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QUIMICA: I MATERIA Y ENERGIA
Comprende la interrelación entre materia y energía. Química como una herramienta para la
vida
Unidad de competencia:
Establece la relación que existe entre las propiedades de la materia y los cambios que se dan en ella por
efectos de la energía. Asimismo, valora los beneficios y riesgos que tiene utilizar la energía en su vida
cotidiana y el medio ambiente.
Atributos a desarrollar:
3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y
conductas de riesgo.
4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, Matemáticas o gráficas.
5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus
pasos contribuye al alcance de un objetivo.
5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.
5.4 Construye hipótesis y Diseña y aplica modelos para probar su validez.
5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información.
6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas
de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus propios puntos de vista al conocer nuevas evidencias,
e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.
7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimientos.
8.1 Propone manera de solucionar un problema y desarrolla un proyecto en equipo, definiendo un curso
de acción con pasos específicos.
8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.
8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta
dentro de distintos equipos de trabajo.
Tiempo asignado: 5 horas.
TEMA 2. COMPRENDE LA INTERRELACIÓN DE LA MATERIA Y LA ENERGÍA
Secuencia didáctica 1.
Características y manifestaciones de la materia
Concepto de materia.
Propiedades de la materia
Estados de agregación de la materia
Cambios de estado
Cambios de la materia
Secuencia didáctica 2.
Características y manifestaciones de la energía
Beneficios y riesgos en su consumo
Energías limpias o no contaminantes
ING. Yolanda Reyes Carbajal
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Secuencia Didáctica 1: Características y manifestaciones de la materia.
Apertura
Actividad 1:
A continuación te presentamos conceptos relacionados a la divisibilidad de la materia, ordénalos
adecuadamente en la figura, siguiendo el orden propuesto. (De mayor a menor o de lo general a lo
particular).
Átomo, Partícula elemental, Materia, Sustancia, Cuerpo, Molécula
Divisibilidad de la materia
_______________
Cuerpo
______________
______________
_________ partícula elemental
Desarrollo
Concepto de materia.
Si se busca su definición, por ejemplo, en el Diccionario de la Real Academia Española, encontraremos:
“Realidad primaria de la que están hechas las cosas”, “Realidad espacial y perceptible por los sentidos,
que, con la energía, constituye el mundo físico”.
Gracias a los sentidos; el hombre está en contacto con la materia. Así, a través de la vista captamos
sombras y colores; por el olfato, olores; por el gusto, sabores; por el oído, sonidos; y por el tacto,
texturas. Cada una de estas cualidades que captamos con los sentidos son manifestaciones de la
materia, de tal modo que es materia lo que se puede ver, tocar, oír, oler o saborear. Puedes pensar en
toda la materia que te rodea, como plásticos, vidrios, sal, azúcar, metales, madera, gasolina, telas,
agua, oxígeno, gas doméstico, etcétera. No obstante, es indudable que hay algunos tipos de materia
que no pueden captarse fácilmente por medio de los sentidos, por lo que se ha necesitado de la ayuda
de algún artefacto que los haga evidente.
En la física clásica, los científicos consideraban a la materia y a la energía como entidades diferentes y
relacionadas de manera externa. Actualmente, la física cuántica ha demostrado que es posible
transformar la materia en energía y viceversa, lo cual ha en su momento originó una revolución en el
pensamiento y en la forma de entender nuestro mundo. La famosa ecuación de Albert Einstein, E=mc2,
nos habla de la interconversión de masa y energía asociadas con la velocidad de la luz al cuadrado.
La naturaleza existe y se manifiesta de dos maneras; como materia o como energía.
Todas las cosas y objetos que se encuentran en nuestro entorno están hechas de materia y cada una es
diferente, por lo tanto la pregunta sería: ¿Qué criterios o aspectos emplea la Química para estudiar la
materia?
Los químicos distinguen varias clases de materia según su composición y propiedades. Algunos
ejemplos de acuerdo a la composición son las mezclas, las sustancias puras, los elementos y los
compuestos, así como los átomos y las moléculas.
Todo el material del que están hechas las cosas se forma de sustancias, que se encuentran
generalmente mezcladas entre sí, y en muy pocas ocasiones aparecen en forma pura. La materia se
puede caracterizar a partir de sus propiedades y composición.
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Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la cual las sustancias conservan sus
propiedades características. Algunos ejemplos son el aire, las bebidas gaseosas, la leche y el cemento.
Las mezclas no tienen una composición constante, por lo tanto, las muestras de aire tomadas de varias
ciudades probablemente tendrán una composición distinta debido a sus diferencias en altitud,
contaminación, vegetación, etcétera.
Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas. Cuando una cucharada de azúcar se disuelve en
agua, obtenemos una mezcla homogénea, es decir, la composición de la mezcla es la misma en toda la
disolución. Sin embargo, si se juntan arena y virutas de hierro permanecerán como tales, este tipo de
mezcla se conoce como mezcla heterogénea debido a que su composición no es uniforme.
Cualquier mezcla, ya sea homogénea o heterogénea, se puede formar y separar en sus componentes
puros por medios físicos sin cambiar la identidad de dichos componentes. Así, el azúcar se puede
separar de la mezcla de azúcar y agua calentando y evaporando el agua hasta la sequedad. Si se
condensa el vapor de agua liberado, es posible obtener el componente agua. Para separar los
componentes de la mezcla de hierro y arena, podemos utilizar un imán para recuperar las virutas de
hierro, ya que el imán no atrae a la arena. Después de la separación, se recuperan los componentes tal
como ingresaron a la mezcla.
Una sustancia pura es una forma de materia que tiene una composición constante o definida y con
propiedades distintivas. Algunos ejemplos son el agua, el amoniaco, el azúcar, el oro y el oxígeno.
Difieren entre sí en su composición y pueden ser identificadas por su apariencia, olor, sabor y otras
propiedades manifiestas.
Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos. Un elemento es una sustancia que no se
puede separar en sustancias más simples por medios químicos ordinarios. La tabla periódica reporta los
elementos químicos conocidos. Hasta la fecha se han identificado 118 elementos, los químicos
representan a los elementos con símbolos de una o dos letras, la primera letra siempre es una
mayúscula la siguiente es siempre minúscula. Por ejemplo, Co es el símbolo del elemento cobalto, en
tanto CO es la fórmula de la molécula del compuesto monóxido de carbono. La mayoría de los
elementos pueden interactuar con uno o más elementos para formar compuestos. Por ejemplo, el agua
se puede formar por combustión del gas hidrógeno en presencia del gas oxígeno.
El agua tiene propiedades muy diferentes de aquellas de los elementos que le dieron origen; está
formada por dos partes de hidrógeno y una parte de oxígeno. Esta composición no cambia, sin importar
si proviene de un grifo de Estados Unidos, de un lago de Mongolia o de las capas de hielo de Marte. En
consecuencia el agua es un compuesto, es decir, una sustancia formada por átomos de dos o más
elementos unidos químicamente en proporciones definidas. A diferencia de las mezclas, los compuestos
sólo pueden separarse por medios químicos en sus componentes puros.
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Actividad 2:
Resuelve la siguiente batería de reactivos.
1. Encierra en un círculo las opciones que constituyen un ejemplo de materia. (Pueden ser más de una)
a) Oro
b) Amor
c) Aire d) Fuego
e) Gasolina
f) Belleza
g) Manzana
h) Espíritu
2. Lee con atención los siguientes reactivos y anota dentro del paréntesis la letra que da la respuesta
correcta.
( ) Las partículas que forman la materia están:
a) Tan juntas las unas a otras que no dejan espacios vacíos. Forman un todo continuo.
b) Separadas unas de las otras, por lo tanto, forman un todo discontinuo.
c) Tan juntas que es imposible separarlas.
( ) Cuando un ser vivo se muere...
a) Todas las partículas que forman su materia dejan de moverse.
b) Algunas de las partículas quedan en reposo.
c) Las partículas que formaban la materia viva continúan en estado de agitación en el cuerpo
muerto y en la materia en la que se transformará el cadáver.
3. De la siguiente lista de materiales identifica si corresponde a un elemento, compuesto, mezcla
homogénea o mezcla heterogénea; si desconoces algún concepto investígalo en un diccionario.
Material
Tipo: elemento/compuesto/mezcla
Ensalada de verduras
Ácido acetilsalicílico
Acetona
Compuesto
Bebida gaseosa
Leche
Carbono
Acido clorhídrico
Tableta de aspirina
Puré de papas
Vidrio
Gas para cocinar
Perfume
Jabón en polvo
4. Discutan la validez de las siguientes afirmaciones. Anoten las conclusiones.
•
•
•
•
Todo objeto es material.
Cuerpos iguales están constituidos por igual clase de materia.
Cuerpos diferentes están constituidos por diferente clase de materia.
La misma clase de materia puede constituir objetos iguales o diferentes.
5. Escribe algunas frases que muestren tu comprensión sobre los conceptos (menciona ejemplos):
•
Objeto:
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•
Sustancia:
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Propiedades de la materia.
La materia está formada por sustancias, cada una de las cuales tiene sus características propias que le
dan su identidad y que las hacen diferentes una de otras.
Toda sustancia presenta un conjunto de características que nos permiten reconocerla y distinguirla de
las demás sustancias. Estas características reciben el nombre de propiedades y pueden clasificarse en
propiedades físicas y propiedades químicas, intensivas o extensivas.
