AIDÉ ARIZA VARGAS FLOR ELISA CUERVO CORREA LEIDY
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AIDÉ ARIZA VARGAS FLOR ELISA CUERVO CORREA LEIDY
LA QUÍMICA EN EL AGUA AIDÉ ARIZA VARGAS FLOR ELISA CUERVO CORREA LEIDY JOHANNA OSSA GIL MARTHA CECILIA REINOSO ZULUAGA CONSTRUCCION DE CONOCIMIENTO EN LAS CIENCIAS NATURALES MEDELLÍN 2012 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA CONTENIDO Pág. PRESENTACION 4 OBJETIVO 5 METODOLOGIA 6 IMPORTANCIA DE ENSEÑARLAS CIENCIAS 7 EXPERIMENTOS 9 Liquido en capas 9 La piel del agua 11 Movimiento misterioso 13 Zanahoria cambiante 15 Tintas multicolores 17 Química en la cocina 19 Cubitos de lombarda 21 El globo mágico 23 Frio o contracción 25 Fabrica Burbujas 26 2 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Las cañerías de las plantas 28 La aguja en el agua 29 El juego de las monedas 30 Nieve química 31 Ciencia en la cocina: como se mueven las moléculas 32 Como se puede cambiar la densidad del agua 33 Materiales 35 3 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA PRESENTACION En este manual encontrarás divertidos y creativos experimentos, los cuales te ayudaran a comprender la importancia del agua en la química, para ello necesitaremos de tu colaboración e ingenio, además de ser recursivo con los diferentes elementos del medio recolectando vasos, botellas, cocas plásticas y otras cosas que de seguro encontrarás en casa. 4 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA OBJETIVO Construir una caja de herramientas que contiene una serie de elementos para la elaboración de experimentos relacionados con la química del agua, por medio del método científico, para que los niños y niñas del nivel preescolar exploren y reconozcan el mundo de las ciencias. 5 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA METODOLOGIA Se empleará el Modelo por descubrimiento guiado, en donde se busca que el niño y la niña de preescolar experimente, explore y conozca acerca de contenidos de las ciencias naturales introyectando dichos conocimientos adquiridos y relacionándolos con su entorno, brindándoles elementos para que encuentren respuesta a los problemas planteados y orientándoles el camino que deben recorrer para dicha solución, formando sujetos autónomos para que integren la nueva información y así construir conclusiones originales. 6 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA LA IMPORTANCIA DE ENSEÑAR LAS CIENCIAS En preescolar, la enseñanza de la ciencia requiere conocer al niño y partir de su innata curiosidad para orientarlo en la búsqueda de respuestas de todo aquello que lo inquieta en su entorno. Es importante considerar que el niño toma conciencia del mundo físico y biológico que lo rodea, a partir de la observación y de la exploración del medio ambiente inmediato. A los tres años, aparecen los por qué, al no perseguir la causa mecánica de los fenómenos, el cómo no le interesa, y sus por qué son indiferenciados; éstos no tienen como propósito descubrir la causa final de los hechos, porque al no comprender las causas físicas de los mismos, él se los explica mágicamente. Como se ha dicho anteriormente es propio del período preoperatorio el animismo resulta de una confusión o disociación entre su mundo interior o subjetivo y el universo físico. Al creer que los objetos de la naturaleza son seres animados, les atribuye vida, conciencia, voluntad, e intencionalidad. Aparece luego la tendencia a considerar los fenómenos físicos como producto de la creación humana; el niño cree que los objetos y fenómenos que lo rodean fueron hechos por los seres humanos con propósitos específicos; atraviesa por la etapa del artificialismo (el ser humano es capaz de hacer mover la nubes); confusión del mundo interior y exterior provocada por su egocentrismo. Más adelante la reducción gradual del egocentrismo lo lleva a la socialización progresiva del pensamiento. El niño descubre que los otros no piensan como él; se adapta a nuevas situaciones y reemplaza la lógica egocéntrica por la lógica verdadera obligada por su vida en sociedad. 7 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA La educadora pondrá gradualmente al alcance de los niños materiales y elementos que le permitirán descubrir el porqué de los hechos y fenómenos de la naturaleza, dar oportunidad de observar, preguntar, explorar y experimentar, en razón directa con los intereses infantiles y de acuerdo con una planificación bien meditada que ayudará a asegurar el cumplimiento de los propósitos de la educación preescolar. El aprendizaje incluye la observación, la manipulación de materiales, la relación causa y efecto, el desarrollo de los hechos y la búsqueda de soluciones para los variados problemas que se presentan. El cuestionamiento de la realidad circundante - la necesidad de descubrirla, conocerla, tomar contacto con ella -, constituye el