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INSTITUCIÓN EDUCATIVA INEM “JORGE ISAACS” CALI CAMPO DE FORMACIÓN DE LAS CIENCIAS NATURALES, LA SALUD Y EL DEPORTE

ASIGNATURA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL GRADO: NOVENO

ELEMENTOS Y COMPUESTOS, NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA, SOLUCIONES, PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN

MÓDULO 1

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PRECONCEPTOS

1. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA DESDE LOS PROTONES, ELECTRONES Y NEUTRONES HASTA LA BIOSFERA

La materia es todo aquello que existe en el universo físico que tiene masa, energía y ocupa un lugar en el espacio, se agrupa y se organiza en niveles cada vez más complejos. La complejidad de esa organización no está determinada solo por la cantidad de materia que integra cada nivel. Cada nuevo nivel de organización presenta características nuevas y propias, que no resultan simplemente de la suma de las propiedades de los componentes del nivel anterior. Los átomos están formados de partículas elementales tales como: protones neutrones y electrones. En la naturaleza existen 92 elementos químicos o tipos de átomos naturales diferentes, los demás son sintéticos y tienen vidas muy cortas. Los diversos tipos de átomos se representan por símbolos, este puede constar de una sola letra y debe escribirse en mayúscula, cuando el símbolo se compone de dos letras; la primera es mayúscula y la segunda es minúscula. Los elementos químicos se diferencian unos de otros porque sus unidades básicas, los átomos, presentan diferente número atómico (Z), es decir, diferente número de protones en su núcleo y de acuerdo a este, se ubican en la tabla periódica, cada uno con propiedades particulares y distintas. Algunos de los elementos químicos o tipos de átomos, hacen parte de la estructura o funciones de los seres vivos, llamándose BIOELEMENTOS, estos pueden clasificarse en: primarios, secundarios y oligoelementos. ACTIVIDAD DE CONSULTA No. 1 1. Los Bioelementos se clasifican en primarios, secundarios y oligoelementos. Consulta sobre ellos, la consulta

debe tener los siguientes aspectos: los bioelementos clasificados en cada categoría, la abundancia, la función o el papel que desempeñan en los seres vivos (estructurales o funcionales) y las fuentes alimentarias que los contienen.

2. La consulta puede complementarla con la observación de los siguiente videos u otros que sugiera el docente.: Bioelementos (duración 21:18 minutos) www.youtube.com/watch?v=6T_YiXzN0g4 BIOMOLECULAS : carbohidratos - lípidos - proteínas - ácidos nucleicos : documental completo (duración 12:11:00 minutos) https://www.youtube.com/watch?v=WzXIJSr8EjM

3. En la siguiente tabla periódica identifique coloreando de rojo los bioelementos primarios, de azul los elementos

secundarios y de amarillo los oligoelementos.

Los elementos químicos presentes en la naturaleza se combinan mediante enlaces químicos, para formar moléculas, las cuales se representan por fórmulas. Las moléculas pueden ser sustancias simples, formadas por átomos iguales, llamados elementos, por ejemplo O2 (oxígeno), S8 (azufre), P4 (fósforo), N2 (Nitrógeno). Las moléculas que están formadas por átomos diferentes se llaman compuestos, por ejemplo, H2O (agua) pero una molécula de agua (H2O) cabe anotar, presenta propiedades diferentes de las que tienen los átomos de oxígeno e

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hidrógeno por separado; es decir, una gota de agua (H2O) tiene propiedades nuevas. Otros ejemplos de compuestos son: H3PO4 (ácido fosfórico), C6H12O6 (Glucosa), HNO3 (ácido nítrico). Las moléculas simples pueden formar macromoléculas, éstas son el resultado de la unión de distintas moléculas más sencillas (ej. proteínas, formadas por la unión de miles de aminoácidos). La unión de varias macromoléculas da lugar a las asociaciones macromoleculares (ej. Las membranas celulares, formadas por la unión de proteínas y fosfolípidos). Estas asociaciones macromoleculares se unen para formar los organelos celulares (ej. Mitocondrias, ribosomas, cromosomas, cloroplastos). A las moléculas que forman parte de los seres vivos se les denomina biomoléculas éstas pueden ser Inorgánicas, como el agua, las sales minerales y los gases tales como el bióxido de carbono, el oxígeno, el nitrógeno y orgánicas, tales como: carbohidratos o glúcidos, aminoácidos (los cuales forman los polímeros o moléculas formadas por muchos aminoácidos, las proteínas), lípidos, ácidos nucleicos, entre otras. En el siguiente cuadro se muestra un resumen de los tipos de biomoléculas y su importancia.

2. BIOMOLÉCULAS O BIOCOMPUESTOS

CLASIFICACIÓN BIOCOMPUESTOS

TIPO DE BIOCOMPUESTO CÓMO SE

ENCUENTRA

IMPORTANCIA

AGUA

Circulante : en la sangre Intersticial: entre las células Intracelular: en el citoplasma En el interior de organelos celulares

Disolvente :permite reacciones químicas

Bioquímica de la célula

Transporte

Estructural (Forma y volumen de células

Termorreguladora

PRECIPITADAS

Silicatos

Constituyen caparazones, espículas esqueletos externos corales, moluscos, artrópodos Carbonatos de calcio

Fosfatos de calcio Forman los esqueletos de vertebrados

IONIZADAS

Disueltas en la célula Na+, K+, Ca+, Mg+ Cl- , PO3 ≡, CO3 = , HCO3=

Mantener grado de salinidad

Mantener PH

Control contracción muscular

Equilibrio osmótico

Excitabilidad nerviosa

ASOCIADAS A MOLECULAS

COMPLEJAS

Fosfoproteínas

Fosfolípidos

Funciones metabólicas

INO

RG

ÁN

ICO

S

SA

LE

S

MIN

ER

AL

ES

S

4

GASES O2 CO2 N2

Respiración

fotosíntesis

Monosacáridos

glucosa

Pentosas: ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN Hexosas: glucosa,

fructosa, galactosa

Ribosa y desoxirribosa ayudan

formar el soporte de los

ácidos nucleicos

La Glucosa es la principal

fuente de energía de las

células

Disacáridos

Sacarosa

Formadas por dos moléculas de monosacáridos Sacarosa ( azúcar de caña) Maltosa(azúcar de malta) Lactosa( azúcar de la leche)

Fuente de energía

Polisacáridos

Almidón

Macromoléculas formadas por muchas unidades de monosacáridos El almidón: material de reserva en células vegetales El glucógeno : polisacárido de reserva en el hígado Quitina: Exoesqueletos de artrópodos

Estructural Reserva de energía

TRIGLICERIDOS

GRASAS, ACEITES,

ESTEROIDES

Forman parte de la membrana celular Forman el colesterol Forman las hormonas sexuales Son componentes de sustancias reguladoras

Son estructurales Sirven de aislantes térmicos Protegen los órganos blandos Sirven de reserva energética cuando se agotan los carbohidratos Algunos son reguladores químicos del metabolismo

CA

RB

OH

IDR

AT

OS

OR

GÁ

NIC

OS

LÍP

IDO

S

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El conjunto de organelos (Mitocondrias, ribosomas, cromosomas, cloroplastos, etc.), especializados cada uno en una función determinada, constituyen la unidad estructural y funcional de los seres vivos, la célula. En una célula podemos encontrar una enorme cantidad de moléculas diferentes que la constituyen; pero una célula no es sólo la suma de esas moléculas, ya que tiene propiedades muy diferentes como el hecho de ser una unidad viva. En la célula, aparece una propiedad nueva que no manifestaban las moléculas por sí mismas: la vida. Pero no toda

Macromoléculas formadas por

muchos aminoácidos

Estructura de un aminoácido

Existe una variedad muy

grande de proteínas las

cuales se forman según

el patrón genético de

cada célula y se

estructuran con tan solo

20 aminoácidos

diferentes

Estructurales: Forman

estructuras de músculos,

huesos, cartílagos.

(colágeno, elastina,

miosina)

Inmunológicas: Forman

los anticuerpos.

Reguladoras. Controlan

procesos vitales, como

por ejemplo la insulina.

Enzimáticas. Catalizan

reacciones químicas por

ejemplo la lipasa

gástrica.