La observación (determinación) de las propiedades permite distinguir los tipos de materia. Hay
diferentes instrumentos que nos permiten medir las propiedades de una sustancia: con la cinta métrica
se miden longitudes, en tanto que con la bureta, la pipeta, la probeta y el matraz volumétrico se miden
volúmenes; con la balanza se mide la masa, y con el termómetro, la temperatura. Estos instrumentos
permiten hacer mediciones de propiedades macroscópicas, es decir, que pueden ser determinadas
directamente. Las propiedades microscópicas, a escala atómica o molecular, deben ser determinadas
por un método indirecto, la mayoría de las propiedades se determinan indirectamente.
Las propiedades pueden emplearse para identificar una sustancia pura, para separar una sustancia de
otras cuando se encuentra en una mezcla y determinar la cantidad de una de las sustancias en la
mezcla.
Las propiedades extensivas son aquellas características de la materia que dependen de la cantidad de
masa que el cuerpo posee, los valores de una misma propiedad extensiva se pueden sumar. El espacio
que ocupan dos bebidas de 600 ml será la suma de esta propiedad llamada volumen; algunos ejemplos
son los siguientes:
• Masa: cantidad de materia contenida en los objetos.
• Inercia: propiedad de los cuerpos de mantener su estado de reposo o de movimiento hasta que una
fuerza externa los obligue a cambiar.
• Peso: fuerza que ejerza la gravedad sobre el objeto.
• Impenetrabilidad: resistencia que opone un objeto a que otro ocupe simultáneamente su lugar, es
decir, dos cuerpos no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo.
• Volumen o extensión: espacio que ocupa un objeto.
Por su parte, el valor de las propiedades intensivas o específicas no dependen de la cantidad de masa
que posee un objeto, sino que corresponden a una sustancia determinada y sirven para identificarla y
distinguirla de las demás, por ejemplo, densidad, punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad, etc.
La temperatura es también una propiedad intensiva. Supóngase que se tienen dos recipientes de agua a
la misma temperatura; si se mezclan en un recipiente grande la temperatura de esta mayor cantidad de
agua será la misma que la del agua de los recipientes separados. A diferencia de la masa, la longitud y
el volumen, la temperatura y otras propiedades intensivas no se suman.
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Las propiedades físicas son aquellas que se manifiestan cuando no hay transformación en la estructura
interna de la materia. Es decir, tienen que ver con el aspecto de las sustancias y con su comportamiento
físico, una propiedad física se puede medir, observar y manifestar sin que cambie la composición o
identidad de la sustancia.
Dentro de las propiedades físicas se incluyen las organolépticas, que son las propiedades que se
distinguen con los órganos de los sentidos, como son: olor, color, sabor, textura, brillo. Otras
propiedades físicas de un cuerpo son: densidad, punto de fusión, temperatura de ebullición, masa,
solubilidad, conductividad, etcétera. , otras se manifiestan en los cambios físicos, como son: ebullición,
condensación, fundición, solidificación, cristalización, sublimación, etc. Las propiedades químicas, en
cambio, describen la capacidad que tiene una sustancia para transformarse, es decir, para formar otras
mediante reacciones químicas, por ello sólo puede determinase alterando su estructura interna; en la
mayoría de los casos, requiere de una segunda sustancia para que se lleve a cabo. En otras palabras, las
propiedades químicas no pueden ser determinadas simplemente por ver o tocar la sustancia, la
estructura interna debe ser afectada para que sus propiedades químicas sean manifiestas.
Algunos cambios causados por la observación de las propiedades químicas no son tan radicales ni tan
irreversibles como los provocados por la combustión. Por ejemplo, la hidratación es la reacción que
ocurre cuando se determina, en una sustancia, la propiedad de incorporar moléculas de agua a su
estructura para formar otra sustancia. Este proceso algunas veces puede revertirse: se restablece la
sustancia original y se recuperan las moléculas de agua.
Las propiedades químicas pueden ser usadas para crear clasificaciones de los químicos. Algunos
ejemplos de estas propiedades son: electronegatividad, potencial de ionización, pH, reactividad, calor de
combustión, entalpía de formación, inflamabilidad, estado de oxidación, reducción y oxidación.
¿Cómo lo explicas?
Una sonda espacial que en la Tierra tiene un peso
de 800 kilos al estar en Marte su peso es de 303.2
kg y si se ubica en Júpiter su peso será 2026.4 k
Nuevos materiales.
