: bajo. Habilidades tem II: identificar y comparar. Nivel de complejidad: bajo. Habilidad tem III: identificar. Nivel de complejidad: bajo. Habilidad tem IV: identificar. Nivel de complejidad: bajo. Habilidades tem V: analizar e interpretar. Nivel de complejidad: alto.


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3. Se obtienen dos productos para esta reaccin: gly-ala y ala-gly. O O Gly-ala (H2N CH2 C NH CH C OH) CH3 O O Ala-gly (H2N CH C NH CH2 C OH) CH3 III. 1 H O 3N

O

5

OH

O 4 2 OH

1. Aldehdo. 2. Alcohol. 3. Amina terciaria. IV. 1. Eteno (etileno, nombre comn). 2. Cloroeteno. 3. Fenol. V.

4. Cetona. 5. cido carboxlico.

4. Metanal (formaldehido). 5. cido butanoico. 6. Etanamina.

1. Metano: gas. Etano: gas. Propano: gas. Metanol: lquido. Etanol: lquido. Propanol: lquido. 2. y 3. En el caso de la serie metano-etano-propano, por ser molculas totalmente apolares, las fuerzas intermoleculares que se establecen entre estas son del tipo dispersin o tambin llamadas fuerzas de London. A mayor masa molar de la molcula, mayor es la fuerza de dispersin; esto se ve reflejado en los puntos de ebullicin de los tres compuestos, progresivamente crecientes. En el caso de los alcoholes, las fuerzas intermoleculares corresponden a las de dispersin y los de puentes de hidrgeno. Estos ltimos son mucho ms fuertes que los primeros, por lo que a temperatura ambiente estos compuestos son lquidos. Como las fuerzas de dispersin tambin influyen, el punto de ebullicin es progresivamente creciente.

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Tema 1: Introduccin a los polmeros

Tema 1: Introduccin a los polmerosPgina 14

Actividad exploratoria Actividad exploratoriaSugerencias metodolgicas Discuta en conjunto con sus estudiantes algunos conceptos importantes que ya han estudiado en niveles anteriores, como los de la isomera trans y cis de una molcula y los tipos de fuerzas intermoleculares y algunas caractersticas de estos. Es importante que comprendan que la estructura de un polmero condiciona sus propiedades; por ejemplo, un polmero con estructura lineal cuyas cadenas estn unidas mediante fuerzas dbiles ser un material blando y moldeable. En tanto, un polmero con cadenas lineales con fuertes interacciones entre sus cadenas ser un material duro y resistente. Invtelos a responder la actividad en forma individual, y despus, en un plenario, permtales contrastar y comparar sus respuestas. Resultados esperados 1. Las fuerzas de dispersin son muy importantes, debido a la gran masa que tienen los polmeros. Si existen grupos polares, pueden formarse puentes de hidrgeno entre las cadenas de polmeros. En el polmero A, esto se deduce a partir de su elevado punto de fusin. Porque los polmeros lineales y ordenados presentan una mayor tendencia al empaquetamiento.

Habilidades: comparar, interpretar y explicar. Nivel de complejidad: medio. Tipo de actividad indagatoria: parcial de indagacin. Objetivo de la actividad: establecer la relacin entre la estructura de un polmero y sus propiedades fsicas.

2. 3.

4 y 5. En el polmero C ya que tiene un punto de fusin inferior, por lo que es el menos cristalino. Al tener configuracin cis, los sustituyentes no pueden acomodarse simtricamente como en la configuracin trans. Recurdeles que el doble enlace les confiere rigidez, a diferencia del enlace simple.

Pgina 15

Actividad exploratoria Caractersticas generales de los polmerosSugerencias metodolgicas Antes de analizar el contenido de la pgina, invite a sus estudiantes a realizar la actividad propuesta en el Texto. Luego, lea en conjunto con ellos el contenido que se seala en la pgina y discuta sobre la importancia de los polmeros naturales y sintticos. Utilizando la ilustracin de la Actividad 1, analicen cmo se forman los polmeros y las reacciones de polimerizacin. Es importante que reconozcan que los polmeros naturales han estado siempre en la naturaleza y a partir de sus estructuras se han sintetizado nuevos polmeros. Explqueles la importancia que tiene la naturaleza como fuente de inspiracin para los investigadores.


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Actividad 1Habilidades: identificar e interpretar. Nivel de complejidad: bajo. Objetivo de la actividad: diferenciar los polmeros naturales de los artificiales y reconocer el proceso de polimerizacin a partir de la observacin de una ilustracin. 2. a. Monmero (del griego mono, uno, y meros, parte): molcula de pequea masa molecular que unida a otros monmeros a travs de enlaces qumicos, generalmente covalentes, originan macromolculas llamadas polmeros. Polmeros: macromolculas (generalmente orgnicas) formadas por la unin de molculas ms pequeas llamadas monmeros. b. La polimerizacin es un proceso qumico a travs del cual los reactantes (monmeros) se unen qumicamente entre s, originando una molcula de gran masa llamada polmero. c. Si se cambia el orden de la posicin de los monmeros, las propiedades fsicas del polmero tambin varan. Resultados esperados 1. a. Respuesta abierta y variable. Por ejemplo, la lana sirve de materia prima para la elaboracin de chalecos; el algodn, para la fabricacin de prendas de vestir; el cuero, para confeccionar zapatos y bolsos; el caucho natural, para neumticos; la celulosa, para papel o cartn; los plsticos, para una infinidad de objetos y utensilios de la vida moderna. b. Respuesta abierta y variable. Pueden seleccionar: cuero, lana y papel. Por ejemplo, el cuero y la lana son protenas, formadas por monmeros de aminocidos. En el caso de la madera, el papel (celulosa) y el algodn, el monmero que constituye a estos polmeros es la glucosa. Sin embargo, este monmero puede enlazarse de diferentes formas.

