Identificar el objeto de estudio de la Química, mediante problemas que resalten las manifestaciones de la materia, la energía y su interacción en los cambios, para que puedas organizar los conocimientos que adquirirás sobre la disciplina y las relaciones con tu entorno.
Cuestionario de conceptos antecedentes.
1. ¿Qué le sucede al agua cuando se calienta?
2. Describe las principales características de un sólido, de un líquido y de un gas. 3. ¿Cuál es la diferencia básica entre calor y temperatura?
4. Escribe cinco ejemplos de cambios físicos y cinco de cambios químicos.
5. Escribe tres ejemplos de mezclas homogéneas y tres de mezclas heterogéneas.
Experimento I
En este experimento podrás observar la interacción de la materia con la energía en la producción de energía calorífica a partir de la energía química.
¿Qué necesitas?
☞ 1 tela de alambre con asbesto ☞ 1 vaso de precipitados de 100 mL ☞ Papel de estraza
☞ 1 tripié
☞ 1 vidrio de reloj
☞ 1 agitador de vidrio de 90 mm de diámetro ☞ Acido sulfúrico (H2SO4)
☞ Etanol u otras sustancias inflamables (CH3-CH2OH) ☞ Permanganato de potasio (KMnO4)
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL No. 3
Procedimiento:
Agregar 2 gotas de Etanol sobre el papel de estraza, el permanganato de potasio depositado en vidrio de reloj y el Ácido Sulfúrico en el vaso de precipitados, moja el agitador de vidrio en el Ácido Sulfúrico y después imprégnalo con el Permanganato de Potasio y colócalo sobre el papel de estraza que está mojado con el Etanol. Por último observa lo que ocurre, si es necesario repite varias veces esta acción, tal y como muestra la figura siguiente.
Figura 8. Interacción de la materia con la energía en la producción de energía calorífica.
Nota: Hay que tener mucho cuidado con este experimento, ya que al realizarlo se
producen sustancias tóxicas y peligrosas.
¿Qué pasará al poner en contacto las diferentes sustancias?.
¿Qué pasará al poner en contacto del ácido sulfúrico y el permanganato de potasio con el papel impregnado de etanol?.
Hipótesis: _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Registro de observaciones: _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________
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Experimento II
En este experimento podrás observar los cambios de la materia al interactuar con la energía calorífica.
¿Qué necesitas?
☞ Una lámina de cobre (Cu) ☞ 0.5 g de yodo (cristales) (l2)
☞ 0.5 sulfato de cobre (ll) pentahidratado (CuSO4x 5H20)
☞ 0.5 cloruro de cobalto (II) hidratado (CoCl2x H2O)
☞ 5 cm magnesio (cinta) (Mg) ☞ 0.5 g azufre (polvo) (S) ☞ 0.5 g óxido de zinc (ZnO) ☞ 0.5 cloruro de potasio (K Cl)
☞ 2 mL etanol (CH3CH2OH) ☞ 2 mL agua (H2O)
☞ 0.5 g azúcar
☞ 0.5 g hojas secas (árbol)
☞ Espátula de acero inoxidable o de porcelana
☞ 10 tubos de ensaye de 16 x 15 mm. ☞ Pinzas para tubo de ensaye
☞ Mechero Bunsen ☞ Pinzas para crisol
Procedimiento
Numera nueve tubos colocando en cada uno la sustancia que se indica en tabla siguiente y calienta tal y como se muestra en la figura.
Figura. 9 Interacción de la materia con la energía calorífi
¿Qué crees que pase si calientas cada una de las sustancias?.
Hipótesis: _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ Registro de observaciones.
TUBO SUSTANCIA FÓRMULA OBSERVACIONES CAMBIO
1 Yodo 2 Sulfato de cobre 3 Cloruro de cobalto 4 Azufre 5 Óxido de Zinc 6 Cloruro de Potasio 7 Etanol 8 Agua 9 Azúcar
Las sustancias que se calientan a fuego directo o en la flama son:
SUSTANCIA FÓRMULA OBSERVACIONES CAMBIO
Lámina de cobre Cinta de Magnesio Hojas secas (árbol)
Experimento III
En este experimento podrás observar la acción de algunas sustancias en la cocción de verduras.
¿Qué necesitas?
