Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas Ficha de ... ·...

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Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas

En esta ficha trabajarás...La metodología científica.

Recuerda que...El método científico es un procedimiento muy utilizado en algunas ciencias, como la Física y laQuímica, denominadas por ello ciencias experimentales.

Este método científico consiste en:

Observar detenidamente el entorno, poniendo mucha atención para tratar de captar los fenómenosque suceden a nuestro alrededor, como puede ser el movimiento de un objeto, el vuelo de un insec-to, el encendido de una bombilla, etc.

Después de observar un fenómeno determinado, lo siguiente es elaborar una explicación; a estaexplicación la denominamos hipótesis.

Una vez que tenemos nuestra explicación, comprobamos si es correcta o no en el laboratorio realizan-do un experimento. Esto es lo que se conoce como experimentación, propia de las ciencias experi-mentales.

Por último, analizando toda la información que tenemos, elaboramos unas conclusiones y registra-mos todo el proceso en un informe final.

Resolvemos ejercicios...Mira con atención el procedimiento que se sigue y cómo se detallan las explicaciones para que luegopuedas resolver tú las actividades que se te proponen.

Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 8, 9y 10. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antes de con-tinuar con las actividades.

Observa y aprende

Ordena en el tiempo estas acciones, llevadas a cabo por un científico en el transcurso de susinvestigaciones. Para hacerlo, piensa en la fase del método científico a la que corresponden.

Consulta de las fuentes de información.Diseño de un experimento.Formulación de una explicación teórica.Toma de datos y resumen de las características observadas.Contrastación de resultados.Redacción de un informe final.Reformulación de la hipótesis.

Analizando con detalle el pocedimiento seguido en la metodología científica, y tomando unanota resumida de cada una de las operaciones que se llevan a cabo en el mismo, podemos llegara la conclusión de que el orden correcto será:

1. Toma de datos y resumen de las características observadas. 2. Consulta de las fuentes de infor-mación. 3. Formulación de una explicación teórica. 4. Diseño de un experimento. 5. Contrastaciónde resultados. 6. Reformulación de la hipótesis. 7. Redacción de un informe final.

Actividad 5 de la página 10 de tu libro de texto.

Ficha de refuerzo de competencias 1

Las magnitudes y su medida.El laboratorio1.



Observa y aprende

Es un hecho conocido que los objetos de hierro expuestos a la intemperie se oxidan con faci-lidad.a) Observa detenidamente diferentes objetos de hierro, oxidados o no, y toma nota de

los datos que consideres oportunos sobre este fenómeno.b) Elabora una hipótesis que justifique por qué los objetos de hierro se oxidan a la intem-

perie.c) ¿Qué experimento puedes diseñar para comprobar la validez de la hipótesis? ¿Qué

medidas debes realizar?d) A partir de las conclusiones obtenidas tras la investigación, ¿qué podemos hacer para

evitar la oxidación rápida de los objetos de hierro?

El estudio científico de un fenómeno cotidiano como el de la oxidación de un objeto no requie-re de grandes conocimientos. Basta con la observación y el análisis del entorno para elaborar unassencillas conclusiones al respecto. Observa con atención los pasos que se han de seguir:

a) Si observas detenidamente te darás cuenta de que los objetos de hierro sin pintar se oxidancon más facilidad que los pintados. También observarás que los que están más expuestos alaire y a la humedad están más oxidados.

b) Puedes justificar este hecho pensando que los objetos se oxidan por efecto del aire y de la lluvia.

c) Para comprobarlo, toma tres objetos de hierro sin oxidar y exponlos a diferentes circunstan-cias. Guarda uno en un bote cerrado, otro déjalo en la terraza pero resguardado de la lluvia yla humedad, y el tercero sumérgelo en un frasco con agua. Mide el tiempo transcurrido desdeque iniciaste el experimento hasta que se oxidan estos objetos.

d) Puedes concluir diciendo que los objetos se oxidan por efecto de alguna sustancia presente enel aire: el oxígeno. Por tanto, la mejor forma de proteger los objetos de hierro es impedir queentren en contacto con este elemento, por ejemplo, pintándolos o recubriéndolos de una capaprotectora.

Actividad final 5 de la página 24 de tu libro de texto.