Actividad complementaria 2Antecedentes

Habilidad: experimentar

El petrleo es utilizado como materia prima en la elaboracin y obtencin de los plsticos. Estos materiales son fabricados en las llamadas industrias petroqumicas. Procedimiento Reunidos en parejas, realicen los siguientes pasos: coloquen un trozo de plstico (por ejemplo, una bolsa u otro) sobre un plato de cermica y con mucho cuidado acerquen la llama de un fsforo encendido. Procuren utilizar un trozo pequeo del material, ya que algunos plsticos, al arder, liberan sustancias txicas al ambiente. Respondan las preguntas en sus cuadernos 1. Qu indica la aparicin de humo y residuos de color negro (holln)? 2. Qu finalidad tiene la realizacin de esta actividad?, qu interrogante podran plantear?, qu hiptesis?

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Pginas 16, 17 y 18

Clasificacin de los polmerosSugerencias metodolgicas Explqueles que el polmero de mayor densidad es aquel que est formado por cadenas lineales que pueden apilarse en forma regular; es decir, una mayor cantidad de molculas se ordenan en un menor volumen, de ah que se hable de mayor densidad. El polmero lineal presenta muchas cadenas del polmero ordenadas y es ms cristalino, por lo que su punto de fusin es mayor. La seccin Conexin con Biologa (pgina 17) tiene como propsito que los y las estudiantes discutan sobre la donacin de rganos. Es importante que planteen libremente sus puntos de vista frente al tema. De manera complementaria, puede sugerirles visitar la pgina web www.donante.cl, donde encontrarn informacin sobre la donacin de corazn.

Actividad 2Habilidades: analizar e inferir. Nivel de complejidad: medio. Objetivo de la actividad: identificar las propiedades que tienen los polmeros lineales y los estructurales. Resultados esperados 1. El polietileno de baja densidad (PEBD) es un polmero ramificado. 2. Las uniones intermoleculares entre las cadenas le confieren resistencia al polmero. 3. Se utiliza polietileno de baja densidad (PEBD), por su flexibilidad ya que presenta menor cristalinidad debido a la presencia de cadenas ramificadas a lo largo del eje del polmero; al contrario del PEAD cuya estructura es cristalina.

Actividad 3Resultados esperados Habilidades: seleccionar informacin y clasificar. Nivel de complejidad: medio. Objetivo de la actividad: clasificar polmeros segn su origen y compararlos estructuralmente. 1. Naturales: celulosa, glucgeno y seda. Artificiales: nailon, tefln y silicona. 2. La celulosa y el glucgeno presentan estructuras similares, ya que ambos polmeros estn constituidos por monmeros de glucosa. La seda y el nailon son poliamidas. 3. La celulosa y el glucgeno estn constituidos por monmeros de glucosa. Sin embargo, varan en la forma en que estn unidos sus monmeros. 4. Usos y aplicaciones. Celulosa: materia prima del papel y de los tejidos de fibras naturales. Glucgeno: reserva energtica en los animales que se almacena en el hgado (10% de la masa heptica) y en los msculos (1% de la masa muscular) de los vertebrados. Seda y nailon: prendas de vestir. Tefln: utensilios y artefactos de cocina. Siliconas: lubricantes, adhesivos, impermeabilizantes y aplicaciones mdicas.


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Actividad 4Habilidades: observar y clasificar. Nivel de complejidad: bajo. Objetivo de la actividad: establecer semejanzas y diferencias entre las estructuras de estos dos polmeros. Resultados esperados 1. Semejanzas: ambos polmeros contienen tomos de carbono en su cadena principal y son polmeros de adicin. Diferencia: el sarn tiene cloro en su estructura y es un copolmero de cloruro de vinilidieno con cloruro de vinilo; en tanto, el polipropileno es un homopolmero. 2. Sarn: copolmero alternado. Polipropileno: homopolmero. 3. Sarn: cloruro de vinilidieno (1,1 dicloro eteno) y cloruro de vinilo (cloro eteno). Polipropileno: propileno (propeno).

Pgina 19

Actividad exploratoria Taller cientficoSugerencias metodolgicas El propsito de esta seccin es que alumnos y alumnas desarrollen una actividad de indagacin, de manera autnoma y trabajando en equipo. Orintelos para que lean con detalle los antecedentes planteados en la Observacin. Recurdeles que es importante que busquen y seleccionen informacin sobre las propiedades de la glicerina y la gelatina, para que de este modo puedan direccionar el procedimiento que se realizar. Resultados esperados Se espera que los y las estudiantes formulen una hiptesis a la pregunta inicial. Es importante que la hiptesis que planteen sea factible de poner a prueba. Para ello, evite la formulacin de explicaciones demasiado generales. Considere la siguiente hiptesis como modelo: cuando se agrega glicerina a la gelatina, esta ltima cambia sus caractersticas fsicas. Como diseo experimental pueden plantear: 1. Poner 10 g de gelatina en polvo en un vaso de precipitado e hidratarlo con 250 ml de agua tibia. 2. Calentar la mezcla y agregar 20 mL de glicerina hasta que se haya diluido. 3. Observar lo que ocurre al enfriarse la solucin. Resultados: se espera que se forme un gel coloidal de consistencia diferente a la de la gelatina pura. Puede invitarlos a comparar algunas propiedades fsicas entre la gelatina pura y la gelatina + glicerina, tales como aspecto, color y consistencia. Anlisis de resultados: comnteles que en bioqumica la desnaturalizacin corresponde a un cambio estructural de las protenas o cidos nucleicos, en el cual estos biopolmeros ven modificada su estructura nativa y, como consecuencia, se altera su funcionalidad e, incluso, sus propiedades fsicoqumicas. La funcin de estos polmeros no est totalmente determinada por la secuencia de los monmeros que los conforman, sino que existen disposiciones espaciales de ellos que la determinan. Un cambio estructural provocado por un agente externo no modifica la secuencia de monmeros, pero s su forma tridimensional, y con ello la funcin biolgica del polmero.