☞ 3 vasos de precipitados de 100 mL ☞ 1 tripié
☞ 1 mechero Bunsen
☞ 1 tela de alambre con asbesto ☞ 1 espátula de acero
☞ 1 probeta graduada de 25 mL
☞ 1 probeta graduada de 100 mL ☞ 1 calabacita mediana cruda ☞ 5 mL vinagre de alcohol
☞ 1.0 g bicarbonato de sodio (Na HCO3) ☞ Agua (H2O)
Procedimiento
Numerar tres vasos de precipitados colocando en cada uno 50 mL de agua, al vaso No. 2 añadir 5 mL de vinagre, al vaso No. 3 1.0 g de bicarbonato de sodio, agregando a cada uno un trozo de calabacita del mismo tamaño, calentar hasta cocción (cuando se ablande la calabacita).
Figura 10. Sustancias en la cocción de verduras.
Si colocas tres pedazos iguales de calabacita en tres vasos de precipitado diferentes con el mismo volumen de líquido y calientas, ¿qué crees que pase?.
Hipótesis: _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ Registro de observaciones: _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________
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"MATERIA, ENERGÍA Y CAMBIOS" Objetivo
Identificar el objeto de estudio de la Química, mediante experimentos donde se vean; la materia, la energía y sus cambios, para que puedas establecer su interacción.
Cuestionario de conceptos antecedentes
1. ¿Qué le sucede al agua cuando se calienta? _________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 2. Describe las principales características de un sólido, de un líquido y de un gas.
_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 3. ¿Cuál es la diferencia básica entre calor y temperatura?_____________ __________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 4. Escribe cinco ejemplos de cambios físicos y cinco de cambios químicos.
_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 5. Escribe tres ejemplos de mezclas homogéneas_______________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL No. 4
Experimento l Objetivo
Observar la interacción de la materia con la energía en la producción de energía calorífica a partir de la energía química.
Hipótesis
Considera la siguiente pregunta para elaborar tu hipótesis.
¿Qué supones que pase al contacto de la glicerina y el permanganato de potasio con el papel?. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ¿Qué necesitas? Materiales
☞ 1Tela de alambre con asbesto ☞ 1 Vaso de precipitados de 100 mL ☞ Papel de estraza ☞ 1 Tripié ☞ 1 Vidrio de reloj Sustancias ☞ 5 gr de permanganato de potasio ☞ Glicerina Prevención y seguridad.
Trabajar en área bien ventilada y teniendo la mayor distancia posible con la mesa de trabajo.
Permanganato de potasio: Sustancia muy oxidante que reacciona violentamente con glicerina causando combustión y gases tóxicos, evita el contacto con la piel y su inhalación. Si te cae en la piel o en los ojos lava inmediatamente al chorro de agua la zona afectada por 15 minutos para retirar la mayor cantidad posible y llama al responsable del laboratorio.
¿Cómo hacerlo?
Coloca sobre el tripié, la tela de alambre con asbesto y encima de ésta, un papel de estraza.
Espolvorea 0.5 g de permanganato de potasio sobre el papel y con mucho cuidado agrega 2 gotas de glicerina.
Espera 20 segundos y observa.
Precaución
Hay que tener mucho cuidado con este experimento manteniéndose a distancia de la mesa de trabajo, ya que al realizarlo se producen sustancias tóxicas y peligrosas con las que no debes tener contacto.
Registro de observaciones
¿Qué pasó al agregar la glicerina al permanganato de potasio?.
_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ Eliminación de desechos.
Los residuos de la reacción colócalos en el bote de la basura para evitar la contaminación del ambiente.
Experimento II Objetivo
Observar los cambios de la materia al interactuar con la energía calorífica.
Hipótesis
Considera la siguiente pregunta para elaborar tu hipótesis. ¿Qué crees que pase si calientas cada una de las sustancias?.
_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ¿Qué necesitas? Materiales
☞ 1 Espátula de acero inoxidable o de porcelana.
☞ 9 Tubos de ensayo de 16 x 15 mm ☞ 1 Pinzas para tubo de ensayo ☞ 1 Pipeta de 5 mL
☞ 1 Mechero Bunsen ☞ 1 Pinzas para crisol
Sustancias
☞ Una lámina de cobre (Cu) ☞ 0.5 g de iodo ☞ 0.5 g de sulfato de cobre ☞ 0.5 g de cloruro de cobalto ☞ 5 cm de cinta de magnesio ☞ 0.5 g de azufre ☞ 0.5 g óxido de zinc ☞ 2 mL etanol ☞ 2 mL de agua ☞ 0.5 g de azúcar ☞ 0.5 g de hojas secas Prevención y seguridad
La indicada para el calentamiento con mechero y la que se requiere para calentar tubos de ensayo. Las reacciones se deben realizar en un lugar bien ventilado.
