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CIENCIAS NATURALES
Fundamentación: Se considera necesario estimular la observación de fenómenos reales del ámbito cotidiano que puedan ser descritos, inicialmente, mediante un lenguaje coloquial. La intención es avanzar luego, de forma gradual, en la utilización de un lenguaje específico disciplinar que favorezca la expresión oral y escrita al momento de explicar y argumentar. Una permanente relación entre las teorías, los modelos científicos y los fenómenos del mundo natural. Se considera importante trabajar con situaciones problemáticas abiertas, que no impliquen respuestas automáticas, sino que comprometen el análisis y la reflexión de diversas situaciones, la creación de hipótesis, la indagación de información, etc. Será vital en este proceso proponer acciones que incentiven la búsqueda de respuestas. Propósitos: Estudio de los materiales y sus cambios. Comprender cómo, mediante procesos tecnológicos que implican cambios físicos y/o químicos. Relacionar las diferentes experiencias con usos habituales de la vida cotidiana. Objetivos: Reconocer los distintos materiales. Identificar las transformaciones de los materiales. Identificar las mezclas y sus componentes. Distinguir las características de las soluciones Identificar combustión y corrosión Contenidos: Los materiales y sus transformaciones Mezclas y soluciones. La combustión y la corrosión. Criterios de evaluación: Reconozca los distintos materiales. Identifique las transformaciones de los materiales. Identifique las mezclas y sus componentes. Distinga las características de las soluciones Identifique combustión y corrosión LOS MATERIALES Y SUS CAMBIOS En nuestra vida cotidiana, usamos y nos relacionamos con una gran cantidad de materiales. Utilizamos la madera de los árboles para fabricar muebles, respiramos el oxígeno que está mezclado con otros gases en el aire, utilizamos la lana de las ovejas para fabricar pulóveres, y cortamos verduras y carnes para preparar el almuerzo. Existe una gran variedad de materiales, pero no todos tienen la misma característica. Hay materiales líquidos, como el agua; gaseosos, como el gas que sale por la hornalla de la cocina, y sólidos, como el mármol. Algunos como el azúcar se mezclan con el agua. Otros, como el aceite, no tienen esta
propiedad. Al conjunto de todos los materiales se lo conoce con el nombre de materia.
Muchos materiales están constituidos por un solo componente o sustancia, mientras
que otros, llamados mezclas, por varios.
Por ejemplo, cuando deja de llover, las veredas se secan. Los objetos de hierro se
recubren de un color marrón rojizo debido a la humedad del aire, es decir se oxidan.
Estas transformaciones que ocurren en la naturaleza sin intervención humana se
denominan cambios naturales. Por el contrario, cuando se cocina un alimento o se
fabrican bicicletas, ocurren cambios producidos por la acción humana o artificiales.
Algunas transformaciones ocurren casi instantáneamente, como por ejemplo
cuando se enciende un fósforo o se prende la luz. Mientras que otras, como la
modificación de la forma de las costas por la acción del mar, precisan miles de años
para producirse.
Actividad de inicio: Felipe se va de campamento. Mira la siguiente imagen y realiza una lista de lo que observas. Observar el siguiente video https://youtu.be/fZN0OuroJzM Luego responder: ¿Cuál es el origen de todos los objetos que vemos a nuestro alrededor? ¿De qué origen pueden ser los materiales que provienen directamente de la naturaleza? Nombra las características propias de los materiales. ¿Qué significa el concepto de transformación? Materia prima: Son los recursos que se extraen de la naturaleza y sirven para transformar la misma. Materiales: Son los productos útiles que se obtienen a partir de la transformación de la materia prima. Retoma la lista que hiciste en la actividad inicial y clasifica según su origen (natural o artificial) lo que observaste en el campamento de Felipe. En el caso de que su origen sea natural especificar el tipo( animal, vegetal o mineral). En caso de que sea artificial específica el material. Para recordar:
CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS
Clasifica las imágenes según corresponda Subrayen las situaciones que indiquen un cambio físico y explique el porqué de su elección en cada caso. LEÑA QUE ARDE UN LAGO QUE SE CONGELA AGREGAR SAL AL AGUA TEJER UN PULLOVER
¿En qué se diferencia un cambio físico de uno químico?
Un ejemplo de transformaciones físicas: Los cambios de estado
Cuando sacamos un cubito de hielo del freezer, el cubito comienza a derretirse
hasta transformarse en agua líquida. En este caso, ocurrió un cambio: el agua pasó
de sólida a líquida. Los cambios físicos en los que la materia pasa de un estado a
otro son seis, y se denominan cambios de estado.