Transporte. Como la

hemoglobina que

transporta el oxígeno en

la sangre.

Acido desoxirribonucleico o

ADN

Ácido ribonucleico o ARN

EL ADN o acido

desoxirribonucleico: es

una cadena doble de

nucleótidos plegada

sobre si misma formando

una hélice.

Se encuentra en el

núcleo de las células y

forman a los cromosomas

EL ARN o ácido

ribonucleico: es una

cadena sencilla de

nucleótidos

El ADN es el depositario de la

información genética de los

organismos vivos.

Actúa como intermediario al

llevar la información del ADN

en el núcleo a los ribosomas

en el citoplasma, para la

síntesis de proteínas. Hay 3

tipos de ARN: ARN mensajero,

ARN de transferencia, ARN

ribosomal.

PR

OT

EÍN

AS

OR

GÁ

NIC

OS

AC

IDO

S N

UC

LE

ICO

S

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reunión de moléculas dará lugar a la formación de una célula. Esto no es posible al nivel molecular, dado que las moléculas aisladas no tienen vida. Las moléculas aisladas forman los diversos tipos de sustancias e incluso pueden formar mezclas homogéneas como el alcohol en agua o mezclas heterogéneas como el aceite en agua. Si examináramos la composición química de un ser vivo, encontraríamos que está formado fundamentalmente por agua, y cuatro tipos de sustancias orgánicas: proteínas, hidratos de carbono, lípidos y ácidos nucleicos. Una célula puede ser, por sí sola, un organismo (unicelular), u organizarse con otras células y formar un ser pluricelular. Algunos organismos pluricelulares simples alcanzan únicamente el nivel de organización de tejidos, como las medusas. En otros, los tejidos se organizan y el organismo sólo alcanza el nivel de órganos, tal es el caso de los árboles. En la mayoría de los organismos pluricelulares, sin embargo, los tejidos forman órganos, que se organizan en sistemas y forman un organismo complejo, tal es el caso del ser humano. El individuo es un organismo indivisible que, según sus características, puede corresponder a diferentes niveles de organización (entre célula y sistemas de órganos). Hay niveles de organización superiores al del organismo, son los niveles macros. El conjunto de individuos que comparten características comunes, se reproducen entre ellos y su descendencia es fértil (se puede seguir reproduciendo), corresponde al nivel de organización de especie. Un conjunto de individuos de la misma especie que comparten el espacio físico y el tiempo, conforman una población. El grupo de poblaciones que se relacionan entre sí constituyen una comunidad. Un ecosistema considera muchas comunidades relacionadas entre sí y con el medio ambiente. La biosfera comprende el conjunto de ecosistemas de nuestro planeta.

ACTIVIDAD No. 2

1. ¿Cuál es el menor nivel de organización en que se manifiestan las características de la “vida”? Busca y cita

ejemplos de seres que pertenezcan a este nivel de organización.

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2. Ordena de menor a mayor cada uno de los siguientes casos, de acuerdo con el nivel de organización al

que pertenezca. Considera la posibilidad de que puede haber, en el mismo nivel, más de un caso:

Tejido muscular – Neurona – Célula sanguínea – H2O – Sistema digestivo – Estómago – Corazón- átomo de carbono - Hígado – Hombre adulto – Tejido nervioso – Niño – CO2 – Átomo de Hidrógeno – hormiga- Cardumen de peces- - hormiguero- Electrones - protones – Célula de la piel – Bosque Caldense – Proteína – ADN- Llanos orientales – bosque tropical húmedo

SISTEMA NIVEL EJEMPLOS

NO -VIVO

Subatómico

Atómico

Molecular

Macromolecular

VIVO

INDIVIDUO

Celular

Tejido

Órgano

Sistema de órganos

individuo

ECOLÓGICO

Especie

Población

Comunidad

Ecosistema

3. ¿Podrías incluir una planta, una bacteria y un ser humano, en el mismo nivel de organización? Justifica

El hecho de que todo el mundo material que percibimos esté formado por asociaciones de estructuras más simples, ha llevado a la idea de que se pueden definir diversos niveles de organización de la materia. Aunque cada nivel de organización se forma a partir de los componentes de los niveles anteriores, cada nuevo nivel presenta características nuevas. Por ejemplo, a temperaturas moderadas el oxígeno y el hidrógeno se encuentran como gases, mientras que el agua (formada a partir de los elementos oxígeno e hidrógeno) es líquida. A su vez las moléculas pueden organizarse y dar lugar a la formación de una célula. Por ejemplo, las sustancias presentes en el aire se relacionan entre sí de manera tal que forman una mezcla de gases, sin vida. La aparición de la vida no depende sólo de la cantidad y la proporción de los elementos que se reúnen, sino también, del modo en que esos elementos se reúnen, se ordenan y se relacionan, es decir, de su organización ACTIVIDAD N° 3 1. Observe cada una de las imágenes (A,B,C,D,….) de moléculas de diversas sustancias y conteste las preguntas

que se formulan a continuación

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2. Utilice los siguientes términos para dar sentido a cada definición: átomos, número atómico, elementos,

compuestos, elementos químicos , moléculas, fórmulas, símbolos 2.1 Los ___________________ son moléculas formadas por átomos de diversa clase

2.2 El ______________________ corresponde al número de protones de un átomo.

1.1 ¿Cuál es la diferencia entre elemento y

compuesto?

1.2 ¿Cuáles imágenes corresponden a elementos e

indique las fórmulas?

1.3 ¿Cuáles imágenes corresponden a compuestos

e indique las fórmulas respectivas?

1.4 Podrías diferenciar entre las fórmulas

moleculares, fórmulas estructurales, modelos

tridimensionales: barras y esferas y solo de

esferas, para ello saca solo dos ejemplos para

diferenciar.

1.5 Qué significado tiene la barra y la esfera en un

modelo tridimensional de una molécula

1.6 ¿Qué significado tienen los subíndices en cada

una de las fórmulas moleculares?

1.7 En la molécula K, cuántos enlaces químicos

forma el carbono y cuantos cada hidrógeno?

1.8 Por qué algunos átomos son más grandes

que otros

1.9 De acuerdo a la tabla periódica mostrada en

la parte inferior , que clase de elementos

forman las moléculas dadas en los ejemplos

del numeral A al L

1.10 Qué clase de enlace químico existe en cada

una de éstas moléculas

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2.3 Los ______________________ corresponden a los tipos diversos de átomos existentes en la naturaleza.

2.4 Los _____________________están formados por partículas elementales tales como protones y electrones.

2.5 Las __________________ se forman por la combinación de elementos químicos mediante enlaces.

2.6 Los ________________ son la forma de representación de los diversos átomos o elementos químicos

2.7 Los ________________ son moléculas simples formadas por átomos de la misma clase.

2.8 Las ________________ son la forma de representación de las moléculas.

3. La siguiente tabla muestra los elementos químicos que conforman las principales sustancias del aire y de un ser vivo.

Después de observar los cuadros anteriores responda: 3.1 ¿Cuáles son los elementos comunes entre el aire y un ser vivo que aparecen en la tabla? Con la

información disponible se puede inferir: ¿Cuáles son los más abundantes? ¿Y cuáles los más escasos? 3.2 ¿Cuál sería una explicación para que existan elementos comunes en el aire (inerte) y en un ser vivo? 3.3 De las sustancias del aire y de los seres vivos ¿Cuáles son elementos y cuales son compuestos? 3. CLASIFICACIÓN DE LAS SUSTANCIAS EN EL MUNDO FÍSICO

tomado y adaptado de https://cibertareas.info/wp-content/uploads/2013/05/mapa-concpetual-clasificacion-de-la-materia.png

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3.1 SOLUCIONES O DISOLUCIONES DEFINICIÓN Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias, la sustancia presente en menor proporción se llama SOLUTO y la sustancia presente en mayor cantidad se denomina DISOLVENTE o SOLVENTE. Una solución puede ser gaseosa (aire), Sólida (como una aleación), o líquida (agua de mar). Las disoluciones ACUOSAS es donde el solvente es el agua. En una solución:

La mezcla es físicamente homogénea, aunque hay dos o más sustancias que pueden estar en proporciones variables.

