CIENCIAS NATURALES -...

Objetivos de la unidad Identificarás y mezclarás distintas sustancias, experimentando y representando correctamente sus fórmulas químicas para explicar los tipos de reacciones en la naturaleza.

Identificarás y clasificarás compuestos orgánicos en la naturaleza, describiendo sus características generales, lo que te permitirá explicar las distintas fuentes de obtención de carbohidratos, lípidos y proteínas para el ser humano.

Analizarás críticamente las distintas teorías sobre el origen de la vida, buscando y contrastando distintos argumentos que permitan explicar las condiciones físico-químicas que dieron origen a organismos vivos en el planeta Tierra.

LA QUÍMICA CERCA DE TI

CIENCIAS NATURALESUnidad 2

102 Ciencias Naturales - Noveno Grado

En la segunda unidad conocerás el mundo de la química, los elementos y los compuestos. Descubrirás cómo se combinan o desplazan entre ellos, lo que da origen a sus reacciones, que son de varios tipos. Aprenderás también que los compuestos químicos forman parte de tu vida, de lo que comes, de tu cuerpo y de tu ambiente.Además, contempla una de las grandes interrogantes del ser humano: el origen de la vida en el planeta.

Introducción al proyecto

El proyecto de la segunda unidad aborda el importante tema de la nutrición para mostrarte cuáles son los alimentos que con mayor frecuencia debes consumir, cuáles debes evitar y que beneficio proporcionan a tu organismo.

A medida que aprendas a conocerlos, a combinar alimentos, a sustituir los que no te agradan por aquellos que son bienvenidos en tu mesa te sentirás mejor. Y puedes hacerlo sin necesidad de invertir mucho dinero.

Átomos

Iones Isótopos

Reacciones químicas

Son parte de hipótesis del origen de la vida

Moléculas

Orgánicas

Proteínas Lípidos Ácidos

Macromoléculas

Hidratos de carbono Vitaminas

Teorías nocientíficas

forman

biomoléculas

producen

se transforman en

Exotérmica

Desplazamiento

Combinación

Doble desplazamiento

Endotérmica

Endotérmica

Descomposición

Neutralización

Creacionista

Espontánea

103Noveno Grado - Ciencias Naturales

Segunda Unidad Lección 1Los vIAjERos

Imagina que se acerca una tormenta, nubes oscuras cubren el cielo desde hace rato, ¿cómo te sientes? ¿Eres de las personas que se sienten deprimidas, tristes o irritadas cuando hay una tormenta próxima?

Luego que la lluvia cae, disfrutas el aire que se respira, tu ánimo mejora y sientes bienestar físico y mental, ¿te sucede?

Las respuestas a las preguntas anteriores parecen ser el efecto que causan unas pequeñísimas partículas del aire cargadas de electricidad, ¿sabes algo sobre ellas? ¿Te interesa saber cómo sucede este fenómeno?

Ilustrarás y explicarás adecuadamente y con interés la formación de un ión de hidrógeno a partir de sus diferentes cargas eléctricas y la formación de un isótopo cuando dos átomos de un mismo elemento contienen un número diferente de neutrones.

Describirás con curiosidad y explicarás los beneficios de los isótopos radiactivos en actividades médicas, de investigación científica e industriales.

Electrólisis del aguaEl agua está compuesta por dos elementos químicos: hidrógeno y oxígeno. La separación de éstos mediante la utilización de la electricidad se llama electrólisis del agua. ¿Sabías que los componentes del agua se pueden separar? Para comprobarlo por ti mismo, prepárate para el siguiente experimento:

Materiales a utilizar: Medio litro de agua 4 sobrecitos de bicarbonato de sodio, que puedes adquirir

en tiendas o farmacias. Cinta adhesiva. 4 pilas de 1.5 voltios. Recipiente de plástico transparente 2 alambres de cobre, de aproximadamente 50 cm cada uno. 2 tubos de ensayo.

Motivación

Indicadores de logro:

Actividad 1

UNIDAD 2


Procedimiento1. Coloca aproximadamente medio litro de agua en el

recipiente de plástico.2. Agrega en el envase 100 gramos de bicarbonato de

sodio y disuélvelo muy bien. El bicarbonato en solución libera iones, los cuales

facilitan la conducción de la electricidad. Puedes sustituirlo por vinagre o agua con sal y obtener los mismos resultados.

3. Arregla las pilas, de manera que el polo positivo de una quede unido al polo negativo de la siguiente; asegúralas con cinta adhesiva.

4. Pega un alambre en cada polo. Las puntas de los alambres deben estar destapadas para hacer un buen contacto eléctrico.

5. Introduce los alambres en la mezcla. Si el contacto eléctrico es bueno, verás las burbujas desprendiéndose de los alambres.

6. Coloca los tubos de ensayo llenos de agua dentro de la solución del recipiente, pero invertidos sobre los cables. Los tubos de ensayo deben estar completamente llenos de agua, de manera que no quede ninguna burbuja de aire en su interior. De esa manera, podrás medir y comparar las cantidades de gases (hidrógeno y oxígeno) producto de la electrolisis del agua. ¿Qué observas?

¿Qué es un ión?

Toda partícula (átomo o molécula) es eléctricamente neutra; pero al ganar o perder electrones se convierte en un ión. Por lo tanto, un ión es toda partícula cargada eléctricamente por la pérdida o ganancia de electrones.

Los iones cargados negativamente debido a la ganancia de electrones se conocen como aniones.

Lo iones cargados positivamente por la pérdida de electrones, se les llaman cationes.

¿Cuáles son tus conclusiones?

Michel Faraday (1791-1867) fue el científico que usó por primera vez el nombre de electrólisis para referirse a la separación o ruptura de sustancias compuestas (como el agua) por medio de la corriente eléctrica.

Oxígeno

Hidrógeno

+ Ánodo

Anión

Catión

Cátodo -

+-+

+ +++

-

---

Átomo neutro + electrón = Ión negativo

Átomo neutro - electrón = Ión positivo

Faraday observó que las soluciones salinas eran capaces de conducir la corriente eléctrica y pensó que deberían existir en tales soluciones partículas cargadas cuyo movimiento entre los dos conductores extremos o electrodos, colocados dentro de la disolución, conducirían la corriente eléctrica. A tales partículas cargadas las llamó iones, que en griego significa viajeros.

El electrodo positivo recibió el nombre de ánodo; hacia él viajarían los iones negativos que llamó aniones.

Por su parte, el electrodo negativo o cátodo atraería a los iones positivos, y por dirigirse al cátodo los nombró cationes.

UNIDAD 2


En cuanto al átomo de hidrógeno, su proceso de formación de iones ocurre así:

H(g) = H+ (g) + e-

H+ + e- = ½ H2 (g)

1/2H2(g) + e- = H-

El ión amonio se produce por la unión del ión hidrógeno con la molécula de amoníaco (NH3):

NH3 + H+ NH4+

Más ejemplos de ionesa) Menciona en cada caso si se trata de un catión o un

anión:

Ión cloruro Cl - Ión sulfuro S2-

Ión calcio Ca2+Ión sulfato (SO4)2

-

Ión bicarbonato HCO3-

Un sistema solar en miniatura

La idea tradicional que se tiene del átomo que forma la materia parece ser un sistema solar en miniatura, en el que el núcleo parece el Sol y los electrones que giran alrededor del núcleo, son los planetas.

Este modelo del átomo es el de Rutherford, que representa al núcleo que contiene partículas positivas llamadas protones y partículas sin carga, llamadas neutrones que determinan la masa del átomo. En cambio los electrones son partículas con carga negativa.

Actividad 2

Electrón

La existencia del electrón fue descubierta por Joseph Thomson en 1897. Mientras estudiaba el comportamiento de los rayos catódicos, Thomson dedujo que existían unas partículas con carga negativa, a las cuales llamó corpúsculos.

Su masa es 1840 veces menor que la del protón o la del neutrón.

Los electrones, de carga negativa, giran alrededor del núcleo en espacios vacíos relativamente grandes.

Las reacciones químicas de un elemento están determinadas por el número de electrones, especialmente por los electrones de valencia en la última capa energética.

Protón

Son partículas elementales que representan una unidad de carga eléctrica positiva y una unidad de masa 1850 veces superior a la del electrón. Se encuentran en el núcleo del átomo.

Se le atribuye al físico y químico británico Ernest Rutherford el descubrimiento del protón en el año de 1918.

UNIDAD 2


El número total de protones presentes en un núcleo se designa por la letra Z y constituye el número atómico de cada elemento.

Neutrón

Son partículas neutras, es decir, sin carga eléctrica, y con una unidad de masa aproximadamente igual a la del protón.

Toda la masa del átomo está concentrada en el núcleo, y está dada por la suma de las masas de los protones y neutrones. Es una propiedad invariable de los átomos de cada elemento. A la suma de los protones y neutrones se le denomina número másico y se simboliza con la letra A.

A = Z + N Masa del átomo protones en el átomo neutrones en el átomo Número másico número atómico

Ejemplo:

Elemento: Nitrógeno Número atómico: Z = 7 Masa atómica = 14 uma

¿Cuántos neutrones tiene el átomo de nitrógeno? N = A - Z Neutrones Masa del átomo - Número atómico N = 14 - 7 N = 7

Elemento: Litio Número atómico: Z = 3 Masa atómica = 7 uma ¿Cuántos neutrones tiene el litio? Veamos:

N = Masa del atómo - Número atómico N = A - 7 N = 7 - 3 N = 4 El núcleo de litio tiene 4 neutrones

Átomo de Litio

Neutrones

Electrones

Protones

Isotopo del átomo de litio

UNIDAD 2


Los neutrones son las partículas responsables de que los átomos de un mismo elemento puedan presentar distinto número másico; en otras palabras, son los responsables de la existencia de isótopos.

Isótopos son los átomos de un mismo elemento que tienen diferente número de masa; un ejemplo lo dan los isótopos del hidrógeno que ves en la siguiente imagen:

El hidrógeno es el primer elemento de la tabla periódica. En su estado natural es un gas. Posee un protón (en el núcleo), un electrón y su número atómico 1 (Z = 1) También su peso atómico es de uno ó un gramo por cada mol.

El deuterio es un isótopo del hidrógeno estable y no radiactivo que abunda en el agua pesada. El núcleo del deuterio está formado por un protón y un neutrón, por lo que tiene el doble de masa atómica que el hidrógeno.

El tritio es otro de los isótopos del hidrógeno, cuyo núcleo está formado por un protón y dos neutrones.

A diferencia del hidrógeno y del deuterio, el tritio es ligeramente radiactivo, por lo que se utiliza como rastreador en bioquímica y otros campos.

Como ya has notado, la diferencia entre el hidrógeno y sus dos isótopos es la cantidad de neutrones en sus núcleos.

Isótopos, entonces, son dos o más especies del mismo elemento que difieren en el número de masa porque tienen diferente número de neutrones en el núcleo.

Los isótopos de un mismo elemento tienen propiedades parecidas porque tienen la misma configuración electrónica, pero difieren levemente en sus propiedades físicas. Un isótopo inestable se llama isótopo radiactivo o radioisótopo.

¿Cómo descubrieron la radiactividad?

En el año de 1895, el físico alemán Wilhelm Röentgen, cuando se encontraba experimentando en la Universidad de Würzburg, con rayos catódicos, descubrió una emisión fluorescente que atravesaba distintos materiales. A estos rayos desconocidos les llamo rayos X.

Dos meses después de este descubrimiento, el físico francés Henri Becquerel estaba realizando un experimento en el que cubría diferentes elementos con placas fotográficas revestidas en negro, para medir si estos elementos podían emitir rayos. Si un elemento emitía un rayo, penetraría el revestimiento negro y expondría la placa fotográfica. Becquerel encontró que unos cuantos elementos, incluido el uranio, emitían rayos energéticos sin recibir ningún aporte externo de energía.

Elemento: Oxígeno

Número atómico: = Z = 8

Masa atómica = 16

¿Cuántos neutrones tiene el átomo de oxígeno?