Ahora te toca a ti...Completa este texto:

Los científicos __________________ con mucha atención el entorno y tratan de encontrar __________________ alos que dan una __________________ mediante la elaboración de una __________________. Para comprobar siesta hipótesis es correcta o no, tienen que realizar una __________________ en el laboratorio y elaborar un__________________ final con sus conclusiones.

Tras observar un fenómeno hay que explicarlo, pero para ello es necesario buscar toda la información posiblesobre él. Indica todas las fuentes de información que se te ocurran, sean científicas o no.

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Imagina que eres un científico y has de elaborar una explicación sobre la caída libre de los objetos.

a) Si tienes una pelota de tenis y una bola de acero maciza, ¿cuál de las dos llegará antes al suelo si se dejancaer desde la misma altura? ¿Por qué?

b) ¿Cómo puedes comprobar si tu explicación es correcta?

c) Lee con atención el cuadro de la página 9 del libro de texto e indica si tus conclusiones iniciales son correc-tas o no.

Todos estamos acostumbrados a observar cómo se forman nubes en el cielo y su desplazamiento de un lugar aotro con facilidad.

a) Busca una explicación coherente sobre por qué se forman las nubes.

b) ¿Cómo puedes comprobar si es así realmente?

c) Elabora un informe con tus conclusiones.

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En esta ficha trabajarás...Los conceptos de magnitud y unidad.La diferencia entre magnitudes fundamentales y derivadas.Las magnitudes fundamentales del Sistema Internacional.

Recuerda que...Cuando los científicos experimentan realizan una gran cantidad de medidas sobre el fenómeno queestán estudiando. Pero no solo los científicos miden, nosotros mismos realizamos medidas y expresamosresultados continuamente.

En una medida debemos distinguir entre:

a) La magnitud, que es aquello que se está midiendo, como por ejemplo la altura de una perso-na, la temperatura ambiente, etc.

b) La cantidad, que es el resultado numérico de la medida realizada.c) La unidad, que es aquello con lo que comparamos y tomamos como referencia (el metro, el

kilogramo, etc.). Sin ella no podemos expresar correctamente el resultado obtenido.

Para utilizar un criterio común, la comunidad científica ha establecido el llamado Sistema Internacionalde Unidades (SI), en el que se han relacionado 7 magnitudes fundamentales, a partir de las cuales seexpresan el resto de las que existen, a las que denominan magnitudes derivadas.


Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 11 y12. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antes de con-tinuar con las actividades.

Observa y aprende

¿Cuáles de estas propiedades son magnitudes? Justifica tu respuesta.Color. Tamaño. Dificultad. Belleza. Tiempo. Calor. Fuerza. Volumen.

Para responder a esta pregunta debes tener presente el concepto de magnitud. Si consideras queuna magnitud es todo aquello que se puede medir y cuantificar, solo debes analizar cada uno delos términos que se te proponen y ver si es posible expresarlos mediante una cantidad. Entonces:

El tiempo podemos medirlo con un cronómetro y expresarlo con una cantidad (2 segundos, 1 hora, etc.).



El metro es la unidad,porque es la referencia que estamos usandopara comparar.

La altura es la magnitud,porque es la propiedad queestamos midiendo.

El valor obtenido de lamedida es la cantidad.

Altura 17,5 m





Observa y aprende

¿Qué ventajas tiene el disponer de un Sistema Internacional de Unidades frente al empleode las unidades tradicionales de cada zona o país?

Un convenio común de unidades como el SI es de gran utilidad para intercambiar informaciónentre personas, sean científicos o no, de diferentes países. Básicamente podemos decir que escomo disponer de un lenguaje común para todos con el que poder entendernos. Este conveniode unidades también se utiliza en los manuales de instrucciones de productos cuya venta se rea-liza en diferentes países, con la finalidad de que estas instrucciones sean entendibles por todos.


Ahora te toca a ti...Observa tu entorno e indica varios ejemplos de magnitudes diferentes a las indicadas en la tabla de la página 12de tu libro de texto.

Escribe, para cada una de las siguientes magnitudes, dos unidades que sean diferentes a las que establece elSistema Internacional de Unidades:

a) Longitud. b) Masa. c) Tiempo.

Explica la diferencia entre:

a) Información cualitativa y cuantitativa. b) Magnitud y medida.