Las partículas constitutivas de una solución (átomos, moléculas o iones) por su tamaño tan pequeño no se pueden observar a simple vista. Se aprecia un sistema uniforme en todas sus propiedades y su composición es igual en todas sus partes

Con los mismos componentes se pueden preparar muchas soluciones, variando la proporción de los mismos, es una diferencia notable con los compuestos, pues en éstos la proporción de combinación es única e invariable.

Las sustancias que integran una solución binaria soluto y solvente , las partículas del soluto en las soluciones son muy pequeñas, varían de diámetro: el valor oscila entre 0.1 y 1.0 nm (1nm=1.0 x 10 - 9 m)

3.2 CLASES DE SOLUCIONES 3.2.1 Según El Número de Sustancias Que las Componen: Las soluciones pueden ser binarias, terciarias,

cuaternarias, según contenga dos, tres o cuatro componentes respectivamente 3.2.2 Según El estado Físico De Las soluciones: Las soluciones pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas. 3.2.3 Según La Cantidad Relativa de Soluto que Contenga:

Diluidas: Cuando contienen una pequeña cantidad de soluto, con respecto a la cantidad de solvente presente. Saturadas o Concentradas: Si la cantidad de soluto es la máxima que puede disolver el solvente a una temperatura determinada. Sobresaturada: Si la cantidad de soluto es mayor de la que puede disolver el solvente a una temperatura dada. Este tipo de soluciones se consiguen cuando se logra disolver el soluto por encima de punto de saturación y son muy inestables, por lo que frecuentemente, el soluto en exceso tiende a precipitarse en el fondo del recipiente

Tomada y adaptado de https://image.slidesharecdn.com/5-soluciones-150504110554-conversion-gate02/95/5-soluciones-15-638.jpg?cb=1430755723

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Actividad No. 4 1. En las siguientes soluciones, indique cual es el soluto y cuál es el solvente

1.1 Café granulado en agua hirviendo 1.2 Oxígeno de un lago 1.3 Agua salada 1.4 Cloro en agua 1.5 limpia vidrios en agua 1.6 SO2 en la atmósfera 1.7 la colonia de perfume 1.8 El límpido

2. Explique si es lo mismo decir solución de jabón líquido en agua que agua en jabón líquido.

3. Encuentre las expresiones falsas y conviértalas en una expresión verdadera.

3.1 La densidad de una solución es menor en la superficie que en el fondo del recipiente que la contiene. 3.2 Al cabo de varios días el soluto de una solución de azúcar en agua se precipita por ser más pesadas las

moléculas del azúcar que las del agua.

3.3 La composición de una solución puede ser variable dependiendo de lugar donde se tome la muestra

3.4 Una solución insaturada tiene un exceso de soluto.

3.5 Una solución saturada es la que está en equilibrio con la cantidad de soluto.

3.3 SOLUBILIDAD La solubilidad es una medida de la cantidad de soluto que se disolverá en cierto disolvente a una temperatura específica. El dicho “lo semejante disuelve lo semejante” es de gran ayuda para predecir la solubilidad de una sustancia en un determinado disolvente. Esta expresión significa que es probable que dos sustancias cuyas fuerzas intermoleculares son del mismo tipo y magnitud, sean solubles entre sí. Las atracciones intermoleculares que mantienen juntas a las moléculas en los líquidos y sólidos también tienen

un papel muy importante en la formación de las soluciones o disoluciones. Cuando una sustancia (el soluto) se

disuelve en otra (el disolvente o solvente), las partículas del soluto se dispersan en el disolvente. Las partículas

del soluto ocupan posiciones que estaban ocupadas por moléculas del disolvente. La facilidad con la que una

partícula de soluto sustituye a una molécula de disolvente depende de la fuerza relativa de tres tipos de

interacciones:

Interacción disolvente – disolvente

Interacción soluto –soluto

Interacción soluto –disolvente

3.3.1 fuerzas intermoleculares Dentro de una molécula, los átomos están unidos mediante fuerzas intramoleculares (enlaces iónicos, metálicos o covalentes, principalmente). Estas son las fuerzas que se deben vencer para que se produzca un cambio químico. Son estas fuerzas, por tanto, las que determinan las propiedades químicas de las sustancias. Sin embargo existen otras fuerzas intermoleculares que actúan sobre distintas moléculas o iones y que hacen que éstos se atraigan o se repelan. Estas fuerzas son las que determinan las propiedades físicas de las sustancias como, por ejemplo, el estado de agregación, el punto de fusión y de ebullición, la solubilidad, la tensión superficial, la densidad, etc.

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Hay varios tipos de fuerzas intermoleculares, como las fuerzas de Van der Waals y los puentes de hidrógeno Fuerzas de Van der Waals

Son fuerzas intermoleculares que determinan las propiedades físicas de las sustancias. Entre estas fuerzas

tenemos las siguientes:

a- Las fuerzas dipolo-dipolo son fuerzas de atracción entre moléculas polares, dado que, éstas moléculas

se atraen cuando el extremo positivo de una de ellas está cerca del negativo de la otra.

b- Las fuerzas de dispersión de London, se da entre moléculas apolares, y ocurren porque al acercase

dos moléculas se origina una distorsión de las nubes electrónicas de ambas, generándose en

ellas, dipolos inducidos transitorios, debido al movimiento de los electrones, por lo que permite que

interactúen entre sí.

En las fuerzas de dispersión o de London, los dipolos inducidos se deben a fluctuaciones de una zona a

otra de la molécula, La intensidad de la fuerza depende de la cantidad de electrones que posea la

molécula, dado que si presenta mayor número de electrones, habrá una mayor polarización de ella, lo que

generará que la fuerza de dispersión de London sea mayor.

Ejemplos CO2, CH4, O2, Br2, I2

c- Las fuerzas dipolo-dipolo inducido, corresponden a fuerzas que se generan cuando se acerca un ión o un

dipolo a una molécula apolar, generando en ésta última, una distorsión de su nube electrónica, originando un dipolo

temporal inducido. Esta fuerza explica la disolución de algunos gases no polares, como el cloro Cl2, en solventes

polares como el agua.

Distribución desigual

de los electrones

Dipolo

instantáneo

Dipolo inducido en el vecino

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d- Las fuerzas ion-dipolo son fuerzas de atracción entre un ion, es decir, un átomo que ha perdido o ganado un electrón y por ende, tiene carga, y una molécula polar. De esta manera, el ion se une a la parte de la molécula que tenga su carga opuesta. Mientras mayor sea la carga del ion o de la molécula, la magnitud de la atracción será mayor. Estas fuerzas son importantes en los procesos de disolución de sales.

e- Fuerzas ion-dipolo inducido, parecida a la anterior, pero el dipolo es previamente inducido por el campo electrostático del ion.

Por lo general son fuerzas débiles pero, al ser muy numerosas, su contribución es importante

Ion Na+ y una molécula polar H2O

Ion Cl- y una molécula polar H2O

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PUENTE DE HIDRÓGENO Los puentes de hidrógeno, son un tipo de fuerza dipolo-dipolo, sin embargo, en esta interacción interactúa una molécula que presenta hidrógeno en su estructura, con otra que presenta un átomo con una elevada electronegatividad, como oxígeno, flúor o nitrógeno (O, F, N). De esta manera, entre el hidrógeno, que presenta una baja electronegatividad y el átomo electronegativo,

se establece una interacción, debido a sus cargas opuestas, lo que provoca que estas fuerzas sean muy

fuertes. Este tipo de interacción, se da por ejemplo, entre moléculas de H2O, HF y NH3.

´

δ+ = Parte deficiente de electrones en el agua es el hidrógeno.

δ- = Parte rica en electrones en el agua es el oxígeno.

Las líneas punteadas representan las interacciones o fuerzas intermoleculares llamadas puentes de hidrógeno. Las características de este enlace son las siguientes: - Es localizado, de ahí que se lo denomine enlace.

- Su energía es superior a la de las fuerzas de Van der Waals, pero menor que la de los enlaces

covalente e iónico.

- Produce altos puntos de ebullición y de fusión.

- En él siempre interviene el hidrógeno unido a un átomo electronegativo

¿Sabías qué los enlaces puente de hidrógeno son los responsables de que el agua no se evapore

tan fácilmente y que por lo tanto, permanezca líquida? Esto permite la vida en el planeta Tierra.