+

-Observa los neutrones en el átomo de nitrógeno en la siguiente ilustración:

+-

Protón

Electrón

H11 2 3

++-

-Protón

Neutrón

Electrón

H1

+-

Protón

Electrón

H1

+- +- Neutrones

Hidrógeno Deuterio Tritio

UNIDAD 2


La importancia de sus experimentos fue el descubrimiento de que existen procesos naturales responsables de que ciertos elementos liberen rayos X energéticos. Esto sugiere que esos elementos son inestables, porque liberan espontáneamente diferentes formas de energía. Esta liberación de partículas energéticas (en la forma de rayos X), provenientes de la desintegración de átomos inestables, se llama radioactividad.

Punto de apoyo

Gracias a la radiactividad es posible analizar el interior del cuerpo humano sin tener que hacer una operación.

¿Para qué son útiles los isótopos radiactivos?

Las aplicaciones de los isótopos radiactivos son múltiples y abarcan distintos campos como:

La medicina

El uso de isótopos radiactivos para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades ha crecido en los últimos treinta años.

Es común la utilización de elementos radiactivos no encapsulados, normalmente en estado líquido, como trazadores para el estudio del corazón, hígado, glándula tiroides, entre otras.

Para detectar trastornos circulatorios se usa una solución de cloruro de sodio (NaCl) que contiene una pequeña cantidad de sodio radiactivo y se mide la radiación para saber si la circulación de la sangre es anormal.

Para ciertos problemas en el cerebro se administra al paciente una dosis de glucosa (C6H12O6) que contenga una pequeña cantidad de carbono-11, que es radiactivo. Luego se hace un estudio de la glucosa metabolizada por medio de la radiación emitida por ella. En el siguiente cuadro tienes otros ejemplos del uso de isótopos en medicina:

Isótopo Aplicaciones

Cobalto 60 (Co-60) Es un emisor de rayos gamma; estos rayos se usan para destruir células cancerígenas. El haz de rayos gamma se dirige al centro del tumor para que no dañe a los tejidos

sanos.Yodo 131 (I-131) El paciente ingiere el yodo. Este isótopo se usa para tratar el

cáncer de tiroides. La glándula absorbe el yodo, pero emite demasiadas radiaciones beta y gamma.

Yodo 123 (I-123) Es una fuente intensa de rayos gamma que no emite partículas beta dañinas; muy eficaz para obtener imágenes

de la glándula tiroides.Tecnecio 99 (Tc-99) Emisor de rayos gamma; se inyecta en el paciente y este

isótopo se concentra en los huesos, de ahí que sea usado en radiodiagnóstico de huesos.

Experimento de Becquerel

UNIDAD 2


Resumen

Actividades de investigación

En los centros de investigación nuclear se usan isótopos radiactivos como trazadores o rastreadores (el carbono 14 es uno de ellos).

Los isótopos de los elementos se utilizan para estudiar los mecanismos de las reacciones químicas. Una técnica común es marcar uno de los átomos de una molécula utilizando un isótopo del elemento. Así es posible seguir el comportamiento del átomo durante el curso de la reacción.

Los isótopos inestables o radiactivos se emplean para determinar la edad de minerales y restos fósiles.

Un mejor aprovechamiento del agua en los sistemas de regadío, así como una mayor protección de las cosechas ante los daños que puedan causarles los insectos, son otras aplicaciones de los isótopos.

En la actualidad los isótopos radiactivos tienen diversas aplicaciones en la vida científica y productiva de lo seres humanos. A esas utilidades se les llama “usos pacíficos de la energía nuclear”.Investiga en fuentes de Internet, como se utilizan estos isótopos en las áreas siguientes:a) Agricultura y cultivo de alimentosb) Hidrologíac) Medicinad) Medio ambientePuedes consultar el sitio web:http://www.fisicanet.com.ar/energias/nuclear/en05_energia_nuclear.php

Agua pesada: la molécula del agua pesada tiene un átomo de oxígeno que, en lugar de estar unido a dos átomos de hidrógeno, como ocurre con el agua común, lo hace con dos átomos de deuterio. Esta característica la hace tener propiedades levemente diferentes a la del agua corriente, tales como la densidad o el punto de ebullición.

Radiactividad: es el proceso natural por el cual núcleos de elementos pesa-dos se descomponen en núcleos de otros elementos más ligeros, partículas subatómicas y rayos gamma, es decir, que hay emisión de radiación.Rayos gamma: son una forma de radiación electromagnética con energía extremadamente elevada. Se producen a causa de transiciones nucleares en elementos radiactivos. Son más penetrantes que los rayos X.

Átomos y compuestos Iones

Positivos (cationes)

Negativos (aniones)

Son átomos o gruposde átomos cargadoseléctricamente

Rompen

Enlaces

Átomo Neutrones

Electrones

ProtonesMasa del atomo

Si son diferentes Útiles

Isótopos Medicinainvestigación

Actividad 3

UNIDAD 2


Autocomprobación

Un átomo que ha adquirido carga positiva al perder un electrón recibe el nombre de:a) molécula.b) anión.c) catión.d) electrón.

Es un átomo o grupo de átomos que tienen una carga negativa.a) molécula.b) aniónc) catión.d) quarks.

Las partículas responsables de que los átomos tengan isótopos son:a) neutrones.b) protones.c) electrones.d) iones.

Los átomos de un mismo elemento pero que tienen distinta masa se llaman:a) moléculas.b) sustancias.c) compuestos.d) isótopos.

1 3

2 4

La ciencia ha utilizado el conocimiento sobre los iones para crear un cepillo que no utiliza pasta dental, sino

iones para eliminar la placa dental. No se basa en la fricción para limpiar los dientes, sino en atraer los

cationes que están ligados con los aniones de los dientes.

Los análisis aseguran que el cepillo iónico elimina un 48% más de placa que los cepillos habituales y que mejora la salud de las encías, según la investigación

realizada por la Facultad de Odontología de la Universidad Marquette, en Wisconsin, Estados Unidos.

UN CEPILLO IÓNICO

Soluciones1) c. 2) a. 3) b. 4) d.


Motivación

Segunda Unidad Lección 2EL poDER DE LA QUÍMICA

Muchos científicos consideran que la vida es la suma de una serie de reacciones químicas, que todos los aspectos de la vida están relacionados de alguna manera con la transformación de las sustancias; ¿qué opinas tú? ¿Puedes citar ejemplos que apoyen esta afirmación de los científicos? ¿Cuáles aspectos de tu vida diaria se relacionan con la química?

No necesitas ir lejos: tu propio cuerpo es un completo laboratorio; tu organismo captura oxígeno y libera bióxido de carbono, ingiere agua líquida y la transforma en sudor y aliento, así como en parte de la orina. El desayuno, el almuerzo y la cena te proveen de alimentos que, en el tracto digestivo, son transformados mediante variadas reacciones químicas hasta asimilar los nutrientes necesarios para continuar la vida y expulsar los desechos que no son necesarios. No es exagerado, entonces, afirmar que las reacciones químicas mantienen la vida, pero ¿qué es una reacción química?

Representarás en forma corta y precisa una ecuación química para diferenciarla de una reacción química.

Experimentarás y demostrarás con interés que la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Aplicarás y explicarás con interés el método de tanteo o inspección simple al balancear ecuaciones químicas sencillas.

Explicarás y experimentarás con interés la ley de las proporciones definidas al combinarse dos o más elementos químicos para formar un compuesto.

Una reacción química es otra forma de llamar a un cambio químico.

En una reacción química tienes

Reactivos ProductosSon las sustancias iniciales Son las sustancias que se forman de la reacción al final de la reacción

Para que sea posible una reacción química, es necesaria la presencia de dos compuestos químicos reaccionantes que dan origen a uno o más compuestos químicos resultantes o productos de la reacción.


Reacciones y ecuaciones químicas

UNIDAD 2


Tú sabes que ocurre una reacción química cuando hay un cambio de color, observas un desprendimiento de gases o percibes que hay producción de calor o disminución de la temperatura.

Si tenemos cloro (Cl) más hidrógeno (H2), hay choques entre estas moléculas para permitir la formación del HCl o ácido clorhídrico.

Los choques entre las moléculas permiten que se rompan los enlaces; para lograrlo, estos choques deben tener la suficiente energía y una orientación adecuada.

También es importante mencionar que se forman nuevos enlaces.

Entonces, una reacción química es una reordenación de átomos.

Una reacción química es un proceso real que ocurre en la naturaleza, el laboratorio o la industria; y las personas la representamos por medio de la escritura.

Ecuación química es el nombre que se le da a la representación escrita de una reacción química, así:

2H2(g) + O2 (g) 2H2O(l) Reactivos productos

Esta ecuación te dice que dos moléculas de hidrógeno gaseoso (H) reaccionan con una molécula de oxígeno (O) gaseoso y producen dos moléculas de agua (H2O) líquida.

En una ecuación química se escriben las fórmulas de los reactivos, separadas por el signo más. A continuación una flecha indica el sentido en el que se produce la reacción y, por último tenemos las fórmulas de los productos separadas también por el signo de la suma. Todos ellos pueden observarse en la ecuación anterior.

Con la siguiente experiencia, demostrarás cómo con algunos reactantes se forma un nuevo producto, distinto de los compuestos que están al principio.

La botella mágicaDurante la celebración de Año Nuevo, los pilotos de Fórmula Uno festejando su triunfo y ofrecen un brindis por algún motivo. Son tres momentos en los cuales la champaña y sus burbujas son lanzadas en el momento del festejo. ¿Sabes cómo sucede? Descúbrelo con este experimento:Materiales a utilizar:

Una botella con un corcho para taparla Tres tachuelas Tres cintas de papel Plástico Media taza de agua Media taza de vinagre Una cucharadita de bicarbonato de sodio Un pedazo de papel absorbente de 10 × 10 centímetros

Procedimiento1. Coloca sobre el papel absorbente una cucharadita de

bicarbonato de sodio.2. Enróllalo bien de manera que el bicarbonato quede

adentro.3. En una de las partes planas del corcho coloca un extremo

del papel absorbente enrollado y sujétalo con las

Actividad 1tachuelas. El otro extremo del papel queda libre.

4. Agrega agua y vinagre a la botella.5. Encuentra un lugar al aire libre para colocar la botella en

el suelo.6. Deja caer el papel con bicarbonato en el fondo de

la botella.7. Tapa la botella con el corcho lo más fuerte que puedas.

Las cintas quedan fuera de la botella.8. Luego de unos minutos, el

líquido moja el papel, lo que permite que el bicarbonato reaccione con el vinagre, produciendo bióxido de carbono.

a) ¿cuál es la formula química del bicarbonato de sodio?

b) ¿Cuál es la fórmula química del vinagre?

c) ¿El resultado de la combinación de vinagre y bicarbonato de sodio es?

UNIDAD 2


Al producirse el gas bióxido de carbono, la presión aumenta dentro de la botella, lo que provoca que el corcho salga lanzado.

La reacción que se produjo con tu experimento, se representa con la siguiente ecuación:

CH3COOH( l ) +NaHCO3(s) CH3COONa (ac) +CO2 (g)+ H2O( l )

vinagre bicarbonato de acetato de sodio bióxido agua sodio de carbono

La ecuación te indica que los enlaces en las moléculas del vinagre y del bicarbonato de sodio se rompieron y produjeron los siguientes iones:

CH3COO- Ión acetato

CH3COO-

NaIón sodio

NaIón sodio

HIón hidrógeno

H

CO2

H

- O -

HIón hidrógeno

HCO3Ión bicarbonato OH

Ión hidróxido

Estos se reagrupan, así:

+ +

+ - -

+

++

OH - H+

UNIDAD 2


La ecuación resume todos los procesos ocurridos en la reacción, de la siguiente manera:

CH3COOH (l) + NaHCO3 (s) CH3COONa(ac) + CO2(g) + H2O (l)

Menciona el nombre de cada uno de los reactivos y productos de esta reacción.