Completa
Existen diferentes tipos de combustibles que pueden diferenciarse según el estado de la materia en que se encuentren. Vean algunos ejemplos La combustión completa e incompleta
MEZCLAS Y SOLUCIONES
Introducción
Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias en la que cada una de ellas
conserva sus propiedades distintivas. Algunas veces es muy fácil darse cuenta de
que hay una mezcla porque se la ve a simple vista, como cuando el agua se mezcla
con otros componentes como aceite o arena.
Algunas veces es muy fácil darse cuenta de que hay una mezcla porque se la ve a
imple vista, como cuando el agua se mezcla con otros componentes como aceite o
arena. Otro ejemplo es la ensalada de frutas: tiene manzanas, bananas, naranjas,
uvas, frutillas... y cada uno de estos ingredientes es un componente. Estas son
mezclas heterogéneas ya que se pueden reconocer a simple vista los componentes
que las forman. Además, cuando se sirve, la ensalada en cada plato va a ser
distinta: en unos tendrá más naranja, en otros más banana y manzana, o quizás en
uno tenga muchas frutillas. Es decir que la mezcla va ser distinta en diferentes
lugares.
Existe también otro tipo de mezclas en las que no es posible distinguir los
componentes, ni siquiera cuando se los observa con el microscopio. Pensemos en
el agua de la canilla que, aunque no la veamos, contiene distintos materiales, como
minerales y cloro. Otro ejemplo es la mezcla entre el agua y el azúcar. Si agregas
Analiza las siguientes mezclas y completa el cuadro
Para recordar Materiales puros: Mezclas: Mezclas homogéneas Las mezclas homogéneas son aquellas formadas por dos o más sustancias puras que no pueden distinguirse a simple vista ni con la ayuda de un microscopio. Ejemplo: jugo preparado con polvo de naranja y agua. Mezclas heterogéneas Las mezclas heterogéneas son aquellas formadas por dos o más sustancias puras que pueden distinguirse casi siempre a simple vista. A cada uno de estos materiales que integran la mezcla se los denomina “fases”. Ejemplo: agua gasificada.
La separación de las mezclas
Fíjate en estas mezclas que ya conoces e indica si crees que se pueden separar y
cómo lo harías.
Ya conocimos los distintos tipos de mezclas y sus componentes. Una vez que sus
componentes están mezclados, ¿podemos volver a recuperar los ingredientes
iniciales? ¿Cambiará el aspecto que tenían los ingredientes antes de preparar la
mezcla? ¿Por qué sí?, ¿por qué no? Cuando se mezclan materiales diferentes,
sólidos con sólidos, sólidos con líquidos o líquidos entre sí: ¿se pueden volver a
separar con distintos métodos? Encontremos la respuesta a esta pregunta
realizando algunos experimentos.
Mezclar
Opción 1
Opción 2
Opción 3
Opción 4
Registra en la siguiente tabla lo que pudiste observar.
Resumiendo:
Lectura por parte del docente del siguiente texto: “Ya sabemos que existe un tipo de mezclas llamadas homogéneas en las que no es posible identificar a simple vista sus componentes. Ahora vamos a conocer un tipo especial de mezclas homogéneas, las soluciones. En ellas ni siquiera con la utilización de un microscopio es posible distinguir sus diferentes componentes. En las soluciones, se llama solvente o disolvente al componente que está presente en mayor proporción, y soluto al componente o a los componentes presentes en menor proporción. Las soluciones son el resultado de una trasformación física que consiste en disolver una cierta sustancia (soluto) en otra (solvente). Que una sustancia pueda disolverse en otra depende de la estructura química de ambos materiales: el aceite no se disuelve en agua, pero en cambio sí se disuelve en aguarrás o nafta. En la mayoría de las soluciones el solvente es el agua, pero también existen otros casos, como el de la aleación de oro de 18 quilates, donde hay 18 partes de oro y 6 partes de cobre, por lo tanto el oro es el solvente y el cobre el soluto. Los solutos pueden encontrarse en cualquier estado físico. El agua puede disolver sólidos como la sal o el azúcar, y también líquidos como el alcohol. Los gases también pueden disolverse y actuar como soluto en ciertas mezclas; las bebidas gaseosas o la soda, son ejemplos de ello. Las soluciones permiten que muchas funciones en la vida de los seres vivos se concreten. La eliminación de los residuos de los tejidos, así como la absorción de los alimentos en el intestino son ejemplos de funciones que ocurren gracias a la disolución de algunas sustancias en líquidos disolventes. Las monedas están compuestas por distintos metales, aunque no lo advirtamos. Antiguamente, las monedas eran de oro puro pero como el oro es un metal costoso, se reemplazó por una mezcla de otros metales; el proceso de mezcla de los metales se llama aleación. Las monedas de nuestro país están fabricadas con níquel, cobre y zinc.”