más sólido fundamento para la existencia de conjunto de actividades que abrirá ante el niño el camino del descubrimiento y la experimentación científica. Aproximarse, luego observar, más tarde experimentar, aseguran al niño un mayor conocimiento de la realidad, cuya organización y compresión se dará en un creciente orden de complejidad. La dinámica del desarrollo es compleja, la formación de estructuras mentales requiere de una base emocional que anime al niño a actuar. La seguridad e independencia constituyen los elementos básicos para interactuar con el medio. La cooperación implica un proceso en el que intervienen aspectos afectivos-sociales, cognoscitivos y motores del desarrollo. Destaca la solución de problemas con responsabilidad, autovaloración, criticidad, cooperación y creatividad. Esto implica crear las condiciones ambientales y afectivas necesarias para que el niño construya el conocimiento. 8 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA EXPERIMENTOS Objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento Marco conceptual LÍQUIDOS EN CAPAS Identificar las mezclas y la densidad de estas Densidad, mezclas conceptual Procedimental Distinguir que son Establece relación y mezclas diferencias entre las Reconocer cuando mezclas y la densidad hay densidad de estas actitudinal Reconocer la importancia de llevar a la práctica los contenidos vistos en clase Una botella plástica transparente Agua Aceite Colorantes vegetales líquidos Vierta un líquido a la vez dentro de la botella y observe qué posición toma. Añada gotitas de colorante lentamente para verlas bajar por los líquidos y disolverse. Cierre la botella con una tapa. Ahora trate de mezclar los líquidos batiendo la botella. Déjela reposar. MEZCLA: Es un sistema material formado por dos o más sustancias puras pero no combinadas químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas. No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que sus componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas condiciones ambientales. La mezclas están formadas por sustancias puras también llamadas elementos, las mezclas pueden ser heterogéneas (se distinguen sus elementos) u homogéneas (no se distinguen a simple vista los 9 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA CibergrafÍa elementos) DENSIDAD: la densidad es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa ¿Qué está pasando? Estos líquidos no se mezclan entre sí. Siempre buscan separarse cuando no están siendo batidos. Unos son más densos que otros. Si usa colorante soluble en grasa, podrá teñir las grasas también.se evidencia así una mezcla heterogénea puesto que el agua y el aceite se distinguen perfectamente. Es.scribd.com/doc/6941561/100-experimentos-sencillos-de-fisica-yquimica/ 30 de abril de 2012/ 10:00 a.m. 10 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales LA PIEL DEL AGUA Lograr que el agua llegue arriba de los bordes formando una pared llamada piel del agua. tensión superficial conceptual Procedimental actitudinal Identificar los Observar como la Participar de la actividad conceptos de tensión del agua con agrado y curiosidad moléculas, tensión mantiene unidas las en experimentar. superficial o del moléculas. agua. Procedimiento Agua en un vaso de vidrio Un gotero Jabón Papel Talco o pimienta Un hilo Toma un vaso seco, llénalo de agua casi hasta arriba. Con el gotero añádele tantas gotitas como puedas, sin que se derrame. Verás que el agua llegará más arriba del borde (aprox. 0,25 cms.) y esto se debe a la tensión del agua que mantiene las moléculas unidas. A esto le llamamos la "piel" del agua. Por supuesto, el agua no tiene "piel" de verdad, pero tiene una tensión superficial, como lo veras en este experimento. Ahora prueba flotar diferentes objetos sobre esta piel. Marco conceptual ¿Qué es la tensión superficial? La superficie de cualquier líquido se comporta como si sobre esta existe una membrana a tensión. A este fenómeno se le conoce como tensión superficial. La tensión superficial de un líquido está asociada a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. Insecto caminando sobre agua Gota de agua ¿Cuáles son las causas de la tensión superficial? 