U06 La Materia y Sus Transformaciones

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Contenidos Recursos Propósitos

Página inicial 01. Presentación Empezar el tema

Recuerda lo que sabes 02. Actividad interactiva Recordar conocimientos

03. Esquema Presentar la unidad

La materia y sus propiedades 04. Presentación Ampliar contenidos

05. Presentación Explicar

Las mezclas y las sustancias puras

06. Esquema Explicar


Cambios de estado 08. Esquema Explicar


10. Actividad interactiva Repasar

Cambios químicos 11. Presentación Explicar


Actividades 13, 14, 15 y 16. Actividades interactivas

Evaluar


Repasa 18. Actividad interactiva Evaluar

Recursos digitales

Esquema de la unidad

UNIDAD 6. LA MATERIA Y SUS TRANSFORMACIONES

RepasaEres capaz de…

Comprender una información técnica

La materia y sus propiedades


Cambios de estado Cambios químicos

Aprende a hacer: La medición de masas

y volúmenes

El mundo que queremos: Los combustibles fósiles

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La materia y sus transformaciones

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Contenidos

• La materia y sus propiedades.

• Las mezclas y las sustancias puras.

• Cambios de estado.

• Cambios químicos.

• Lectura comprensiva e interpretación de esquemas de procesos.

• Medición de la masa y el volumen de un cuerpo.

• Lectura e interpretación de información técnica.

• Curiosidad por comprender cómo suceden los cambios de la materia.

• Interés por aprender a realizar mediciones precisas de la materia.

• Reconocimiento de la importancia del ahorro de combustibles fósiles en la lucha contra el calentamiento global.

Programación

Objetivos• Aprender que todos los cuerpos están formados por materia

y que cada tipo de materia es una sustancia diferente.

• Conocer las propiedades de la materia, distinguiendo las propiedades generales de las características.

• Comprender que la materia se puede presentar como sustancia pura o como mezcla.

• Diferenciar entre mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas.

• Conocer algunos métodos de separación de mezclas.

• Saber cuáles son los cambios de estado y cómo se producen.

• Aprender qué son la temperatura de fusión y de ebullición, y saber que en las sustancias puras son una propiedad característica.

• Saber qué son los cambios químicos y comprender cómo suceden algunos de ellos.

• Aprender a medir la masa y el volumen de un cuerpo.

Criterios de evaluación• Sabe que todos los cuerpos están formados por materia

y conoce algunas de sus propiedades, generales y características.

• Sabe qué es una sustancia, distingue entre sustancias puras y mezclas, y conoce los tipos de mezclas.

• Sabe qué son los cambios de estado y comprende cómo ocurren.

• Comprende qué son la temperatura de fusión y de ebullición.

• Sabe qué son los cambios químicos y conoce algún ejemplo.

• Sabe interpretar información técnica.

Competencias básicasAdemás de la competencia en el Conocimiento e interacción con el mundo físico, en esta unidad se contribuye al desarrollo de las competencias Cultural y artística, Aprender a aprender, Lingüística y Social y ciudadana.

Más información en la redBuscadores modernos

http://www2.uca.es/huesped/asanbaor/

Esta es la página principal de la asociación andaluza de bateadores de oro. A nues-tros alumnos les resultará curioso comprobar que hoy día la búsqueda de oro es un pasatiempo para mu-chas personas. En algunos de nuestros ríos se puede practicar aún esta afición.

Para empezar

presentación

R01

¡Oro!

Esta presentación está relaciona-da con la lectura de inicio de la unidad. Presenta algunas de las características del oro y el por- qué de su importancia para las personas. Presenta el fenómeno de las diversas «fiebres del oro», que movilizaban a miles de perso-nas a lugares remotos en busca del preciado metal. Puede comen-tar que también en España se ex-traía oro en la Antigüedad, y aún hoy día se extrae, de modo re-creativo, en algunos ríos.

Amplíe la fotografía pequeña, a fin de mostrar cómo es una ba-tea. Explique que el oro, al ser «pesado», se queda en el fondo del recipiente, mientras la arena y otros materiales «ligeros» salen fácilmente de la batea. Más ade-lante comprenderán que con los términos «pesado» y «ligero» nos estamos refiriendo al concepto de densidad.

Para recordar conocimientos

actividad interactiva

R02

Los estados de la materia

Esta actividad sirve para recordar las propiedades generales de los sólidos, los líquidos y los gases. Se trata de una tabla, similar a la que aparece en la actividad 4. Pueden tener problemas para comprender que el volumen de un gas es varia-ble. Para ayudarlos a comprender-lo, recuerde que al abrir un bote de perfume, el aroma se reparte por toda la habitación; es decir, ocupa todo el volumen de esa habitación.

Muestre a los alumnos la fotogra-fía de las dos pelotas y pregunte cuál de ellas creen que tiene más masa. Explique que no se puede saber esto a no ser que emplee-mos una balanza, puesto que se trata de cuerpos hechos de distin-tos materiales.

Para presentar la unidad

esquema

R03

Contenidos de la unidad

Utilice este esquema para que los alumnos se hagan una idea clara y organizada de los contenidos que estudiarán en la unidad.

UNIDAD 6

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Observa las imágenes y explica ●

qué es una batea.

¿Para qué realiza el buscador ●

de oro todos los movimientos que se explican en la lectura?

¿Crees que aún se emplea el ●

método que aparece en la lectura para buscar oro?

La materia y sus transformaciones

El buscador de oroCruzó el arroyo saltando ágilmente de piedra en piedra.Allí donde la ladera tocaba el agua sacó una palada de tierra y la echó en la batea. Se agachó y sumergió la batea parcialmente en el agua. Luego le dio un diestro movimiento circular que removía el agua fuera y dentro atravesando tierra y gravilla. Las partículas más grandes y ligeras subían a la superficie y, con un hábil movimiento, las vertía por el borde.