Ley de la conservación de la materia

Antoine Lauren de Lavoisier (1743-1794), científico francés, realizó en 1,770 el experimento del calentamiento del agua; utilizó un aparato que condensaba el vapor y lo devolvía al recipiente, sin perder un solo gramo de agua. Demostró que el peso del recipiente, del condensador y del agua seguía siendo el mismo antes y después de una prolongada ebullición. Lo extraño era que un sedimento terroso aparecía una y otra vez. Lo extrajo y pesó el depósito formado, así como el recipiente y comprobó que la suma de ambos era igual al peso del recipiente antes de iniciar la experiencia; es decir que el producto terroso era el resultado de la descomposición del vidrio provocada por el calor.

Lavoisier también comprobó que la masa (cantidad de materia) es algo permanente e indestructible, algo que se conserva a pesar de todos los cambios producidos en la reacción.

En 1774, Lavoisier enunció su ley de conservación de la materia que dice:

En toda transformación química, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos de la reacción.

De acuerdo a esta ley, en la reacción del cobre con el azufre para producir sulfuro cúprico:

Cu + S CuS

Si 4,00 g de cobre reaccionan con 2,02 g de azufre, se producen 6,02 g de sulfuro cúprico.

Esto significa que en una reacción química, la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Lavoisier comprobó su ley muchas veces, pesando las sustancias antes y después de la reacción.

Antoine Lauren de Lavoisier

UNIDAD 2


Punto de apoyo

Antoine Lauren de LavoisierConvirtió a la química en una ciencia experimental, por lo que se le ha considerado como uno de los fundadores de la química moderna.

Este científico francés al establecer la ley de la conservación de la materia terminó con la teoría del flogisto.

a) Investiga en qué consistía la teoría del flogisto y coméntala en clase.

Sus investigaciones lo llevaron a establecer la composición del agua y también estudió el proceso de la respiración, ligado a la combustión. Fue el primer científico que comprendió la importancia química y biológica del oxígeno.

En este otro ejemplo:

H2(g) + Cl2(g) 2 HCl(l)

4,032 g de hidrógeno gaseoso reaccionan con 141,812 g de cloro gaseoso, para formar 145,844 g de ácido clorhídrico.

La suma de los reactivos es igual a la suma de los productos. La masa de los reactivos no se destruyó, éstos se combinaron y se transformaron en una nueva sustancia.

Balanceo de ecuaciones por tanteo

Al balancear una ecuación química, lo que se pretende es que se cumpla la ley de conservación de la materia; es decir que cada miembro de la ecuación tenga los átomos en la misma cantidad.

Para equilibrar ecuaciones químicas por el método del tanteo, solo se agregan coeficientes a las fórmulas que lo necesiten, pero no se pueden cambiar los subíndices. Los coeficientes son los números que aparecen delante de cada fórmula de los compuestos e indican la cantidad de moles o moléculas que participan en la reacción. Los subíndices son los números que aparecen a la derecha y debajo de los símbolos de los elementos que forman el compuesto.

Cuando el coeficiente o el subíndice es uno, no se escribe.

Ejemplos:

Balancear por el método de tanteo CH4 + O2 CO2 + H2O

Observamos que existen 4 hidrógenos en el primer miembro (metano CH4), por eso agregamos un 2 al producto H2O, para que quede balanceado el hidrógeno:

CH4 + O2 CO2 + 2H2O

Ahora tenemos dos oxígenos en los reactivos y cuatro oxígenos en los productos. Para tener la misma cantidad en ambos lados de la flecha escribimos 2 en los reactivos y la ecuación queda así:

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O (ecuación balanceada)

Dos es el coeficiente, a la par del oxígeno y del agua. Observas que los cuatro hidrógenos del metano (CH4), uno de los reactivos se conservan en los productos, Ahora forman parte de las dos moléculas de agua, ya que cada molécula de agua tiene dos hidrógenos.

Balancear por tanteo:

KClO3 KCl + O2

Como hay 3 oxígenos en los reactivos y 2 en los productos, escribimos los coeficientes necesarios para igualar la cantidad de este gas:

Actividad 2

Hidrógenogaseoso

Clorogaseoso HCl

Líquido

4.032 gH

141.812 gCl

145.844 gHCl+ =

UNIDAD 2


Ley de las proporciones definidas

Los elementos se combinan para formar compuestos y siempre lo hacen en proporciones fijas y definidas.

Joseph Proust (1756-1826), químico francés, probó que la composición porcentual de un compuesto químico después de la reacción, se mantenía constante en el compuesto final y no adquiría ningún valor intermedio. Estas conclusiones le llevaron a enunciar la ley de Proust o “ley de las proporciones definidas”.

2KClO3 2KCl + 3O2

Ya tenemos la misma cantidad de oxígeno en reactivos y productos. Ahora igualamos la cantidad de potasio (K) y cloro (Cl) a los dos lados de la flecha. Como en los reactivos hay dos potasios y dos cloros, simplemente agregamos dos en los reactivos, a la par del KCl (cloruro de potasio), así:

2KClO3 2KCl + 3O2 (ecuación balanceada)

Balancear la siguiente ecuación:

C + O2 COCarbono oxígeno monóxido de carbono

2C + O2 2CO (ecuación balanceada)

Balancea las siguientes ecuaciones por el método del tanteo:

a) Fe2O3 + CO Fe + CO2

b) Al2O3 + C Al + CO

c) Cl2O7 + H2O HClO4

d) Al + O2 Al2O3

Compara tus respuestas con las que se encuentran en el solucionario.

Actividad 3

Esta ley establece que la proporción en masa con que se combinan los elementos químicos para formar un compuesto es siempre la misma.

Por ejemplo, para hallar la proporción entre los átomos de sodio y cloro que se combinan para formar cloruro de sodio, deberíamos dividir la cantidad de cada elemento entre su masa atómica, de forma que si reaccionan 6 g de cloro (Cl) con 4 g de sodio (Na), como 35,5 g/mol es la masa atómicas del cloro y 23 g/mol la del sodio, tenemos:

6g / 35,5 g/mol = 0,17 moles de Cl y 4 g / 23 g/mol = 0,17 moles de Na

Por cada 0,17 moles de cloro reaccionan otros 0,17 moles de sodio para formar el cloruro de sodio o cualquier múltiplo o submúltiplo de esa reacción. Por tanto, un átomo de cloro se combina con un átomo de sodio para formar cloruro de sodio, por eso la fórmula de este compuesto es NaCl y la proporción entre sus átomos es 1:1.

Joseph Proust

UNIDAD 2


Resumen

Una reacción química sucede cuando las moléculas interactúan y provocan un cambio químico. Un cambio químico significa que las moléculas que interactúan ya no están presentes, porque se han combinado de manera diferente, para crear nuevas sustancias.Las reacciones químicas se escriben en forma simplificada mediante ecuaciones químicas.En las reacciones químicas se cumple la ley de la conservación de la masa o la materia, es decir, que hay una reordenación de los átomos, moléculas o iones, pero de ninguna manera se crean otros o se destruyen. El nuevo arreglo da lugar a una sustancia distinta.Esta ley permite que la ecuación se justifique o balancee, es decir, que en cada miembro de la reacción haya el mismo número de átomos de cada elemento.Las sustancias que se transforman o modifican en una reacción se llaman reactivos o reactantes. Las sustancias nuevas que se originan en una reacción química se llaman productos.Hay varias clasificaciones de las reacciones químicas, una de ellas las clasifica en:a) Reacciones exotérmicas: son aquellas que desprenden calor.b) Reacciones endotérmicas: son aquellas que absorben calor.

¿Exotérmica o endotérmica?

Las reacciones desprenden o absorben calor.

La reacción exotérmica es una reacción química que desprende calor.

Este tipo de reacción libera energía, en general en forma de calor, por ejemplo, al añadir sodio metálico agua.

También ocurre cuando los azúcares que comemos reaccionan y se descomponen en moléculas más pequeñas, lo que provoca la liberación de energía química, que se aprovecha para realizar un trabajo.

El efecto de las reacciones exotérmicas es aumentar la temperatura ambiente, por ejemplo, cuando enciendes un cerillo o fósforo.

Se llama reacción endotérmica a una reacción que absorbe calor. Es un tipo de reacción que necesita

energía. En general absorbe calor del medio, por ejemplo, las bolsas de frío, compuestas de cloruro de amonio y urea.

Las reacciones endotérmicas pueden ser útiles en algunos casos, como por ejemplo, al querer enfriar un lugar.

Otro ejemplo de reacción endotérmica es la elaboración de azúcares en las plantas. En este caso, se requiere la aportación de energía para que la reacción se realice.

UNIDAD 2


Autocomprobación

De los siguientes procesos químicos:a) separar una mezcla de aceite y agua.b) encender un fósforo.c) hacer hielo en el refrigerador.d) ponerle aderezo a una ensalada.

Reacciones en las cuales se libera energía, generalmente en forma de calor son:a) exotérmica.b) biológicas.c) endotérmicas.d) balanceadas.

1 3

42

En la naturaleza ocurren a cada momento cambios químicos que, con frecuencia, ignoramos. En realidad,

es difícil estar conscientes de las innumerables reacciones químicas que ocurren a nuestro alrededor y

hasta en nuestro cuerpo para mantenerlo vivo.

Una reacción química sucede cuando las moléculas interactúan y provocan un cambio químico, lo que

significa que las moléculas que interactúan ya no están presentes: se encuentran combinadas de diferente

manera para crear algo nuevo.

No cabe duda de que sin la química y sus reacciones no habrían fotos, cosméticos, plásticos, vehículos,

extintores ni muchas otras cosas que usamos a diario.

EN TODAS PARTES

En la reacciónCH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O El CO2 es:a) reactante.b) base.c) reactivo.d) producto.

La reacción química N2 (g) + H2 (g) NH 3 (g), queda correctamente balanceada así:a) N2 (g) + H2 (g) 2 NH 3 (g)

b) 2N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH 3 (g

c) N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH 3 (g)

d) N2 (g) + 2 H2 (g) 2 NH 3 (g)

Soluciones1) b. 2) a. 3) d. 4) c.


Motivación

Lección 3Segunda Unidad

TIpos DE REACCIoNEs QUÍMICAs

Hay cambios en los cuales las sustancias no solo cambian su aspecto, sino que después del cambio son distintas de las que teníamos antes porque se han transformado.

¿Cómo es posible que, a partir de unas sustancias, puedan formarse otras con propiedades muy diferentes? ¿Cómo pueden transformarse unas moléculas en otras diferentes?

Explicarás correctamente e identificarás con interés ejemplos sencillos de los diferentes tipos de reacciones químicas más comunes, de acuerdo a las sustancias reaccionantes.

Experimentarás creativamente, identificarás, compararás y explicarás con interés los diferentes tipos de reacciones químicas de combinación, descomposición, desplazamiento o sustitución simple, doble desplazamiento y de neutralización o reacción ácido-base.

Para saber cuáles son los productos en una reacción se consideran cinco tipos de reacciones:

Reacciones de combinación

Reacciones de descomposición

Reacciones de desplazamiento

Reacciones de doble desplazamiento y

Reacciones de neutralización

Veamos ahora cada uno de los tipos de reacciones anteriores:


Reacciones de combinación

También se llaman reacciones de formación, o síntesis.

Son reacciones en las que dos o más sustancias (elementos o compuestos) se combinan para formar un único producto, más complejo. Tal es el caso de la formación del agua a partir del hidrógeno y el oxígeno. También es el de la preparación del cloruro de amonio a partir del amoníaco y del ácido clorhídrico.