11 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA La tensión superficial es causada por los efectos de las fuerzas intermoleculares que existen en la interface. La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. Líquidos cuyas moléculas tengan fuerzas de atracción intermoleculares fuertes tendrán tensión superficial elevada. Fuerzas en el seno de un liquido Tensión superficial y cuerpos livianos Explicación: ¿Cómo influye la temperatura a la tensión superficial? En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica. La influencia del medio exterior se debe a que las moléculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido. Variación de la tensión superficial del agua con la temperatura La tensión superficial del agua Dado que las fuerzas intermoleculares de atracción entre moléculas de agua se deben a los enlaces de hidrogeno y estos representan una alta energía, la tensión superficial del agua es mayor que la de muchos otros cibergrafÍa líquidos. Que le pasa a el vaso con agua: Después del vaso estar lleno de agua hasta el borde con un gotero se le agregara más agua hasta donde aguante sin regarse y de esta manera se verá como el agua supera el borde del vaso formando una montaña. Es.scribd.com/doc/6941561/100-experimentos-sencillos-de-fisica-yquimica/30 de abril de 2012/ 10:00 a.m. http://www.citt.ufl.edu/team/sepulveda/html/tension.htm 11 de mayo de 2012 a las 5:41 pm 12 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento Marco conceptual MOVIMIENTO MISTERIOSO Reconocer las reacciones químicas que se dan cuando mesclamos varios elementos Reacción química conceptual Procedimental actitudinal relaciona los comprende la demuestra interés por el conceptos importancia de las cambio de la materia y aprendidos en sustancias en el diario los procesos de cambio la elaboración de vivir los experimentos Vaso de precipitados o recipiente Lija Agitador Espátula Naftalina en bolitas Vinagre Bicarbonato sódico Agua destilada. ¿Qué es lo que queremos hacer? Contemplar el movimiento de ascenso y descenso de unas bolitas de naftalina en el seno de un líquido. ¿Cómo lo haremos? Se examinan, en primer lugar, las bolas de naftalina: si éstas fueran demasiado lisas al tacto se lijan un poco para que sean algo ásperas. A continuación, se prepara una mezcla de agua y vinagre. Se añaden unas cucharaditas de bicarbonato sódico, se agita la mezcla y se vierten las bolas de naftalina. El resultado obtenido es... Las bolas caerán inicialmente al fondo del vaso pero al cabo de un tiempo ascenderán a la superficie del líquido para volver a caer y así sucesivamente. Explicación Al reaccionar el vinagre con el bicarbonato se forma dióxido de carbono gaseoso, cuyas burbujas dan un aspecto efervescente al líquido. Esas burbujas se adhieren a la superficie de las bolitas y –haciendo el papel 13 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA cibergrafÍa de flotadores- provocan su ascenso. Cuando llegan a la superficie, las burbujas pasan al aire y las bolitas –desprovistas ya de sus flotadores de anhídrido carbónico- vuelven a caer hasta que nuevamente sean rodeadas por otras burbujas. Es una visión simpática y curiosa de un movimiento aparentemente sin explicación. La duración del proceso depende, lógicamente, de las cantidades que hayamos utilizado de los reactivos vinagre y bicarbonato sódico. Es.scribd.com/doc/6941561/100-experimentos-sencillos-de-fisica-yquimica/30 de abril de 2012/ 10:00 a.m. 14 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales ZANAHORIAS CAMBIANTES Observar la evolución que presenta la materia viva cuando es sometida a cambios en su medio. Osmosis conceptual Reconocer las transformaciones que sufre la materia viva en su ambiente. Procedimental Utilizar la zanahoria en diferentes microambientes en equilibrio (al aire), hipertónico o concentrado (sal), hipotónico o diluido (agua). Dos vasos de precipitados Espátula Tres zanahorias Agua corriente Sal de cocina. actitudinal Valorar como los seres vivos tienen diferentes comportamientos de acuerdo al medio donde se desarrollan. *Ser flexibles en las diferentes culturas donde habitamos. Procedimiento ¿Cómo lo haremos? Elegiremos tres zanahorias de similar tamaño para así comprobar las diferencias al final de la experiencia. Con una de ellas no haremos nada y así servirá de contraste para ver los resultados de las otras dos zanahorias. A la segunda zanahoria la ponderemos en un vaso de precipitados que contenga agua corriente. La tercera zanahoria la pondremos en un vaso en el que habremos preparado antes una salmuera bastante espesa (bastará con tomar bastante sal de cocina y añadirle un poco de agua para que tenga una textura pastosa). Esperaremos un día y...La zanahoria sumergida en el agua corriente habrá aumentado de tamaño, mientras que la sumergida en salmuera se habrá consumido y aparecerá más delgada que el día anterior. Marco conceptual Ósmosis: es un fenómeno físico relacionado con el comportamiento de un sólido como soluto de una solución ante una membrana semipermeable para el solvente pero no para los solutos. Tal comportamiento entraña una difusión simple a través de la membrana, 15 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA cibergrafÍa sin "gasto de energía". La ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para el metabolismo celular de los seres vivos. Explicación El agua, como disolvente, puede pasar a través de las membranas vegetales de la zanahoria. El que circule con más intensidad en