Un mineral es un sólido inorgánico natural que tiene una composición química definida y estructura cristalina.

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1 NIVEL: Math and Science Partnership for the 21st Century Elementary and Middle School MSP-21 ACADEMIA SABATINA ELEMENTAL: 4 to a 6 to grado PROFESORES: Gilda Díaz (Ciencias) TALLER: LOS MINERALES Y ROCAS COMO MATERIA: INTEGRANDO CONTENIDOS EN CIENCIAS DESCRIPCIÓN Este taller los participantes utilizaran conceptos de ciencias físicas para investigar, entender y conceptualizar propiedades los minerales y rocas. Al estudiar procesos de cambios físicos y químicos descubrirán como los mismos se aplican en la formación de rocas y suelos. ACTIVIDAD 1 Qué dice la definición? Un mineral es un sólido inorgánico natural que tiene una composición química definida y estructura cristalina. I. Entre los miembros de cada mesa, identifiquen todas las propiedades de un mineral que puedan encontrar en esta definición. II. Indica si cada uno de los siguientes materiales es un mineral o no, de acuerdo a la definición. Justifica la contestación. El cobre El petróleo El azúcar de mesa El agua Carbón La sal de mesa Una perla El diamante La roca caliza El acero III. Utiliza la definición de mineral para evaluar si el hielo es un mineral. IV.Entre los minerales seleccionados, indica cuales se componen de un solo elemento y cuales se componen de compuestos.

2 ACTIVIDAD 2 Propiedades físicas de algunos minerales En la mesa encontrarás tres minerales: Hielo Cobre u otro metal zinc Carbonato de calcio (En la mesa encontraras algunos materiales que te pueden resultar útiles: regla, balanza, probetas, termómetro, tubos de ensayo, vasos, entre otros) Procedimiento: (Copia los datos en la tabla) 1. Identifica por lo menos tres propiedades físicas cualitativas de cada sustancia. 2. Identifica por lo menos tres propiedades físicas cuantitativas de cada material. 3. Mide el punto de fusión de uno de estos materiales. 4. Mide la masa del cobre. 5. Mide la masa del carbonato de calcio * 6. Mide el volumen del carbonato de calcio o del cobre, de acuerdo a lo que se asigne al grupo. 7. Calcula la razón de masa/volumen para la sustancia asignada (ver paso #6) 8. Busca el resultado obtenido por otros grupos. LUEGO 9. Clasifica las propiedades como extensivas o intensivas. * La caja que contiene las piezas de carbonato de calcio (tiza) indica que su dimensión es 7.6 cm de altura y 0.4 cm de radio, y la ecuación del volumen del cilindro es V=(3.14)(radio) 2 (altura). Actividad de expansión: Puedes congelar agua colocando un tubo de ensayo dentro de un baño de hielo picado y sal. Pon el termómetro dentro del agua para medir el punto de congelación. Si deseas determinar el punto de fusión del hielo, saca el tubo de ensayo y colócalo en un baño de agua. Mide la temperatura del hielo hasta que se derrita o se funda.

3 ACTIVIDAD 3 Estados de la materia y sus propiedades Materiales: Globo con aire Jeringuilla, con tapón, donde quepa el globo (El tapón puede ser de cera) Una piedrita agua Vela Pedazo de cobre o un chavito 2 vasos de precipitado pequeño (150 ml) o vasos de café vaso de precipitado grande (400 ml) o envase para calentar Termómetro, o la temperatura del salón Procedimiento: 1. Menciona por lo menos 3 propiedades del aire. a) b) c) d) 2. Pon el globito en la jeringuilla, y tapa la punta con el dedo o con un tapón. Experimenta moviendo el pistón. Describe lo que observas. Cuál de las siguientes propiedades se afecta? cambio de color 3. Menciona por lo menos 3 propiedades de la piedrita. a) b) c) d) 4. Pon un pedacito dentro de la jeringuilla, y tapa la punta con el dedo o con un tapón. Experimenta moviendo el pistón, sin tocar. Describe lo que observas. cambio de color 5. Pon la piedrita entre dos papeles y golpea con un marrón. Describe lo que observas. (También puede hacer esto con hielo) cambio de tamaño Crees que cambia la masa? Que crees que pasará si le pasas papel de lija?

4 6. Menciona por lo menos 3 propiedades de la vela. a) b) c) d) 7. Pon un pedacito dentro de la jeringuilla, tapa la punta con el dedo o con tapón. Experimenta moviendo el pistón, sin tocar. Describe lo que observas. cambio de color 8. Pon la vela entre dos papeles y golpea con un marrón. Describe lo que observas. cambio de tamaño Crees que cambia la masa? Que crees que pasará si le pasas papel de lija? 9. Menciona por lo menos 3 propiedades del agua. a) b) c) d) 11. Pon agua dentro de la jeringuilla, sin llenarla, y tapa la punta con el dedo o con un tapón. Experimenta moviendo el pistón, sin tocar. Describe lo que observas. (si ves burbujas formarse) cambio de color 12. Echa la piedra en un vaso pequeño y colócala en agua caliente. Observa y describe lo que ocurre. cambio de tamaño cambio en la textura (toca la piedra) 13. Echa un pedazo de la vela en un vaso pequeño y colócalo en agua caliente. Observa y describe lo que ocurre. cambio de color cambio de textura (toca la piedra)