Habilidades: formular hiptesis, experimentar y concluir. Nivel de complejidad: alto. Tipo de actividad indagatoria: indagacin completa. Objetivo de la actividad: desarrollar habilidades procedimentales a partir del desarrollo de una actividad de indagacin completa.

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Pgina 20

Actividad exploratoria1 Sntesis del TemaSugerencias metodolgicas El propsito de esta seccin es resumir los principales conceptos trabajados en el Tema 1. De manera complementaria, puede invitarlos a definir brevemente, en sus cuadernos, cada uno de estos trminos. Resultados esperados Los conceptos con los que debe completar el organizador grfico de superior a inferior y de izquierda a derecha son: la estructura de sus cadenas, ramificados, sintticos, naturales, copolmeros y homopolmeros.

Habilidades: asociar y recordar. Nivel de complejidad: bajo.

Pginas 20 y 21

Actividad exploratoria Evaluacin de procesoSugerencias metodolgicas El propsito de esta seccin es evaluar formativamente el nivel de logro de los aprendizajes esperados propuestos para el Tema 1. Para ello, pdales que respondan cada tem de la evaluacin en forma individual. Posteriormente, en una puesta en comn, permtales corregir y discutir sus respuestas. Es importante motivarlos a reflexionar sobre sus propios aprendizajes a travs de preguntas del tipo:

Aprendizaje esperado: reconocer las estructuras de polmeros orgnicos y las unidades que intervienen en su formacin.

Qu tem te result ms difcil de resolver?, por qu? Qu dificultades tuviste?, cmo las resolviste? Qu puedes hacer para mejorar tu desempeo en otras evaluaciones? Qu conocimientos que ya tenas facilitaron tu aprendizaje de este Tema?Para la completacin de la tabla de la seccin Me evalo, indqueles que en el tem I cada pregunta equivale a un punto. En el tem II, asgnele dos puntos a cada polmero que se clasifique correctamente segn los criterios sealados. Resultados esperados I. 1. D. 2. B. 3. A. 4. C. 5. C. II. a. Polister: sinttico; polmero orgnico no vinlico (tiene otros tomos, adems de carbono e hidrgeno); lineal. b. Caucho: natural; polmero orgnico vinlico; lineal. c. Tefln: sinttico; polmero orgnico no vinlico; lineal.


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Rbricas - Evaluacin de proceso (pginas 20 y 21 el Texto)

tem I

Habilidades: identificar y asociar.

Nivel de complejidad: bajo. Indicadores de logro

Criterios de evaluacin

Logrado (L)

Medianamente logrado(ML)

Por lograr (PL) Responde menos de dos respuestas correctas u omite.

Reconocer y diferenciar Responde cuatro o cinco los polmeros segn la respuestas correctas. composicin y estructura de sus cadenas.

Responde dos o tres respuestas correctas.

Actividades diferenciadas: proponga a sus estudiantes las siguientes actividades para cada nivel de logro: L: selecciona informacin sobre los polmeros inorgnicos y elabora un breve resumen. ML: elabora un mapa conceptual donde se indiquen los conceptos aprendidos sobre la clasificacin y las caractersticas generales de los polmeros. PL: elabora un resumen acerca de la clasificacin y caractersticas generales de los polmeros.

tem II

Habilidades: identificar y clasificar.

Nivel de complejidad: medio. Indicadores de logro

Criterios de evaluacin

Logrado (L)

Medianamente logrado(ML)

Por lograr (PL) Clasifica correctamente al menos un polmero para cada criterio, o clasifica correctamente los dos polmeros para un criterio.

Clasificar los polmeros Clasifica correctamente los tres Clasifica correctamente al segn tres criterios. polmeros, de acuerdo con los menos dos polmeros para tres criterios establecidos. cada criterio o clasifica correctamente los tres polmeros para dos criterios.

Actividades diferenciadas: proponga a sus estudiantes las siguientes actividades para cada nivel de logro: L: elabora un crucigrama que incluya al menos diez conceptos estudiados en la Unidad. Intercmbialo con un compaero o compaera que haya alcanzado tu mismo nivel de logro y resulvanlos. ML: selecciona informacin en distintas fuentes y elabora una lista de quince polmeros naturales y quince sintticos, indicando para cada uno su funcin o utilidad. PL: ingresa a la siguiente pgina web: www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?GUID=956d0e27-85f4-48ec-bd90-137b6963f06c&ID=136400 y explica cul es la diferencia principal entre un polmero natural y uno sinttico. Adems, seala tres ejemplos.