2H2(g) + O2 2H2O (l)

HCl(ac) + NH3(ac) NH4Cl (ac)

Cloruro de amonio

UNIDAD 2


Otro ejemplo es la reacción de síntesis del amoníaco:

N2 + 3H2 2NH3 Amoníaco

Existen varios tipos generales de reacciones de combinación:

Metal + no metal compuesto binario

4Al (s) + 3O2 (g) 2Al2O3 (s)aluminio oxígeno óxido de alumínio

2Mg(s) + O2(g) 2 MgO(s)magnesio oxígeno óxido de magnesio

2Na (s) + Cl2 (g) 2NaCl (s)sodio cloro cloruro de sodio

Sodio + cloro Cloruro de sodio

No metal + Oxígeno Óxido no metálico

2 C (s) + O2 (g) 2CO (g)carbono oxigeno monóxido de carbono

C (s) + O2 (g) CO2 (g)carbono oxigeno bióxido de carbono

¿Cómo se forma un compuesto?Materiales a utilizar:

Una tira de magnesio metálico Un mechero Una pinza Un plato pequeño de vidrio Una espátula

Procedimiento:1. Toma la tira de magnesio con la pinza y acércala a la llama

del mechero, hasta que toda la tira se haya quemado.

Actividad 1

2. Coloca con la espátula el producto de la combustión del magnesio en el plato de vidrio y observa ¿Qué forma tiene? Anota los resultados.

Observarás un polvo gris muy fino.3. Reflexiona y contesta las siguientes preguntas:a) ¿Cómo se llama el compuesto obtenido?b) ¿Cómo se escribe esta ecuación química?c) ¿Qué tipo de reacción se llevó a cabo?

UNIDAD 2


Oxido metálico + agua hidróxido

CaO (s) + H2 O ( l ) Ca(OH)2 (s)óxido de calcio agua hidróxido de calcio

Óxido no metálico + agua oxácido

SO2 (g) + H2O ( l ) H2SO3(ac)dióxido de azufre agua ácido sulfuroso

SO3 (g) + H2O ( l ) H2SO4(ac)trióxido de azufre agua ácido sulfúrico

Óxido metálico + óxido no metálico sal

CaO (s) + SO2 (g) CaSO3 (s)

óxido de calcio bioxido de azufre sulfito de calcio

Reacciones de descomposiciónEn estas reacciones, un compuesto se descompone para formar dos o más sustancias nuevas; generalmente se necesita calor para que ocurra la reacción. En resumen, una sustancia compleja se transforma en otras de estructura más simple. Entre las reacciones más comunes de este tipo se encuentran:

Hidratos

BaCl2.2H2O (ac) BaCl2 (s) + 2H2O ( l ) cloruro de bario dihidratado Cloruro de bario agua

Cloratos

2KClO3 (ac) 2KCl (ac) + 3O2 (g) clorato de potasio cloruro de potasio oxigeno molecular

Óxido de metales

2HgO (g) 2Hg ( l ) + O2 (g) calor óxido de mercurio mercurio oxigeno molecular

Carbonatos

CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) calor carbonato de calcio óxido de calcio + bioxido de carbono

UNIDAD 2


Otros ejemplos de reacciones de sustitución son las siguientes:

Zn(s) + 2HCl (1) ZnCl2 (ac) + H2(g)zinc ácido clorhídrico cloruro de zinc hidrógeno molecular

2Na (s) + 2H2O (1) 2NaOH (ac) + H2 (g)sodio agua hidróxido de sodio hidrógeno molecular

¿Quién sustituye a quién?Materiales a utilizar:

Un tubo de ensayo Un clavo de hierro limpio 25 ml de ácido clorhídrico diluido

Procedimiento1. Coloca un clavo de hierro en el tubo de ensayo.2. Agrega los 25 ml de HCl al tubo. Observa el desprendimiento gaseoso. a) ¿Cuáles son tus conclusiones? b) ¿Cuál es la ecuación que representa esta reacción?

Actividad 2

Carbonatos de hidrógeno o bicarbonatos

2NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) + CO2 (g) + H2O ( l ) Bicarbonato de sodio carbonato de sodio + bióxido de carbono + agua

Agua

2H2O ( l ) 2H2 (g) + O2 (g) agua corriente eléctrica hidrógeno oxígeno

Reacciones de sustitución o desplazamiento

En ellas un elemento pasa a ocupar el lugar de otro en un compuesto.

Un metal reemplaza a otro ión metálico en una solución; el metal libre debe ser más activo que el metal que está en solución.

Por ejemplo, la reacción del hidrógeno de un ácido por un metal:

H2SO(1) + Fe (s) FeSO4 + H(g)ácido sulfúrico hierro sulfato de hierro hidrógeno

Calor

UNIDAD 2


También existen reacciones de desplazamiento en las cuales toman parte los no metales, como el flúor, el cloro, el bromo y el yodo. Un ejemplo es el siguiente:

Cl2(g) + 2NaBr (s) 2NaCl (s) + Br2 (g)cloro + bromuro de sodio cloruro de sodio bromo

¿Ya escribiste la ecuación que corresponde a la actividad: ¿Quién sustituye a quién? (en la página anterior). Esperamos que tu respuesta sea igual a la siguiente:

2Fe (s) + 6HCl (1) 2FeCl3 (ac) + 3H2 (g)

Como es una reacción de desplazamiento, el hierro sustituye al hidrógeno junto al cloro y forman el cloruro de hierro más hidrógeno gaseoso.

Reacciones de intercambio o doble desplazamiento

En este tipo de reacciones dos elementos de compuestos distintos intercambian sus posiciones para obtener nuevos compuestos.

Por ejemplo, el intercambio de metales entre dos sales:

NaCl(s) + AgNO3 NaNO3(s) + AgCl(s)cloruro de sodio nitrato de plata nitrato de sodio cloruro de plata

AgNO3 (s) + HCl(1) AgCl (ac) + HNO3(1)nitrato de plata ácido clorhídrico cloruro de plata ácido nítrico

Na2SO4(s) + Pb(NO3)2 PbSO4(s) + 2NaNO3 (s)sulfato de sodio nitrato de plomo sulfato de plomo nitrato de sodio

Ba(NO3)2 + 2NaOH (s) Ba(OH)2 (s) + 2NaNO3 (s)nitrato de bario hidróxido de sodio hidróxido de bario nitrato de sodio

Constituyen una de las reacciones más frecuentes, tanto en la naturaleza como en el campo de las aplicaciones industriales.

Este tipo de reacciones es conocida como reacción de neutralización, ya que el efecto de uno neutraliza la acción del otro. Un ácido reacciona con una base y se forma una sal y cierta cantidad de agua.

Tenemos, por ejemplo, la formación de cloruro de sodio a partir de ácido clorhídrico e hidróxido de sodio:

Reacciones ácido base o de neutralización

ácido clorhídrico

HCl NaOH

NaCl

+H2O

hidróxido de sodio

precipitado de cluoruro de sodio

UNIDAD 2


Ácido + base sal + aguaHCl(1) + NaOH (s) NaCl(s) + H2O (1)

Óxido metálico + ácido sal + agua

CaO(s) + 2HCl (1) CaCl2 (s) + H2O (1)

Óxido no metálico + base sal + aguaSO2 + 2NaOH(s) Na2SO3 (s) + H2O(1)

Óxido ácido + óxido básico salSO3 + MgO MgSO4 (s)

En la actualidad, desde un criterio basado en la naturaleza de las reacciones, éstas se clasifican en dos grandes grupos:

a) Reacciones ácido-base (que ya estudiaste)

b) Reacciones de oxidación-reducción, que se caracterizan porque se transfieren electrones desde la sustancia que se oxida a la que se reduce.

Un ejemplo de este tipo de reacciones es la que se observa en la siguiente experiencia.

¡Brilla, brilla!

Materiales a utilizar: Un recipiente grande de plástico Papel de aluminio suficiente para cubrir el fondo del

recipiente Guantes y anteojos de preferencia, también cubrebocas y

nunca sin supervisión de un adulto. Media taza de sal de soda o soda cáustica (NaOH)(se

compra en las ferreterías o en la sección de detergentes del supermercado; recuerda tener cuidado al manipularla).

Agua caliente en cantidad suficiente para llenar el recipiente hasta la mitad de su capacidad

Una cuchara Objetos de plata que estén sucios, tales como cucharas,

bandejas, recipientes, adornos, monedas antiguas, etc. Trapo para limpiar

ProcedimientoCon el apoyo y orientación del profesor o profesora:1. Coloca un trozo grande de papel de aluminio en el fondo

del recipiente2. Colocar media taza (aproximadamente 50 gramos) de

sal de soda sobre el papel aluminio dentro del recipiente. Debes utilizar una cuchara de madera para manipular la sal de soda y guantes de mano para protegerte

3. Llena el recipiente hasta la mitad con agua caliente. No toques la solución

4. Deposita en el líquido los objetos de plata que estén sucios y déjalos en remojo durante varios minutos

5. Cuando los objetos parezcan limpios, sácalos, enjuágalos y sécalos

a) ¿Qué sucedió?

b) ¿Cuáles son tus comentarios u observaciones?

Actividad 3

UNIDAD 2


Resumen

Punto de apoyo

Seguro que mencionaste que la plata quedó limpia, pero el papel de aluminio perdió brillo.

La plata es un elemento (sustancia pura que no puede descomponerse químicamente). Cuando la plata se pone en contacto con los productos químicos del aire, se produce una reacción química. La plata y los productos químicos reaccionan para formar un compuesto (la película sucia sobre la superficie de la plata, lo que le quita el brillo).

Cuando la plata se colocó en el agua con la sal de soda y el papel de aluminio, las partículas con carga eléctrica llamadas electrones fueron atraídas del aluminio a las manchas que tenían los artículos de plata. Esto hizo cambiar la plata sin brillo a brillante.

La pérdida de electrones del papel de aluminio hizo que éste se decolorara. Los dos procesos ocurrieron en forma simultánea.

La ganancia de electrones se llama reducción y la pérdida de electrones se llama oxidación.

Los científicos llaman a este proceso eléctrico, en el cual los electrones se transfieren de una sustancia a otra, reacción redox. La palabra redox proviene de dos procesos: reducción y oxidación.

Cloruro de amonio: es un polvo, cuyo color varía entre incoloro y blanco. No tiene olor y absorbe humedad. El cloruro de amonio causa una respuesta diurética en las personas.Oxácido: es un compuesto formado por hidrógeno, oxígeno y un no metal. Ejemplos: ácido sulfúrico (H2SO4 ) y ácido crómico (H2CrO4 ).

¿Sabías que la plata es un metal?Todos los metales tienen características comunes: son brillosos, maleables (pueden transformarse en láminas finas y flexibles), son buenos conductores del calor y de la electricidad y, además, son dúctiles, lo que significa que pueden estirarse en alambres largos y finos.

Las reacciones químicas tienen gran importancia ya que son fenómenos que vemos a diario en nuestra vida y constituyen la base de la realización de las funciones vitales y de las demás actividades del ser humano o cualquier otro ser vivo, como por ejemplo, la respiración. Es una reacción química, ya que al organismo entra oxígeno y sale bióxido de carbono. Además, todas las sustancias que usamos los seres vivos son producto de reacciones químicas.Existen varios tipos de reacciones químicas: de combinación, de descomposición, de sustitución o desplazamiento, de doble sustitución o doble desplazamiento y de neutralización; todas son diferentes, pero cumplen la misma función: la formación de una o varias sustancias y compuestos nuevos, los cuales pueden ser útiles o también dañinos.

Óxido: también llamado anhídrido, es un compuesto químico que con-tiene uno o varios átomos de oxígeno. Ejemplos: el bióxido de nitrógeno (NO2) y el anhídrido carbónico (CO2).

UNIDAD 2


Autocomprobación

1 3

42

Las reacciones de neutralización ayudan a explicar un fenómeno mundial como lo es la caries dental. El

esmalte de los dientes está formado por un compuesto básico, por lo que es atacado por los ácidos que producen las bacterias que actúan en los restos

alimenticios que quedan entre los dientes.

El azúcar que contienen los dulces, chocolates y refrescos es dañino en el interior de tu boca porque

con ellos las bacterias producen ácido láctico (un ácido débil), que con el tiempo logra disolver el esmalte de

los dientes.