El contenido disminuyó hasta que solo quedó tierra fina y la gravilla menuda. Siguió trabajando hasta que, al fin, la batea parecía haberse vaciado de todo menos del agua, pero con un movimiento rápido y semicircular que envió volando el agua contra la orilla del arroyo, descubrió una capa de arena negra en el fondo de la batea. La examinó de cerca. En medio había una partícula dorada.

JACK LONDON

«El filón de oro», en La quimera del oro. Adaptación

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La materiaTodos los objetos del Universo están forma-dos por materia.

Los objetos tienen dos propiedades: la masa y el volumen. Además, poseen otras caracte-rísticas que nos permiten distinguirlos unos de otros, como el color, el brillo, la elastici-dad, la dureza, la transparencia…

1. ¿Cuál de los dos objetos de la foto contiene más masa de agua?

2. ¿Cuál de los objetos de la foto tiene un mayor volumen?

3. ¿Qué características nos permiten reconocer la plastilina? ¿Y el cristal?

Los estados de la materiaLa materia se puede presentar en tres esta-dos diferentes: sólido, líquido y gaseoso.

Los cuerpos sólidos tienen un volumen ●

fijo y una forma fija.

Los cuerpos líquidos tienen un volumen ●

fijo pero no tienen una forma fija.

Los gases no tienen volumen ni forma fi- ●

jos.

Los cuerpos pueden pasar de un estado a otro cuando cambia su temperatura. A esto se le denomina cambio de estado.

4. Completa la tabla.

Sí No Sí No

Sólido

Líquido

Gaseoso

5. Indica un ejemplo de cambio de estado que se produzca en la naturaleza.

6. ¿Qué cambio de estado se produce cuando se derrite el hielo?

RECUERDA LO QUE SABES

Qué es la materia y cuáles son sus ●

propiedades.

Qué es la densidad de un cuerpo y para qué ●

sirve conocerla.

Qué son las sustancias puras y las mezclas. ●

Cómo se separan los componentes de una ●

mezcla.

Cuáles son los cambios de estado y qué ●

propiedades tienen.

Qué son las reacciones químicas. ●

Cómo se miden la masa, el volumen y la ●

densidad de un cuerpo.

VAS A APRENDER

FORMA FIJA VOLUMEN FIJO

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R01

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Ideas TICLa página web del centro educativo. Criterios de calidad http://observatorio.cnice.mec.es/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=600&mode=thread&order=0&thold=0

En este trabajo del Observa-torio Tecnológico del ISFTIC (Ministerio de Educación), su autor, Ángel Puente, enumera una serie de criterios de cali-dad que debe cumplir una página web.

Más información en la redBalanza virtual

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/propiedades/masa.htm

Emplee esta página para mostrar de una forma muy clara cómo funciona una ba-lanza. Destaque que lo que hacemos es comparar la masa que hay en un platillo de la balanza con la masa de las pesas que añadimos en el otro.

Para explicar

Amplíe la ilustración 2 para expli-car cómo se emplea la balanza. Explique que lo que se hace con este instrumento es comparar una masa desconocida (la del tomate, en este caso) con una masa que conocemos o patrón, la masa de las pesas. Cuando se equilibra la balanza, quiere decir que en am-bos brazos hay la misma masa.

presentación

R01

Recipientes para medir el volumen de líquidos

Esta presentación parte de la ilus-tración 3 para explicar el nombre y la función de los distintos reci-pientes que aparecen en ella. To-dos ellos se usan habitualmente en los laboratorios. Hágales ver la diferencia entre la probeta, que mide cualquier volumen de líqui-do, dentro de su rango de medi-ción, y el matraz aforado, con el que se mide un volumen fijo de líquido, gracias a la marca que tie-ne en su cuello estrecho. Puede pedir a los estudiantes que digan cómo usarían estos recipientes. Puede preguntar, por ejemplo: ¿Cómo haríais para saber lo que cabe en un vaso de agua? (Se usaría la probeta.)¿Cómo harías para medir un litro de agua? (Se usaría un matraz aforado.)

Para explicar

Amplíe la imagen 4, a fin de que comprendan perfectamente cómo se realiza el cálculo de la densi-dad. Indique de dónde salen los datos y cómo se realiza la opera-ción.

presentación

R05

La densidad

Esta presentación muestra la den-sidad de diversos materiales fácil-mente identificables. Utilícela para que los alumnos sean conscientes del rango normal de valores de la densidad. Hemos optado por ex-presar la densidad en g/cm3, que nos parece el modo más intuitivo. No obstante, en el Sistema Interna-cional de Unidades se expresa en kg/m3, de modo que es frecuente encontrar la densidad expresada en tales unidades. En esta presenta-ción puede llamar la atención sobre algunos datos. Por ejemplo, el hielo es menos denso que el agua sóli-da, lo que hace que flote sobre ella. El aluminio es bastante menos den-so que otros metales, como el ace-ro. Por eso se usa en la industria aeronáutica y otras aplicaciones. El oro es más denso que el plomo. Sin embargo, es el plomo el que se emplea como lastre, pues el oro es demasiado valioso.

UNIDAD 6

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La materia y sus propiedades

1. Materia, cuerpos y sustanciasTodos los objetos que forman parte del Universo, como un libro, un pez o una roca, son cuerpos. Así, la Tierra, por ejemplo, es un cuerpo que está formado por un gran número de cuerpos.

Todos los cuerpos están hechos de materia. Pero existen muchos tipos de materia. Las medallas olímpicas, por ejemplo, se hacen con tres tipos diferentes de materia: oro, plata y bronce. Cada tipo de materia es una sustancia diferente. q

La materia está formada por unas partículas pe-queñísimas, llamadas átomos. Existen algo más de cien tipos de átomos que, al combinarse, for-man todas las sustancias del Universo. Cada sus-tancia está formada por una combinación de áto-mos, diferente de la de otras sustancias.