un sentido u otro (... de afuera a adentro o al revés) dependerá de la concentración. Así, en el caso del agua corriente el agua pasa al interior de la zanahoria por ser una disolución más diluida en el exterior, mientras que sucede lo contrario en el caso de la zanahoria puesta en la salmuera. Los fenómenos de ósmosis son muy corrientes en la manipulación de alimentos. Cuando cocinamos legumbres o arroz se observa claramente el aumento de tamaño de los granos, mientras que cuando se somete a salazón al jamón o al bacalao sucede justo lo contrario Es.scribd.com/doc/6941561/100-experimentos-sencillos-de-fisica-yquimica/30 de abril de 2012/ 10:00 a.m. 16 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento Marco conceptual TINTAS MULTICOLORES Lograr efectos especiales separando los productos químicos de tintas diferentes Cromatografía, Conceptual Procedimental actitudinal Identificar el Reconocer la Muestra interés por concepto de reacción química de participar en la actividad cromatografía. la tinta al tener planteada Identificar que es un contacto con el agua producto químico Papel secante Rotuladores de varios colores Un patillo Agua Haz un dibujo en el papel secante y colorea con varios rotuladores. Cuantos más colores tenga, más interesantes serán los resultados. Pon agua en el platillo y moja durante unos minutos un extremo del papel, sujetándolo para que no se caiga. Que es cromatografía: La cromatografía es un método físico o de separación para la caracterización de mezclas complejas, la cual tiene aplicación en todas las ramas de la ciencia y la física. Es un conjunto de técnicas basadas en el principio de retención selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes. Las técnicas cromatográficas1 son muy variadas, pero en todas ellas hay una fase móvil que consiste en un fluido (gas, líquido o fluido supe crítico) que arrastra a la muestra a través de una fase estacionaria que se trata de un sólido o un líquido fijado en un sólido. Los componentes de la mezcla interaccionan en distinta forma con la fase estacionaria. De este modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando. Después de que los componentes hayan pasado por la fase estacionaria, separándose, pasan por un detector que genera una señal que puede depender de la concentración y del tipo de compuesto. 17 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Diferencias sutiles en el coeficiente de partición de los compuestos da como resultado una retención diferencial sobre la fase estacionaria y por tanto una separación efectiva en función de los tiempos de retención de cada componente de la mezcla. La cromatografía puede cumplir dos funciones básicas que no se excluyen mutuamente: Separar los componentes de la mezcla, para obtenerlos más puros y que puedan ser usados posteriormente (etapa final de muchas síntesis). Medir la proporción de los componentes de la mezcla (finalidad analítica). En este caso, las cantidades de material empleadas son pequeñas. Explicación ¿Qué le pasa al dibujo? Al empapar el papel, el agua arrastra las tintas. Los productos químicos de las tintas avanzan a distinta velocidad y, al separarse, aparecen efectos inesperados. Este método de separación de sustancias químicas se llama cromatografía. cibergrafÍa El gran libro de los experimentos/editorial usborne/ISBN 074603427x/biblioteca Comfenalco/tintas multicolores. pág. 22 http://es.wikipedia.org/wiki/Cromatograf%C3%ADa 11 de mayo de 2012 a las 3: 20 pm 18 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento Marco conceptual cibergrafÍa QUÍMICA EN LA COCINA El efecto de la levadura Identificar mezclas entre la levadura, el agua y el azúcar anhídrido carbónico, mezclas conceptual Procedimental actitudinal Reconocer los Realizar actividades de Participar de la cambios químicos participación y manejo elaboración de dicho de las mezclas y de los materiales. En las experimento activa, formación de que reconozca los creativa e gases. diferentes cambios investigativamente. químicos. Levadura seca Azúcar Una jarra Una botella de cristal Un globo Un cuenco Una cucharilla Una cuchara Agua caliente Elaboración 1. Mezcla en la jarra dos cucharaditas de levadura con dos cucharadas de agua caliente. Después añade una cucharadita de azúcar. 2. Hecha la mezcla en la botella y tapa la boca de la botella con el globo. Deja la botella durante 15 minutos en un cuenco con agua caliente. Que es anhídrido carbónico: Responsable de las burbujas y sensación de efervescencia de los vinos espumantes o burbujeantes. Explicación La levadura, al alimentarse, va produciendo anhídrido carbónico y por eso la mezcla se llena de burbujas. Las burbujas explotan y el gas hincha el globo. El gran libro de los experimentos/editorial usborne/ISBN 074603427x/biblioteca Comfenalco. Química en la cocina. Pag.18. http://www.facebook.com/notes/foco-gourmet/diccionario-det%C3%A9rminos-vin%C3%ADcolas-letra-a/131437006904707/7 de mayo 19 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA de 2012. 