EL ÁCIDO QUE PICA LOS DIENTES

Identifica el tipo de reacción que sucede.2NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl:a) combinación.b) desplazamiento.c) doble desplazamiento.d) neutralización.

En una reacción típica de un ácido con una base.a) combinación.b) desplazamiento.c) doble desplazamiento.d) neutralización.

¿Qué clase de reacción es la siguiente?2HgO(g) 2Hg(l) + O2(g)

a) descomposición.b) sustitución.c) neutralización.d) combinación.

Clasifica la reacción siguiente:Al + HCl AlCl3 + H2.a) combinación.b) desplazamiento.c) doble desplazamiento.d) neutralización.

Soluciones1) c. 2) b. 3) d. 4) a.


Motivación

Lección 4Primera Unidad

DE vITAL IMpoRTANCIA

¿De qué están hechas una galleta, una naranja, una papa? ¿Te has preguntado alguna vez?Los principales componentes de todos los seres vivos son las sustancias orgánicas: proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos. Cada una de ellas presenta propiedades particulares que hacen posible su reconocimiento por medio de reacciones químicas. Eso es, precisamente, lo que harás en esta lección. ¿Comenzamos?

Identificarás y describirás con interés las fuentes naturales y artificiales de obtención de compuestos orgánicos.

Identificarás experimentalmente y con curiosidad carbohidratos en algunos alimentos, al utilizar sustancias indicadoras.

Explicarás correctamente y con interés las funciones químicas que desempeñan los carbohidratos en los seres vivos.

Identificarás con interés el origen biológico de los lípidos y explicarás la importancia para el ser humano.

Representarás, describirás e identificarás con seguridad las características principales y el modelo de los ácidos nucleicos.

Explicarás con interés que las vitaminas se dividen en hidrosolubles (C y todo el complejo B) y en liposolubles (A, D, E, K)

Compuestos orgánicos

Todas los compuestos orgánicos tienen en sus moleculas átomos de carbono. Esto es posible ya que el carbono se une muy fácilmente entre sí, formando cadenas que tienen diferentes longitudes y formas. A estas cadenas también se pueden unir otros átomos como el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre.

Entre los compuestos orgánicos más importantes están: los hidratos de carbono, los lípidos, las proteínas, las vitaminas y los ácidos nucleicos.

Carbohidratos

Son uno de los principales componentes de la dieta humana y abarcan azúcares, almidones y fibra. Ellos dan energía al cuerpo, especialmente al cerebro y al sistema nervioso.

Los azúcares y almidones están formados por tres elementos (carbono, hidrógeno y oxígeno). Como el hidrógeno y el oxígeno forman el agua, se les llamó carbohidratos (carbono con agua).

Hay diferentes tipos de hidratos de carbono:

Monosacáridos

Son los más simples y están formados por una sola molécula. Aquí se ubican los azúcares que tienen las frutas, como la fructosa y glucosa.


OH

C

H

H

C

OH

H

C

OH

H

C

HO

CH OHTC

H

²O

Glucosa

UNIDAD 2


Disacáridos

Están formados por dos moléculas de monosacáridos y, por tanto, al romperse se producen dos monosacáridos. Incluyen la azúcar llamada lactosa (en los lácteos) y la sacarosa (azúcar de mesa).

La sacarosa es el disacárido más abundante en la naturaleza y es la principal forma en la cual los carbohidratos son transportados en las plantas. La miel también es un azúcar doble, pero a diferencia del azúcar de mesa, contiene una pequeña cantidad de vitaminas y minerales. Recuerda que a los niños menores de un año no se les debe dar miel porque podría provocarles una intoxicación llamada botulismo.

Oligosacáridos

Están compuestos por entre 3 a 9 moléculas de monosacáridos. Se encuentran en forma natural en frutas, verduras, leche y miel. Son importantes porque favorecen el desarrollo de la flora bacteriana saludable y contribuyen a la reducción de la incidencia del cáncer de estómago.

Entre los oligosacáridos más abundantes en la naturaleza están la inulina y la oligofructosa, y están presentes en muchos vegetales tales como: la cebolla, el ajo, el plátano, el puerro, los espárragos, entre otros.

Polisacáridos

Son cadenas de más de diez monosacáridos. Son carbohidratos complejos, que incluyen los panes, cereales integrales y las verduras ricas en almidón.

Tú puedes encontrar carbohidratos en forma natural en las frutas, la leche y sus derivados, las verduras, los dulces y el azúcar.

La ingestión excesiva de carbohidratos puede causar obesidad y su deficiencia, desnutrición.

¿Dónde está el almidón?Desde que entran en la boca, los alimentos comienzan a ser transformados, a ser desdoblados en sus elementos constituyentes. La saliva tiene una función importante en esta etapa de la digestión. Averigua más al respecto con la siguiente experiencia.Materiales a utilizar:

4 platos pequeños Tirro Marcador Cronómetro Un gotero Yodo 2 galletas

Procedimiento:1. Coloca los platos uno a la par del otro2. Con el tirro y el marcador coloca los siguientes 4

carteles, uno para cada plato:Sin masticar 30 segundos

5 minutos 10 minutos3. Deposita una galleta en el plato rotulado sin masticar4. Deja caer una gota de yodo sobre la galleta. ¿Qué

observas?5. Mastica una galleta durante 15 segundos, empápala

con tu saliva6. Divide en tres partes la galleta masticada y coloca

cada fragmento en los platos que están vacíos. Espera 15 segundos.

7. Pon una gota de yodo en la galleta que tiene el cartel 30 segundos. ¿Que sucede?

8. Deja transcurrir 5 minutos. Deposita una gota de yodo en la galleta que dice 5 minutos. ¿Observas algo?

9. Cuando pasen 5 minutos más, coloca una gota de yodo en la galleta que dice 10 minutos

a) ¿Qué sucede?b) ¿Cuáles son tus conclusiones? Socializa tus resultados

con la clase.

Actividad 1

O

O O

O

CH2OC

HO CH O

OCH2OC

HO CH O

OCH2

HO CH O

OCH2OC

HO CH O

OCH2OC

HO CH O

OCH2OC

HO CH

OO

CH2OC

HO

CH

OO

CH2OC

HO

CH

UNIDAD 2


Punto de apoyo

Veamos:

Cuando colocas el yodo en la galleta sin masticar, ésta reacciona poniéndose de un color azul oscuro. Las masticadas no tienen ese color azul oscuro al añadirles yodo.

El yodo es un químico que se se pone azul oscuro o negro cuando está en contacto con el almidón. Las galletas tienen almidón. El almidón es una molécula grande formada por moléculas de azúcar unidas entre sí.

Al masticar la galleta, la impregnaste de saliva, y una de las funciones de este fluido orgánico es ayudar a dividir las moléculas del almidón, que son muy largas. De tal manera que el almidón va desapareciendo y las moléculas de azúcar, más pequeñas, aparecen.

A los 30 segundos poca cantidad del almidón de las galletas se ha transformado en azúcar, por eso viste el color azul.

A los 5 minutos ya se han dividido más moléculas de almidón y, transcurridos 10 minutos, ya casi no hay presencia de almidón, por lo que no hay color azul.

¿Qué es la saliva?Es un líquido claro que se fabrica en las glándulas salivales, alrededor de 1 a 2 litros diarios. Está compuesta por agua, sales minerales y algunas proteínas.Contiene la enzima ptialina, que desdobla las moléculas del almidón en la boca, comenzando la digestión de los hidratos de carbono.

Lípidos

También son llamados grasas y representan, junto con los carbohidratos, la mayor fuente de energía para el organismo. Según su composición química se clasifican en:

1. Ácidos grasos, aquí se incluyen los triglicéridos, que están compuestos por 3 ácidos grasos y una molécula de glicerina. Son el principal tipo de grasa transportado por el organismo. El exceso de triglicéridos se relaciona con las enfermedades de la arteria coronaria.

Los ácidos grasos pueden ser saturados, como manteca de cerdo y mantequilla de origen animal.

Ejemplos de ácidos grasos saturados

Los ácidos grasos insaturados abundan en las grasas de origen vegetal (aceite de oliva, margarina, semillas de soya, maíz, girasol).

Butírico CH3(CH2)2COOH

Láurico CH3(CH2)10COOH

Mirístico CH3(CH2)12COOH

Palmítico CH3(CH2)14COOH

Esteárico CH3(CH2)16COOH

Araquídico CH3(CH2)18COOH

Ejemplos de ácidos grados insaturados.

Linolenico CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOHLinoleico CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

Araquidónico CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOHOleico CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

Erúcico CH3(CH2)7CH=CH(CH2)2COOHPalmitoleico CH3(CH2)5HC=CH(CH2)7COOH

UNIDAD 2


Materiales a utilizar: 5 trozos de papel blanco Gotas de aceite comestible Goteros Gotas de solución azucarada Gotas de agua Una cucharadita de manteca

Procedimiento1. Frota un pedazo de manteca contra uno de los papeles

Funciones de los lípidos

Son aislantes térmicos del cuerpo y proporcionan energía. Forman parte de la membrana celular y de la masa cerebral. Ayudan a elaborar bilis, hormonas y vitamina D. Participan en los procesos de crecimiento y regeneración de tejidos y órganos.

Reconocimiento de lípidos

Actividad 2

HO

H3C

H3C

CH3

CH3CH-CH2-CH2-CH2-CH-CH3

blancos.2. Vierte algunas gotas de aceite sobre otro de los papeles.3. Derrama gotas de agua sobre el tercer papel.4. Pon gotas de agua azucarada sobre el cuarto papel.5. Deja que transcurran 5 minutos.6. Si aparece una mancha traslúcida sobre el papel indicará

la presencia de lípidos en la muestra analizada.a) Haz un cuadro, como el siguiente, en el que anotes tus

resultados

2. Fosfolípidos: son importantes en el metabolismo. Ejemplos de ellos son la lecitina y la colina, que impide la acumulación de grasas en el hígado.

3. Glucolípidos: forman parte de las estructuras del sistema nervioso.

4. Colesterol: Puede ser sintetizado por el hígado, pero también lo aportan algunos alimentos. El exceso de colesterol en el organismo puede causar enfermedades cerebrovasculares y del corazón.

Un regalo para tu salud sería que redujeras el consumo de grasas de origen animal y mantuvieras o aumentaras el consumo de las de origen vegetal.

O

O

R¹ C O

O P O

O

O

X

CH2

CH

C2H

R¹ C O

Apolar

Polar

OC

OH

OH

HO

CH

CH2OH

CH2O O

NH

Estructura química del colesterol

UNIDAD 2


Proteínas

Las proteínas están constituidas por unidades más pequeñas llamadas aminoácidos, los que, a su vez, están formados por la combinación de 5 elementos básicos (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre). Las proteínas pueden ser solubles en agua, como la clara de huevo, o pueden ser fibras, como los pelos; pero lo único que las diferencia en su estructura química es el número de aminoácidos que las forman, la naturaleza de ellos y el orden en que se encuentran unidos entre sí.

¿Cuál es la función de las proteínas?

Son esenciales para el crecimiento. Los lípidos y carbohidratos no las pueden sustituir, por no contener nitrógeno.

Proporcionan los aminoácidos esenciales fundamentales para la formación de los tejidos. Son materia prima para elaborar jugos digestivos, hormonas, proteínas plasmáticas, hemoglobina, vitaminas y enzimas.

Actúan como transporte de gases como oxígeno y bióxido de carbono en sangre (hemoglobina).

Defienden al organismo: los anticuerpos son proteínas

Papel Ensayo ObservaciónNo. 1 Papel más agua No deja manchaNo. 2 Papel más manteca Deja mancha al secarseNo. 3 Papel más aceite Deja mancha al secarseNo. 4 Papel más solución

azucaradaNo deja mancha

a) ¿Qué diferencias encuentras entre los papeles 3 y 4?b) ¿Se secó la mancha de aceite como la de agua o la del agua azucarada? ¿Por qué?c) ¿Cuáles son tus conclusiones?

de defensa natural contra infecciones o agentes extraños.