Nanotubos
Biocompatibles
Superconductores
Nanoesferas
Clasificación de algunas propiedades del Hidróxido de Sodio:
Propiedad de la muestra de Física o química
NaOH
Es solida
Física
Es blanca
Física
Inodora
Física
Soluble en agua y en alcohol
Física
Se
disuelve,
con Química
desprendimiento de calor en el
HCl diluido
La densidad es 2.13 gr/ml
Física
o
Su punto de fusión es 323 C
Física
No es combustible
Química
Semiconductores
Cristal líquido
Plasma
Supersólidos
Extensiva o intensiva
Intensiva
Intensiva
Intensiva
Intensiva
Intensiva
Intensiva
Intensiva
Intensiva
Lee con atención el siguiente texto:
El benzoato de sodio polvo blanco, inodoro, cristalino o granular; con sabor astringente; soluble en agua
y en alcohol. Se obtiene al neutralizar ácido benzoico con solución de bicarbonato sódico, la solución se
filtra, se concentra y se deja cristalizar. También es combustible, poco tóxico. Punto de fusión: por
encima de 300°C. Densidad relativa 1,44 gr/ml.
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Su uso en alimentos está limitado al 0.1 %. Su almacenamiento se debe hacer en lugares frescos lejos
de fuentes de calor o chispas. Comercialmente algunos de sus usos son: conservación de alimentos,
antiséptico, medicina, preparaciones farmacéuticas, intermedio para la fabricación de colorantes,
inhibidor de la herrumbre y el moho.
Actividad 3:
1. Con base en la información leída, identifica las propiedades y completa la siguiente tabla; anotando
las propiedades del benzoato de sodio mencionadas en el texto:
Benzoato de sodio
Propiedades
Física o química
Combustible
Química
Intensiva o extensiva
Intensiva
2. Anota en el cuadro una E si la propiedad es extensiva y una I si la propiedad es intensiva.
Porosidad □
Volumen □
Temperatura de fusión □
Longitud □
Energía cinética □
Punto de ebullición □
Densidad □
Energía potencial □
Sabor □
Combustibilidad □
3. Observa atentamente los objetos/cuerpos que se encuentran en tu salón de lase/escuela/casa y
anota cinco de ellos en la tabla, señala con una X las características que presenta cada uno. Una vez
que hayas realizado lo anterior, tacha con marcatexto o colorea las características o propiedades
comunes a todos los cuerpos/objetos.
Característica /propiedad
Cloralex
Pizarrón
Objetos
Corteza de un árbol
Lámpara
Gasolina
Ocupan un lugar en el espacio
Son rugosos
Son tóxicos
Presentan brillo
Emiten luz
Color
Solubles en agua
Son inflamables
Tienen masa
Son resistentes (dureza)
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Estados de agregación de la materia
¿En cuántos estados se presenta la materia? ¿Cuáles son?
No obstante que a nuestros sentidos la materia se presenta como continua, en realidad es discontinua;
es decir, está compuesta por pequeñísimas partículas. Cuando se habla de estados de agregación, nos
referimos a la manera en que las partículas que constituyen a la materia se unen o se agregan unas a
otras, así es como se forman los objetos que nos rodean.
La unión entre las partículas se presenta de muy diversas maneras, ya que pueden estar:
• Muy unidas.
• A distancia media.
• Muy separadas unas de otras.
Si observas a tu alrededor te darás cuenta de que existe materia en tres estados básicos, uno que es el
estado sólido como el cuaderno donde escribes, el lápiz o pluma con qué lo haces, el estado líquido
como el agua que bebes; y el estado gaseoso como el aire o el oxígeno que necesitas respirar.
A fines del siglo XIX que se propuso la teoría cinético - molecular, la cual establece que la energía y el
movimiento están relacionados con el comportamiento de las moléculas y explica las propiedades de los
estados de la materia.
Los postulados de la teoría cinética molecular son:
• La materia está constituida por pequeñas partículas.
• Las partículas se encuentran en constante movimiento el cual depende de la energía cinética y
determina la temperatura del cuerpo.
• Las partículas interactúan ente sí, interviniendo fuerzas de atracción (cohesión) y separación
(repulsión) entre ellas.
Cada uno de los estados de agregación de la materia, presenta características muy particulares que
permiten diferenciar a uno de los otros, estas mismas características pueden servir para definirlos:
Sólido: Es un estado en el cual la materia presenta forma y volumen definido y no se puede comprimir.
Las partículas se encuentran en un ordenamiento cristalino y geométrico; cada una de ellas vibra en su
lugar y las fuerzas de atracción son fuertes.
Líquido: En este estado la materia adopta la forma del recipiente que la contiene y al igual que los
sólidos no se puede comprimir, además de presentar volumen definido. Las partículas se encuentran
relativamente separadas, pero conservan cierta cohesión o interacción.
Gaseoso: En este estado la materia no tiene forma ni volumen definido ya que adopta la forma y el
volumen del recipiente que la contiene, además de que en este estado la materia se puede comprimir.