2. Las propiedades de la materia

La materia tiene dos clases de propiedades: ge-nerales y características.

Las ● propiedades generales son comunes a todo lo que está hecho de materia. Por ejemplo, la masa, el volumen y la temperatura.

Las ● propiedades características son las que va-rían de unas sustancias a otras y nos permiten distinguirlas. Por ejemplo, el color, la transpa-rencia, la dureza o la densidad.

3. La masa y el volumen

La masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Se mide en kilogramos o gramos. Un kilo-gramo contiene mil gramos.

Para averiguar la masa de un cuerpo se emplea la balanza. En ella se compara la masa del cuer-po con la masa de las pesas. w

El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo. Se suele medir en litros o en mililitros. Un litro contie-ne mil mililitros. El mililitro equivale también al centímetro cúbico.

Para medir el volumen se emplean recipientes transparentes con las medidas marcadas. e

q Medallas de plata, oro y bronce de la olimpiada de Pekín, en 2008. Cada medalla es un cuerpo. El oro, la plata y el bronce son sustancias diferentes.

e Recipientes para medir el volumen de líquidos. Estos recipientes tienen marcas que indican el volumen.

w Balanza. El tomate tiene la misma masa que las pesas que hay en el otro plato.

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r ¿Es un lingote de oro puro? La densidad del oro puro es de 19 gramos por centímetro cúbico. El lingote del dibujo no es de oro puro.

4. La densidadLa densidad de un cuerpo se averigua dividiendo su masa entre su volumen. Por ejemplo, un centí-metro cúbico de agua tiene una masa de un gra-mo. Por tanto, la densidad del agua es de un gramo por centímetro cúbico. En cambio, el mercurio es mucho más denso que el agua. Un centímetro cú-bico de mercurio tiene una masa de 14 gramos. Por tanto, la densidad del mercurio es de 14 gra-mos por centímetro cúbico.

Esto significa que en un centímetro cúbico de mer-curio hay 14 veces más materia que en un centí-metro cúbico de agua.

La densidad sirve para identificar sustancias, pues cada sustancia tiene siempre la misma densidad si es pura. Por ejemplo, imagina que tienes un lingote de oro de 250 centímetros cúbicos y 4.250 gramos y quieres saber si es oro puro. Para ello, debes mi-rar en un libro cuál es la densidad del oro, que es 19 gramos por centímetro cúbico. A continuación, averiguarías la densidad del lingote dividiendo 4.250 gramos entre 250 centímetros cúbicos. El resultado es de 17 gramos por centímetro cúbico. Por tanto, el lingote no es de oro puro. r

5. Por qué flotan los cuerposCuando se sumerge un cuerpo en un líquido, su densidad determina si flotará o se hundirá. Así, cuando la densidad de un cuerpo es menor que la del agua, el cuerpo flota. En cambio, si la densidad es mayor que la del agua, el cuerpo se hunde.

La madera es menos densa que el agua. Por eso, un bloque de madera flota en el agua. En cambio, el acero es más denso, por lo que un bloque de acero se hunde en el agua.

Hoy día la mayor parte de los barcos se construyen de acero. Sin embargo, no se hunden, sino que flo-tan. Es así porque los barcos están llenos de aire, que es mucho menos denso que el agua. De este modo, el barco en conjunto tiene una densidad me-nor que la del agua y flota en ella. t 1. ¿Qué es una silla: un cuerpo o una

sustancia? ¿Y el agua?

2. ¿Qué tiene más masa: un kilogramo de paja o un kilogramo de papel? ¿Y más volumen? Explica por qué.

Cuestiones

Los cuerpos del Universo están formados por materia. La materia tiene propiedades gene-rales, como la masa y el volumen, y propie-dades características, como la densidad.

t Experimento con objetos de vidrio. El vidrio es más denso que el agua. Por eso, las canicas se hunden. La botella está llena de aire, que es muy poco denso. Por eso flota.

densidad = = 17g/cm34.250 g250 cm3

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Ideas TICCómo imprimir un PDF como si fuera una imagen A veces, al mandar imprimir un PDF aparece un mensaje de error, debido a que dicho archivo contiene imágenes o fuentes que no pue-den ser interpretadas por el programa Acrobat. Si selecciona la opción del menú Imprimir como imagen, evitará el problema. Para ello, siga estos pasos:1.º Abra el fichero PDF y seleccione el menú Imprimir. 2.º En la ventana que se ha abierto, haga clic sobre el botón

Avanzadas, situado en la parte inferior izquierda.3.º Haga clic en el cuadrito Imprimir como imagen y, de nuevo, pulse

el botón Aceptar. 4.º Pulse nuevamente el botón Aceptar.

Más información en la redEl juego de las disoluciones

http://www.bbc.co.uk/schools/ks2bitesize/science/materials/ reversible_irreversible_changes/play.shtml

Este juego, de la página de la BBC, permite experimen-tar con la solubilidad de di-versas sustancias y con algunos métodos de separa-ción. La puede emplear para reforzar los contenidos del libro. Esta página está en inglés.

Para explicar

esquema

R06

Mezclas y sustancias puras

Este esquema recoge los princi-pales contenidos de esta página y los ilustra con más ejemplos que los que aparecen en las ilus-traciones 1, 2 y 3. Puede emplear este recurso como alternativa al libro para explicar los contenidos de la página. O bien, tras explicar los contenidos apoyándose en el libro, puede emplear este esque-ma para repasar dichos conteni-dos y ampliar la información con más ejemplos. Puede llamar su atención sobre la sangre. Has-ta que no se observa con el mi-croscopio, no se aprecia que se trata de una mezcla homogénea. En cuanto a las mezclas homogé-neas, haga notar que, a simple vista, no podemos distinguirlas de las sustancias puras. Hace fal-ta más información para ello.