4:37 p.m. http://www.aquanovel.com/glosario/glosarioa.htm.7 de mayo de 2012. 4:30 p.m. 20 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento CUBITOS DE LOMBARDA Identificar que al mezclar un ácido con una base se obtiene como producto químico final una sal neutra que no ataca las cosas. Mezclas, ácidos y bases conceptual Procedimental actitudinal Distinguir la Observar que existen Valorar a las demás mezcla de un sustancias en la personas a pesar de que ácido y una base naturaleza como los se tengan ideas obteniendo una ácidos y las bases que al diferentes, podemos reacción química, ser mezclados en ponernos de acuerdo analizando como cantidades correctas para lograr buenos pierden su forma una 3ra. resultados. identidad Sustancia química formando una sal llamada sal. neutra. Media Lombarda (repollo morado) Un cazo o una cacerola de metal Una cuchara de madera Un bote o frasco grande con tapa de rosca Un colador Un cuchillo Agua Una cubitera 3 vasos altos Limonada casera (zumo de limón mezclado con agua) Agua Bicarbonato Una cucharilla Elaboración 1. La lombarda, cortada en trozos pequeños, se pone en el caso con agua que la cubra. 2. Cuando el agua rompa a hervir apaga la cocina. Revuelve y deja enfriar media hora. 3. Cuela el líquido y guárdalo en el bote. Este líquido es el indicador 4. Haz cubitos de hielo con el líquido indicador. Tendrás que dejar la cubitera media hora en el congelador. 21 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Marco conceptual 5. Llena el vaso con agua. Otro con limonada y el tercero con agua del grifo y una cucharadita de bicarbonato. 6. Pon dos cubitos de indicador en cada vaso. ¿Qué ocurre? ¿Son los líquidos del mismo color cuando desaparece el hielo? Mezclas: es un sistema material formado por dos o más sustancias puras pero no combinadas químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas. No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que sus componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas condiciones ambientales. Ácidos: es considerado tradicionalmente como cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua, produce una solución con una actividad de catión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7. •Bases: Son sustancias que consisten de partículas que muestran cierto carácter negativo y, por lo tanto, al reaccionar pueden soltar fragmentos negativos. Explicación Los ácidos, como la limonada, hacen que el indicador tome un color rosa rojizo El bicarbonato (una base), hace que el indicador se vuelva verde azulado. El agua es neutra (no es un ácido ni una base), por eso el indicador no cambia de color. PREGUNTA RESUELTA Qué pasa al mezclar un ácido y una base? Al mezclar y un ácido y una base se obtiene un producto químico diferente: Una sal. Si se mezclan las cantidades correctas, el ácido y la base pierden su identidad y forman una sal neutra (ni ácida ni base) que no ataca las cosas. La sal de cocina es un tipo de sal neutra. cibergrafÍa El gran libro de los experimentos/editorial usborne/ISBN 074603427x/biblioteca Comfenalco. Cubitos de lombarda. Pág. 17 22 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento EL GLOBO MAGICO Reconocer que las moléculas forman la materia y ésta siempre está en movimiento. Calor, expansión y contracción conceptual Procedimental actitudinal Analizar como las Observar como el aire Tomar conciencia de que moléculas que hay dentro de la una buena idea debe calientes se botella se contrae al expandirse y las malas expanden más de enfriarse ocupando ideas deben contraerse prisa y se separan menos espacio, y el aire y desaparecer. más, y a medida exterior al intentar que se enfrían se entrar empuja al globo mueven más que está en el medio. despacio y ocupan menos sitio. Una botella de cristal Agua caliente Un globo Tijeras Un cuenco grande Agua fría Elaboración: 1. Llena la botella con agua caliente. Déjala reposar unos minutos para que la botella se caliente y tira el agua. 2. Corta el cuello del globo y ajústalo a la boca de la botella. A continuación, pon la botella dentro de un cuenco con agua fría. ¿Qué le pasa al globo? Marco conceptual Calor: es el proceso de transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Expansión: es la acción y efecto de extenderse o dilatarse, esparcir, desparramar, desenvolver, desplegar, dar mayor amplitud o hacer que algo ocupe más espacio. 