3.3.2 fuerza de cada una de éstas interacciones o fuerzas intermoleculares Es importante destacar, que ninguna de estas interacciones es más fuertes que los enlaces iónicos o

covalentes, ya que, en ellos, están participando los electrones, mientras que en las interacciones entre

moléculas, solamente hay fuerzas que se atraen.

Sin embargo, es posible establecer, diferencias en cuanto a la intensidad de estas fuerzas, dependiendo de

la polaridad de las moléculas participantes, y de la polarización de su nube electrónica.

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Esto se puede ver representado, según el punto de fusión y/o ebullición que presenta una sustancia, debido a que,

para que se produzca un cambio de estado, deben debilitarse e incluso romperse estas fuerzas que mantienen

unidas a las moléculas, y mientras mayor sea la fuerza de ésta, mayor será el punto de fusión y/o ebullición de la

sustancia, pues, se requerirá mayor energía para poder vencerla.

EXPERIENCIA No.1 PRIMERA PARTE Los estudiantes deben traer al aula de clase los siguientes materiales: sal de cocina, bicarbonato de sodio, vinagre, alcohol, azúcar, jabón líquido, detergente en polvo, glicerina, azufre en polvo, almidón, frascos de vidrio o plásticos transparentes, uno para cada prueba, cucharas plásticas, goteros, cinta de enmascarar para marcar o rotular los frascos.

ACTIVIDAD PREVIA Consultar sobre la estructura química (tipo de enlaces) de las sustancias objeto de estos ensayos

Los estudiantes realizar las siguientes pruebas

1. Solubilidad con todos los solutos en agua Agregar en los casos de las sustancias sólidas una pizca con la cuchara y los que son líquidos unas 15 gotas al agua, colocar en todos los frascos la misma cantidad de agua y concluir sobre el nivel de solubilidad en agua: soluble, poco soluble o insoluble. En la siguiente tabla registre los resultados.

Sustancias Nivel de solubilidad en agua Tipo de interacción donde hay solubilidad

Sal de cocina

Bicarbonato de sodio

Vinagre

Alcohol

Jabón líquido

Detergente en polvo

Glicerina

Azufre pulverizado

Almidón

2. Solubilidad de la sal en alcohol y de glicerina en alcohol. Establezca las conclusiones pertinentes 3. Prueba de saturación de las soluciones de sal, azúcar, en un vaso de mayor tamaño donde se llene hasta ¾

de su capacidad y añadiendo paulatinamente una , dos, tres y más cucharaditas si es necesario, hasta clasificar la solución en diluida, saturada y sobresaturada e indicar en cada caso con cuanto soluto se saturo la solución

SEGUNDA PARTE (Preferiblemente demostrativa, según el ambiente escolar del curso. Recuerde se debe manejar mecheros de alcohol y manipular tubos con agua en punto de ebullición)

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ACTIVIDAD PREVIA DE CONSULTA ( socializar sí es posible) Consultar sobre los factores que afectan o modifican la solubilidad de las sustancias MATERIALES

Tubos de ensayo, espátulas, morteros con pistilos, mecheros de alcohol, pinzas para tubo de ensayo, agitadores de

vidrio, gradillas, beakers o vasos de precipitados, balanza, pipetas, papeles de filtro

REACTIVOS

Sulfato de cobre granulado (cristales), etanol, yodo en cristales, Nitrato de potasio,

EFECTO DE LA TEMPERATURA 1. Llene hasta la tercera parte dos tubos con agua y caliente uno de ellos sujetando con pinza para tubo hasta que el agua hierva. Agregue a cada tubo tanto el frio como el caliente aproximadamente la misma cantidad de cristales de sulfato de cobre. Observe la velocidad de disolución en los tubos y concluya al respecto: 2. En un tubo de ensayo caliente 10 ml de agua casi hasta ebullición, agregue 5 gr de nitrato de potasio pulverizado y agite con agitar de vidrio hasta que se haya disuelto la máxima cantidad. Transfiera aproximadamente 5 ml de la solución anterior en otro tubo de ensayo deje enfriar. Observe el resultado obtenido cuando la solución esté fría. 2.1 ¿qué conclusión se podría derivar de la solubilidad en caliente y en frio del nitrato de potasio? 2.2 ¿Si filtramos la solución fría, qué clase de solución obtendríamos?

2.3 ¿Qué se deduce acerca de la solubilidad del Nitrato de Potasio en frío y en caliente?

NATURALEZA DEL SOLVENTE 1. Coloque 2 cm3 de agua en un tubo de ensayo y en otro tubo seco 2 cm3 de etanol. Agregue a cada tubo una cantidad pequeña de cristales de yodo. Apunta tus observaciones 2. En cual solvente es más soluble el yodo? 3. ¿Cuáles fuerzas intermoleculares son más grandes en la solución de yodo en agua? Compare de acuerdo a la fortaleza del tipo de las fuerzas intermoleculares entre Agua- agua

Yodo-agua

Yodo-yodo

4. ¿En la solución de yodo en etanol, cuales fuerzas intermoleculares son mayores? 4. ACIDOS Y BASES

Teoría de Arrhenius Veamos los ejemplos de dos sustancias el NaOH, componente del jabón y el HCl (ácido clorhídrico) usado en los hogares en labores de limpieza llamado comúnmente como ácido muriático (concentración de HCl al 37% aprox.)

La primera definición de ácidos y bases fue propuesta por Arrhenius, la cual todavía se emplea de forma

general:

Acido es toda sustancia que en solución acuosa libera iones hidrógeno H+ Ejemplo: HCl (Acu) H+ (acu) + Cl-(Acu)

Base ( hidroxilo) es toda sustancia que en solución acuosa libera iones Hidroxilo OH- Ejemplo: NaOH (Acu) Na+ (Acu) + OH-

(Acu

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Según Arrhenius, un ácido puede ser monoprótico , diprótico o triprótico, dependiendo del número de iones hidrógeno H+ que tenga, por otro lado una base puede ser monohidroxiladas,, dihidroxiladas o trihidroxiladas, según el número de iones hidroxilo ( OH)-1

Teoría de Brönsted y Lowry

En las primeras décadas del siglo XX, Brönsted y Lowry propusieron las siguientes definiciones

Acido : Es toda sustancia que en solución acuosa es capaz de donar protones , es decir H+

Base : Es toda sustancia que en solución es capaz de aceptar protones ( H+ )

Anfipróticas: sustancias como el agua que algunas veces se comporta como ácido y otras como

base

Teoría de Lewis Gilbert N Lewis propuso definiciones más generales que involucran sustancias diferentes:

Acido es toda sustancia capaz de aceptar (y compartir) un par de electrones, para formar un enlace

Base es toda sustancia capaz de donar ( y compartir ) un par de electrónico, para formar un nuevo enlace

Ejemplos: A + B: B: A ACIDO BASE NUEVO ENLACE

Un ejemplo sencillo de reacción ácido – base de Lewis es la formación de un ion hidronio a partir de H+ y el agua. El ion H+ no tiene electrones, mientras que la molécula de agua tiene dos pares de electrones no compartidos en el átomo de oxígeno. Uno de los pares de electrones puede compartirse entre el H+ y el agua formando un enlace O_ H

Dependiendo del carácter ácido o básico de una sustancia al disolverse en agua para formar una solución acuosa, puede modificar la propiedad llamada, potencial de hidrógeno o PH, las sustancias se clasifican en

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ácidos y bases según se comporten variando el PH en uno u otro sentido. La siguiente es el PH de algunas sustancias conocidas de uso común

ACTIVIDAD No 5 ¿Con qué sustancias limpiamos nuestra casa? ¿Cuáles son los riesgos? Características de algunos compuestos presentes en productos de aseo. Lea la información suministrada en la siguiente tabla y responda las preguntas formuladas

1. ¿Qué tipos de compuestos son los más comunes en los productos de aseo? 2. A partir de las propiedades químicas, ¿qué compuestos pueden ser nocivos para la salud humana? 3 .¿En qué elementos se podrían descomponer cada uno de estos compuestos? 4. Estudiemos el caso particular del hipoclorito de sodio (sustancia que hace parte del límpido)

¡Cuidado con el hipoclorito de Sodio: NaClO! Frecuentemente en los hogares, oficinas, hospitales y fábricas se utiliza el hipoclorito en el aseo (Clórox, Límpido, Bláncox, etc.). Esto por tratarse de un desinfectante imbatible, el mejor de todos, pues hasta el momento, ningún agente infeccioso ha podido ganarle la batalla. Es entonces el rey de la desinfección, pero un rey con un carácter ¡bastante fuerte! Y aunque sus bondades son innegables, puede hacer bastante daño a la salud.