Resistencia: el colágeno es la principal proteína en los tejidos de sostén.

La contracción muscular se realiza por medio de la miosina y la actina, proteínas contráctiles que permiten el movimiento celular.

En el organismo de un ser humano adulto, del 18 al 19% de su peso está formado por proteínas, lo que supone que alguien que pese 140 libras, tendría 26 libras de proteínas. Esta cantidad, almacenada fundamentalmente en los músculos, se encuentra en un proceso de continua renovación, ya que diariamente se destruyen aproximadamente de 200 a 300 gramos de proteína y sintetizamos otra cantidad similar. Por eso es importante saber qué alimentos nos proporcionan las proteínas que nuestro organismo necesita. Son fuente de proteínas: las carnes, los pescados, los frijoles, los huevos, los lácteos, la soya, entre otros.

Punto de apoyo

Un aminoácido es una molécula orgánica con un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH; ácido), de ahí deriva su nombre. Los aminoácidos esenciales son aquellos que necesitan ser ingeridos por el organismo en los alimentos; algunos aminoácidos esenciales son la valina, la leucina y la lisina.

N C

HH

H

C

O

OR

Cadena de aminoácidos

Estructura de una proteína

UNIDAD 2


Queratina: Proteína del cabello 1. Colocar en un plato pequeño un poco de líquido blanqueador2. Coloca un mechón de cabello. Observa las burbujas3. Tapa el frasco y espera de 5 a 10 minutos

Caseína: Proteína de la leche 1. Coloca un poco de leche en dos frascos o vasos

2. Etiqueta a uno como limón y al otro como vinagre

3. Agrega al frasco o vaso etiquetado como limón el jugo de un limón. Agita

4. Agrega al otro frasco o vaso un poco de vinagre. Agita

5. Observa y deja reposar los recipientes por 30 minutos

6. Coloca un papel filtro de cafetera en un colador y pasa la mezcla del vinagre con la leche

7. Toca el polvo blanco que queda en el filtro. Es caseína

Colágeno: Proteína del hueso 1. Retirar la piel de una pierna de pollo cruda hasta que quede lo más limpio posible el hueso y un poco de cartílago

2. Coloca el hueso de pollo en un frasco

3. Agrega vinagre hasta cubrir el hueso y observa la formación de burbujas

4. Deja por 10 días, pero cambia el vinagre cada 2 días

5. Saca el hueso y prueba su elasticidad tratando de doblarlo, suavemente

6. Si tienes una lupa, aprovecha para observar las características del hueso

Ovoalbúmina: Proteína de la clara del huevo

1. Separa con cuidado la clara de la yema de un huevo

2. Coloca la clara en dos vasos desechables transparentes

3. Etiqueta un vaso como alcohol y el otro como vinagre

4. Agrega a uno un poco de alcohol y al otro un poco de vinagre

5. Observa cuidadosamente

6. Deja reposar unos 10 minutos y luego observa, inclinando cada vaso ligeramente

Material Pasos

¿De qué están hechos los seres vivos?Materiales a utilizar:

Hueso de una pierna de pollo crudo Una taza de leche de preferencia descremada Un huevo crudo Hebras de cabello Dos limones Vinagre (una taza) Un frasco con alcohol

Actividad 3 Un filtro para cafetera Colador 3 frascos grandes, vasos o botes con tapa Una taza de líquido blanqueador

ProcedimientoLos alumnos pueden formar equipos para hacer la actividad y luego socializar los resultados, cuando ya todos hayan terminado.

UNIDAD 2


Después de hacer los experimentos, cambia el hueso por cartílago, o a la clara de huevo agrégale sal o caliéntala. También se puede agitar la clara de huevo, observa, discute con tus compañeros y saquen conclusiones, con la ayuda de tu profesora o profesor.

Algunas de las conclusiones pueden ser las siguientes:

Las proteínas son los componentes estructurales principales de todos los tejidos vivos.

Las proteínas tienen propiedades que se alteran si se cambia el medio donde se encuentran. Entre los factores que las alteran están: temperatura, pH y la presencia elevada de sal.

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos se encuentran en todas las células vivas y están combinados en casi todos los casos con ciertas proteínas. Químicamente, son enormes compuestos en forma de cadenas, con un peso molecular de millones; en estas cadenas se repite (a intervalos regulares) la misma estructura, aunque no idéntica, representando los enlaces o unidades de la cadena.

Cada uno de los cientos de unidades que forman un ácido nucleico se llama nucleótido y está constituido

por un grupo fosfato y una pentosa (azúcar simple con 5 carbonos), a la cual se une una estructura orgánica cíclica llamada base (adenina, guanina, citosina, timina o uracilo).

Azúcar que contiene Desoxirribosa RibosaBases nitrogenadas que lo

formanAdenina, guanina, citosina y

timinaAdenina, guanina, citosina y

uraciloEstructura de la cadena Cadena doble Cadena sencilla

Función Transmisión de caracteres hereditarios

Participa en la síntesis de proteínas y como mensajero de las órdenes dictadas por

el ADN

Características ADN ARN

ARN ADNARN ADN

Los ácidos nucleicos son las moléculas que tienen la información genética de los organismos y son responsables de su transmisión hereditaria.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN).

OO

OO P O CH

H HH

OH OH

HGrupofosfáto

Azúcar

H CN

NCC

N

CNC H

BaseNitrogenada


UNIDAD 2

Las vitaminas son sustancias orgánicas imprescindibles en el metabolismo de los seres vivos. Sin ellas el organismo no es capaz de aprovechar los elementos suministrados por la alimentación.

Las vitaminas realizan varias funciones muy importantes en el metabolismo del ser humano: ayudan al crecimiento y a la visión, actúan sobre la coagulación de la sangre, absorben y fijan el calcio,

Se disuelven en agua, por lo que pueden quedarse en el agua de lavado o de cocción. Por eso es recomendable aprovechar el agua de

cocción para preparar sopas.

No se almacenan en el organismo. Su exceso se excreta por la orina.

Son hidrosolubles las vitaminas del complejo B y la vitamina C.

Se encuentran en las carnes, yema de huevo, cereales, lácteos, pollo, brócoli, vegetales verdes, frutas cítricas y papas.

No son solubles en agua, se almacenan en el organismo y su ingestión en exceso puede provocar

intoxicación.

Son lípidos.

Pertenecen a este grupo las vitaminas A, D, E y K.

Las contienen las vísceras de animales, las zanahorias, quesos, huevos, sardinas, atún, leche, yogur, coco,

margarina, hojas de vegetales verdes.

Vitaminas hidrosolubles Vitaminas liposolubles

refuerzan defensas, evitan el envejecimiento, facilitan la circulación sanguínea y actúan sobre la actividad de algunas hormonas entre otras. En 1912, el bioquímico Casimiro Funk propuso llamarlas vitaminas, la palabra proviene del latín vita (vida) y de amina (amina necesaria para la vida). Las vitaminas pueden ser liposolubles o hidrosolubles.

Encontremos vitamina CMateriales a utilizar:

Tabletas de vitamina C Solución de yodo Limón Bebida de frutas Solución de almidón

Procedimiento:1. Tritura la pastilla de vitamina C2. Exprime un limón y obtén un poco de jugo3. Coloca en una plato pequeño un poco de polvo de vitamina C, agrega agua y disuelve4. En otros dos platos pequeños coloca por separado, jugo de limón y una bebida de frutas5. Añade 3 gotas de solución diluida de yodo a cada una de los tres platos pequeños. Agita6. Coloca en cada plato pequeño, 5 gotas de la suspensión de almidón, espera 2 minutos y

observa

Actividad 4

Vitaminas

UNIDAD 2


Resumen

Compuestos orgánicos

Lipídos Vitaminas

Liposolubles

Carbohidratos

ADN ARN

Ácidos nucleicos

Hidrosolubles

Monosacáridos Oligosacáridos

PolisacáridosDisacáridos

Proteínas

Constituyen a

Se disuelven en agua Se disuelvenen grasas

Con desoxiribosa Con ribosa

UNIDAD 2


Autocomprobación

El almidón pertenece al siguiente grupo de compuestos:?a) vitaminas.b) carbohidratos.c) lípidos.d) proteínas.

Una de las funciones de las vitaminas es:a) fortalece las defensas.b) retardar el crecimiento.c) curar enfermedades.d) liberar CO2 del organismo.

Una de las funciones más importantes de las proteínas es:a) son fuente de reserva de energía.b) proporcionan grasa al organismo.c) sustituyen a los alimentos.d) sirven de defensa al organismo por

medio de los anticuerpos.

Son sustancias que sirve como reserva de energía en el organismos:a) las vitaminas.b) los carbohidratos.c) los lípidos.d) las proteínas.

1 3

42

Para pasteurizar la leche se somete a temperaturas entre los 72 y 75 ºC, durante 15 a 20 segundos, lo que elimina los microbios patógenos; pero pueden quedar

algunos, lo cual obliga a refrigerar la leche.

Para obtener leche ultrapasteurizada (U.H.T.) se calienta hasta temperaturas entre 135 ºC y 140 ºC durante

algunos segundos y luego se enfría rápidamente en un sistema pasteurizado. Después se coloca en un envase aséptico. Esta leche puede permanecer hasta 180 días en envase cerrado, a diferencia de la pasteurizada que

solo dura 5 a 7 días en refrigeración.

¿PASTEURIZADA O ULTRAPASTEURIZADA?

Soluciones1) b. 2) c. 3) a. 4) d.


Motivación

Lección 5Segunda Unidad

¿DE DóNDE vENIMos?

¿Qué es la vida? ¿Cómo han surgido los seres vivos que nos rodean? Esas son las preguntas que se han hecho los seres humanos desde hace siglos. Pero no se han conformado con preguntar, también han tratado de encontrar la respuesta. Cuando no podían descifrar la realidad, crearon leyendas, explicaciones ilógicas en determinado momento, que se han sustituido ante el avance de la ciencia. De eso trata esta lección, de conocer la respuesta que tú tienes para esas preguntas y de que conozcas las hipótesis, investigaciones y experimentos que los científicos y las científicas han hecho con tal de llegar a la verdadera explicación del origen de la vida en nuestro planeta.

Representarás y explicarás con responsabilidad las principales hipótesis sobre el origen de la vida.

Experimentarás y explicarás con claridad y curiosidad ideas y hechos que refutan las hipótesis de la generación espontánea.

Identificarás y explicarás con seguridad e interés las condiciones físico-químicas que permitieron la vida en la Tierra, según la teoría de Oparin y Haldane.

Identificarás, compararás y explicarás con seguridad e interés las opiniones controvertidas de las distintas hipótesis relativas al origen de la vida, y las más aceptadas por la comunidad científica mundial.

Hipótesis sobre el origen de la vida

Cada una de las religiones del mundo ha tratado de explicar la creación de la Tierra y del ser humano con interpretaciones interesantes.

La historia de la creación, según se narra en la Biblia, es un ejemplo. Muchos interpretan sus conceptos sencillos y generales como símbolos del espíritu y majestad de Dios.

Hace 500 años casi todos los cristianos aceptaban literalmente lo que decía la Biblia.

Algunos hasta se atrevieron a calcular la edad de la Tierra y el día y la hora exacta de la creación.


UNIDAD 2


¿Quién podía discutir con estos hombres? Nadie, todavía no había nada parecido a la ciencia moderna, la Iglesia tenía el control del pensamiento filosófico y decidía qué era verdad y qué no lo era. Muchos filosófos y científicos fueron acusados de herejía y se les cuestionaba por atraverse a investigar y formular sus respuestas.

Creacionistas y evolucionistas

La teoría creacionista propone y afirma que la vida surgió en el planeta por la voluntad de un ser divino, el cual creó las plantas, los animales y al ser humano.

En torno a esta creencia, hay diferentes mitos y leyendas, según las diferentes culturas y religiones. Por ejemplo:

El Popol Vuh

Este libro maya explica la creación del universo, de la luz, de la tierra, de los mares y cielos y, a partir de distintos materiales, se formaron los seres vivos y luego el ser humano.