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Tema 2: Polmeros sintticosPgina 22

Actividad exploratoriaSugerencias metodolgicas El objetivo de la actividad planteada en esta seccin, adems de que los y las estudiantes realicen una o ms etapas del ciclo de una investigacin, es comprobar las propiedades mecnicas y qumicas de los materiales plsticos. Es importante motivarlos a buscar distintos tipos de explicaciones a lo observado. Invtelos a realizar el procedimiento que se describe en sus textos. Indqueles que sobre cada uno de los materiales seleccionados, realicen las operaciones indicadas. Es importante, que registren lo que observan en cada ensayo. Resultados esperados 1. Los polmeros son slidos porque tienen una gran superficie para establecer uniones intermoleculares entre las cadenas. 2. Los factores que influyen en la dureza de un polmero son: tamao del polmero (superficie); tipos de uniones intermoleculares: mientras ms fuerte sean estas uniones, mayor ser la dureza del polmero; ramificaciones: en general, las ramificaciones tienden a dificultar las interacciones entre las cadenas del polmero, lo cual puede explicarse por el efecto estrico que producen estas ramificaciones. 3. Cuando un polmero tiene una estructura muy rgida, no puede deformarse para absorber un golpe; entonces, se rompe. 4. Los elsticos poseen una estructura de red. Cuando se estira el material, la red se orienta en direccin a la fuerza aplicada y, con ello, experimenta la elongacin. Cuando cede el estmulo, la red vuelve a recuperar su forma original. 5. Cuando un plstico se funde con facilidad es porque el material experimenta un deslizamiento de las cadenas que lo forman. Esto se debe a que el polmero presenta interacciones intermoleculares dbiles o bien sus cadenas son muy cortas. 6. Si un polmero es muy polar, sus cadenas estarn fuertemente unidas mediante interacciones intermoleculares del tipo dipolo-dipolo o puentes de hidrgeno. Ahora, si las cadenas son lineales, lo ms probable es que el polmero se utilice como fibra. Si las cadenas son ramificadas, el material se podr usar en la confeccin de materiales que requieran dureza.

Habilidades: experimentar, interpretar y concluir. Nivel de complejidad: alto. Tipo de actividad indagatoria: parcial de indagacin. Objetivo de la actividad: realizar algunas etapas del ciclo de una investigacin para comprobar las propiedades mecnicas de algunos materiales plsticos.


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Tema 2: Polmeros sintticos


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Actividad exploratoria Historia de los polmerosConocimientos previos Con el propsito de que los y las estudiantes comprendan el carcter dinmico de la ciencia, invtelos a averiguar previamente, en distintas fuentes, sobre los primeros polmeros sintticos descubiertos. Pregnteles: qu usos se les da en la actualidad a estos polmeros?, qu importancia tiene el descubrimiento de estas sustancias para la industria del polmero?, qu beneficios hemos obtenido con el descubrimiento de los polmeros sintticos? Sugerencias metodolgicas Comente y discuta con sus estudiantes sobre las propiedades del caucho natural y del sinttico. Profundice sobre el grado de entrecruzamiento que experimenta el caucho en relacin con sus propiedades.

Informacin complementariaFuerzas intramoleculares Los entrecruzamientos mantienen unidas a las molculas polimricas. Por eso, cuando el caucho se calienta, las cadenas no pueden deslizarse unas sobre otras, pues estn unidas. Por esta misma razn, tampoco puede fundirse ni disolverse en solventes. El caucho vulcanizado no es quebradizo ni a altas ni a bajas temperaturas. Cuando un material se quiebra, se separan los fragmentos. Como para romper un enlace se requiere mucha energa, es prcticamente imposible fundir la estructura del caucho vulcanizado, porque existen muchos enlaces covalentes que entrecruzan el material. Cuando el caucho sin vulcanizar se enfra y se golpea, se rompe, ya que las cadenas de poliisopreno se mantienen unidas por fuerzas de Van der Waals. El caucho vulcanizado, en cambio, mantiene unidas las cadenas de poliisopreno mediante enlaces covalentes, por eso no se rompe. Fuente: Archivo Editorial.

Actividad 5Resultados esperados Habilidad: analizar. Nivel de complejidad: alto. Objetivo de la actividad: comparar las propiedades del caucho natural y del vulcanizado, y reconocer el proceso de polimerizacin del isopreno. 1.S S CH3 CH3 S S CH2 CHCCH2 CH2 CH CCH2 CH2 S S + S S S S CH3 CH3 S S CH3 CH3 CH2 CH CCH2 CH2 CHCCH2 CH2 CH2 CH CCH2 CH2 CH CCH2 S Poliisopreno Azufre Caucho vulcanizado S CH3 CH3 CH2 CH CCH2 CH2 CH CCH2

2. El caucho vulcanizado es ampliamente utilizado en la fabricacin de neumticos, artculos impermeables y aislantes, por sus excelentes propiedades de elasticidad y resistencia frente a los cidos y sustancias alcalinas. Es repelente al agua, aislante trmico y elctrico. 3. Al caucho natural se le agrega azufre, obtenindose de este modo el caucho vulcanizado. Este ltimo es mucho ms resistente al ataque qumico; no se funde ni se vuelve pegajoso al calentarlo, ni tampoco se quiebra cuando se somete a bajas temperaturas.

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Pginas 24 y 25

Actividad exploratoria polmeros sintticos Clasificacin de losSugerencias metodolgicas Discuta con los y las estudiantes sobre algunas propiedades de los polmeros. Por ejemplo, si las cadenas se encuentran perfectamente dispuestas una al lado de otra, decimos que el polmero es cristalino. Cuando las cadenas del polmero forman una masa completamente enredada, estamos frente a un polmero amorfo. La cristalinidad proporciona a un polmero resistencia, pero tambin lo vuelve ms propenso a quebrarse. Un material completamente cristalino no podra ser usado como plstico. Por otra parte, las zonas amorfas le proporcionan dureza al polmero, de este modo se puede doblar sin que se rompa. Es as que, dependiendo de las caractersticas y el uso del utensilio u objeto que se necesita fabricar, se debe escoger entre un polmero cristalino o amorfo y una mezcla de ambos. Mencineles, como ejemplo, que para fabricar fibras los polmeros deben ser ms cristalinos, ya que una fibra es un largo cristal. Para finalizar, comnteles que, en general, las uniones intermoleculares ms fuertes tienden a favorecer la formacin de cristales. La complementariedad de los dipolos o la formacin de puentes de hidrgeno obligan a la molcula a orientarse de una manera determinada para lograr el mximo de interaccin intermolecular.