En la carpeta:
Soluciones: Mezcla homogénea en la cual no es posible distinguir los diferentes componentes. Solvente: de una solución es la sustancia con la mayor concentración presente en la solución. Soluto: de una solución es la sustancia presente en una concentración menor a la del solvente. Una solución puede contener mas de un soluto. Actividad: Observa esta etiqueta de una botella de agua mineral y escribí cuál o cuáles son los solutos y cuál el solvente. AGUA MINERAL Calcio 40 mg/l Magnesio 4mg/l Cloruros 60 mg/l Sodio 7 mg/l Y en el caso del pintor que mezcla pintura y aguarrás para pintar una pared. ¿Cuál es el soluto y cuál el solvente? Soluciones concentradas y soluciones diluidas El agua del mar es una solución, una mezcla homogénea de agua (solvente) en grandísimas cantidades y de sal (soluto) cuyas cantidades varían en las distintas regiones del mundo. En este caso, como en otras soluciones, las cantidades de solvente y soluto pueden variar: cuando aumenta la cantidad de soluto la solución es concentrada y por lo
tanto el agua del mar es más salada. Por el contrario, cuando aumenta la cantidad del solvente, la solución es más diluida. Entonces, concentrar una solución o diluirla depende de variar la cantidad del soluto y/o del solvente.
Las transformaciones en los materiales Si observan con atención, podrán notar que a nuestro alrededor ocurren cambios constantemente. Por ejemplo, cuando ponemos un saquito de té dentro de una taza con agua hirviendo, el líquido cambia de color y se modifica su aroma y sabor; o cuando cocinamos fideos que se ablandan en el agua hirviendo. Sin embargo, no todas las transformaciones son iguales. Algunas ocurren de forma muy rápida, como un papel que se consume al quemarse, mientras que otras son mucho más lentas, como la formación de los fósiles. También es posible distinguir entre las transformaciones naturales y las artificiales. Los cambios naturales ocurren de forma espontánea en la naturaleza, como la erosión de una roca por acción del viento, mientras que los cambios artificiales son aquellos provocados por los seres humanos o como consecuencia de sus actividades, por ejemplo, la deforestación de un bosque. Existe otra forma de clasificar las transformaciones, relacionada con la forma en que se producen los cambios en un material. Por ejemplo, a un huevo lo podemos hervir, freír o batir para incorporarlo a una mezcla o preparar una tortilla. En todos estos casos, el huevo cambia su color o su textura. Por otro lado, si apretamos con fuerza una lata de aluminio, también se produce un cambio porque cambia la forma. Pero ¿cuál es la diferencia entre las transformaciones en la cocción del huevo o en la abolladura de la lata? En algunos cambios, como la lata que se abolla o un plato que se rompe al caer, el material es el mismo, es decir, no se modifican sus propiedades. En estos casos, decimos que se produjo una transformación física. En otros, como el caso del huevo hervido, los materiales se transforman en otros nuevos, por ejemplo, la clara transparente se vuelve blanca y sólida. Entonces, decimos que se produjo una transformación química. Al acercar un trozo de papel a una llama se quema rápidamente y se convierte en cenizas. Con el paso de los días, los alimentos como las frutas cambian de color; por ejemplo, las bananas se vuelven marrones. ¿Qué transformaciones rápidas y lentas conocés que ocurran en tu vida cotidiana?