Iodo.- Sustancia tóxica, reacciona violentamente con etanol; sus vapores irritan los ojos y el sistema respiratorio y su ingestión causa graves daños.
Magnesio.- Sustancia inflamable, reacciona con ácidos fuertes generando hidrógeno que es inflamable.
Azufre.- Sustancia tóxica, al reaccionar con oxígeno produce gases tóxicos. Etanol.- Líquido muy volátil e inflamable.
¿Cómo hacerlo?
Coloca por separado en los tubos de ensayo, cada una de las siguientes sustancias: iodo, sulfato de cobre, etanol, cloruro de cobalto, agua, óxido de zinc y las hojas secas. Calienta con cuidado en el mechero de Bunsen.
El azufre y el azúcar colócalos cada uno en una cucharilla de combustión y caliéntalos con cuidado.
El cobre y el magnesio tómalos con las pinzas y caliéntalos directamente en el mechero.
Precaución
Al calentar el iodo, el magnesio y el azufre se producen gases tóxicos; no los inhales. Si sufres de algún accidente comunícalo al responsable del laboratorio.
Registro de observaciones
Anota lo que observaste en cada muestra.
Muestra Observaciones 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Eliminación de desechos.
Arroja los residuos de las reacciones al bote de la basura para evitar la contaminación
Experimento III Objetivo
Observar la acción de algunas sustancias en la cocción de verduras.
Hipótesis
Considera la siguiente pregunta para tu hipótesis. ¿Qué crees que pase cuando calientes los vasos?.
_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ¿Qué necesitas? Materiales
☞ 1 Espátula de acero inoxidable ☞ 3 Vasos de precipitados
☞ 1 Mechero Bunsen ☞ 1 Tripié
☞ 1 Tela de alambre con asbesto ☞ 1 Probeta de 25 mL
☞ 1 Probeta de 100 mL ☞ 1 Pinzas para vaso
Sustancias ☞ 5 mL de vinagre ☞ 1g Bicarbonato de sodio ☞ Agua ☞ 1 Calabacita mediana Prevención y seguridad
La indicada para el calentamiento con mechero.
¿Cómo hacerlo?
Coloca en tres vasos de precipitados, un pedazo de calabacita. Al primero, agrégale agua; al segundo, agua con vinagre y al tercero agua con bicarbonato de sodio.
Calienta los vasos durante 5 minutos y observa.
Agua con Agua y vinagre Agua y bicarbonato calabacitas con calabacitas con calabacitas
Figura 11
Registro de observaciones
Anota lo que observaste en cada vaso, tomando en cuenta el color y el grado de cocción.
Vaso 1 Vaso 2 Vaso 3
Eliminación de desechos
Al terminar el experimento, coloca todos los residuos de calabacita en el bote de la basura para evitar el taponamiento de las tarjas y la contaminación del ambiente.
Cuestionario de reflexión
1.- En el experimento I ¿cuál es la sustancia que provoca la combustión?. Explica tu respuesta.____________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 2.- Clasifica los cambios observados en las diferentes sustancias de acuerdo con el efecto del calentamiento (experimento 2)___________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 3.- ¿Qué acción tiene el bicarbonato de sodio en las calabacitas? y ¿Qué efecto tiene el vinagre?_____________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 4.- ¿Qué sucedería si los trozos de calabacita hubieran sido de diferente tamaño.? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________
Conclusiones
De acuerdo al cuestionario de reflexión y contrastando tus hipótesis con los resultados, elabora tus conclusiones.
_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________
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Ahora ya sabes que todo cambio es el resultado de la interacción entre la materia y la energía, que ninguna materia puede cambiar, por sí misma, si no interviene la energía. Conoces las diferentes manifestaciones de la materia, sus estados de agregación, cómo se compone y cómo se caracteriza; por ello puedes explicarte que la materia cambie de estado o de propiedades, pero no desaparece ni se crea. A partir de la acción de la materia se obtiene energía; ahora conoces los tipos de energía, cómo se obtiene ésta y cómo se utiliza en provecho del hombre.
Identificas que los cambios, tanto en la materia como en la misma energía, son producto de la interacción entre ambas. Y que existen cambios que sólo ocurren en una dirección, es decir, que son irreversibles, mientras que hay otros que pueden hacerse en ambas direcciones. Ahora sabes que el conocimiento de los cambios nos permite aplicarlos en beneficio del hombre.