23 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Contracción: los cuerpos o la materia se contrae cuando su temperatura desciende y cambia el volumen del cuerpo al aumentar la temperatura el cuerpo se dilata de nuevo es decir aumenta su volumen EXPLICACIÓN El aire que hay dentro de la botella se contrae al enfriarse y ocupa cada vez menos espacio. El aire del exterior intenta entrar para rellenarlo y como el globo está en medio, lo empuja hacia dentro. Pregunta resuelta Las moléculas que forman todo lo que existe, siempre están en movimiento. Con el calor se mueven más de prisa e intentan separarse unas de otras, por eso las cosas se hacen más grandes (expansión). Con el frío se mueven más despacio y ocupan menos sitio, por eso las cosas se hacen más pequeñas (contracción). cibergrafÍa El gran libro de los experimentos/editorial usborne/ISBN 074603427x/biblioteca Comfenalco. El globo mágico. Pág. 13 24 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento Marco conceptual cibergrafÍa FRIO Y CONTRACCION Observar el efecto que tiene el hielo triturado en una botella de plástico Contracción y frio conceptual Procedimental Actitudinal Reconocer que es identificar a través de la Participar activamente el frio y la observación el efecto aplicando los pasos contracción del hielo dentro de una dados para el botella experimento Botella de plástico con tapón de rosca Cubitos de hielo Bolsa de plástico ELABORACIÓN 1. Mete los cubitos en la bolsa y machácalos. Pon el granizado de hielo en la botella y ciérrala 2. Agita la botella un rato. Después, déjala en una mesa. ¿Qué le pasa a la botella cuando se enfría el aire que hay dentro? Contracción térmica: Disminución de las dimensiones de un material ante una bajada de temperatura. Frio: se define como aquel cuerpo que tiene una temperatura muy inferior a la ordinaria del ambiente.2 Se define como una propiedad adjetiva de un cuerpo, sin aportar una definición del sustantivo. El frío, en sí, es la ausencia de calor, tratándose por lo tanto de una consecuencia del calor, y no de un fenómeno independiente. El frío, por consiguiente, puede definirse como la falta de reacciones químicas que generan energía, EXPLICACIÓN El aire, al enfriarse, se contrae y va ocupando menos espacio. Lo que pasa es que, al encogerse, tira de las paredes de la botella hacia adentro. Cuando se enfrían o desciende su temperatura se contraen y desciende su tamaño. El gran libro de los experimentos/editorial usborne/ISBN 074603427x/biblioteca Comfenalco. Frio y contracción. Pág. 12 25 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento FABRICA BURBUJAS Distinguir como las sustancias en reposo al ser mezcladas genera grandes reacciones. Mezclas conceptual Procedimental Actitudinal Identificar Utilizar sustancias Tomar conciencia que principios básicos químicas como el las relacionas entre las de las reacciones carbonato con un ácido personas pueden químicas al hacer para formar anhídrido generar grandes mezclas carbónico que luego en cambios, así como las generando el agua sube a la mezclas químicas fenómenos de superficie en forma de producen grandes evaporación y burbujas. reacciones, también las gases que relaciones con los producen demás pueden producir burbujas. fenomenales eventos. Un corcho Un pincho Dos pajitas flexibles Tijeras un vaso colorante alimentario bicarbonato vinagre una botella un trozo de papel ELABORACIÓN 1. Haz un agujero en el centro del corcho con el pincho. Introduce una pajita por el agujero. 2. Haz un pequeño corte en el otro extremo y mete dentro la segunda pajita, de forma que las dos queden bien encajadas. 3. Llena el vaso con agua y añade unas gotitas de colorante alimentario, para que tome color sin que quede muy oscura. 4. Hecha media cucharada de bicarbonato en la botella con ayuda de un papel doblado. Después hecha vinagre hasta llenar un cuarto de la botella. 26 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Marco conceptual 5. Tapa inmediatamente la botella con el corcho y mete el extremo de la segunda pajita dentro del vaso de agua tenida. ¿Qué pasa en el agua? Mezclas: es un sistema material formado por dos o más sustancias puras pero no combinadas químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas. No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que sus componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas condiciones ambientales. EXPLICACION El bicarbonato contiene una sustancia llamada carbonato. Al mezclar un carbonato con un ácido (el vinagre), se forma anhídrido carbónico. Este gas, se acumula en la botella y busca salida por las pajitas hasta llegar al vaso. Una vez en el agua sube a la superficie en forma de burbujas. cibergrafÍa El gran libro de los experimentos/editorial usborne/ISBN 074603427x/biblioteca Comfenalco. Fabrica burbujas. Pág. 10 27 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA Objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento Marco conceptual cibergrafÍa CAÑERIAS DE LAS PLANTAS Observar el proceso de absorción de un colorante a través del tallo de una flor Absorción conceptual Procedimental actitudinal Identificar Utilizar el colorante Participa activamente en elementos que se vegetal para el proceso la actividad propuesta emplean en el de cambio de color que interactuando con los cambio químico tienen las flores demás y con el entorno del color de las flores Un frasco Colorante alimentario azul Agua Claveles blancos Elaboración 1. Hecha unas gotas de colorante en el fondo del frasco y añade agua. Pon dentro los tallos de las flores. 