_______________________________ 10 Las transformaciones físicas Seguramente, todos habrán visto que los cubitos de hielo se derriten cuando los sacamos del freezer. Esto sucede porque el agua que se encontraba en estado sólido, formando el hielo, pasa a estado líquido al derretirse. Sin embargo, luego de este cambio, el material sigue siendo agua y sus propiedades no se modifican. Las transformaciones químicas Como estudiaron, luego de una transformación química los materiales ya no son los mismos que al principio y se transforman en otros diferentes. Por ejemplo, cuando hacen una fogata, la madera de los troncos se quema y se transforma en cenizas y en gases (como el dióxido de carbono) y, además, durante esa transformación, se produce luz y calor. Las transformaciones físicas y químicas son de gran importancia en las industrias, donde se las utiliza para obtener distintos materiales. Por ejemplo, el aluminio, que es un metal muy usado para fabricar ollas y latas de gaseosas, se encuentra en la naturaleza en varias rocas, sobre todo en un mineral llamado bauxita. En la industria, se lo obtiene en estado puro a través de una transformación química que consiste en derretir el mineral y someterlo a una corriente eléctrica. Transformaciones en los materiales. Transformaciones físicas y químicas. 1. A la mañana, Ana desayunó con un vaso de leche chocolatada, unas tostadas con manteca y mermelada, y una manzana. a. Realicen una lista con los cambios que se producen en los alimentos, desde que están en la heladera o en la alacena, hasta que el desayuno está listo y preparado en la mesa. b. Junto con un compañero revisen sus listas y compárenlas. ¿Qué similitudes y diferencias encuentran? c.
¿Qué otros cambios, que no estén relacionados con los alimentos, se les ocurren desde que Ana se levantó hasta que tomó el desayuno? Agréguenlos a la lista. d. ¿Qué dificultades tuvieron al confeccionar la lista? ¿Cómo las resolvieron? 2. Algunas transformaciones de los materiales son perjudiciales. ¿Se les ocurre algún ejemplo? ¿Por qué son perjudiciales? ¿Piensan que podría evitarse que estas transformaciones ocurran? ¿Cómo? La ruptura de la pantalla del celular es un cambio físico, porque el material sigue siendo el mismo aunque se haya partido. A través de la fotosíntesis se producen transformaciones químicas porque a partir de algunos materiales, como el dióxido de carbono, el agua y las sales minerales, se obtienen otros, como la glucosa. Los cambios químicos son muy frecuentes en la cocina, por ejemplo, cuando cocinamos un bizcochuelo o un budín. La reacción de combustión Cuando quemamos carbón, papel o madera para hacer fuego, se producen nuevos materiales. Por ejemplo, el carbón se transforma en cenizas y, también, aunque no los veamos, se producen gases como el dióxido de carbono. Por eso, podemos decir que se trata de una reacción química que, en ese caso, se llama combustión. Durante la reacción de combustión, los materiales se queman y producen calor y, al arder, luz. La energía que se obtiene de esta transformación tiene múltiples usos, por ejemplo, iluminar, calefaccionar un ambiente o cocinar. Otro ejemplo son los automóviles que se mueven a partir de la energía que se obtiene de la reacción de combustión de la nafta o el gasoil. Para que se produzca una combustión es necesario contar con un combustible y un comburente y, además, que se alcance la temperatura de ignición. El combustible es el material que se quema durante la reacción, como la madera, el alcohol y muchos solventes como el queroseno. El comburente, en cambio, es el material que rodea al combustible y que permite que se produzca la combustión. Un comburente natural en nuestro planeta es el oxígeno. La temperatura de ignición es la que un combustible debe alcanzar para arder y dar comienzo a la reacción. Los tipos de combustibles Existen diferentes tipos de combustibles que pueden diferenciarse según el estado de la materia en que se encuentren. Vean algunos ejemplos. Las lámparas de queroseno, que funcionan a base de este combustible líquido, fueron de gran utilidad para iluminar ambientes en épocas en que aún no existía la electricidad. Sólidos. Es el caso de materiales como el carbón, el papel y la madera que utilizamos frecuentemente para encender el fuego de un asado o de un hogar en invierno. Líquidos. Son ejemplos de ellos el petróleo, la nafta y el gasoil que se utilizan para el funcionamiento de automóviles, trenes, aviones y barcos. Gaseosos. Es el caso de combustibles como el gas licuado de petróleo (gas LP) o el gas natural que sale de la red o se consigue en garrafas, con el cual se cocina en los hogares. La combustión completa e incompleta Según la cantidad de oxígeno disponible en las reacciones de combustión, pueden producirse distintos materiales. Esto nos permite clasificarlas en completas e incompletas. Una combustión completa ocurre cuando el combustible arde en presencia de abundante oxígeno y se quema a alta temperatura generando llamas de color celeste. Como resultado de esta reacción se produce dióxido de carbono y vapor de agua. En cambio, cuando la cantidad de oxígeno no es suficiente, se produce una combustión incompleta y el combustible se quema a una temperatura menor generando llamas de color amarillo anaranjado. Como resultado, se libera monóxido de carbono, vapor de agua y carbón, que se deposita en los objetos cercanos como hollín
del mundo, está construida en hierro y protegida contra la corrosión con varias capas de pintura.