Presenta gran separación entre sus partículas, cada una de ellas se mueve a grandes velocidades y
choca con las demás, de tal manera que no se pierde ni se gana energía (a esto se le conoce como
choques perfectamente elásticos). Las fuerzas de atracción entre sus moléculas son prácticamente
nulas.
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Plasma: Estado de la materia, generalmente gaseoso, en el que algunos o todos los átomos o moléculas
están separadas en forma de iones. Este estado de la materia no se presenta bajo condiciones normales
de presión y temperatura, se forma a temperatura muy elevada, cuando la materia absorbe energía y se
separa formando iones positivos y electrones, o en algunas ocasiones núcleos atómicos y electrones
libres; por lo que es un excelente conductor.
Es la forma más común de la materia en el Universo, pero la menos común en la Tierra. En la Tierra, los
plasmas naturales los encontramos en rayos durante una tormenta y en las capas superiores de la
atmósfera, donde se produce el fenómeno denominado aurora.
Los plasmas pueden crearse aplicando un campo eléctrico a un gas a baja presión, como en los tubos
fluorescentes o de neón (lámparas). Estos plasmas producidos artificialmente, aún cuando se les llame
así no tienen las características del plasma que se encuentra en el universo, pero sí son conductores;
por ejemplo, el que encontramos en las pantallas planas de televisión (tv plasma).
Actividad 4:
1. Anota en los renglones: si el objeto que se presenta corresponde a una mezcla o a una sustancia
pura (elemento o compuesto) y en qué estado de agregación molecular se encuentra.
Objetos y sustancias
El CO2 que exhalamos
Elemento/Compuesto/mezcla
Estado de agregación
Ensalada de frutas
El nitrógeno atmosférico
Una tableta de aspirina
Cappuccino frappé
Un anillo de graduación
La materia del Sol
Talco
2. Una vez revisado el tema “estados de agregación”, resuelve lo siguiente:
Representa con un dibujo sobre cómo están organizadas las moléculas en:
a) Un refresco formado por agua, azúcar y dióxido de carbono.
b) El aire que existe en una habitación.
c) En un terrón de azúcar
Cambios de estado .
Al observar la naturaleza, es evidente que no todas las sustancias se presentan en el mismo estado de
agregación: se pueden ver algunas en estado sólido, otras en estado líquido y otras en estado gaseoso.
Algunas llegan a cambiar ante nuestros ojos de manera espontánea, como el agua que se evapora para
formar nubes y, después de algunos cambios significativos en su temperatura, se condensa y regresa a
su estado líquido. Si las condiciones climáticas lo permiten, se efectuará el cambio de líquido a sólido, en
forma de hielo.
La materia cambia de un estado a otro por efecto de la temperatura y presión. El aumento en la
temperatura puede provocar que las moléculas se muevan con mayor velocidad, esto hace que se
separen y cambien posiblemente a un estado líquido o gaseoso, el aumento en la presión produce el
efecto contrario y provoca que se acerquen más las moléculas. El siguiente esquema presenta
sintéticamente los cambios de estado.
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Cambios de estado de la materia
¿Qué se necesita para que la materia cambie de un estado de agregación a otro?
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/cam
bios.htm
Actividad 5:
Identifica el cambio de estado de agregación de cada ejemplo y su causa. Registra tu respuesta en la
siguiente tabla escribiendo el cambio de estado que se lleva a cabo y el factor que origina dicho cambio
en los siguientes ejemplos:
Ejemplos
Cambio de estado
Factor que la origina
El desgaste de una pastilla desodorante para sanitario.
La cera de una vela que se enfría
El espejo se empaña si respiramos sobre él
La formación de escarcha
Al sacar una botella del congelador esta se cubre de agua
La ropa mojada se seca al sol
La vaporización de cristales de iodo
La formación de rocío durante la noche
Anota 5 o más ejemplos
Cambios de la materia.
La naturaleza nos proporciona día a día múltiples ejemplos de cambio; la descomposición de un
alimento, la maduración de los frutos, el marchitamiento de las flores, la combustión de la madera, la
fusión del hielo, la oxidación de los metales, el cambio de color de las hojas, etc. son cambios de la
materia que nos demuestran que ésta se transforma continuamente.
Siempre que una sustancia cambia, alguna forma de energía interviene; un cambio es una conversión
de la materia, de una a otra forma distinta, debido a su interacción con la energía. A los cambios que se
presentan en la materia también se les conoce como fenómenos y pueden ser de tres tipos: físicos,
químicos y nucleares.
Físicos. Se presentan cuando la materia cambia de forma, tamaño, estado de agregación etc. ejemplo:
evaporación del agua, fusión del hielo, estiramiento de una liga, lijado de la madera, trituración de una
piedra, es decir, todos aquellos cambios que no alteran la estructura interna de la materia y por lo tanto
no se forman nuevas sustancias. Estas modificaciones o fenómenos físicos desaparecen al cesar la
causa que los origina y en su mayoría son reversibles.