Actividad 6Habilidad: aplicar. Nivel de complejidad: alto. Objetivo de la actividad: identificar polmeros termoestables y termoplsticos, y comprender la relacin que hay entre la estructura del polmero y su comportamiento frente al calor. Resultados esperados 1. Cortina: nailon; gorra de bao: poliestireno; caeras: PVC; adhesivo: resinas de poliestireno; cuerda: nailon. 2. Los polmeros, cuyas cadenas estn formadas por uniones intermoleculares dbiles (Van der Waals), pueden calentarse, moldearse y recalentarse para originar otros objetos. Estos polmeros reciben el nombre de termoplsticos. El polietileno es un ejemplo. En tanto, los polmeros cuyas cadenas estn formadas por uniones intermoleculares fuertes (enlaces covalentes), una vez que estas se han entrecruzado, aunque se les aplique calor no pueden volver a cambiar su forma. Reciben el nombre de polmeros termoestables; un ejemplo es la melamina.

Informacin complementariaEsteroespecificidad de los polmeros Las propiedades fsicas de los polmeros dependen de varios factores. Por ejemplo, la longitud de las cadenas (peso molecular medio) y la intensidad de las fuerzas intermoleculares entre las cadenas. Otro factor es la cristalinidad de las cadenas del polmero; es decir, si hay geometra y un espaciado regular de los tomos entre las cadenas del polmero. Muchos polmeros poseen tanto regiones cristalinas como amorfas. La extensin relativa de cada tipo de regin influye en las propiedades fsicas del polmero.Fuente: Petrucci, R. (2003). Qumica general. (8 edicin). Madrid: Pearson Prentice Hall.


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Pginas 26 y 27

Actividad exploratoria adicin Polimerizacin porSugerencias metodolgicas Analice, en conjunto con sus estudiantes, la polimerizacin por adicin. Busquen el modo de representar este tipo de polimerizacin, ya sea usando material concreto o con los mismos estudiantes. Se sugiere que, tomando como modelo el mecanismo de polimerizacin catinica, deduzcan e infieran sobre el mecanismo de polimerizacin aninica. Desde el punto de vista de la reactividad, explqueles las caractersticas del enlace doble, o sea, su alta densidad electrnica. Se puede comprender fcilmente por qu el protn de un cido puede atacar al sustrato, pero si el reactivo es un anin, se generar repulsin entre estos reactantes; de ah que el reactivo deba ser una base muy fuerte; por ejemplo, n-butil-litio.

Actividad 7Resultados esperados Habilidad: comparar. Nivel de complejidad: bajo. Objetivo de la actividad: establecer diferencias y semejanzas entre la polimerizacin aninica y catinica. 1. En ambos tipos de polimerizacin, el iniciador es un ion y son procesos que constan de tres etapas: iniciacin, propagacin y terminacin. 2. Se diferencian en que en la polimerizacin catinica el iniciador es un catin, y en la aninica, un anin. 3. Si el proceso se interrumpe en la segunda etapa, es decir en la propagacin, la cadena no puede seguir creciendo y se detiene la reaccin de polimerizacin. 4. Los polmeros obtenidos a partir de la polimerizacin aninica logran una menor dispersin del peso molecular con respecto a los de la polimerizacin catinica. Esto significa que las molculas son muy similares y el promedio de sus pesos moleculares representa la mayor parte de ellos.

Actividad 8Resultados esperados Habilidad: inferir. Nivel de complejidad: bajo. Objetivo de la actividad: proponer un mecanismo de polimerizacin para el alqueno sealado. A continuacin se presenta un posible mecanismo de reaccin para la polimerizacin de un alqueno. CH3 CH3 C = C CH3 CH3 CH3 CH3 C = C CH3 CH3 CH3 B CH3 C C CH3 CH3 CH3 CH3 [C C] n CH3CH3

B

CH3 CH3 B C C CH3 CH3

CH3CH3 CH3CH3 BCCCC CH3CH3CH3 CH3

+

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Unidad 1




Pginas 28 y 29

Polimerizacin radicalaria y aplicaciones comerciales de los Actividad exploratoria polmeros de adicinSugerencias metodolgicas Sera conveniente aclararles a sus estudiantes los conceptos de polimerizacin radicalaria y ruptura homoltica. Explqueles que, a diferencia de la ruptura homoltica, en la que se forma un radical libre, donde cada tomo se queda con un electrn proveniente del enlace covalente, existe tambin la ruptura heteroltica, en la que se origina un carbocatin o un carbanin. En este caso, el enlace se rompe de manera desigual, uno de los dos tomos de carbono se queda con el par de electrones que formaba el enlace covalente. Luego, invtelos a realizar la Actividad complementaria 3. Para trabajar el contenido referido a las aplicaciones comerciales que tienen algunos polmeros de adicin, explqueles y comente nuevamente con los y las estudiantes qu significa que un polmero sea termoplstico o termoestable. Es importante que comprendan que, dependiendo de las propiedades del polmero, ser el uso que se le dar al plstico. Una vez finalizado el estudio y anlisis de la tabla de la pgina 29 del Texto, invtelos a realizar la Actividad complementaria 4.