Para explicar

presentación

R07

La separación de mezclas

Esta presentación recoge los con-tenidos de la página, relativos a los métodos de separación de mezclas, de modo que puede em-plearla para explicar dichos con-tenidos. También puede emplear-la como refuerzo, tras explicar los contenidos, para mostrar casos concretos en los que se emplean técnicas de separación de mez-clas. Al hablar de la evaporación, puede distinguir entre la evapo-ración del agua en las salinas y la destilación. Con este segundo método se recupera también el líquido o los líquidos que forman parte de la disolución. Puede ci-tar, como ejemplo, la destilación del petróleo, mediante la cual se obtienen distintos componentes.

UNIDAD 6

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BEn ocasiones hablamos de aire puro. Sin em-bargo, para un científico, no existe el aire puro, pues el aire no es una sustancia pura, sino una mezcla.

1. Las sustancias purasLlamamos sustancias puras a las que están for-madas por un solo tipo de materia y no se puede separar en otras sustancias mediante métodos sencillos.

Son ejemplos de sustancias puras el agua, el oro, el hierro, los distintos tipos de plásticos, la sal, el azúcar, los minerales… q

2. Las mezclasLas mezclas están formadas por varias sustan-cias puras diferentes. Podemos distinguir dos ti-pos de mezclas:

Mezclas heterogéneas ● . Son aquellas en las que se pueden distinguir sus componentes, como una sopa de fideos o una roca. w

Mezclas homogéneas ● o disoluciones. Son aque-llas en las que no se pueden distinguir sus com-ponentes, como el agua de mar, que está for-mada por agua y sal, o el aire, que está formado por la mezcla de varios gases. e

Un tipo especial de mezclas son las aleaciones. Son mezclas homogéneas en las que una o varias de las sustancias son metales. Algunos ejemplos de aleaciones son los siguientes:

El ● bronce. Es una aleación de cobre y estaño. El resultado es un material duro y resistente.

El ● acero. Es una aleación de hierro y carbono. Tiene muchísimos usos en la construcción y en la industria.

La mayor parte de las sustancias que emplea-mos son mezclas. Por ejemplo, el agua es una sustancia pura, pero casi siempre se encuen-tra como mezcla, pues normalmente lleva otras sustancias disueltas, como sales minerales, clo-ro, etc.


q Ejemplos de sustancias puras. A. Cuarzo. B. Oro. C. Mercurio.

e Ejemplos de mezclas homogéneas. A. Colonia. B. Aire. C. Bronce.

w Ejemplos de mezclas heterogéneas. A. Roca. B. Ensalada. C. Suelo.

A

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C

C

B

B

A

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3. La separación de mezclasA veces es necesario separar las distintas sustan-cias que forman parte de una mezcla. Para lograrlo, existen diferentes sistemas. Algunos de los más co-nocidos son los siguientes:

Filtración ● . Sirve para separar mezclas heterogé-neas de un sólido con un líquido, por ejemplo, arena y agua. Se hace pasar la mezcla por una malla fina o por un papel poroso, que retiene el sólido y deja pasar el líquido. También sirve para separar sólidos que tienen diferente tamaño. r

Decantación ● . Se emplea para separar mezclas heterogéneas de sustancias con distinta densi-dad. Se deja reposar la mezcla hasta que la sus-tancia más densa se deposita en el fondo. Por ejemplo, el agua y el aceite se separan mediante un embudo de decantación, que tiene un grifo en su extremo. t

Separación magnética ● . Se emplea cuando uno de los elementos de la mezcla es de hierro y el otro no. Se usa un imán, que atrae los elemen-tos que son de hierro.

Evaporación ● . Se emplea para separar mezclas homogéneas. Consiste en evaporar la parte líqui-da, de modo que las sustancias sólidas se pue-dan recuperar. Es el método que se emplea en las salinas para obtener la sal que contiene el agua de mar. Se hace entrar el agua del mar en grandes estanques. En ellos se evapora el agua y queda la sal.

Existen más métodos para separar los componen-tes de una mezcla, y para cada tipo de mezcla existe uno que resulta más apropiado.

La materia se puede presentar como sustancia pura o como mezcla. Las mezclas pueden ser heterogéneas u homogéneas y sus componen-tes se pueden separar por diversos métodos.

1. Define sustancia pura, mezcla heterogénea, mezcla homogénea y aleación.

2. ¿Qué método de separación emplearías si tuvieras una sopa y quisieras retirar los fideos?

Cuestiones

r Utensilios de cocina. Muchos utensilios que se emplean en la cocina sirven para filtrar.

t Decantación de agua y aceite. El aceite es menos denso que el agua y queda por encima.

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R06

Ideas TICPicasa

http://picasa.google.com/

Picasa es una aplicación de Google que nos permite ad-ministrar y editar fotografías de manera muy sencilla.

Para trabajar ideas previas

Amplíe la imagen 1 y pregunte qué cambios de estado se habrán producido para que aparezca el espejo empañado. De este modo, podrá comprobar lo que recuer-dan de años anteriores antes de comenzar esta página.

Para explicar

esquema

R08

Los cambios de estado

Este esquema muestra gráfica-mente los cambios de estado. Los cambios que se producen al calentar se representan sobre fle-chas naranjas, y los que discurren al enfriar, sobre flechas azules. Deténgase en la vaporización para asegurarse de que compren-dan la diferencia entre la evapora-ción y la ebullición. En la pantalla que ilustra la sublimación haga notar cómo en el detalle amplia-do se ven bolitas sólidas de yodo y nada de líquido, al tiempo que se observa el gas violáceo que se desprende de ellas. En la subli-mación inversa, por su parte, se observa cómo el gas, en contacto con el vidrio frío del tapón, se so-lidifica y forma agujas.