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A continuación, se presentan algunas características del hipoclorito de sodio:

Es un producto químico altamente corrosivo (que puede atacar y destruir químicamente los tejidos corporales, materiales, metales, etc.)

Es un agente oxidante extremadamente fuerte.

Es muy inestable, sobre todo frente a la luz y el calor, de forma que puede generar vapores tóxicos, degradarse y volverse peligroso.

Si se mezcla con ácidos, algunos detergentes, solventes o amoniacos, desprende vapores altamente tóxicos y puede formar, dependiendo de la mezcla, compuestos explosivos.

Causa quemaduras, ampollas o cicatrices permanentes en la piel.

Al contacto con los ojos puede causar desde una irritación ligera hasta la pérdida de tejidos y la vista.

Puede irritar las vías respiratorias, y sus vapores, ser altamente tóxicos.

El hipoclorito de sodio (NaClO) se descompone fácilmente a temperaturas de 40 °C o en presencia de ácidos fuertes, generando gas cloro (Cl2). Reacciona vigorosamente con materiales orgánicos (restos de comida, cáscaras de frutas, hojas, etc.) y otros agentes reductores (sustancias que donan sus electrones con facilidad) lo cual puede generar un incendio por sí solo. 5. Identificar los riesgos de usar en casa hipoclorito:

EXPERIENCIA No 2

1. Los estudiantes deben traer a la clase las sustancias y los materiales siguientes por equipo de trabajo

Sustancias: Vinagre de cocina, bicarbonato de sodio, pasta dental, leche de magnesia o algún antiácido, jugo de limón, jabón en barra o en polvo, Cocacola, ácido muriático.

Materiales: 9 frascos pequeños ,8 cucharas desechables para agitar, 9 tapas plásticas de botellas, gotero.

Zumo de repollo morado: lo prepara la noche anterior, licuando el repollo morado, lo filtra en un colador, el filtrado lo guarda en la nevera, para traerlo a la clase al otro día.

2. En clase disuelve por separado pequeñas cantidades de cada una de las sustancias en agua, en los frascos que trajo para tal fin.

3. Saque pequeñas muestras de cada solución preparada en las tapas plásticas y agregue gotas de la solución de repollo e indique la coloración que toma.

4. Solicite a su profesor gotas del indicador de fenolftaleína para probar el carácter acido o básico de las sustancias ensayadas

5. También el docente llevará una cinta de papel indicador universal de PH y solicitará al grupo muestras de las sustancias utilizadas para determinar cuantitativamente el PH, según el color de tome la cinta.

Situación 1

Doña María considera que la única manera de

desinfectar verduras como espinacas, y

lechuga, ente otros (y evitar la amibiasis) es

lavarlas con hipoclorito de sodio disuelto en

agua. ¿Qué riesgo hay en ésta situación?

Situación 2

Pedro trabaja en el lavado de baldosas y

eliminación del moho de baños que cuentan con

poca ventilación. Su trabajo es reconocido y su

secreto consiste en usar agua hirviendo,

hipoclorito de sodio y detergente. ¿Qué riesgo hay

en este caso?

20

Nota: Los datos de los ensayos determinados en los puntos 3 ,4, 5, regístrelos en la siguiente tabla.

Sustancia en solución acuosa

Coloración con indicador de repollo

Coloración con indicador

de fenolftaleína

Valor de PH con cinta

indicadora

Carácter Acido o básico.

Vinagre

Bicarbonato de sodio

Pasta dental

Antiácido

Limón

Jabón

Cocacola

Ácido muriático

Agua pura

6. Plantee las conclusiones sobre la práctica.

PUNTOS PARA CONSULTAR Y SOCIALIZAR EN CLASE 7. Investigue sobre la importancia del balance de PH en la sangre. ( para socializar en la siguiente clase) 8. Investiga a que se debe la acidez de los suelos y como se trata para que los suelos recuperen su fertilidad 9. ¿Cuál es la razón para los productos de limpieza tales como jabones en barra, en polvo o líquidos sean de

un PH básico, mientras los productos de limpieza personal deban tener un PH preferiblemente acido? 5. UNIDADES DE MASA Y VOLUMEN

5.1 Masa: La masa es una magnitud física fundamental que indica la cantidad de materia contenida en un cuerpo. Como ya hemos visto anteriormente, la unidad de medida de la masa, según el S.I (Sistema Internacional de Unidades) es el Gramo (g) Tabla de equivalencias

21

Tomado de http://4.bp.blogspot.com/-gikr1rtvIEk/U9goSEYsBeI/AAAAAAAAAIk/bJwmtdUKyU/s1600/masa.jpg

Utilice la siguiente tabla en caso de necesitar realizar conversiones

Tomado de https://steemitimages.com/DQmdk87DDpzPh4yqvzzoUCNQspBX7sMX9mqQrqw2vkpCEe9/Imagen5.5.png

5.2 Volumen: El volumen es una magnitud métrica de tipo escalar definida por la medida del espacio que

ocupa un cuerpo. La extensión en tres dimensiones de una región del espacio.

La unidad de medida para medir volumen es el metro cubico (m3) en el Sistema Internacional de Unidades, sin embargo generalmente se utiliza el Litro (L). El metro cubico corresponde a medir las dimensiones de un cubo que mide 1 m de largo, 1 m de ancho y 1 m de alto. En el laboratorio se utilizan los siguientes recipientes para medir volúmenes

http://www.areaciencias.com/quimica/imagenes/instrumentos-para-medir-volumen.jpg

22

La unidad de medida de volumen es el metro cúbico. Para medir la capacidad se utiliza el litro. 1L = 1dm3 = 1000 ml o cm3

Km3

hm3

dam3

m3

dm3

cm3

mm3

3 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ACTIVIDAD No. 6 Realice las siguientes conversiones de unidades de masa y de volumen. Utilice las tablas sugeridas, sino recuerda otro método de conversión. 1. Cuantos gramos hay en 25 toneladas 2. Cuantos miligramos hay en 45 g 3. Cuantos gramos hay en 9 mg 4. La recomendación de los organismos de salud indica que debemos tomar 2000 ml de agua diariamente

¿Cuántos litros debe tomar al día?

5. Un refresco cuya presentación es de 2 litros ¿a cuántos mililitros equivale? 6. ¿Una tableta de acetaminofen contiene 500 mg cuál es su equivalencia en gramos? 7. Una botellla de agua que tomas puede contener 500 ml o cm3 cuantos litros estarías tomando.

6. UNIDADES DE CONCENTRACIÓN EN LAS SOLUCIONES

Concentración de una solución es la proporción o relación que hay entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución o de disolvente

6.1 Concentración en % m/m: se refiere a la masa del soluto en 100 gramos de solución

Ejemplo: El acero es una aleación de carbono con el hierro, de un contenido de carbono entre 0,1 y 1,9 % en masa de carbono. Significa que por cada 100 gramos de acero hay entre 0.1 y 1.9 gramos de carbón y entonces el resto sería hierro. Aunque algunos tipos de acero según su uso pueden contener otros elementos. Podrías por ejemplo investigar que contiene el acero inoxidable a diferencia de las varillas corrugadas utilizadas en los cimientos de los edificios. Ejemplo de resolución de un problema Si se disuelven 50 g de sal común en 250 g de agua (si la densidad del agua es 1g/ml sería 250 ml de agua) ¿cuál es el porcentaje en masa de la sal? Primero se calcula la masa de la disolución: 50 g de sal más 250 g de agua es igual que 300 g de disolución. Los valores se sustituyen en la fórmula y se realiza la operación.

23

El resultado es 16.6%, lo cual significa que la composición porcentual en masa de la disolución es 16.6% de sal y 83.4% de agua. Es decir hay 16.6 g de sal en 100 g de solución.

ACTIVIDAD No. 7

1. ¿Cuál es el la concentración de % en masa (%m/m ) de 6 g de azúcar disueltos en 24 g de agua destilada?