Aztecas

Creían que Quetzalcóatl tuvo que bajar a las tinieblas creían que el mundo fue creado y destruido cuatro veces por los dioses. Ahora estamos en la quinta creación, que también será destruida, para que pueda surgir el hombre nuevo.

Los judíos y cristianos europeos tienen a la Biblia, en donde se narra, en el Génesis, todo el origen de la vida.

Cultura china

La religión tradicional China es politeísta, incluye la veneración de los ancestros, el culto a dioses naturales y a los astros.

Cultura Musulmana

El islamismo es la religión oficial de los musulmanes y

establece que el hombre es la creación suprema de Ala, su Dios y su profeta es Mahoma.

La teoría creacionista, basada en gran medida, en la narración bíblica del Génesis, afirma que en la Tierra cada especie fue creada por separado durante un breve lapso de actividad divina y que cada especie mantiene su peculiaridad única y bien definida.

Como no pueden someterse a una verificación experimental, los fundamentos del creacionismo están excluidos del campo de la ciencia.

La otra teoría, la evolucionista, sostiene que las formas más complejas de vida provienen de formas menos complejas, a través de un proceso muy largo.

En 1859, con la teoría sobre el origen de las especies de Charles Darwin, quedaron sentadas las bases de la evolución biológica. Los evolucionistas afirman que los seres vivos son producto de un proceso de descendencia en el que se introducen sucesivas modificaciones, con origen un antepasado común. Por tanto, todos tenemos un antecesor común y a partir de él evolucionamos gradualmente.

El mecanismo por el que se realizan estos cambios evolutivos es la selección natural.

La teoría de la evolución ha planteado que la vida humana proviene de la vida animal, pero el “eslabón perdido”, esa combinación de animal y ser humano no se ha encontrado todavía.

UNIDAD 2


La generación espontánea

Aristóteles, el filósofo griego, fue el fundador de esta teoría. Él decía que los gusanos y los renacuajos se originaban en el barro calentado por el sol, mientras que las moscas nacían en la carne descompuesta de los animales. Aristóteles pensaba que los gusanos, los insectos y los peces podían crearse a partir de sustancias como el rocío, el sudor y la humedad; además de las combinaciones de los cuatro elementos fundamentales: aire, agua, fuego y tierra. Según él, este proceso era el resultado de la interacción de la materia no viva con fuerzas capaces de dar vida a lo que no la tenía.

Conviértete en RediMateriales a utilizar: Tres trozos pequeños de carne Tres recipientes de vidrio iguales y muy limpios Tapadera para uno de los recipientes Gasa, cantidad suficiente para tapar la boca de un frasco.Procedimiento1. Coloca un trozo de carne en cada uno de los tres

recipientes2. Cierra uno de ellos herméticamente3. Cubre con una gasa el segundo frasco4. Deja descubierto el tercer recipiente5. Deja los frascos en un lugar tranquilo y observa durante

varios días.a) ¿Cuáles son tus observaciones?

Observarás, al igual que lo hizo Redi hace más de 300 años, que la carne contenida en los recipientes cubiertos, entra en estado de putrefacción, pero no tiene larvas (gusanos), al contrario de lo que sucede con la carne en el recipiente descubierto, del que las moscas entraban y salían continuamente y donde dejaron sus huevos. Este experimento habría podido demostrar que la vida solo puede originarse de otra forma de vida ya existente, pero no fue así; la teoría de la generación espontánea

Actividad 1

La idea de la generación espontánea fue considerada como verdad durante muchos siglos (casi dos mil años). En 1667 un médico holandés, Johann van Helmont dio una receta para generar ratones a partir de ropa sucia y trigo.

Algunos científicos no estaban conformes con esas explicaciones y comenzaron a poner en duda lo que todo el mundo creía. A mediados del siglo XVII, el biólogo italiano Francesco Redi (1626-1697) hizo los primeros experimentos para demostrar la falsedad de la generación espontánea.

sobrevivió dos siglos más.

Un científico inglés, John Needham (1713-1781), realizó muchas veces un experimento en el que preparaba unos caldos de res que colocaba en envases con tapones de corcho. Al hervir los caldos, explicaba, mataba todos los microorganismos presentes. Luego los dejaba durante varios días y al observar al microscopio, encontraba organismos vivos.

UNIDAD 2


Punto de apoyo

Needham reflexionó que el calor aplicado al caldo era suficiente para matar toda forma viviente y que, entonces, la presencia de microorganismos en el caldo, luego de varios días de reposo era originada por la fuerza vital, lo que hacía cierta la teoría de la generación espontánea, según él.

Lázaro Spallanzani (1729-1799), un sacerdote y científico italiano, repitió los experimentos de Needham.

Hirvió la mezcla y al llenar los frascos, usó corchos para tapar la mitad de los envases, y selló herméticamente los restantes. Transcurridos ocho días, examinó en el microscopio muestras del contenido de todos los envases y observó que los seres vivos aparecieron solo en los frascos tapados con corcho.

Así demostró Spallanzani que no hay generación espontánea.

Abiogénesis es otro nombre para la generación espontánea.

Responde las siguientes preguntas a cerca de la generación espontánea.1. ¿Según los investigadores de la generación espontánea,

cuál es el elemento esencial para que ésta exista?2. ¿Quién fue el fundador de la teoría de la generación

espontánea ?3. ¿Qué materiales fueron utilizados por Pasteur en el

laboratorio para rechazar la generación espontánea?

Luis Pasteur (1822-1895), un gran científico francés, se propuso encontrar la verdad o la respuesta a la pregunta anterior.

Colocó una solución nutritiva en varios recipientes de vidrio. Luego alargó, con calor, el cuello de algunos; le

dio forma de S a los cuellos de estos envases; el resto lo conservó recto.

Después procedió a hervir el contenido de todos los frascos.

Los recipientes con cuellos rectos fueron expuestos al aire y luego sellados.

Los que tenían el cuello en forma de S quedaron abiertos.

Después de algún tiempo, Pasteur solo encontró microorganismos en los frascos con cuello recto.

¿Qué significa ese resultado?

Que el polvo y el aire contienen microbios.

El cuello en forma de S de los envases permitió que entrara el aire, pero las partículas de polvo se quedaron en la parte baja de los cuellos y no avanzaron hasta el caldo, por lo que no hubo reproducción; es lo contrario de lo que pasó en los frascos con el cuello recto, ya que el aire con microorganismos tenía libre acceso al caldo.

Así descubrió Pasteur el principio de la esterilización y, además, quedó demostrado que la reproducción de microorganismos es el resultado de la presencia de microbios en las partículas de polvo suspendidas en el aire y que la vida solo puede originarse de otra vida ya existente, lo que echó por tierra la teoría de la generación espontánea.

Actividad 2

Caldo vertido en frasco

Frasco vertical. El caldo permanece sin microbios

Frasco inclinado

Caldo contaminado con microbios

Polvo y microbios retenidoscuello del frasco

curvado con calor

Hervido del caldo

UNIDAD 2


Punto de apoyo

La panspermia

Fue presentada por Svante Arrhenius, un distinguido químico sueco, en 1908. La panspermia explica que la vida llegó a la Tierra en forma de esporas y bacterias desde el espacio exterior, transportadas por un meteorito y polvo cósmico.

Los gérmenes que llegaron adheridos a un meteorito, según esta hipótesis, se llaman cosmozoarios, los cuales encontraron condiciones favorables en los mares terrestres y evolucionaron.

En la actualidad los seguidores de esta teoría no explican cómo surgió la vida inicialmente en el planeta o lugar del espacio del cual se habría desprendido la espora o bacterias. Por lo que queda, al igual que la generación espontánea y la creacionista, en la falsa ciencia o seudociencia.

El planeta Tierra recibe toneladas de polvo cósmico y meteoritos; la mayoría de ellos son destruidos al entrar en contacto con la atmósfera terrestre por las elevadas temperaturas que causa el roce con los componentes de la atmósfera.

La teoría de Oparin-Haldane

¿Cómo era la Tierra hace 5000 millones de años?

No se parecía nada a la actual.

Los científicos explican que nuestro planeta se formó cuando los materiales de polvo y gas cósmico alrededor del Sol se fusionaron y por enframiento se solidificaron para formar los planetas. La temperatura era muy elevada, la superficie terrestre recibía directamente los rayos solares, los meteoritos y la radiación de elementos como el uranio.

La atmósfera contenía vapor de agua, metano, amoníaco, y otros compuestos sometidos al calor de los volcanes y la radiación ultravioleta. No había oxígeno.

Al enfriarse la Tierra, poco a poco el agua se condensó y comenzaron las lluvias torrenciales que formaron los océanos.

Svante Arrhenius

UNIDAD 2


El bioquímico ruso Aleksandr I. Oparin (1894-1980) se basó en las condiciones físico-químicas que tuvo la Tierra en su estado primitivo para afirmar que existieron condiciones de temperatura, radiaciones solares y composición química que afectaron las sustancias que se encontraban en los mares primitivos; que dichas sustancias se combinaron para formar compuestos orgánicos de alto peso molecular y dieron origen a los primeros seres vivos

En su libro, El origen de la vida, publicado en 1924, Oparin explicaba que la atmósfera primitiva debió de contener mucho metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua, pero sin oxígeno libre.

La formación de las complejas moléculas orgánicas necesitó energía que proporcionaron los relámpagos, el sol, los volcanes y la energía proveniente de la desintegración de las sustancias radiactivas.

En 1928, John B. S. Haldane, biólogo inglés, propuso en forma independiente una explicación muy semejante a la de Oparin.

Experimento de Miller- Urey

El científico norteamericano Stanley Miller, bajo la guía de su profesor Harold Urey, preparó en 1953, un aparato que producía pequeñas cargas eléctricas en el interior de un sistema cerrado que contenía metano, amoníaco, vapor de agua e hidrógeno gaseoso. Este aparato recreaba las condiciones del ambiente terrestre primitivo.

Luego de una semana hubo resultados sorprendentes, ya que se obtuvieron moléculas orgánicas complejas, como algunos aminoácidos y bases nitrogenadas, que son fundamentales para los organismos vivos.

El experimento de Miller es ahora considerado un clásico de la ciencia y contribuyó en forma decisiva a transformar el estudio del origen de la vida en una disciplina científica, denominada hipotésis del “caldo primordial”

Hipótesis del gen

Los organismos más simples que se conocen son muy complejos para formarse espontáneamente. El primer organismo que se formó tuvo que ser mucho más simple.

La mayoría de los científicos cree que fueron las proteínas o el ADN.

Agua conteniendoaminoácidos

Agua hirviente

Condensador

Agua AmoníacoMetanoHidrógeno

Descargade chispasGases

UNIDAD 2


Resumen

ADN: ácido desoxirribonucleico; ácido nucleico que contiene la infor-mación genética de un ser vivo y que está presente en algunos virus, en las células procariotas y en el núcleo de las células eucariotas.ARN: es el ácido ribonucleico que participa en la síntesis de las proteínas y realiza la función de mensajero de la información genética.Espora: Es una unidad reproductiva, típica de la reproducción asexual que puede ser unicelular y que no necesita fecundarse para originar un nuevo individuo.Los musgos, los helechos y los hongos se reproducen por esporas.Nucleótido: compuesto orgánico formado por una base nitrogenada, un azúcar y ácido fosfórico. Desprendiendo de sí el azúcar, una ribosa o una desoxirribosa, el nucleótido resultante se llama ribonucleótido o desoxirribonucleótido.

El ser humano ha sentido la necesidad de explicar y comprobar el origen de la vida en el planeta Tierra. Para ello, a través de los siglos ha trabajado a fin de encontrar una verdad que lo satisfaga.Algunas de las propuestas surgidas son:

Creacionista: todas las formas vivas fueron creadas por una deidad en un acto de creación único. Evolucionista: es la teoría cinetífica que sostiene que todos los seres vivos actuales proceden

por evolución, y a través de cambios más o menos lentos a lo largo del tiempo, de antecesores comunes.