Para explicar

presentación

R09

¿Cómo ocurren los cambios de estado?

Esta presentación muestra los tres pasos que aparecen en la ilustra-ción 4. Haga notar que el hielo, en la primera pantalla, se encuentra a una temperatura inferior a 0 ºC (–5 ºC). Cuando la temperatura al-canza los 0 ºC, como se ve en el segundo paso, el hielo comienza a fundirse y encontramos a la vez agua líquida y hielo. Haga hincapié en que, aunque se siga calentan-do, mientras quede hielo, la tem-peratura del agua se mantendrá en 0 ºC. Luego, si se sigue calentan-do, después de que se haya fundi-do todo el hielo, la temperatura del agua vuelve a subir.

Para repasar


R10

Los cambios de estado

En esta actividad se pide que com-pleten un esquema similar al que aparece en la presentación de la página anterior, a fin de reforzar los contenidos relativos a los cambios de estado.

UNIDAD 6

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Más información en la redSólidos y líquidos

http://www.bbc.co.uk/schools/ks2bitesize/science/materials/ solids_liquids/play.shtml

Proponemos otro juego, to-mado de la página web de la BBC, para afianzar con-ceptos relativos a los cam-bios de estado; concreta-mente, los puntos de fusión de diversas sustancias.

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q Condensación. El vapor de agua se condensa y forma gotitas de agua en el espejo.

w Sublimación del yodo. A. El yodo es una sustancia de color negro. B. Cuando se sublima, se transforma en un gas de color púrpura.

Cambios de estado

1. Tipos de cambio de estadoCuando la materia pasa de un estado a otro, se ha producido un cambio de estado. Normalmente, se producen cuando aumenta o disminuye la tem-peratura. Son los siguientes:

Fusión. ● Es el paso de sólido a líquido. Ocurre, por ejemplo, cuando se derrite el hielo.

Solidificación. ● Es el paso de líquido a sólido. Ocurre a la misma temperatura que la fusión.

Vaporización. ● Es el paso de líquido a gas. Puede ocurrir de dos formas:

– Ebullición. Ocurre de una forma rápida al alcanzar una cierta temperatura que es fija para cada sustancia. Se produce, por ejemplo, cuando ca-lentamos agua y esta rompe a hervir.

– Evaporación. Ocurre lentamente y a una tempera-tura inferior a la de ebullición. Es lo que sucede con el agua cuando se seca la ropa tendida.

Condensación. ● Es el paso de gas a líquido. Ocu-rre, por ejemplo, cuando el vapor de agua del baño o la ducha se condensa en el espejo. q

Sublimación. ● Es el paso de sólido a gas sin pasar por líquido. Se observa muy bien en algu-nas sustancias, como el yodo o la naftalina. w

Sublimación inversa. ● Es el paso de gas a sólido sin pasar por el estado líquido. e

2. Las temperaturas de fusión y ebullición

Cada sustancia pura tiene una temperatura fija a la que pasa de sólido a líquido. Es su temperatura de fusión. La temperatura de fusión es una propiedad característica de las sustancias. La temperatura de fusión del agua es de 0 grados centígrados (se es-cribe 0 ºC), mientras que la del oro es de 1.064 ºC y la del mercurio, de 39 ºC bajo cero.

La temperatura de ebullición es la temperatura a la que una sustancia entra en ebullición y también es una propiedad característica. La temperatura de ebu-llición del agua es de 100 ºC, mientras que la del al-cohol es de 78 ºC, y la del mercurio, de 657 ºC.

e Sublimación inversa del yodo. El gas de yodo pasa a sólido en la parte superior del recipiente, que se enfría con hielo.

AB

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Los cambios de estado son la fusión, la va-porización, la condensación, la solidificación, la sublimación y la sublimación inversa. Los cambios de estado en las sustancias puras ocurren a una temperatura fija, que no cam-bia mientras ocurre el cambio de estado.

3. ¿Cómo ocurren los cambios de estado?

Los cambios de estado tienen una característica muy interesante: mientras ocurre un cambio de esta-do de una sustancia pura, su temperatura no varía. Así, si ponemos unos cubitos de hielo en un cazo y los empezamos a calentar, veremos que la tempera-tura del hielo va aumentando, desde valores bajo cero hasta llegar a los 0 ºC. Entonces, el hielo co-mienza a fundirse y tenemos una mezcla de agua y de hielo. En ese momento, tanto el agua fundida como el hielo se quedan a 0 ºC, y si seguimos calen-tando, la temperatura no aumenta, sino que el hielo se sigue fundiendo. Si seguimos calentando cuando ya se ha fundido todo el hielo, comienza a subir la temperatura del agua. r

Igualmente, si tenemos agua hirviendo a 100 ºC y seguimos calentando, el agua sigue a 100 ºC. No aumenta su temperatura, sino que sigue hirviendo y evaporándose.

4. Aplicaciones de los cambios de estado

Las personas hemos aprendido a aprovechar los cambios de estado. Algunos ejemplos de su utili-dad son los siguientes:

La fusión y la solidificación se emplean para ●

fabricar numerosos objetos. Algunos plásticos y metales se calientan hasta que se funden y pasan a estado líquido. Luego se vierten en un molde y se dejan solidificar. Así, se consigue un objeto con la forma del molde. t

En los lugares muy fríos emplean la solidificación ●

del agua para construir carreteras. Vierten agua sobre el suelo para que se solidifique y dé lugar a una superficie sólida y plana.