Actividad complementaria 3

Habilidades: analizar e interpretar

Observa el esquema que muestra el mecanismo de reaccin para la formacin de un polmero ramificado. A continuacin, responde en tu cuaderno. Radical libre Nuevo radical libre Molcula de polmero

HHHH HHHH CCCC + CCCC HHHH HHHH

HHHH HH H H CCCCH + CCCC HHHH H HH

H HH H CCCC H H H

HCH HCH HCH HCH HCH HCH 1. Qu papel cumple el radical libre?, con qu tomo reacciona y qu se produce? 2. Qu elementos deben reaccionar para producir la ramificacin de la cadena?


Habilidad: seleccionar informacin

Investiga sobre los siguientes polmeros de adicin: policloropreno, tefln y plexigls. Luego, elabora un cuadro similar al que aparece en tu Texto. Seala el nombre del polmero, el monmero que lo constituye, sus propiedades fsicas y qumicas, y aplicaciones.


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Unidad 1



Pginas 30 y 31

Actividad exploratoria Polmeros por condensacinSugerencias metodlogicas Explqueles el mecanismo de la polimerizacin por condensacin, en un medio cido, utilizando la Informacin complementaria que se seala a continuacin. As podrn entender la formacin de la molcula de agua como producto de la reaccin. Al finalizar el estudio de la pgina 31, invtelos a realizar la Actividad complementaria 5.

Informacin complementariaMecanismo de esterificacin de Fischer 1 O + R C OH + H+

2

+

OH R C OH

OH R C OH + HOR

OH RC HOR+

3

OH R C OH HOR+

OH R C OH + H OR+

OH 4 R C OH + H OR+

OH

+

R C OH2 OR

5

OH

+

R C OH2 OR

OH R C OR + H2O

+

6

OH R C OR

+

O + R C OR + H

1

En esta primera etapa, se produce la transferencia de un protn, proveniente del catalizador cido (generalmente H2SO4), al cido orgnico; este se ubica en el oxgeno perteneciente al grupo carbonilo. El alcohol se adiciona al carbono del grupo carbonilo, formando un nuevo enlace CO.

2

3 y 4 Se produce una doble transferencia de protn, en donde se desliga el H+ del oxgeno que perteneca al alcohol y se une a uno de los otros dos tomos de O que pertenecen a grupos OH. 5 y 6 Al eliminarse una molcula de agua, el ster queda protonado. La deprotonacin del ster es el paso final de la reaccin, donde se recupera el H+ que acto como catalizador.Fuente: Aldabe, S., Aramenda, P., Bonazzola, C. & Lacreu, L. (2004). Qumica 2: qumica en accin. (1 edicin, Captulo I, pgina 51). Buenos Aires: Ediciones Colihue.

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Unidad 1





Habilidades: asociar y aplicar

Lee la informacin y observa la estructura molecular. Luego, selecciona las opciones correctas. El kevlar es una fibra que se utiliza para fabricar chalecos antibalas. Si tiene la siguiente estructura, podemos decir que es un polmero:

C

O O CHN

NHn

A de adicin. de condensacin. de polimerizacin.

B poliamida. polister. polietileno.

C rgido. resistente al impacto. elstico.

Pginas 32 y 33

Ejemplo resuelto y aplicaciones de los polmeros de condensacinSugerencias metodolgicas Analice, en conjunto con los y las estudiantes, el Ejemplo resuelto donde se representa la reaccin de polimerizacin para el polmero sinttico kevlar. Explique detenidamente, en la pizarra, cada uno de los pasos necesarios para resolver el problema. Luego, de manera individual, pdales que apliquen el mtodo aprendido para los problemas propuestos en la seccin Para trabajar. Corrija las respuestas considerando la informacin que se seala en los Resultados esperados. Resultados esperados (Para trabajar) 1. El alto grado de entrecruzamiento de la estructura molecular de la baquelita lo convierte en un polmero termoestable, cuyas propiedades son: moldearse a medida que se forma, una vez que se solidifica se vuelve duro y quebradizo; es resistente al agua y a solventes qumicos. 2. La reaccin de polimerizacin del isopreno es por adicin, y se representa a continuacin:

Iniciacin + H2C = C CH = CH2 + H A CH3 Propagacin H CH2 CH3 H CH2 CH3+

H CH2 CH3

+

CH2 H +A

C ===== C

CH2 + H CH2 CH2 H CH3

H2C = C CH = CH2 CH3 Terminacin CH2 CH2 H CH2 C ===== C CH3 H CH3+

C ===== C

CH2 +A H

+

C ===== Cn

H CH2 CH3

CH2 CH2 H CH3

CH2 - A H

C ===== C

C ===== Cn

CH2 H

C ===== C

C ===== C


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Unidad 1



Actividad complementaria 6Lee y resuelve, en tu cuaderno, los problemas propuestos.

Habilidades: asociar y aplicar

Como una solucin a la tala indiscriminada de Hevea brasilensis, rbol del que se extrae el caucho natural (polmero de adicin cuyo monmero es el cis-isopreno 2-metil-1,3-butadieno) para los procesos de vulcanizacin, se pens en sintetizar el caucho sinttico a partir de las unidades monomricas de cis-isopreno. CH3 H2C === C C ===CH2 H H3C (Z) H + CH2 CH2 n CH2 H n H3C (E) CH2

isopreno

poli-cis-isopreno

poli-trans-isopreno

Considerando que el caucho natural se sintetiza gracias a la accin de ciertas enzimas que permiten que todos los monmeros al unirse conformen el ismero cis, el ingeniero industrial Giulio Natta, imitando la reaccin de la Hevea brasilensis, propuso la sntesis estereoselectiva mediante el uso de catalizadores conocidos como los de Ziegler-Natta, obteniendo as el polmero en cuestin. H3C H H3C H H3C H H3C H

H2C

CH2 H2C

CH2 H2C

CH2 H2C

CH2

H3C H C H

H

H3C

H H C H poli-cis-isopreno

n H H3C H3C H 1. Tomando como ejemplo el mecanismo de polimerizacin para el isopreno, seala los posibles ismeros geomtricos que se forman de la polimerizacin de unidades monomricas de cloropreno (2-clorobutadieno), nombre comercial del neopreno. 2. Indica qu estrategia experimental utilizaras para obtener uno de los posibles ismeros geomtricos del policloropreno. 3. Averigua qu caractersticas y usos comerciales tiene el neopreno.