Teoría científica de Oparin- Haldane y el experimento de Miller-Urey abonan a favor de la teoría evolucionista.

Generación espontánea: los seres vivos se crearon de la materia inerte. Panspermia: la vida se originó fuera de nuestro planeta; algunas esporas y bacterias llegaron

hasta aquí y fueron el origen de la vida.

Polvo cósmico: el polvo cósmico está formado por partículas sólidas de hielo, piedras y cadenas de silicio.El polvo se distribuye en nubes que impiden ver las estrellas que están por detrás. El sistema solar todavía tiene una gran cantidad de polvo cósmico que quedó desde la época de la formación de los planetas, además del que se desprende de los cometas cuando se acercan al Sol.Es uno de los factores responsables de la larga cola que muestran los cometas.

Posteriormente, las moléculas de ARN aprendieron a controlar a las proteínas en su función y composición. Se produjo así un código genético primitivo.

Comenzó, de esta manera, entre los ácidos nucleicos y las proteínas una serie de interacciones y de controles. A estos conjuntos se les dio el nombre de hiperciclos, a partir de ellos y por agregación de otras sustancias surgirían después las células primitivas.

El ADN, la base de la hipótesis del gen desnudo, es el material hereditario, pero no se puede duplicar sin la ayuda de las proteínas.

Las proteínas pueden ser catalizadores en la célula, pero no pueden hacer copias de sí mismas.

Es muy difícil que los ácidos nucleicos puedan duplicarse sin la presencia de proteínas. Se supone que en la mezcla de sustancias iniciales en la Tierra habría pequeñas proteínas y grasas sintetizadas al azar y nucleótidos y que en este medio enriquecido se formaron algunas moléculas de ARN.

UNIDAD 2


Autocomprobación

¿Qué crees que pasaría si cortases el cuello de alguno de los envases que Pasteur utilizó en el experimento descrito en esta lección, y la solución quedase expuesta al aire?

a) saldrán ratones.b) no sucederá nada.c) la solución se descompondrá.d) el líquido se evaporará.

¿A cuál de las propuestas sobre el origen de la vida, estudiadas en esta lección, apoya el experimento de Miller-Urey?a) Creacionistab) Panspermiac) Oparin - Haldaned) Spallanzani

La idea fundamental que sostiene la teoría evolucionista es:a) la vida se creó a partir de la nada.b) los microbios dieron origen a los seres

humanos.c) la vida es producto de la creación de un

ser divino.d) las formas de vida más simples originan

con el tiempo otras más complejas.

Uno de los primeros científicos que trabajó para demostrar que no existe la generación espontánea es:a) Luis Pasteur.b) Aristóteles.c) Francisco Redi.d) John Needham.

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42

Nadie sabe con exactitud cómo surgió la vida. Los científicos solo proponen algunas teorías.

Aristóteles explicó que la vida surgía de manera espontánea. Su razonamiento estaba equivocado, pero sobrevivió siglos, hasta que Redi, Spallanzani, Pasteur y otros científicos lo echaron por tierra y dejaron sentado

que la vida solo proviene de la vida.

Oparin en Rusia y Haldane en Inglaterra tuvieron que pensar en otro camino para explicar el origen de la vida en el planeta. En su trabajo influyó la labor que había desarrollado Arrhenius y, a su vez, Oparin fue la base para que Miller y Urey probaran que lo orgánico puede

surgir de lo inorgánico.

PROPUESTAS DE LA CIENCIA

Soluciones1) c. 2) c. 3) c. 4) d.


Solucionario

Lección 1

Actividad 1

Electrólisis del agua

Luego de un rato en el agua, los tubos se van llenando del gas que se desprende de los cables. En el recipiente con agua, por efecto de la electricidad se produce el rompimiento de la molécula de agua (H2O) en hidrógeno (H) y oxígeno(O), ambos gaseosos

El bicarbonato de sodio sirve para potenciar el proceso de separación del hidrógeno y el oxígeno.

En el polo negativo se produce mayor cantidad de gas, pues allí está el hidrógeno.

En el otro tubo está el oxígeno. El tubo está menos lleno de gas porque parte del oxígeno queda disuelto en el agua.

El agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Por eso, si el experimento se hace correctamente, en el tubo de hidrógeno se habrá acumulado el doble de gas que en el del oxígeno.

En la electrólisis del agua se produce la siguiente reacción:

2 H2O 2H2(g)+ O2(g)

Como has comprobado, la corriente eléctrica es capaz de provocar transformaciones químicas.

Aunque la cantidad de hidrógeno y oxígeno liberados durante el experimento es muy poca, conviene tener en cuenta que el hidrógeno es inflamable y que el oxígeno alimenta la combustión, por lo que al contacto con una llama se puede producir un fogonazo.

Lección 1

Actividad 2

Menciona en cada caso si se trata de un catión o un anión: Ión cloruro: anión, con un electrón más que en su estado neutro. Ión sulfuro: anión, con dos cargas negativas más que en su estado neutro. Ión sulfato: anión, es un ión complejo porque está formado por varios átomos; tiene dos electrones más, lo que le da su carga negativa. Ión calcio: catión, con un déficit de dos electrones, por eso tiene carga positiva. Ión bicarbonato: anión, otro ión complejo porque está formado por hidrógeno, carbono y oxígeno; tiene una carga negativa en exceso, lo que lo hace un anión.

Lección 2

Actividad 2

a) NaHCO3 bicarbonato de sodio b) CH3COOH vinagre c) Acetato de sodio

Actividad 3

Puedes consultar en la página de internet propuesta.

Balancea las siguientes ecuaciones por el método del tanteo: a) Fe2O3 + CO Fe + CO2


Solucionario

Balancea el hierro Fe2O3 + CO 2 Fe + CO2

Iguala el oxígeno: Fe2O3 + 3CO 2 Fe + 3 CO2

b) (ecuación balanceada) Al2O3 + C Al + CO

Balancea el aluminio Al2O3 + C 2 Al + CO

Balancea el oxígeno Al2O3 + C 2 Al + 3CO

Balancea el carbono c) Al2O3 + 3C 2 Al +3CO (ecuación balanceada)

Cl2O7 + H2O HClO4

Balancea el oxígeno Cl2O7 + H2O 2HClO4

Automáticamente quedan balanceados el resto de átomos. d) Al + O2 Al2O3

Balancea el oxígeno Al + 3O2 2 Al2O3

Balancea el aluminio 4Al + 3O2 2 Al2O3 (ecuación balanceada)

Recuerda que una ecuación química está balanceada cuando tiene la misma cantidad de átomos en los reactivos y en los productos.

Lección 2

Actividad 2

Se forma el FeCl, cloruro de hierro y se libera hidrógeno gaseoso. La reacción es HCl + Fe FeCl + H

Actividad 3

El compuesto obtenido es óxido de magnesio y la ecuación que representa la reacción es:

2 Mg (s) + O2 (g) 2 Mg O (s)

Es una reacción de combinación o síntesis.Lección 4

Actividad 2

El papel 2 y 3 revelan la presencia de lípidos. Se secan

porque el agua y el aceite no se mezclan.

Actividad 4

¿Cuáles son tus conclusiones?Como pudiste observar, la vitamina C o ácido ascórbico reacciona químicamente con la solución de yodo y, cuando se agrega a los platos pequeños, el yodo ya no reacciona con el almidón, por lo que no observas el color violeta oscuro característico de la reacción entre el almidón y el yodo.Lección 5

Actividad 2

Se desarrollan larvas en el frasco destapado por que entran insectos a poner sus huevecillos. En el otro no se generan larvas por que esta cerrado y los insectos no entran. Se desvirtúa la teoría de la generación espontánea.

1. el aire 2. Aristóteles

3. caldo 4. frasco vertical y frasco inclinado

5. cuello del vaso curvado con calor


Proyecto

Propósito

Para que tu organismo funcione bien, necesita que le proporciones agua y los alimentos que requiere por medio de una dieta equilibrada.

¿Consumes los alimentos que tu cuerpo demanda? Es indudable que el factor económico influye en una buena alimentación, pero igualmente importante es el conocimiento de lo que beneficia a tu cuerpo. Este proyecto te ayuda va a averiguarlo.

Centro teórico

Los expertos en nutrición han elaborado muchas versiones de la pirámide alimenticia para ayudarnos a planificar una dieta saludable.

Por supuesto, la cantidad de alimento que necesitas cada día depende de tu edad, el tamaño de tu cuerpo, la actividad diaria que desarrollas, si eres mujer u hombre, etc. En El Salvador se encuentra la Guía de alimentación para la familia salvadoreña que te brinda información general que adaptarás como más te convenga.

¿Qué le aporta al organismo cada grupo de alimentos de la Guía?

Proteínas

Son necesarias para el desarrollo y reparación de las células y los tejidos. El pescado, el queso la leche contienen proteínas.

Carbohidratos Proporcionan energía a las células del cuerpo. Se presentan en forma de almidón y azúcar. El pan, los cereales, las frutas tienen carbohidratos.

Grasas y aceites

Se usan como alimento adicional para el cuerpo, luego que se han consumido los carbohidratos.

Vitaminas y minerales Regulan y mantienen las funciones del cuerpo. Por ejemplo, la vitamina A es necesaria para una visión saludable. Los minerales (frutas, vegetales, leche) son importantes en la formación de huesos y otros sistemas del cuerpo.

El agua es esencial para el mantenimiento de las células.

Desarrollo

1. Anota en un cuaderno lo que comes cada día durante la próxima semana.

2. Compara tu dieta con lo que recomienda la Guía para la alimentación de la familia salvadoreña. Pide ayuda a tu maestro o maestra.

3. Utiliza los dos días siguientes para analizar la dieta de cada día. ¿Qué clase de comida ingeriste? ¿Puedes mejorarla? ¿Son adecuadas las cantidades? ¿Qué eliminarías?

4. Estudia la Guía:

Grupo de granos, raíces y plátanos que proporcionan la energía que tu cuerpo necesita: Se encuentran en el mercado y se ingieren de muchas maneras.

Grupo de frutas, fuente de vitaminas y minerales. Lávalas bien antes de comerlas.

Grupo de verduras y hojas verdes, cómelas a diario.

Grupo de carnes, aves y mariscos: proporcionan proteínas que ayudan al crecimiento.

Grupo de huevos, leche y derivados.

Grupo de las grasas y azúcares. Son necesarios, pero en pequeñas cantidades. Dan energía.

Cierre

Mejorar tu dieta te traerá muchos beneficios, de salud y económicos, que puedes extender a todos los miembros de la familia, especialmente a las y los niños.

Eres lo que comes

Dulces, aceite, mantequilla y grasas (pequeña cantidad)

Calcio, vitamina D vitamina B-12

Carne, pollo, huevos, frutos secos (2 a 3 porciones)

Leche, yogurt y queso (2 a 3 porciones)

Verduras (3 a 5 porciones)

Pan y cereales

Fruta (2 a 4 porciones)

Arroz y pastas

Agua


Recursos

Aula Abierta Salvat. alimentación y nutrición. Salvat Editores, Barcelona, 1981.

Ayres, Gilbert. Química analítica cuantitativa. Editorial Harla, México, D. F., 1980.

Chang, Raymond. Química. McGraw Hill Interamericana Editores, 1999.

Nason, Alvin. Biología. Editorial Limusa, México, 1985.

Ministerio de Salud Pública y Asistencia Social: Guía para la alimentación de la familia salvadoreña. El Salvador, 2008

Astro Mía: Ion http://www.astromia.com/glosario/ion.htm

Enciclopedia libre Universal: Isótopo http://enciclopedia.us.es/index.php/Is%C3%B3topo 2008

FisicaNet: Química – Electroquímica: Los iones http://www.fisicanet.com.ar/quimica/electrolisis/ap04_iones.php 2008

Monografía.com: Las vitaminas http://www.monografias.com/trabajos11/lasvitam/lasvitam.shtml 2007

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