Como ya sabes, la evaporación del agua de mar ●

sirve para extraer sal en las salinas.

r Paso de hielo a agua líquida. Mientras ocurre el cambio de estado, la temperatura no varía. Permanece a 0 ºC. ¿Qué temperatura marca cada termómetro?

t Producción de objetos de metal. El metal fundido se vierte en moldes con la forma deseada para que solidifique.

1. Enumera los cambios de estado que ocurrirán si calentamos un cubo de hielo en una cacerola, desde que comenzamos a calentar hasta que la cacerola quede vacía.

2. ¿Qué cambio de estado ocurre cuando se seca el suelo de una habitación?

Cuestiones

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Ideas TICPlantillas de membretes para usar en documentoshttp://www.freeletterheadtemplates.net/

La mayoría de las plantillas con diferentes membretes contenidas en esta página están disponibles para usar-las en documentos Word o PowerPoint. Para descargar-las no hace falta registrar-se, basta con aceptar los Terms of Use.

Más información en la redUna reacción química

http://www.youtube.com/watch?v=76Z46ebc220

Puede emplear esta página para mostrar cómo ocurre la reacción química que se re-presenta en la figura 1. Ade-más, es fácil encontrar en youtube numerosos ejem-plos de reacciones químicas a partir de los nombres de los reactivos.

Para explicar

Amplíe la ilustración 1 y pida que describan lo que ven. Es intere-sante hacer notar cómo los dos líquidos que se mezclan son trans-parentes y, cuando entran en con-tacto, se forma un producto de color amarillo que no se disuelve en el agua. Puede explicar que los dos líquidos son disoluciones, como lo es el agua con sal, y que son las sustancias que están di-sueltas en el agua las que sufren el cambio químico, es decir: sus átomos se combinan de distin-ta forma y dan lugar al producto amarillo insoluble que se observa en la fotografía.

presentación

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Un ejemplo de reacción química

Se muestra mediante una secuen-cia de fotografías otro ejemplo de transformación química: la reac-ción de descomposición del dicro-mato de amonio, un compuesto de color anaranjado. Al calentarlo, se descompone y forma óxido de cromo, negro. En el proceso se desprende nitrógeno y vapor de agua. De nuevo, interesa que ob-serven que una sustancia se transforma en otra, como lo evi-dencia el cambio de color.

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Para explicar

presentación

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La fotosíntesis y la respiración celular

La presentación muestra de for-ma esquemática los procesos de la fotosíntesis y la respiración celular. Puede emplearla tras ex-plicar el epígrafe 4, a fin de refor-zar los conceptos. Explique que los dos procesos son reacciones químicas, puesto que intervienen unas sustancias que dan lugar a otras diferentes. Recuerde que las plantas también realizan la respiración celular, como los ani-males. Estos, en cambio, no reali-zan la fotosíntesis.

Amplíe la ilustración 3 para expli-car el procedimiento de extracción de la clorofila. Al mezclar las ho-jas machacadas con la acetona, conseguimos que la clorofila (jun-to con otros pigmentos) se disuel-va en la acetona. Luego, al filtrar, retiramos los residuos sólidos de la mezcla.

UNIDAD 6

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q Ejemplo de una reacción química. Al mezclar una disolución de nitrato de plomo, transparente, con otra de yoduro de potasio, también transparente, se forma una sustancia sólida de color amarillo, el yoduro de plomo. Describe qué ves en la fotografía.

w Refinería en Santa Cruz de Tenerife. Las refinerías son industrias en las que el petróleo se somete a distintos procesos para obtener combustibles y otras sustancias.

Cambios químicos

Los cambios químicos también se conocen como reacciones químicas. Estas reacciones son habi-tuales en nuestra vida diaria.

1. Qué son los cambios químicosLos cambios químicos son aquellos en los que unas sustancias se transforman en otras diferentes. Veamos dos ejemplos:

Si se quema madera, esta se transforma en ce- ●

niza y se desprende humo.

Si dejamos un objeto de hierro a la intemperie, ●

se va transformando en óxido de hierro.

Estas reacciones ocurren porque los átomos que forman las sustancias, al reaccionar, se combinan de un modo diferente. Sin embargo, esto no ocurre en los cambios de estado. q

2. La oxidaciónLa oxidación es una reacción química que se pro-duce cuando una sustancia se combina con el oxí-geno. La sustancia que se forma se llama óxido. Así, el hierro, al oxidarse, da lugar al óxido de hierro.

El hierro no es la única sustancia que se oxida. También se oxidan muchas otras sustancias, como el aluminio, el cromo, etc.

3. La combustiónUna combustión es un tipo especial de oxidación que ocurre muy rápidamente y en la que se des-prende mucho calor. Las combustiones necesitan oxígeno y en ellas se suele producir dióxido de car-bono, que va a la atmósfera.

Las sustancias que sufren la combustión se llaman combustibles. Estas sustancias han tenido mucha importancia en la historia de la humanidad y aún la tienen. En la antigüedad se usaban como combus-tible la madera de los árboles y algunas grasas. Más tarde se comenzó a emplear el carbón y, más recientemente, productos derivados del petróleo, como la gasolina y el gasóleo. w

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Los cambios químicos o transformaciones quí-micas son aquellos en los que unas sustancias se transforman en otras diferentes. Algunas re-acciones químicas son la oxidación, la combus-tión, la fotosíntesis y la respiración celular.

4. Las reacciones químicas de la vidaEn el interior de los seres vivos ocurren multitud de reacciones químicas. Las más importantes son:

La fotosíntesis. ● Mediante esta reacción, las plantas obtienen todos sus alimentos a partir de agua, dióxido de carbono y sales minerales. Para ello, emplean la energía de la luz y una sustancia de color verde, la clorofila. e

La respiración celular. ● Esta reacción ocurre en el interior de las células animales y vegetales. Consiste en una oxidación de los alimentos. Así, los alimentos se combinan con el oxígeno del aire y producen dióxido de carbono. Mediante esta reacción, las células consiguen la energía que contienen los alimentos.