2. ¿Qué les pasa a las flores al cabo de un día o dos? ¿Qué ocurre si las dejas 3 días? Absorción: es la acción de absorber. Este verbo puede hacer referencia a distintas cuestiones: a la atracción de una sustancia sólida sobre un fluido con el que está en contacto, para que las moléculas del fluido penetren en la sustancia; a la recepción o aspiración por parte de las células o tejidos orgánicos de materias externas; o a la amortiguación que realiza un cuerpo respecto a las radiaciones que lo atraviesan. EXPLICACIÓN Las plantas absorben por sus tallos el agua teñida. Al principio el colorante llega a las puntas de los pétalos. Al cabo de tres días llega a casi toda la flor. Las flores con tallos cortos tardan menos en cambiar de color porque el agua recorre menos distancia para llegar a los pétalos. El gran libro de los experimentos/editorial usborne/ISBN 074603427x/biblioteca Comfenalco. Cañería de las plantas. Pág. 56 http://definicion.de/absorcion/8 de mayo de 2012. 2:30 p.m. 28 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento LA AGUJA EN EL AGUA Demostrar la importancia de las moléculas en el agua Tensión artificial conceptual Procedimental actitudinal identifica la Reconoce Demuestra interés por el importancia de la atracción de comportamiento de sus Las moléculas en las moléculas de un compañeros en el agua objeto en el agua la elaboración de los experimentos Un vaso Una aguja Papel de seda Agua Elaboración Llena el vaso con agua. Pon la aguja sobre un trocito de papel de seda y colócalo en el agua con cuidado. El papel acabará por hundirse pero….. ¿Qué le ocurre a la aguja? Marco conceptual Tensión: Tensión es la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de volumen. EXPLICACION El papel se hunde pero la aguja, que es muy ligera, se sostiene en el agua. Las moléculas de agua se atraen con gran fuerza en la superficie, formando una especie de película (la superficie de tensión), que la aguja no puede atravesar. Mira de cerca y verás que la aguja aplasta ligeramente la película. cibergrafÍa El gran libro de los experimentos/editorial usborne/ISBN 074603427x/biblioteca Comfenalco. La aguja en el agua. Pág. 6 29 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento Marco conceptual cibergrafÍa EL JUEGO DE LAS MONEDAS Reconoce la superficie del agua, y la atracción de las moléculas Moléculas conceptual Procedimental actitudinal identifica Reconoce el porqué no Demuestra interés por la superficie del se derrama el agua al participar en las agua en el introducir cierta actividades realizadas experimento cantidad de monedas por la docente y sus compañeros Un vaso Agua Monedas pequeñas Elaboración Llena el vaso hasta el borde. Hecha las monedas de una en una. ¿Qué le pasa a la superficie del agua cuando las vas echando? Moléculas: un conjunto de al menos dos átomos enlazados covalentemente que forman un sistema estable y eléctricamente neutro. EXPLICACION Echando las monedas despacio, la superficie del agua se eleva por encima del borde del vaso sin derramarse. Esto sucede porque la fuerza con que se atraen las moléculas lo impide. Si sigues echando monedas, llegará un momento en que las moléculas acabarán por separarse y el agua rebosar El gran libro de los experimentos/editorial usborne/ISBN 074603427x/biblioteca Comfenalco. El juego de las monedas. Pág. 6 30 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento Marco conceptual cibergrafÍa NIEVE QUÍMICA Identifica cambios químicos en la vida cotidiana y en el ambiente. Poliacrilato de sodio, volumen, reacción química Conceptual Procedimental actitudinal Identificar una Observar el cambio de Cumplir mi función reacción química estado de un elemento cuando trabajo en grupo siendo este de un polvo y respeto las funciones Reconocer el a una consistencia de otras personas. volumen entre los gelatinosa elementos a trabajar Poliacrilato de sodio Agua 2 vasos En un vaso agrega una pequeña cantidad de Poliacrilato de sodio y en el otro agrega un poco de agua. Procede a añadir el agua en el vaso donde se encuentra el Poliacrilato de sodio y observa cómo crece el volumen de Poliacrilato, como si pareciese nieve REACCIÓN QUÍMICA: Una reacción química es el proceso en el que una o más sustancias (llamadas reactivos) se transforman en otras sustancias diferentes (llamadas productos de la reacción). VOLUMEN Se define el volumen como el espacio que ocupa un cuerpo. POLIACRILATO DE SODIO: Se trata de una sustancia de color blanco, parecida al bicarbonato de sodio. No presenta ningún olor o color. Esta sustancia es capaz de absorber en pocos segundos 20 veces sus pesos de agua y transformarse en una sustancia blanca coposa muy parecida a la nieve. http://www.cienciafacil.com/ExperimentosQuimica.html.5 de mayo de 2012. 