Comprensión del Medio 4 Básico Eje temático: Los estados de la materia y la vida Los estados de la materia y la vida Toda la materia tiene masa y ocupa un volumen, por lo tanto, se puede medir o pesar. La materia puede ser clasificada en: Sustancias puras: hay solo un tipo de átomos o hay una proporción numérica fija de los diferentes átomos constituyentes. Se clasifican en elementos (constituidos por solo un tipo de átomos) y compuestos (constituidos por dos o más tipos de átomos). Mezclas: su característica es que la proporción numérica de algunos de los átomos de los elementos constituyentes es variable. Así por ejemplo, disoluciones de NaCl en agua (H 2 O) mostrarán una relación fija H/O o Na/Cl, pero relaciones variables H/Na o Cl/O. Se clasifican en: Mezclas heterogéneas: en ellas se pueden distinguir diferentes fases, por ejemplo, cuando mezclamos agua y aceite. Mezclas homogéneas: en ellas no hay distinción de fases, por ejemplo, cuando disolvemos sal en agua. MATERIA SUSTANCIA PURA MEZCLA ELEMENTO COMPUESTO HOMOGÉNEA HETEROGÉNEA La materia puede encontrarse en tres estados: líquido, sólido y gaseoso, los que están definidos por el orden del estado de agregación, densidad y cinética de sus moléculas. 1
Sólido Líquido Gas Cada estado de la materia presenta propiedades observables que le son características. Los sólidos poseen una forma y volumen definidos, por lo tanto, difícilmente pueden ser comprimidos. Los líquidos, por su parte, aunque adoptan la forma del recipiente que los contiene, poseen un volumen propio que se mantiene prácticamente constante aunque sean sometidos a presiones considerables. Los gases son fácilmente compresibles, adoptan la forma del recipiente que los contiene ocupando todo el espacio disponible. La materia puede presentar cambios de estado que involucran transferencia de energía y se producen mediante transferencia de calor o variación de la presión sobre el sistema. 2
Más información en: http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/03/htm/sec_6.htmlt Actividades: Las actividades de investigación deben partir con una pregunta inicial y destacar que la actividad realizada tiene por objetivo responder a esa pregunta. Antes de llevar a cabo la experimentación, los alumnos y alumnas deben registrar el montaje experimental y una predicción sobre lo que ocurrirá. En primer lugar, es importante que los estudiantes identifiquen las propiedades de la materia. Para identificar sólidos pueden utilizar diferentes objetos como lápices, gomas, cuadernos, etc. y colocarlos en recipientes de distintos tamaños. Es importante que los alumnos y alumnas lleguen a la conclusión de que los sólidos poseen una forma definida, que no depende del recipiente que los contiene. Mediante la utilización de la balanza los estudiantes podrán determinar que los sólidos tienen masa y esta puede ser medida con este instrumento. Sería adecuado que primero utilicen un mismo objeto pero de distintos tamaños, como trozos de madera cortadas en diferentes tamaños, lápices cortos y largos, etc. A continuación se puede pesar objetos hechos de distintos materiales, pero con un tamaño similar, por ejemplo, un trozo de madera y plumavit. Pueden utilizar una botella transparente que contiene sólidos (piedrecillas, sal gruesa, azúcar, arena, etc.), líquidos (agua o aceite) y gas (simplemente aire). Comparan el comportamiento del contenido de las botellas cuando las inclinan, las agitan o las invierten. Para comprender los diferentes estados de la materia, los alumnos y alumnas pueden fundir cubos de hielo, de similar masa, al sol o sumergiéndolos en agua tibia (40-50º C) dentro de una bolsa ziploc. A esta actividad se puede asociar mediciones de temperatura y tiempo, de manera que los estudiantes tabulen s us resultados y los comparen con los de sus compañeros e intenten averiguar por qué el hielo funde con diferente rapidez y descubran que durante la fusión la temperatura se mantiene prácticamente constante. Opciones a esta actividad: 3
Los hielos pueden ser pesados antes y después de que se fundan, de manera que los alumnos y alumnas comprueben que la masa no ha cambiado. Además de hielo, utilizar otros materiales sólidos, por ejemplo, parafina sólida o cera de abeja. Comparar las temperaturas en estos casos y hacer notar que estos materiales, a diferencia del agua, son mezclas que contienen compuestos similares. Es importante que los estudiantes comprueben que los gases ocupan volumen. En primer lugar, se pueden utilizar los siguientes materiales: botella transparente, embudo, plasticina y agua. Una vez armado el sistema como se muestra en la figura, agregar agua en forma continua por el embudo, cuidando que no entre aire a la botella. Los estudiantes podrán darse cuenta de que no entra más agua a la botella porque el aire ocupa un volumen dentro de ella. Agua (flujo constante hasta que no entre mas agua) Embudo Plasticina Botella Otra opción es que cierren la botella con una tapa hermética, que se ha perforado dos veces. En una de las perforaciones se inserta un embudo, en la otra se coloca una bombilla sellada con plasticina, cuyo extremo se sumerge en agua. Agregan agua en el embudo en forma continua y responden: qué observan en el extremo de la bombilla?, cómo explican este fenómeno? Sellan el extremo de la bombilla con el dedo índice y vierten nuevamente agua. Intentan explicar el fenómeno observado. 4
Agua (flujo constante hasta que no entre mas agua) Embudo Plasticina Botella Para determinar que los sólidos poseen volumen, se puede agregar agua en u na jarra graduada y en ella depositar distintos sólidos (Ej. esferas de distintos tamaños). Los estudiantes deben registrar la diferencia que observen en el nivel de agua y concluir que esa diferencia les permite estimar el volumen de los objetos. Bibliografía: Friedl, Alfred E. (1997) Enseñar ciencias a los niños. Biblioteca de Educación. Didáctica especial. Editorial Gedisa, España. Goldstein, Beatriz y Castañera, Mónica. (2001) Diversidad biológica y recursos naturales. Una propuesta sustentable y participativa para el aula. Santilana, Buenos Aires, Argentina. Solomon EP, Berg RG, Martin DW (2001) Biología. McGraw-Hill. 5ª Edición. Curtis H. y Barnes, S. (2000) Biología. Editorial Médica Panamericana. 6ª edición. Purves, WK.; Sadava, D.; Orians, GH; Heller, HC. (2003) Vida: La ciencia de la Biología. Editorial Médica Panamericana. 6ª edición. Taylor, Barbara. (1996) Biblioteca de los Experimentos, experimentos y hechos geográficos. Editorial Everest, S. A. Segunda Edición, España. Ceretti, Helena M. y Zalts, Anita. (2000) Experimentos en Contexto. Química: Manual de Laboratorio. Prentice Hall, Buenos Aires. 5