Químicos. Se presentan cuando se forma una nueva sustancia con propiedades distintas por ejemplo:
descomposición de la carne, maduración de los frutos, combustión de la madera; es decir aquellos
cambios que alteran la estructura de la materia. Durante una reacción química se alteran la estructura y
composición de la materia; a partir de sustancias iniciales se obtienen otras distintas. Generalmente se
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dice que son cambios irreversibles, pero en algunos casos se puede volver a las sustancias iniciales, es
decir, es reversible.
Nucleares. Se presentan cuando se modifica la constitución del núcleo atómico. Al proceso en el que
cambió el núcleo se le llama reacción nuclear; el calor que producen es un millón de veces mayor que el
de una reacción química. Estos cambios no son fácilmente observables y se presentan cuando en el sol,
el hidrógeno se transforma en helio, en las plantas nucleares y en los elementos radiactivos, a través de
procesos conocidos como fisión nuclear (división de núcleos) o fusión nuclear (unión de núcleos).
Cierre:
Actividad 6:
1. Escribe en el paréntesis la(s) letra(s) que correspondan de acuerdo a la clave mostrada a
continuación, puedes emplear más de una respuesta para cada ejemplo.
Opciones:
E= elemento
C=compuesto
MH=mezcla homogénea
MHT=mezcla heterogénea
CE=cambio de estado
G =gaseoso
PF=propiedad física
PQ=propiedad química
CG=cambio físico
CQ=cambio químico CN=cambio nuclear S=solido
L=liquido
Ejemplos:
( ) Ensalada de frutas
( ) Grafito es de color gris
( ) Fotosíntesis
( ) Explosión de una bomba atómica
( ) Oxidación de un metal
( ) Elaboración de un yogurt
( ) Densidad del agua
( ) Alambre de cobre
( ) Una limonada
( ) Leche
( ) Cloruro de sodio
( ) Reacción entre el H y el O
( ) Preparación de un pastel
( ) Coloración de una tela
( ) Mercurio de un termómetro
( ) Petróleo
( ) Bronce
( ) Shampoo
( ) Encender el motor de un auto
( ) Transformación de H en He en el Sol
2. A continuación se presenta el análisis de agua de un manglar.
•
•
•
•
Análisis químico
Agua de El Manglar
Materiales presentes en un litro de agua:
Salinidad: 28 gramos de sales disueltas en un litro de agua.
Se detectaron: cloruro de sodio, cloruro de potasio y cloruro de magnesio, carbonato de calcio y
sulfato de sodio.
Gases disueltos: oxígeno y dióxido de carbono
Residuos: mercurio y plomo
Clasifica los diferentes materiales encontrados en elementos, compuestos y mezclas
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Actividad 1
Conceptual
Identifica los conceptos
relacionados con la materia.
Autoevaluación
Actividad 2
Conceptual
Comprende la clasificación de
la materia.
Evaluación
Producto: completar diagrama
Calificación obtenida:
Saberes
Procedimental
Actitudinal
Ordena conceptos relativos a la divisibilidad
Muestra seguridad al ordenar
de la materia.
conceptos.
Calificación otorgada por el docente
Evaluación
Producto: batería de reactivos
Saberes
Procedimental
Aplica la clasificación de la materia a
materiales cotidianos.
Calificación obtenida:
Actitudinal
Se percata e la importancia del
conocimiento del lenguaje químico,
para el desarrollo del curso.
Calificación otorgada por el docente
Autoevaluación
Evaluación
Actividad 3
Producto: tabla
Calificación obtenida:
Saberes
Conceptual
Reconoce las propiedades
de la materia.
Autoevaluación
Actividad 4
Conceptual
Caracteriza los
estados de
agregación de la
materia.
Autoevaluación
Procedimental
Distingue las propiedades de la materia en
objetos cotidianos.
Actitudinal
Se interesa por atender lo
referente a las propiedades de los
materailes.
Calificación otorgada por el docente
Evaluación
Producto: dibujo y tabla
Calificación obtenida:
Saberes
Procedimental
Actitudinal
Representa gráficamente la organización de las
Se da cuenta del grado de
partículas, de productos de uso cotidiano.
comprensión, que al momento
Indica el estado de agregación de objetos o sustancias tiene sobre el tema.
cotidianas.
Calificación otorgada por el docente
Actividad 5
Conceptual
Reconoce los cambios de
estado de la materia.
Autoevaluación
Actividad 6
Conceptual
Reconoce las propiedades y
cambios de la materia.