2. Calcule la concentración en % en masa (%m/m ) de sal de un suero fisiológico, si se prepara adicionando 50 g de NaCl en 500 gramos de agua ( 500ml de agua)

3. Una solución de Peróxido de Hidrógeno H2O2 al 3 % en masa (%m/m ) se vende en las farmacias como

agua oxigenada, usado tradicionalmente para desinfectar heridas. Qué significa ésa concentración en el

agua oxigenada.

6.2. Concentración % en volumen a volumen v/v : Otra forma de expresar la concentración es el porcentaje en volumen. Se utiliza cuando el soluto y el solvente son líquidos. Para calcular este porcentaje se divide el volumen del soluto entre el de la disolución y el resultado se multiplica por cien:

Ejemplo 1: ¿Cuál es el porcentaje en volumen de amoníaco en una disolución de un limpiador de vidrios que contiene 40 ml de amoníaco en 650 ml de disolución? El porcentaje en volumen se calcula de esta manera:

El resultado indica que el 6.15% del volumen de la disolución del limpiador de vidrios es amoníaco. Es decir, hay 6.15 ml de amoníaco en 100 ml de disolución ACTIVIDAD No. 8 1. Los estudiantes deben llevar al aula de clase, envases ojalá vacíos o fotos de los siguientes productos: gotas

oftalmológicas, suero de rehidratación oral, vinagre, límpido, ácido muriático, latas de cervezas, latas de bebidas energizantes, medicamentos, antiácidos, productos de aseo y otros. Observar la composición de cada producto en la etiqueta y tratar de describir el significado de su composición, traten de elaborar una tabla de datos con las observaciones para ser socializado en clase, entre sus compañeros de equipo de trabajo

2. Observe las etiquetas y explique qué significa la concentración de los productos de las imágenes .

24

3. Observe las etiquetas de los productos cuyas imágenes se denominan A, B y C, en cada caso indique que

significa la concentación del producto 4. En una bebida alcohólica leemos: 13,4 %vol de alcohol.

a) ¿Qué significa ese número? b) Si la botella contiene 700 ml de la bebida ¿Qué volumen de alcohol contiene?

6.3 Concentración % m/v: Representa la masa de soluto (g) por cada100 ml de solución. Su expresión matemática es la siguiente:

Ejemplo: Si en 150 ml de una solución existen 15 g de Cloruro de Potasio ¿Cuál es el porcentaje masa a

volumen del soluto

SOLUCIÓN:

Soluto = 15 g

Solución =150 ml

% m / v= ?

15 g de soluto % (m / v) = x 100 = 10 % 150 ml de solución R/ La concentración en % m / v es del 10 %. Es decir, hay 10 gramos de Cloruro de Potasio en 100 ml de solución o disolución

NOTA: Nótese que el denominador en cada una de las expresiones del % se refiere a la solución y no al

disolvente (O solvente). Además, las dos primeras expresiones de concentración son adimensionales, siempre y

cuando haya coherencia entre las unidades del numerador y denominador. En la tercera expresión (% m/v) las

unidades no se cancelan, por lo que deben especificarse. De las tres expresiones, solamente el porcentaje en masa

(% m / m) es independiente de la temperatura.

A C B

25

El porcentaje en peso % m / m se usa con frecuencia para expresar la concentración de reactivos acuosos comerciales. Por ejemplo, el ácido Nítrico se vende como solución al 70 %, lo cual significa que el reactivo contiene 70g de HNO3 por cada 100g de solución. El porcentaje en volumen %V / V comúnmente se usa para especificar la concentración de una solución preparada al diluir un líquido puro en otro líquido. Por ejemplo, una solución acuosa del metanol al 5% generalmente significa que la solución se preparó al diluir 5.0 ml de metanol puro con agua hasta dar 100 ml de solución. El porcentaje masa / volumen se emplea con frecuencia para indicar la composición de soluciones acuosas diluidas de reactivos sólidos. Por ejemplo, una solución acuosa de nitrato de plata (AgNO3) Al 5% frecuentemente se refiere a una solución preparada mediante la disolución de 5g de Nitrato de plata en agua para dar 100ml de solución

ACTIVIDAD No. 9

1. La glucosa, uno de los componentes del azúcar, es una sustancia sólida soluble en agua. La disolución de glucosa en agua (suero glucosado) se usa para alimentar a los enfermos cuando no pueden comer. En la etiqueta de una botella de suero de 500 cm3 (aparece: “Disolución de glucosa en agua, concentración 5.5% en m/v “ a) ¿Cuál es el disolvente y cuál el soluto en la disolución?

a) Cuál es la cantidad de glucosa contenida en la botella de dicho suero b) Un enfermo necesita tomar 40 g de glucosa cada hora ¿Qué volumen de suero de la botella anterior se le debe

inyectar en una hora? 7. MOLÉCULA-GRAMO O MASA MOLAR Masa molar es la masa en gramos de un paquete de moléculas, igual a su masa molecular (peso molecular) del compuesto. Tal paquete contiene 6,023 x 1023 moléculas o sea un mol de moléculas. Ejemplo, 18 g es una molécula gramo o la masa molar del agua, en ella hay 6,023 x 1023 moléculas de agua, o un mol de moléculas de agua Para determinar el peso molecular y la molécula –gramo (masa molar) de un compuesto se toman directamente los pesos atómicos de los elementos de la tabla periódica, se multiplican por los respectivos subíndices indicados en la fórmula respectiva y estos productos se suman Ejemplo 1: hallemos el peso molecular y la molécula -gramo del ácido carbónico (H2 CO3 )

Ejemplo 2: un mol de moléculas del gas amoníaco, NH3, está constituido por 1mol- átomo de nitrógeno y 3 moles- átomo de hidrógeno, por lo tanto su masa molar se calcula así:

26

ACTIVIDAD No. 10

1. Determinar la masa molar de las siguientes sustancias 1.1 H2SO4 ( ácido sulfúrico) 1.2 BaCl2 ( cloruro de bario) 1.3 Al(OH)3 ( hidróxido de aluminio) 1.4 Ca(NO3)2 ( Nitrato de calcio) 1.5 Al2(SO4)3 ( sulfato de aluminio)

2. Cuántos moles de ácido sulfúrico H2 SO4 habría en 147 gramos de la sustancia? 3. Cuantos gramos de hidróxido de aluminio Al(OH)3 se deberían pesar en una balanza, sí debo tener 0.8

moles de dicha sustancia.

ACTIVIDAD No. 11

Encuentre la respuesta a los siguientes enunciados en la sopa de letras 1. Propiedad o magnitud fundamental que indica la cantidad de materia que tiene un cuerpo… 2. Propiedad o magnitud derivada que determina el espacio que ocupa un cuerpo…. 3. Mezcla homogénea de dos o más sustancias …… 4. Factor que modifica la solubilidad , porque ocasiona una agitación de las moléculas y acelera la

solubilidad… 5. Según este estado de agregación de un sólido, se facilita la solubilidad de éste en un líquido……. 6. Así se denomina a una solución cuando se presenta una pequeña cantidad de soluto con respecto a la

cantidad de solvente o disolvente……. 7. Solución o disolución formada por dos clases de sustancias……. 8. La propiedad que permite medir la capacidad de dispersión o distribución de un soluto en un solvente es

llamado……. 9. Fuerzas entre moléculas o iones que hacen posible que haya una atracción o repulsión entre ellas….. 10. Sustancia que se encuentra en menor cantidad en un solución…….. 11. Sustancia que se encuentra en mayor cantidad en una solución……. 12. Según la Teoría ácido-base Bronsted Lowry, toda sustancia que puede donar protones H+ es

considerada… 13. Según la Teoría ácido-base Bronsted Lowry, una sustancia como el agua que puede comportarse como

ácido o como base, se denomina ... 14. La expresión cuantitativa de la concentración de una solución formada por 4 gr de sal en 100 gr de agua,

sería en porcentaje…….. 15. La expresión cuantitativa de la concentración de una solución formada por 10 ml de alcohol etílico en 100

ml de agua, sería en porcentaje…….. 16. La masa de una mol de cualquier sustancia se denomina…….