5. Las reacciones químicas en la industria

Existen muchas industrias en las que se realizan re-acciones químicas. De este modo, las materias pri-mas se transforman en otras sustancias diferentes y útiles, como plásticos, detergentes, cosméticos, medicamentos, fertilizantes, hilos, pinturas, etc.

La industria química proporciona muchos puestos de trabajo y facilita nuestra vida diaria. Sin embargo, puede ser muy contaminante. Por eso, estas empre-sas deben extremar las medidas de precaución, a fin de evitar dañar el medio ambiente.

Cuestiones

1. ¿Ocurre una reacción química cuando encendemos una bombilla? ¿Y cuando encendemos una vela? Explica por qué.

2. Define con tus propias palabras óxido y combustible.

3. Explica por qué la fotosíntesis y la respiración celular son reacciones químicas.

EL MUNDO QUE QUEREMOSLos combustibles fósilesLos combustibles fósiles son el carbón y los derivados del petróleo. Es muy importante no malgastarlos, por dos motivos:

Estos combustibles son no renovables, es ●

decir, se agotarán.

Al emplear estos combustibles se libera ●

dióxido de carbono, responsable, en gran parte, del calentamiento global.

Las formas de contribuir al ahorro de combus-tibles fósiles son usar el transporte público cuando sea posible y moderar el consumo de energía en casa, sobre todo no abusando de la calefacción y del aire acondicionado.

● Redacta dos consejos para ahorrar combustibles fósiles y ponlos en común con el resto de la clase.

e Extracción de la clorofila de una planta. A. Se machacan hojas de espinaca en un mortero. B. Se mezclan con acetona y se dejan reposar. C. Se filtra la mezcla.

A C

B

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Ideas TICAudacity http://audacity.sourceforge.net/

Audacity es un programa libre y de código abierto para grabar y editar sonido. Está disponible para Microsoft Windows, Mac OS X, GNU/Linux y otros sistemas ope-rativos.

Más información en la redDensidad

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_ materia/curso/materiales/propiedades/densidad.htm

Esta página permite hacer varios «experimentos virtua-les» relacionados con la den-sidad. Puede ser interesante emplearla tras el apartado Aprende a hacer, a fin de reforzar los procedimientos que han aprendido.

Para evaluar


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Ponte a prueba

Utilice estas actividades para lle-var a cabo una evaluación colecti-va de la unidad.

El recurso 13 plantea pregun-tas sobre temas de toda la uni-dad. Puede pedir que respondan las preguntas individualmente o en grupos.

En el recurso 14 deben identificar distintos cambios de estado en fotografías. Pida a los alumnos que justifiquen sus respuestas.

En el recurso 15 se muestran va-rias mezclas y deben elegir el mé-todo más adecuado para separar los componentes de cada una de ellas.

El recurso 16 es un crucigrama con conceptos de toda la unidad. Puede pedir que cada palabra la indique un alumno diferente, o puede resolverlo en común.

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Para explicar

presentación

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La medición de masas y volúmenes

Esta presentación le ayudará a explicar cómo se realiza el proce-dimiento. Recorre de forma gra-dual cada uno de los apartados utilizando las mismas fotografías del libro ampliadas. Se puede em-plear para resolver los apartados a y b de la actividad 14.

UNIDAD 6

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9. La densidad del vidrio es mayor que la del agua. Explica, entonces, por qué una botella de vidrio flota cuando está vacía y se hunde cuando está llena de agua.

10. Observa lo que ocurre cuando se introduce un objeto de cobre en una disolución de nitrato de plata y di si piensas que ha ocurrido una reacción química. Explica tu respuesta.

4. Haz una lista con los métodos de separación de mezclas que conozcas y explica en qué consiste cada uno.

5. Completa el esquema de los cambios de estado de la materia.

6. Explica qué son los puntos de fusión y de ebullición y para qué pueden ser útiles.

7. Explica qué es una oxidación y qué es una combustión. Luego, explica qué relación hay entre ellas.

8. ¿Qué tipos de productos se obtienen en la industria química? ¿Por qué en estas industrias se deben extremar las medidas de precaución?

1. Une las dos columnas y define cada uno de los términos de las columnas.

2. ¿Cuál es la densidad de una bola de 6 centímetros cúbicos de volumen y una masa de 48 gramos?

3. La densidad de la pirita es de 5 gramos por centímetro cúbico. Sabiendo esto, contesta las preguntas.

a. ¿Cuál es la masa de un centímetro cúbico de pirita?

b. ¿Cuál es la masa de 250 centímetros cúbicos de pirita?

Actividades

11. Indica cuál de las fotos corresponde a una sustancia pura y cuál a una mezcla. Explica por qué lo sabes.

12. ¿Cómo separarías los componentes de un montón con limaduras de hierro, sal y serrín de madera?

13. Para hacer un flan hay que poner los ingredientes en una cacerola al «baño maría», es decir, dentro de otro recipiente con agua, que es el que se pone al fuego. ¿Por qué crees que se hace así?

Comprende

Propiedades generales

masa

volumen

densidad

Razona

mineral

SÓLIDO

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

.........

Aplica

roca

BA

Propiedades características

▼

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APRENDE A HACER

La medición de masas y volúmenes

Para conocer la masa y el volumen de un cuerpo necesitas una balanza y un recipiente graduado, de los que se usan en el laboratorio o en la cocina.

Vamos a averiguar la masa y el volumen de un cuerpo sólido, un tornillo de acero, y de un líquido, una pequeña cantidad de mercurio.