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Unidad 1




Pginas 34 y 35

Taller cientficoSugerencias metodolgicas

Habilidades: formular hiptesis, experimentar y analizar. Nivel de complejidad: alto. Tipo de actividad de indagacin: elaboracin de estrategias de contrastacin. Objetivo de la actividad: observar cmo se sintetiza una resina aplicando algunas tcnicas de laboratorio.

La actividad consiste en una reaccin de polimerizacin por condensacin, ya que se elimina una molcula de agua. De acuerdo con su estructura, podrn observar que este polmero presenta grupos carbonilos y aminos (NH2); por lo tanto, entre una cadena y otra se pueden establecer infinidades de interacciones por puentes de hidrgeno, proporcionndole al polmero una fuerte cohesin entre sus molculas. Debe resultar muy difcil fundir este tipo de plstico. Como es una actividad de demostracin, por la complejidad que involucra, es importante que los y las estudiantes observen con mucha atencin los pasos realizados por el o la docente y los resultados que se obtienen. Considere las respuestas de la seccin Anlisis y conclusiones, a partir de las siguientes ideas. Resultados esperados a. La reaccin de condensacin entre la urea y el metanal (formaldehdo) se realiza en un medio cido; se obtiene como producto un slido blanco (polmero urea-formaldehdo). La reaccin supone la condensacin del nitrgeno nuclefilo de la urea y el carbonilo electrfilo del formaldehdo. Este proceso produce un polmero ramificado. H O=C H NH CH2OH H N NH HOCH2 NH C=O

OUrea

OMetanal

OCH2

O

2 H2N C NH2 + 2 H C H

HN C N CH2 NH C NH CH2

CH2 N C NH CH2 NH C NH

O

O

b. Se trata de una condensacin, ya que hay eliminacin de una molcula de agua. c. La estructura molecular de la resina sintetizada est constituida por cadenas polimricas entrecruzadas que originan una estructura tridimensional, lo que la convierte en un polmero termoestable. Se caracteriza por ser duro y quebradizo. Es utilizado en la fabricacin de algunas herramientas elctricas, en los conmutadores y enchufes elctricos. d. Debido a que es un polmero termoestable, no se puede fundir. Una vez que ha sido moldeado, no puede volver a cambiar su forma, ya que no se ablanda cuando se le aplica calor. e. Respuesta abierta. A continuacin se presenta un procedimiento que los y las estudiantes podran realizar para obtener una resina a partir del fenol y formaldehdo: agreguen en un tubo de ensayo 5 g de fenol, 5 mL de solucin del formaldehdo (36 - 48%) y 3 gotas de cido sulfrico concentrado. Mezclen la muestra y calienten a bao Mara, hasta que la solucin presente una marcada viscosidad. Retiren el tubo de ensayo del mechero y squenlo. Luego, psenlo por un bao de aceite, calintenlo lentamente hasta lograr una temperatura de 120 C aproximadamente. Una vez que la resina adquiere una consistencia viscosa, djenla enfriar y esperen que se solidifique. Cuando la resina est totalmente endurecida, con mucha precaucin, rompan el tubo de ensayo para obtener la barra de baquelita, la que presentar una coloracin amarillo opalescente.


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Unidad 1



Pginas 36, 37 y 38

Actividad exploratoria Industria de los polmeros y su impacto en el medioambienteSugerencias metodolgicas Comente con sus estudiantes sobre el impacto que ha tenido el desarrollo de la industria qumica en la calidad de vida de las personas. Cada vez se crean nuevos polmeros, que remplazan a los ya conocidos y tambin, muchas veces, la calidad de los existentes. Sin embargo, los procesos industriales qumicos adems han generado efectos negativos, como lo es el aumento de la contaminacin ambiental. Una vez que hayan analizado el contenido de la pgina 36, invtelos a realizar la seccin Inter@ctividad. En esta pgina web encontrarn informacin adicional sobre otras tcnicas utilizadas en la industria del polmero. Discuta respecto del objetivo que tiene codificar los productos, en especial los polmeros. Es importante que comprendan que de esta manera se obtiene un lenguaje universal y que, por ejemplo, se simplifica la separacin de los plsticos provenientes de la basura, para luego ser reciclados. Se sugiere analizar y discutir el significado del smbolo empleado para indicar que un plstico es reciclable, e invtelos a proponer otras alternativas a este smbolo. En la seccin Reflexionemos se promueve el trabajo con el OFT relacionado con la proteccin del entorno natural y sus recursos como contexto de desarrollo humano. Es importante que tomen conciencia de la responsabilidad que tiene cada persona en el cuidado del ecosistema. Reflexionen sobre los efectos ambientales que origina la acumulacin de desechos plsticos e invtelos a proponer soluciones a este problema medioambiental.