27

17. El litro es una unidad de medida, para medir la magnitud…….. 18. Instrumento de laboratorio para medir volumen……. 19. Unidad de medida que equivale a 1000 gr……… 20. El PH de un medio que oscile entre PH=8 a PH= 10, se caracteriza como…….. 21. El valor de PH que corresponde a la solución más ácida posible es……. 22. El valor de PH que corresponde a la solución más alcalina posible es…

H N J K M I R O G D Y C X R K X N G R U O P S N F

U F G V P S J L K N Z L B I H D R E C X G J K Q A

L C U B H E A D I U L I D S A R M O L M A F S T T

F V X E V N H O F K A W M R E S G M I A M O O B M

A A G P R O B E T A F O S T R E E A B S A E L E A

S N Y A E Z I J W X I S O R D X R R A A D R U A I

Ñ F K H U Y A Z X C N T Y O S G O G J X J N B O F

K I G H L I E S O L U C I O N H P O N M I D I I E

G P S G V E R T Y U B C V X L I K L A O N O L L T

H R O A M M R O Y I B A L A L L Q I Y L A A I G O

J O F R E I Y L Y L N I N C S B N K J A M K D R I

O T D L C E R E U N R T W A S A L E I R E I A T Y

M I V Y A M E A T E A V E L S Z C A O R Q J D F H

N C A C T E M P E R A T U R A V A D O T K E G J I

C A R E O G C Y E D M I L A M A S A J F U K M A D

A W F A R E R Z A G U T O I L O S I T W Z L B X A

S S E L C R O S V L C M B U L D L X I L O X O J O

O A O Y E D S A V M A I G Y I P O E R J M P O S M

L O L C D C H L S G E O G L V X Z Q C B Y T R E C

V R P U L V E R I Z A D O A S F V O L U M E N S A

E J P X T E Y I L P C R E T A S O L P F L G A Y L

N G E B A S I C O D I R F H X N Z A Q W O A O P C

T C G S T E A S Y I D E W O R E C S D E Q M R Z A

E V F E N T I P O C O G R W B I N A R I A S S E H

P O E Z W Y R I B O L N C V N E C E L N A I R F S

8. Concentración molar (M): La molaridad, M, es una unidad de concentración de las soluciones, muy utilizada en química. Se define como el número de moles de soluto que hay en cada litro de solución, matemáticamente sería:

Número de moles de soluto Molaridad =

Volumen de la solución en litros

n M = V

Dónde: M= molaridad n= número de moles v= volumen de la solución en litros

28

Ejemplo: sí decimos que tenemos una solución 1 molar de HCl (1Mol/ litro) , significa que tenemos una mol de HCl (36.5g de HCl) en un litro de solución Realice un diagrama de los pasos de preparación, para comprender todo el procedimiento a seguir. Nota:Un laboratorio para preparar soluciones con concentración molar, debe utilizar balanza analítica para medir la masa.

Ejemplo de realización de un ejercicio de cálculo de molaridad Ejercicio: Calcular la molaridad de una solución que contiene 20 g de NaOH en 600 ml de solución: Masa molar del NaOH= 40 g / mol (recuerde que se calcula a partir de la fórmula de la sustancia NaOH,

sumando los pesos atómicos de cada uno de los elementos químicos presentes en la fórmula y de la cantidad de cada uno de ellos, indicados por los subíndices que se presentan en la fórmula)

n= número de moles w = masa dada (g) v = volumen (litros) W = 20 g n = ? n = 20 g x 1mol = 0.5 moles de NaOH 40g V = 600 ml x 1 L = 0.6 L 103 ml M = 0.5 moles de NaOH = 0.83 moles / litro 0.6 Litros R// La molaridad de la solución es 0.83 moles / litro o 0.83M El significado de ésta concentración molar es: hay 0.83 moles de soluto( NaOH) por cada litro de solución

29

ACTIVIDAD No. 12 1. A cuatro vasos que contienen volúmenes diferentes de agua se agrega una cantidad distinta de soluto X de acuerdo con la siguiente tabla

vaso Volumen de agua (ml)

Masa de X adicionada (g)

1 20 5

2 60 15

3 80 20

4 40 10

De acuerdo con la situación anterior, es válido afirmar que la concentración es A. mayor en el vaso 3 B. igual en los cuatro vasos C. menor en el vaso 1 D. mayor en el vaso 2

5. Si se evapora la mitad del solvente en cada uno de los vasos es muy probable que al final de la evaporación A. los cuatro vasos contengan igual masa de la sustancia X B. la concentración de las cuatro soluciones sea igual C. disminuya la concentración de la solución del vaso dos D. aumente la masa de la sustancia X en los cuatro vasos 6. La siguiente tabla muestra información sobre las soluciones I y II

Soluciones Masa molar del soluto (g/mol)

Masa de soluto (g)

Volumen de solución (cm

3)

I 200 200 1000

II 200 400 500

M = moles soluto

Litros de solución

A. la solución I tiene mayor número de moles de soluto y su concentración es mayor que la solución II B. la solución II tiene menor número de moles de soluto y su concentración es mayor que la solución I C. la solución I tiene menor número de moles de soluto y su concentración es mayor que la solución II D. la solución II tiene mayor número de moles de soluto y su concentración es mayor que la solución I

7. Realice un esquema de todos los pasos que seguiría para preparar una solución 2,5 molar de HCl. Básese en el diagrama que se presentó para preparar una solución 1 molar de NaOH

ACTIVIDAD No. 13 PARA FORTALECER COMPETENCIA DE INDAGACIÓN

Aprendizaje esperado: Comprender que a partir de la investigación científica se construyen explicaciones sobre el

mundo natural.

30

Evidencia: El estudiante analiza qué tipo de pregunta puede ser contestada a partir del contexto de una

investigación científica.

CARACTERÍSTICAS DE LAS PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN: No se responden de forma inmediata, Se pueden plantear hipótesis sobre la pregunta, delimitan la población de estudio (grupo, comunidad u organización), se definen las variables a estudiar, orienta la recolección de datos.

Lea la siguiente publicación, resultado de una investigación científica

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Palabras clave: Mercurio, plomo, cromo, materia orgánica, sedimento, minería aurífera, sedimento, nivel de referencia para metales pesados, pulso hidrológico, humedal, respuesta geoquímica. Imágenes: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSFWTnMo6MQ5PYzuvKx3t5SEfwYo3S1DlaJJkFk-Nr1zQW0E4I,

http://www.wradio.com.co/images/3078032_n_vir3.jpg,https://pbs.twimg.com/media/CmPXObWWcAEE8YX.jpg,

https://www.google.com.co/imgres?imgurl=https%3A%2F%2Fcaliescribe.com%2Fsites%2Fdefault%2Ffiles%2Fimagenes

Después de realizar la lectura del artículo, responde con un equipo de 4 personas las siguientes preguntas

1. ¿Qué tipo de investigación es? 2. ¿qué categoría de pregunta responde a la investigación? 3. ¿Cuál podría ser la posible pregunta de investigación? 4. ¿Cuál es el contexto de la investigación? 5. ¿Cuál es la muestra utilizada para desarrollar la investigación? 6. ¿Cuáles son las variables? 7. ¿Cómo se recolectaron los datos? 8. ¿Cuáles fueron los resultados? 9. ¿Cuáles fueron las conclusiones?

Valoración final individual:

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Plantea una pregunta de investigación para cada uno de los siguientes temas y escríbelas en tu cuaderno para la

próxima clase: Calentamiento Global, Fracking, Explotación minera, Aborto, Alcoholismo, Embarazo adolescente y

Suicidio

ACTIVIDAD No. 14 AUTOEVALUACIÓN

1. Se escogieron 4 personas que durante toda su vida consumían algunos de los 4 grupos de alimentos en

cantidades mucho más bajas de las necesarias, según se muestra en la tabla.