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14. Observa las ilustraciones de la página e indica:

a. La masa y el volumen del tornillo. c. La densidad del tornillo.

b. La masa y el volumen del mercurio. d. La densidad del mercurio.

Masa de un cuerpo sólido.

Se coloca el tornillo sobre la balanza y se anota su masa.

Masa de un cuerpo líquido.

Primero se pesa el recipiente que vamos a emplear y se anota su masa. Luego se pesa el recipiente con el mercurio y anotamos la masa total. Por último, a la masa total se le resta la masa del recipiente.

Volumen de un cuerpo sólido.

En el recipiente medidor se vierte agua suficiente para cubrir el tornillo y anotamos el volumen. Luego introducimos el tornillo y anotamos el volumen que alcanza el agua. Por último, al volumen del agua con el tornillo se le resta el del agua sola.

Volumen de un cuerpo líquido.

Se vierte el mercurio en el recipiente medidor y se anota el volumen que indica.

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Ideas TICGoogle para móviles http://www.google.es/intl/es/mobile/

En esta página puede obte-ner distintas aplicaciones de Google para utilizarlas en el teléfono móvil: el busca-dor Google, el correo elec-trónico Gmail, los mapas interactivos Google Maps…

Más información en la redCuriosidades científicas

http://www.quimicaweb.net

En esta página web, del IES Itaba, encontramos una se-cción con curiosidades cien-tíficas que puede leer y co-mentar con sus alumnos de Primaria. Muchas de estas curiosidades están relacio-nadas directamente con la presente unidad didáctica.

Para evaluar


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Resumen de la unidad

Este recurso presenta el resu-men de la actividad 1 del libro del alumno, con algunos huecos para completar. Puede solicitar que eli-jan entre las palabras que apare-cen en el recuadro o que digan la respuesta correcta sin ver las op-ciones. Si le parece conveniente, puede pedir que aprendan de me-moria este resumen.

Amplíe el esquema para realizar la actividad 2 en común. Pida a los alumnos que completen los huecos y que traten de ampliar el esquema añadiendo más infor-mación en los recuadros finales. Por ejemplo, puede poner ejem-plos de las propiedades genera-les y específicas, de las mezclas homogéneas y heterogéneas, de los cambios de estado y de las reacciones químicas.

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Para explicar

Vaya ampliando los textos de la página y pida que cada uno lo lea un alumno. Luego, pida a ese alumno que explique qué ocurre en ese paso, es decir, qué proce-so de separación de mezclas se ha realizado. Al llegar al paso del reactor biológico, deberán tener en cuenta que se trata de una reac-ción química, la respiración celu-lar: las bacterias se alimentan de los residuos y liberan CO2.

UNIDAD 6

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3. ESTUDIO EFICAZ. Repasa la unidad y escribe qué es lo que te resulta más difícil. Pide a un compañero o compañera que te ayude a comprenderlo.

1. Lee el resumen.

La materiaLa materia forma todos los cuerpos del Universo. A su vez, está formada por átomos.

La materia tiene propiedades generales, como la masa y el volumen, y propiedades características, como la densidad.

Los cuerpos pueden estar formados por sustancias pu-ras o por mezclas. Estas pueden ser heterogéneas u ho-mogéneas.

Los cambios de estadoLos cambios de estado que pueden ocurrir al aumentar la temperatura son la fusión, la vaporización y la sublimación. Los que pueden ocurrir al disminuir la temperatura son la solidificación, la condensación y la sublimación inversa.

Los cambios químicosLos cambios químicos o reacciones químicas son los procesos en los que las sustancias se transforman en otras diferentes. Algunas reacciones químicas son las oxidaciones, las combustiones, la fotosíntesis y la respiración celular.

Repasa

posee se presenta como experimenta cambios

LA MATERIA

......... ..................

......... .........sustancias puras cambios de estadopropiedades

heterogéneas

2. ESTUDIO EFICAZ. Copia y completa el esquema.

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ERES CAPAZ DE…

Comprender una información técnica

1. Averigua qué son las aguas residuales. ¿Por qué tienen que pasar por la planta depuradora?

2. Las aguas residuales son una mezcla. ¿Qué procesos de separación de mezclas aparecen en el texto?

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1. El agua pasa a través de una reja, que retiene contaminantes sólidos de tamaño grande.

2. Unas mallas más finas retiran sólidos más pequeños.

3. Se pasa al desarenador-desengrasador. En él, la arena se deposita en el fondo y las grasas suben a la superficie, debido a su densidad, y ambas sustancias se retiran.

5. En el reactor biológico, el agua se mezcla con aire, para que las bacterias que hay en el agua dispongan de abundante oxígeno y se alimenten con los restos. Al realizar la respiración celular, transforman muchos restos en dióxido de carbono, que sale a la atmósfera.

6. En los decantadores secundarios se depositan en el fondo las bacterias y casi todas las sustancias contaminantes que aún contiene el agua.

7. El agua que sale del decantador secundario ya se puede emplear para el riego o se puede verter a los ríos o al mar.

8. Los restos que se extraen del fondo de todos los depósitos forman los lodos. Estos se someten a otros tratamientos para descontaminarlos y para que se puedan emplear como fertilizantes. en la agricultura.

4. En el decantador primario, las partículas muy finas van cayendo al fondo debido a su densidad y se retiran.

En nuestra depuradora se recogen las aguas residuales de Alameda de Arriba y Alameda de Abajo, a fin de regenerarlas y verterlas en las mejores condiciones al río Alamillo. El agua sufre varios procesos en la estación:

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Ideas TICAntivirus 2009 Security Alert http://observatorio.cnice.mec.es/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=668

En este trabajo publicado por el Observatorio Tecno-lógico del ISFTIC (Ministerio de Educación), su autor, Die-go Morla, nos muestra cómo eliminar este spyware.

U06 La Materia y Sus Transformaciones

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