Autoevaluación
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Evaluación
Producto: tabla de datos
Calificación obtenida:
Saberes
Procedimental
Actitudinal
Ejemplifica los cambios de estado, aplicados
Practica la observación, en forma
a las transformaciones ocurridas en su
metódica.
entorno.
Calificación otorgada por el docente
Evaluación
Producto: tabla de datos
Calificación obtenida:
Saberes
Procedimental
Actitudinal
Distingue las
Se interesa por las manifestaciones y características de
propiedades y cambios
los objetos y sustancias de su entorno.
de las sustancias, en
Asume el uso adecuado de los términos estudiados.
materiales cotidianos.
Calificación otorgada por el docente
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Secuencia Didáctica 2. Características y manifestaciones de la energía.
Apertura
Actividad 1
Con base en lo ocurrido en la combinación de limpiador de horno con agua, explica la relación entre
materia y energía.
¿Por qué se habla tan recurrentemente de utilizar energías limpias?
¿Cuál es la opción más eficiente para producir energía?
¿Es posible utilizar el viento para producir energía eléctrica?
Desarrollo
Para contestar estas preguntas definiremos primeramente a la energía como: Todo aquello que tiene
capacidad para realizar un trabajo.
Otra de las definiciones sobre energía señala que es la propiedad por la cual todo cuerpo o sistema
material puede transformarse, modificando su estado o posición, así como actuar sobre otros originando
en ellos procesos de transformación. La energía existe en varias formas, pero todas ellas pueden
clasificarse en dos tipos: potencial y cinética.
La energía potencial es la que tienen los objetos debido a su posición. Pertenecen a esta categoría la
energía química y la nuclear. Otros ejemplos de energía potencial son: la que tiene el agua almacenada
en una presa y la de un resorte comprimido o estirado.
La energía cinética es la que tienen los cuerpos debido al movimiento. Pertenecen a esta categoría: la
energía eléctrica (movimiento de electrones), la energía calorífica (movimiento de moléculas), la
energía luminosa (movimiento de ondas electromagnéticas) y la energía mecánica (movimiento de las
piezas de una máquina).
En todos los cambios que tiene la materia se libera o se absorbe energía. Generalmente, los cambios
físicos involucran cantidades de energía más pequeños, en tanto que en algunos cambios químicos
fluyen grandes cantidades de energía.
Así como la materia sufre cambios continuos, la energía en la naturaleza también se transforma de una
forma a otra, como lo muestra el siguiente esquema.
Antes de 1905 se pensaba que la materia y la energía eran dos cosas totalmente distintas. Albert
Einstein estableció, mediante su muy conocida ecuación E=mc 2, que la materia y la energía son dos
cosas que se pueden transformar una en la otra, es decir, que la energía se transforma en materia y
viceversa, uniendo de esta manera las dos leyes existentes, una sobre la conservación de la materia y la
otra que habla acerca de la conservación de la energía, en una sola ley cuyo enunciado establece que:
La materia y la energía no se crean ni se destruyen y pueden transformarse una en la otra, de tal forma
que la cantidad de energía y materia existentes en el universo, en la actualidad es la misma que existía
al inicio de éste.
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QUIMICA: I MATERIA Y ENERGIA
En la actualidad demostrar esta ley resulta difícil, ya que se requieren aparatos de medición muy
precisos y que puedan detectar estas transformaciones de materia en energía y de energía en materia.
En la actualidad la materia se transforma la energía en los cambios nucleares.
Actividad 2
1. Contesta al final del enunciado, si se refiere a la energía potencial o cinética.
La energía de una cucharada de miel: __________________________
La energía de un balón en movimiento: _________________________
Una resortera lista para disparar: ______________________________
El viento de un tornado: ______________________________________
Una pila de celular: __________________________________________
2. Después de discutir en equipo, indiquen las transformaciones que sufre la energía en cada uno de
los siguientes casos:
Ejemplo:
Al encender una lámpara de baterías: Química, eléctrica, lumínica y calorífica
De la energía hidráulica de una presa hasta la energía luminosa en una lámpara_____________________.
De la energía solar hasta la energía consumida por una persona al caminar_________________________.
De la energía química del petróleo hasta energía cinética de un auto en movimiento_________________.
De la energía química del gas natural en una termoeléctrica hasta la energía calorífica de los alimentos
calentados en un microondas_______________________.
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QUIMICA: I MATERIA Y ENERGIA
Beneficios y riesgos en su consumo
La primera forma de energía que utilizó el hombre, aparte de la de su propio cuerpo, fue el calor del sol
en forma directa para secar prendas de vestir para calentarse en las épocas de frío y desecar alimentos
para su mayor conservación. Otra forma de energía que el hombre ha utilizado desde tiempos
inmemorables fue el fuego, para darse calor, cocinar alimentos, pulir las puntas de sus lanzas.