De las siguientes la opción que muestra correctamente la deficiencia presentada en estas personas con respecto a la disponibilidad de energía y al desarrollo de los tejidos óseo y muscular es

RESPONDA LAS PREGUNTAS 2 Y 3 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN Un investigador siembra siete plántulas de una misma especie, con un peso inicial similar, en diferentes medios de cultivo. Uno de los medios contiene una mezcla completa de nutrientes. Los otros carecen de al menos uno de los nutrientes Al cabo de unas semanas se mide el peso de cada planta y se obtiene lo que muestra la siguiente tabla:

2. Según estos resultados, usted podría decir que el elemento más importante para el crecimiento de esta planta

es el

A. magnesio B. azufre C. manganeso D. zinc.

33

3. Según los anteriores resultados, una solución completa de nutrientes no garantiza el mayor crecimiento posible en esta especie de planta. Por lo tanto, usted se atrevería a proponer que A. la solución "completa" carece de otros nutrientes fundamentales. B. el potasio hace que la planta crezca más rápido. C. el zinc inhibe el crecimiento de la planta. D. el manganeso podría excluirse de la solución completa

4. A continuación se observan cuatro etiquetas del mismo alimento de consumo humano elaborado por diferentes

casas comerciales:

La etiqueta que muestra información sobre el contenido energético del alimento es la

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4 5. Con relación a la información contenida en el cuadro podemos afirmar que

A. el silicio es base para formar los compuestos orgánicos B. el carbono es la base de constitución de los compuestos orgánicos C. las rocas están formadas por aluminio, hierro, oxígeno e hidrógeno D. el oxígeno es el más abundante de los elementos de la corteza terrestre

6. La diabetes es una enfermedad caracterizada por el exceso de azúcar (carbohidrato) en la sangre y en la orina. Una dieta apropiada para su tratamiento debe ser baja en carbohidratos y en grasas. La siguiente tabla muestra la información nutricional de cuatro alimentos:

34

De acuerdo con la información de la tabla, el alimento más apropiado en la dieta de una persona diabética es el A. alimento W B. alimento X C. alimento Y D. alimento Z

7. Elementos químicos que forman el 99% de la materia viva A. C, H, N, O, P, S B. C, H, O, K, S, P C. N, P, H, O, S, Na D. Ca, C, He, N, P, O

8. El grupo de individuos de ardillas que habitan en los farallones de Cali son consideradas

A. Una especie

B. Una población

C. Una comunidad

D. Un ecosistema

9. . Una de las funciones de los carbohidratos en los seres vivos es

A. Funcionamiento de enzimas

B. Equilibrio hídrico

C. Proporcionar energía

D. Amortiguar el PH de las células

10. Los bioelementos y biocompuestos son imprescindibles para la vida porque

A. Son los más abundantes en el planeta

B. Son moléculas simples fácil de asimilar

C. Participan en la estructura y metabolismo de los seres vivos

D. Constituyen estructuras de sostén en los seres vivos.

11. De los siguientes esquemas el que representaría más correctamente la interdependencia entre plantas y

animales con respecto al suministro de carbohidratos, oxígeno y dióxido de carbono es

12. Dos recipientes de igual capacidad contienen respectivamente 1 mol de N2 (recipiente 1) y 1 mol de O2

(recipiente 2) De acuerdo con esto, es válido afirmar que A. la masa de los dos gases es igual B. los recipientes contienen igual número de moléculas C. la densidad de los dos gases es igual D. el número de moléculas en el recipiente 1 es mayor

35

13. El carbonato de calcio es un compuesto cuya fórmula molecular es CaCO3. De acuerdo con esta fórmula, la

masa molar del compuesto es

A. 100 g/mol B. 124 g/mol C. 50 g/mol D. 25 g/mol

14. Una estudiante quiere clasificar dos sustancias de acuerdo al tipo de mezclas que son. Al buscar, encuentra que las mezclas homogéneas son uniformes en todas sus partes, pero las mezclas heterogéneas no lo son. La estudiante realiza los procedimientos que se muestran en la tabla con las sustancias 1 y 2.

Teniendo en cuenta lo observado, al separar las sustancias, ¿qué tipos de mezclas son la sustancias 1 y 2 A. La sustancia 1 es una mezcla homogénea y la sustancia 2 es una mezcla heterogénea. B. La sustancia 1 es una mezcla heterogénea y la sustancia 2 es una mezcla homogénea. C. Ambas sustancias son mezclas homogéneas. D. Ambas sustancias son mezclas heterogéneas.

15. La materia puede clasificarse analizando su composición como se muestra en el diagrama

El acero es un material que contiene los elementos hierro y carbono. Dos muestras distintas de acero tienen

diferentes cantidades de estos elementos pero ambas muestras tienen composición uniforme. Usando el

diagrama anterior, ¿cómo clasificaría al acero?

A. Como mezcla homogénea, porque está formado por diferentes elementos y es uniforme. B. Como sustancia pura, porque tiene composición uniforme y es un solo compuesto. C. Como mezcla heterogénea, porque está formado por diferentes elementos. D. Como sustancia pura, porque muestras distintas tienen composición diferente.

16. En la extracción minera de oro se emplea cianuro de sodio, zinc y ácidos fuertes durante el proceso de purificación. Los ácidos fuertes que pueden emplearse son ácido sulfúrico (H2SO4) de una

concentración volumen-volumen del 78 % o ácido nítrico (HNO3) que contenga 112 mL de ácido por cada 200 mL de solución.

Si en la extracción del oro se requiere usar el ácido de mayor concentración, ¿cuál ácido debería emplearse?

A. El HNO3, porque como su volumen es mayor que el de la solución de H2SO4 tiene una mayor concentración B. El H2SO4, porque la concentración volumen-volumen del HNO3 es del 56 %. C. El HNO3, porque su concentración volumen-volumen es del 112 %. D. El H2SO4, porque como su volumen es menor que el de la solución de HNO3 se encuentra más concentrado.

36

ACTIVIDAD 15 PROYECTO TRANSVERSAL PRAE (profundización): Salud, vida y movimiento. El estudiante puede guiarse por la siguiente actividad, pero el docente puede orientarlo según el nivel y las condiciones del grupo. Problema: ¿Por qué es importante que los seres vivos mantengan una hidratación adecuada y que debemos hacer

para cuidar el recurso hídrico en nuestro entorno?

1. Explique: ¿qué sucede a las células cuando carecen de agua? 2. Explique por qué los bioelementos y biocompuestos mantienen la vida? 3. Explique: ¿por qué en un proceso de deshidratación, por excesiva pérdida de líquidos corporales, no es

suficiente tomar abundante cantidad de agua pura para reanimarse? 4. ¿Por qué en el proceso de evapotranspiración las plantas pierden agua a través de las hojas como una forma de

eliminar calor? (consulte algunas propiedades del agua tales como el calor específico) 5. Un ciclo biogeoquímico (agua, Carbono, Nitrógeno, Fósforo, etc.) se caracteriza porque el elemento químico o

sustancia comprometida pasa de un organismo (bio) a un ambiente físico o geológico (geo) mediante cambios químicos, siguiendo rutas complicadas, que incluyen el ciclo geológico del elemento, el ciclo del agua, la fotosíntesis, la respiración y también la participación importantísima de innumerables microorganismos. Con base en el texto anterior y en los esquemas siguientes, explique:

5.1 ¿Qué implicaciones puede tener para la diversidad de la vida; la alteración del ambiente por la desaparición de los bosques y la escases de agua?

5.2 Que sucedería si los elementos químicos necesarios para los seres vivos, los bioelementos, no se reciclaran en la naturaleza a través de los ciclos biogeoquímicos? (consulte la función de una compostera, investigue si la compostera didáctica del colegio es funcional para los residuos orgánicos de la institución)

5.3 ¿Por qué es necesario regar con frecuencia los cultivos, pero no es necesario suministrar abonos diariamente?

5.4 ¿Por qué razón los agricultores compran compuestos nitrogenados y fosfatados y no necesitan adquirir carbono en las tiendas de agroquímicos?

6. Investigue las actividades que realiza la sociedad y que están afectando el recurso hídrico (tenga en cuenta

los resultados de la investigación sobre la ciénaga de Ayapel) clasifique las actividades en: industriales, agropecuarias, explotación minera, obras de infraestructura, uso doméstico u otros.

7. ¿Por qué después de un ejercicio intenso se requiere hidratación? ¿Después de hacer educación física te hidratas? Sí no lo haces debes hacerlo. Organizar un plan de hidratación antes y después del ejercicio.

8. Debes organizar un plan de ahorro de agua en casa y en el colegio. Ponga en juego su creatividad (campañas, propuestas, acciones, diseños, otros

Módulo elaborado por la profesora Araceli González con la contribución de la docente Adriana Zamorano