Fun Science Aprende mientras te diviertes. Dra. Edmy J. Ferrer Torres Departamento de Ciencias y Tecnología Inter Ponce

Transcripción

1 Fun Science Aprende mientras te diviertes Dra. Edmy J. Ferrer Torres Departamento de Ciencias y Tecnología Inter Ponce

2 Qué es Ciencia? La ciencia es el método que se utiliza para examinar el universo físico. Se utiliza para hacer y contestar preguntas.

3 Cualidades de un científico Los científicos son personas: Inteligentes Curiosas Dedicadas Aplicadas Con deseos de hacer cosas innovadoras Con un niño interior fascinado con el mundo y con deseos de explorarlo.

4 Qué es Química? Es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, como los cambios que ésta experimenta durante reacciones químicas.

5 Estructura atómica Átomo: es la unidad más pequeña de un elemento químico. Núcleo: contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, los neutrones. Electrones: tienen carga negativa y se encuentran en la corteza de la parte exterior del átomo.

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7 Tabla Periódica

8 Cromatografía

9 Cromatografía Los científicos muchas veces necesitan separar los componentes de una mezcla para poder identificarlos. La cromatografía es una técnica de separación de mezclas. Existen muchas variantes de esta técnica. Todas tienen una fase móvil que puede ser gas y líquido que mueve a la muestra a través de una fase estacionaria que se trata de un sólido o un líquido atrapado en un sólido. Los componentes de la mezcla interaccionan en distinta forma con la fase estacionaria y con la fase móvil. De este modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando.

10 Materiales y Procedimiento Objetivo: Demostrar al estudiante una separación sencilla. Explicar interacción de las fases. Preparar una cromatografía cualitativa Materiales: Alcohol etílico 70% Papel de impresora Gotero Vasos Plásticos Tintes vegetales (4) Agua Hilo o nylon Pinches de ropa Tijeras Regla Palitos de pinchos Procedimiento: Utilice los 4 tintes vegetales para hacer una mezcla (2gotas de cada color). Use el alcohol etílico para hacer una mezcla al 50%. Corte un pedazo de papel de aproximadamente 6 pulgadas. Coloque un puntazo de la mezcla de tintes en la tira de papel usando un palito de pinchos. (a 1cm aprox.) Introduzca la tira de papel en la solución de alcohol sin que el punto de la mezcla de tintes toque esta solución. Utilice los otros materiales para sostener el papel en la solución sin que se caiga.

11 Explicación Los componentes de la mezcla interaccionan en distinta manera con la fase estacionaria y con la fase móvil logrando una separación que puede ser relacionada a factores como polaridad de las fases.

12 Ácido y Bases, ph

13 Ácido y Bases, ph Concentración de iones de hidronio (H 3 O + ) e hidroxilo (OH - ). Los ácidos y las bases causan variación en la concentración de H 3 O + y de OH -. Las concentraciones de [H + ] se expresan en términos de ph, el cual se define como el logaritmo negativo en base 10 de [H + ], expresado como: Un ph igual a 7 es neutro, menor que 7 es ácido y mayor que 7 es básico a 25 ºC. Imagen:

14 Materiales y Procedimiento Objetivo: Demostrar al estudiante lo que es un indicador. Preparar una escala casera para medir ph. Medir el ph de artículos caseros. Materiales: Repollo Violeta Licuadora Cacerola Alcohol Filtro de papel (café) Procedimiento: Corte varias hojas del repollo violeta en pedazos que pueda acomodar en su licuadora. Coloque una taza de agua caliente pero no hirviendo y encienda la licuadora. Luego filtre la solución utilizando papel de filtro. Espere que se enfríe. Si piensa guardar la solución por varios días, utilice un poco de alcohol (50:50) como preservativo

15 Ácido y Bases, ph Rojo intenso 2 Rojo violáceo 4 Violeta 6 Azul violáceo 7 (neutro) Azul 7,5 Azul verdoso 9 Verde azulado 10 Verde 12

16 Tensión superficial

17 Tensión superficial

18 Objetivo Arte lácteo Demostrar el efecto de un detergente sobre la tensión superficial de la leche. Materiales Plato Leche Colorante vegetal Detergente de fregar Procedimiento Vierta un poco de leche en un plato y añada gotas de colorante vegetal de varios colores sobre su superficie. Añada una gota de detergente de fregar en el centro del plato y observe lo que ocurre.

19 Explicación La leche es una mezcla cuyo disolvente es el agua y por tanto forma enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua y crean una gran tensión superficial. Al añadir la gota de detergente se rompen los enlaces de hidrógeno que existen entre las moléculas de agua provocando que las moléculas restantes se asocien entre sí y se alejen hacia la orilla de la superficie llevándose consigo los colores.

20 Presión

21 Presión atmosférica La presión atmosférica es la fuerza que ejerce el peso de la atmósfera sobre las superficies de los objetos sobre la tierra (incluido obviamente la superficie de nuestro cuerpo). La presión atmosférica puede variar debido a dos factores: Altitud Temperatura Existe una relación directamente proporcional entre ambas, donde a mayor temperatura mayor presión; menor temperatura menor presión.