12:30 p.m. 31 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA CIENCIA EN LA COCINA: CÓMO SE MUEVEN LAS MOLÉCULAS Explicar el comportamiento de fluidos en movimiento y en reposo y los cambios químicos en la cocina Conceptos claves Mezclas Contenidos conceptual Procedimental actitudinal Identificar cuando Establezco relación Explico y comparto con ocurre una mezcla entre el concepto de los compañeros los homogénea mezcla y el cambios que ocurren en experimento realizado el experimento objetivo Materiales Procedimiento Marco conceptual cibergrafÍa Un vaso de agua Un colorante para comida o un poco de tinta Agua Llenar el vaso con agua y dejarlo reposar hasta que la superficie esté completamente quieta. Añadir varias gotas de colorante al agua (sin revolver). Mirar el vaso 20 minutos después. MEZCLAS: es un sistema material formado por dos o más sustancias puras pero no combinadas químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas. No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que sus componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas condiciones ambientales. Las mezclas están formadas por sustancias puras también llamadas elementos, las mezclas pueden ser heterogéneas (se distinguen sus elementos) u homogéneas (no se distinguen a simple vista los elementos) Qué sucede? Las moléculas de agua están siempre en movimiento aunque no podamos verlas. Ellas son tan pequeñas que es imposible verlas, lo que sí podemos ver es el efecto que ellas producen al moverse. Cuando agregamos el colorante, las moléculas de aguas golpean el colorante y lo envían en diferentes direcciones. Después de unos 20 minutos, el color se habrá diluido completamente http://www.proyectoazul.com/2009/12/ciencia-en-la-cocina-como-semueven-las-moleculas/5 de mayo de 2012. 12:31 p.m. 32 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA objetivo Conceptos claves Contenidos Materiales Procedimiento Marco conceptual EL HUEVO QUE FLOTA Identificar como se puede cambiar la densidad del agua y el cómo hace que los cuerpos floten Densidad conceptual Procedimental actitudinal Identificar las Relacionar lo aplicado Comprender la densidad del agua con situaciones importancia de lo cotidianas trabajado en clase y la Establecer relación relación con los Diferencia entre agua Hace buen uso de los cuerpos que dulce y agua de mar elementos con los que flotan se trabaja 2 vasos Agua Sal Huevo Llenar uno de los vasos hasta un poco más arriba de la mitad con agua fresca y colocar en él un huevo. Qué sucede? el huevo es más pesado que el agua y se va inmediatamente hasta el fondo del vaso. Ahora colocamos la misma cantidad de agua en el otro vaso y agregamos entre 1/4 y 1/2 media taza de sal, revolviéndola muy bien hasta que se disuelva. Ahora colocamos el otro huevo y vemos qué sucede. Esta flota, si lo empujamos hacia el fondo, él volverá a subir. Al agua ahora es mucho más densa y sostiene al huevo sin dificultad. DENSIDAD: la densidad es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa Explicación Sobre el huevo actúan dos fuerzas, su peso (la fuerza con que lo atrae la Tierra) y el empuje (la fuerza que hace hacia arriba el agua). Si el peso es mayor que el empuje, el huevo se hunde. En caso contrario flota y si son iguales, queda entre dos aguas. El empuje que sufre un cuerpo en un líquido, depende de tres factores : • La densidad del líquido • El volumen del cuerpo que se encuentra sumergido 33 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA cibergrafÍa • La gravedad Al añadir sal al agua, conseguimos un líquido más denso que el agua pura, lo que hace que el empuje que sufre el huevo sea mayor y supere el peso del huevo: el huevo flota. Así también se puede explicar el hecho de que sea más fácil flotar en el agua del mar que en el agua de ríos y piscinas. http://www.proyectoazul.com/2009/02/como-se-puede-cambiar-ladensidad-del-agua/5 de mayo de 2012. 12:34 p.m. 34 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA MATERIALES 1 aguja 10 monedas 3 botella de vidrio boca ancha 2 anilinas de diferente color 1plato hondo 1botella plástica 1 aceite de cocina Agua 9 vasos de vidrio 1 gotero 1 jabón en polvo 1 papel absorbente 10 tarros de muestras 1 nevera de icopor 1 lija 1 agitadores 6 naftalinas en bolitas 1 vinagre (1 botella) 35 EXPLORANDO, JUGANDO Y EXPERIMENTANDO, A LAS CIENCIAS VOY LLEGANDO CONOCIENDO LA QUIMICA 1 bicarbonato de sodio 2 huevos 1 corchos 1 electrodo 10 flores blancas 1 poliacrilato de sodio 1 sal 3 pitillos 1 azúcar 36