Posteriormente utilizó la energía del viento y las corrientes para mover barcos.
Actualmente la energía que mueve al mundo principalmente son los combustibles fósiles, tales como el
petróleo, carbón mineral o hulla y el gas natural, los cuales se prevé se extinguirán en los próximos
años.
El hombre ha tenido que pagar un alto costo por el consumo de combustibles fósiles, ya que la
combustión de éstos libera gases contaminantes como el dióxido de carbono, el cual participa
activamente en el calentamiento global del planeta (efecto invernadero) y óxido de nitrógeno y azufre
los cuales son causantes de la lluvia ácida, del smog, etc.
Otra fuente de energía que se utiliza actualmente es la energía por fisión nuclear, la cual a pesar de
haber participado en accidentes de plantas termonucleares causando contaminación radioactiva, se
sigue considerando como una alternativa para el futuro.
Energías limpias o no contaminantes.
Ante la inminente desaparición de los combustibles fósiles, los graves problemas de contaminación y
deterioro ambiental ocasionado por el uso de estos energéticos, y la cada vez mayor demanda de
energía de nuestra época y del futuro, el hombre se ha visto en la necesidad de buscar y desarrollar
nuevas formas o fuentes de energía, que le permitan obtener la energía eléctrica suficiente para las
necesidades del hogar y de la industria sin afectar los ecosistemas.
Entre las fuentes de energía que se encuentran alternando con los combustibles fósiles, están la energía
solar, energía hidráulica, energía nuclear, las cuales presentan ventajas y desventajas. También se
están desarrollando tecnologías para utilizar como combustibles del futuro al hidrógeno y al metano
obtenido de la biomasa y al alcohol obtenido por fermentación; pronto, en nuestro medio, se estarán
usando biocombustibles.
Asimismo, se desarrolla la tecnología para que los automóviles utilicen la energía solar y la energía
química de celdas o baterías.
Cierre
Actividad 3
Después de investigar en diversas fuentes de información, selecciona la información más adecuada y
lee sobre las diferentes fuentes de energía. Trabajando en equipo determinen las ventajas y desventajas
en la aplicación de cada una de ellas y completen la siguiente tabla.
Fuente
energética
Combustibles fósiles
Energía solar
Energía eólica
Biomasa
Energía mareomotriz
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Origen
Ventajas
Desventajas
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Energía nuclear
Geotérmica
Hidrógeno
Biocombustibles
Actividad 4
Lee atentamente los siguientes casos y escribe tu reflexión, indicando cuál de ellos considera una
actitud positiva o negativa. Argumenta tu respuesta.
• Una familia formada por mamá, papá y un hijo de 4 años, utiliza una Hummer para su transporte en
la ciudad.
• En la compra de dos manzanas y tres peras, éstas son empacadas en bolsas de plástico por
separado.
• En un kínder se trabajan todos los ejercicios de pintado en hojas de segundo uso.
• Las lámparas de jardín de la casa de tus abuelos permanecen encendidas toda la noche.
• En tu cuarto tienes adornos luminosos que constantemente están encendidos.
Actividad 1
Conceptual
Relaciona a la energía involucrada en
los cambios de las sustancias.
Autoevaluación
Evaluación
Producto: pregunta de respuesta estructurada
Calificación obtenida:
Saberes
Procedimental
Actitudinal
Explica la relación de materia y energía en los cambios en
Se percata de la relación de los temas
sustancias conocidas.
estudiados.
Practica la integración de los conceptos.
Calificación otorgada por el docente
Evaluación
Actividad 2
Producto: cuestionario
Calificación obtenida:
Saberes
Conceptual
Reconoce los tipos de energía.
Procedimental
Distingue los tipos y transformaciones de la
energía en procesos cotidianos.
Autoevaluación
Actitudinal
Esta atento a la presencia de diversos tipos de
energía en el entorno, sus características e
interrelacion.
Calificación otorgada por el docente
Conceptual
Distingue entre las fuentes de
energías limpias y las contaminantes.
Autoevaluación
Evaluación
Producto: reporte escrito de investigación
Calificación obtenida:
Saberes
Procedimental
Actitudinal
Reporta por escrito las fuentes, ventajas y desventajas del
Valora los beneficios y riesgos en el consumo
uso de los diferentes tipos de energías.
d ela energía.
Calificación otorgada por el docente
Actividad 4
Producto: texto
Actividad 3
Evaluación
Calificación obtenida:
Saberes
Conceptual
Contrasta los diferentes comportamientos
ante el uso de la materia y la energía.
Autoevaluación
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Procedimental
Argumenta la importancia que tienen las energías limpias en el
cuidado del medio ambiente.
Actitudinal
Promueve el uso responsable de la materia y
energía.
Calificación otorgada por el docente
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