Actividad 9Habilidades: seleccionar informacin y clasificar. Nivel de complejidad: bajo. Objetivo de la actividad: clasificar, segn el cdigo de identificacin, los polmeros ms utilizados. Resultados esperados Completacin de tabla. PET: alta resistencia al desgaste, a la tensin y al ataque qumico; envases de alimentos, botellas y fibras textiles. PEAD: su estructura cristalina le confiere una alta rigidez y resistencia a la tensin; tapas de botellas con rosca, juguetes, botellas y contenedores. PVC: transparente e incoloro (sino se le aaden pigmentos), resistente a los cidos; tuberas de plstico, lminas de recubrimiento para pisos, recipientes para congelacin, sustituto del cuero. PEBD: material suave y flexible que funde a temperaturas ms bajas que el PEAD; bolsas, botellas y aislamiento de cables elctricos PP: resistente al calor e impermeable; envases para alimentos y alfombras. PS: resistente al ataque qumico y aislante trmico y acstico; cubierta de computadores y otros electrodomsticos.

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Unidad 1




Pgina 39

Actividad cientfica Lectura exploratoriaSugerencias metodolgicas Tomando en cuenta la alta complejidad que presenta el contenido de la Lectura cientfica, se sugiere trabajar esta seccin en forma colectiva, a modo de optimizar su comprensin. Una vez que hayan analizado la informacin expuesta en el documento, invtelos a responder en parejas las preguntas de la seccin Trabaja con la informacin. Finalmente, en un plenario, permtales discutir sus respuestas. Si lo estima, puede realizar la Actividad complementaria 7, con el propsito de potenciar la comprensin lectora de los y las estudiantes.

OFT: Proteger el entorno natural y sus recursos como contexto de desarrollo humano. Habilidad: analizar. Nivel de complejidad: alto.

Actividad complementaria 7Lee la siguiente informacin. Qu significa que un plstico sea biodegradable?

Habilidades: analizar y explicar

En los ltimos aos, el precio del petrleo ha tenido un progresivo aumento. A su vez, existe una mayor conciencia de que las reservas de este recurso se estn agotando. Como consecuencia ha surgido un marcado inters por producir plsticos biodegradables. Estos polmeros son fabricados a partir de materiales de origen natural, los que pueden ser: a. Plsticos biodegradables extrados de la biomasa. El almidn es un polmero natural que se sintetiza durante el proceso de fotosntesis. Este polmero puede ser procesado y convertido en plstico. Para eso, primero debe ser extrado y luego transformado en molculas de menor tamao (cido lctico), por accin de algunos microorganismos. Luego, el cido lctico es tratado con productos qumicos y de este modo se sintetiza finalmente el plstico llamado PLA. Este polmero se utiliza en la elaboracin de insumos mdicos, debido a la capacidad que tiene de disolverse transcurrido cierto tiempo. b. Polmeros biodegradables empleando bacterias. Estos microorganismos sintetizan grnulos de plsticos llamados polihidroxialcanoato (PHA) y polihidroxibutiratos (PHB). Entre sus ventajas est que las bacterias se reproducen rpidamente en cultivos, y adems, el plstico puede ser extrado de manera sencilla. Estos polmeros tienen la propiedad de ser altamente flexibles. Actualmente, la sustitucin de los plsticos no reciclables, versus los plsticos degradables, constituye una va para disminuir la contaminacin por acumulacin de desechos plsticos. Los polmeros biodegradables pueden ser tratados como desechos orgnicos y, de este modo, eliminarlos como depsitos sanitarios, donde su degradacin tarde breves perodos de tiempo.Fuente: Archivo Editorial.

Lee y responde en tu cuaderno. 1. Cules son las ventajas y desventajas de utilizar plsticos biodegradables? Explica. 2. Qu beneficios tiene el uso de plsticos cuya estructura contiene microorganismos como las bacterias?


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Pgina 40

Sntesis del Tema 2Conocimientos previos Antes de que sus estudiantes completen el organizador grfico, invtelos a sealar, de manera voluntaria, todos los conceptos nuevos que aprendieron en el Tema 2. Luego, en forma colectiva, definan estos conceptos, procurando incorporar la mayor cantidad de ideas y aportes dados por los y las estudiantes para la construccin de estas definiciones. Finalmente, invtelos a realizar el organizador grfico. Sugerencias metodolgicas Los conceptos que completan el esquema conceptual de superior a inferior y de izquierda a derecha son: de acuerdo con sus propiedades fsicas, polmeros de adicin, elastmeros, termoestables, aninica, radicalaria.


Habilidad: construir

Con los conceptos sealados en el organizador grfico de la sntesis de Tema 2, construye un crucigrama. Despus, intercmbialo con un compaero o compaera y respndanlos.

Pginas 40 y 41

Evaluacin de procesoSugerencias metodolgicas El propsito de esta seccin es evaluar formativamente el nivel de logro de los aprendizajes esperados propuestos para el Tema 2. Para ello, pida a sus estudiantes que respondan cada tem de la evaluacin en forma individual. Posteriormente, en una puesta en comn, permtales corregir y discutir sus respuestas. Es importante que motive en los y las estudiantes la reflexin sobre sus propios aprendizajes, a travs de preguntas como:

Aprendizajes esperados:

Comprender cmo ocurrela formacin de polmeros a travs de una adicin electroflica.

Distinguir las diversaspropiedades fsicas de materiales polimricos y comprender sus aplicaciones en la elaboracin de materiales de uso comn.

Qu tem te result ms difcil de resolver?, por qu? Qu dificultades tuviste?, cmo las resolviste? Qu puedes hacer para mejorar tu desempeo en otras evaluaciones? Qu conocimientos de los que ya tenas facilitaron tu aprendizaje en el Tema 2?Para la completacin de la tabla de la seccin Me evalo, indqueles que cada respuesta correcta del tem I equivale a tres puntos. En el tem II, asigne cuatro puntos a cada respuesta apropiada.

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U1 QUIMICA_Maquetacin 1 26-07-11 15:1

texto quimica

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