5 14. Compara el comportamiento de la piedra y la vela. Alguna cambia de estado? A que propiedad de la materia hace referencia lo observado? APLICACIÓN A LAS CIENCIAS TERRESTRES: La meteorización mecánica es un proceso por el cual los minerales y las rocas se rompen en trozos más pequeños, sin que se afecte su composición. Qué situaciones de las estudiadas en esta actividad son comparables a este proceso? Qué importancia tiene este proceso para la formación de suelos? Crees que todos los minerales se rompen con la misma facilidad? El cobre y la piedra pertenecen a la clasificación de minerales y rocas. Ya viste cómo responde la piedra cuando la martillas. Ahora repite el mismo proceso con un pedazo de cobre. Anota tus observaciones. Ya viste cómo responde la piedra cuando se lija. Ahora repite el mismo proceso con un pedazo de cobre. Anota tus observaciones. Contesta la siguiente pregunta: Cómo crees que es más efectiva la meteorización mecánica de una piedra? Por rompimiento de la piedra. Por un proceso que lije la piedra. Ambos Ninguno Cómo crees que es más efectiva la meteorización mecánica del cobre? Por rompimiento del cobre. Por un proceso que lije del cobre. Ambos Ninguno

6 ACTIVIDAD 4 Cambios químicos/ Meteorización Química CASO # 1 Materiales: Hierro (lana de acero, 99% hierro) Agua Plato o cristal de reloj Cacerola para calentar agua 2 Vaso resistente a calor, o taza cerámica Imán Procedimiento: 1. Menciona por lo menos 3 propiedades físicas del hierro (lana) a) (Color) b) (Estado) c) (Composición) d) (Respuesta al pasar el magneto) e) 2. Corta el hierro en pedacitos muy pequeños. 3. Divide en dos partes, y echa un puñado en una taza con agua. Pon a un lado..esta es la muestra A. 4. Echa el otro puñado en la otra taza con una cantidad de agua comparable a la primera. Ponla dentro de una cacerola con agua y dejar calentando a fuego lento. Esta es la muestra B. 5. Observa las muestras cada 10 minutos y anota los cambios que observes. Después de 10 minutos Muestra A: Muestra B: Después de 20 minutos Muestra A: Muestra B: Después de 30 minutos: Muestra A: Muestra B:

7 Contesta las siguientes preguntas: 1. Ha ocurrido un cambio en la muestra de hierro? Si No Qué tipo de cambio? Qué evidencia tienes Cambio físico Cambio químico Evidencia observada: 2. Ambas muestras se prepararon de la misma manera: hierro y agua. Sólo cambia la temperatura de la muestra. Cómo afecta la temperatura el cambio o reacción? 3. Menciona por lo menos 3 características del oxido de hierro. a) (Estado) b) (Color) c) (Respuesta al pasar el magneto) Que propiedades del hierro cambian al transformarse (oxidarse) en óxido de hierro? CASO #2 Materiales: Tiza (Carbonato de Calcio) Vinagre Agitado de vidrio o palito removedor o cuchara Papel de ph (puede ser papel litmus azul y rojo, o solución universal de ph) Agua 2 Vasos (pueden ser vasos de plástico, desechables) Procedimiento: 1. Usa el papel de ph para determinar el ph del agua y del vinagre. Indica si es acida, básica o neutral. Haz lo mismo con el vinagre. (Anotación: Si el ph < 7, es acido y el papel litmus se torna rojo. Si el ph >7, es básico y el papel rojo se torna azul. Si el ph= 7, es neutral, y tanto el litmus rojo como el azul no cambian de color) Agua: Vinagre: 2. Corta la tiza en trozos, como de 1 pulgada

8 3. Echa un pedazo de tiza en 10 ml de agua (muestra C). Anota lo observado. 4.. Echa un pedazo de tiza en 10 ml de vinagre. (muestra D) Anota lo observado. Contesta las siguientes preguntas: A. La muestra C exhibe un (cambio químico, cambio físico). La evidencia es: B. La muestra D exhibe un (cambio químico, cambio físico). La evidencia es: ACTIVIDAD 5 Evaluando las propiedades y los cambios para identificar la materia Caso # 1 Materiales: Imán Caja de rocas Vinagre Calcita (puede utilizar como referencia la tiza) Piedra Caliza Vaso, puede ser plástico 1. Utiliza el imán para identificar qué rocas contienen oxido de hierro en la caja de rocas. Luego, utiliza la lista para identificar la roca. 2. De acuerdo al muestrario, clasifica la roca como roca de procedencia volcánica roca sedimentaria roca metamórfica 3. Echa la piedra caliza en el vinagre y describe lo que observas. 4. De acuerdo al muestrario, la piedra caliza (limestone) se clasifica como roca de procedencia volcánica roca sedimentaria roca metamórfica Observa que la propiedad del mineral permanece en la formación rocosa, por que es una mezcla.

9 Caso #2 Materiales: Sal de mesa Halita Agua Vaso de precipitado para calentar agua Plancha de calentamiento Procedimiento: 1. Echa sal al 50 ml de agua hasta que ya no disuelva mas y quede un residuo en el fondo. Que tipo de cambio esta ocurriendo? Cambio Físico Cambio Químico 2. Calienta la mezcla hasta evaporar el agua. Observa y comenta. Qué se observa sedimentación en este caso? Qué crees que se encuentra en el fondo del envase? Por qué? La Halita se compone mayormente de cloruro de sodio, y se encuentra en los salitrales. Observa el siguiente diagrama e indica bajo qué grupo de roca sedimentaria se encuentra. https://www.codelcoeduca.cl/

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