22 Demostraciones químicas La lata que colapsa Observar el efecto de la presión atmosférica sobre la superficie de una lata. El agua que hierve a baja temperatura Observar la relación que existe entre la presión externa y el punto de ebullición del agua. El marshmallow que se expande Observar la relación que existe entre la presión y el volumen.

23 Botellón en erupción

24 Plástico Casero Caseína

25 Caseína Plástico Casero Fosfoproteína predominante en la leche. Se encuentra en forma soluble asociada a calcio. Representa cerca del 77% al 82% de las proteínas de la leche. Polímero: Los polímeros son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.

26 Materiales y Procedimiento Objetivo: Crear un polímero. Darle forma. Materiales: Leche Vinagre Hornilla Cacerola Palitos de pinchos Papel de filtro Una cucharadita Papel toalla Pinches de ropa Procedimiento: Caliente 8 onzas de leche sin llevarla al punto de ebullición. Luego vierta dos cucharaditas de vinagre y agite la solución por 1 minuto. Filtre el precipitado utilizando papel de filtro y agarrando este con los piches para no perder la caseína. Luego saque el exceso de agua con papel toalla. Deje secar por varios días mientras le da la forma que desea.

27 Explicación El punto isoeléctrico (pi) de la caseína es 4.6. A este ph, la caseína se encuentra en su punto de menor solubilidad, debido a la reducción de repulsiones intermoleculares, por lo que precipita. La caseína se utiliza en la elaboración de pegamentos y pinturas, cubiertas protectoras, plásticos y el apresto de telas. También se emplea en la elaboración de fórmulas hospitalarias y la clarificación de vinos.

28 Polímero natural Materiales Agua Fécula de Maíz ( Maicena ) Envase de fondo profundo Agitador Procedimiento Vierta la fécula de maíz en el recipiente a usar. Añada agua en porciones pequeñas velando la consistencia de la mezcla. Juegue con ella y anote sus observaciones.

29 Almidón. Explicación Su estructura crea una red polimérica. Fluido no-newtoniano. Su viscosidad cambia de acuerdo a la fuerza que se le aplique.

30 Síntesis de Polímeros Slime Pega blanca escolar PVA (alcohol polivinilico) Bórax Agua Colorante Recipiente plásticos Palito de madera Bolsas plásticas con cierre

31 Disolviendo poliestireno en acetona El poliestireno expandido almacena burbujas de gas en su interior, reduciendo la densidad del material. Al ponerlo en acetona, se libera el gas que contiene el polímero en su interior y nos da la sensación de que el corcho blanco se disuelve en acetona.

32 Plasticina Tazas de harina 2 tazas de sal 1 litro de agua Sobres de colorante artificial (los necesarios)

33 Poliacrilato de sodio polímero súper absorbente Evidenciar la efectividad del polimero que se encuentra en el pamper. 1. Remover la parte central del pamper que contiene polvo y polimero. 2. Colocarlo en un vaso y comenzar a añadir agua. 3. Qué se forma? 4. Cuánta agua puede absorber?

34 Densidad: Columna de Colores Materiales miel syrup de Karo jabón de fregar (Dawn) agua aceite vegetal alcochol aceite de lámpara un cilindro graduado o un vaso de cristal colorante vegetal

35 Congelar agua utilizando agua Materiales Agua Hielo Sal de Mesa (NaCl) Envase Tubos de ensayo Termómetro Procedimiento Colocar hielo en el envase seleccionado. Añadir un poco de agua al hielo y mezclar. Añadir varias cucharadas de sal al hielo. Colocar agua (~ 20ml) en el tubo de ensayo y colocar dentro del otro envase.

36 Punto de congelación de agua 1 atm Si se le añade un soluto causa una disminución en el punto de congelación. El sistema necesitará más energía para poder descongelar el hielo. Lo que haces que esté más frío aún. Para descongelarse el hielo absorbe energía de los alrededores para cambiar de fase. Explicación

37 Reacciones endo-exo-térmicas

38 Reacciones endo-exo-térmicas Reacción exotérmica: Reacción química que desprende calor. Se da principalmente en las reacciones de oxidación. Cuando ésta es intensa puede dar lugar al fuego. La reacción contraria se denomina endotérmica. Reacción endotérmica: Reacción química que absorbe calor. En las reacciones endotérmicas los productos tienen más energía que los reactivos.

39 Materiales y Procedimiento Objetivo: Observar una reacción exotérmica. Discutir la reacción de descomposición de peróxido de hidrógeno. Discutir sobre lo que es un catalítico. Materiales: Detergente para fregar Peróxido para despintar cabello de 30% o más Tintura de Iodo, con al menos 5% de ioduro de potasio Vasos Guantes Florero o tubo Procedimiento: Concentre el yodo de farmacia dejando que se evapore el exceso de alcohol y agua que contienen. Ponga 20 ml de el peróxido de hidrógeno en un tubo de ensayo. Ponga de 3-5 gotas de detergente para fregar. Utilice de 1-2 ml de la solución de yodo concentrada para echarla rápidamente en la solución de H2O2 y jabón.

40 Explicación El peróxido de hidrógeno en presencia de un catalítico como el ioduro de potasio libera uno de sus oxígenos produciendo oxígeno gaseoso y Agua. Estos dos reactivos son de menor energía y más estables que el primero, lo que no deja saber que se liberó energía.

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