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El volumen de un sólido, un líquido o un gas se puede medir y expresar diciendo, por ejemplo,55 centímetros cúbicos o 1,3 metros cúbicos.

El calor es una forma de energía, que se mide en calorias o en julios.

La fuerza se puede cuantificar mediante aparatos, denominados dinamómetros, que miden fuerzas.

Pero no se pueden medir el resto y por tanto no son magnitudes. Como mucho, podemos dar unavaloración diciendo que algo es muy difícil o de pequeño tamaño, pero no lo podemos expresar concantidades, ¿o tú dices que es 1 500 de difícil o 750 de tamaño?




En esta ficha trabajarás...Múltiplos y submúltiplos. Cambios de unidades.

Recuerda que...Cuando medimos sin utilizar la escala de medida apropiada obtenemos como resultado números queson muy grandes o muy pequeños. Piensa por ejemplo en la distancia entre Madrid y Barcelona, expre-sada en milímetros: Distancia (Madrid – Barcelona) 623 000 000 mm

Para resolver este problema, existe una escala de múltiplos y submúltiplos y un procedimiento para lle-var a cabo conversiones de unidades. Los múltiplos y submúltiplos son:

Para convertir unidades fundamentales seguimos un procedimiento. Observa este ejemplo:

La longitud de un bolígrafo es 0,12 metros. Nos gustaría realizar la conversión de unidadesnecesaria para expresar esta longitud en centímetros (cm).

1. Comenzaremos recordando la relación entre metros y centímetros (1 m 100 cm). Escribimos estarelación en forma de fracción de modo que la nueva unidad que queremos obtener en el resultado,es decir los centímetros, aparezca en el numerador:

100 cm1m

2. Multiplicamos nuestro resultado inicial por esta fracción:

Longitud del bolígrafo 0,12 m · 100 cm

12 cm1 m

Observa que la unidad que queremos cambiar, es decir el metro, aparece arriba y abajo del cociente; sies así, puedes simplificar tachándola.



Símbolo

T- tera- 1 000 000 000 000 (1012) 1 Tm = 1012 m 1 Ts = 1012 sG- giga- 1 000 000 000 (109) 1 Gm = 109 m 1 Gs = 109 sM- mega- 1 000 000 (106) 1 Mm = 106 m 1 Ms = 106 sk- kilo- 1 000 (103) 1 km = 103 m 1 ks = 103 sh- hecto- 100 (102) 1 hm = 102 m 1 hs = 102 sda- deca- 10 1 dam = 10 m 1 das = 10 s

Prefijo Equivalencia respecto a la unidad Ejemplo: longitud (m) Ejemplo: tiempo (s)

Prefijos y símbolos de múltiplos. Su equivalencia respecto a la unidad.

Símbolo

d- deci- 0,1 (101) 1 dm 101 m 1 dg 101 gc- centi- 0,01 (102) 1 cm 102 m 1 cg 102 gm- mili- 0,001 (103) 1 mm 103 m 1 mg 103 gµ- micro- 0,000001 (106) 1 µm 106 m 1 µg 106 gn- nano- 0,000000001 (109) 1 nm 109 m 1 ng 109 gp- pico- 0,000000000001 (1012) 1 pm 1012 m 1 pg = 1012 g

Prefijo Equivalencia respecto a la unidad Ejemplo: longitud (m) Ejemplo: masa (g)

Prefijos y símbolos de submúltiplos. Su equivalencia respecto a la unidad.

Realiza las siguientes conversiones de unidades fundamentales:a) Masa 0,025 kg; exprésala en gramos.b) Tiempo 2 500 s; exprésalo en megasegundos.c) Intensidad de corriente 0,0325 mA; exprésala en microamperios.d) Longitud 0,00062 Mm; exprésala en metros.e) Intensidad luminosa 2,56 ncd; exprésala en microcandelas.

Siguiendo los pasos descritos anteriormente, las conversiones se pueden resolver del siguientemodo; observa cómo escribimos las relaciones de equivalencia antes de realizar la conversión ycómo las ponemos en forma de fracción para realizar el cambio de la unidad:

a) Masa 0,025 kg → g; Equivalencia: 1 kg 1 000 g

Masa 0,025 kg · 1 000 g

= 25 g1 kg

b) Tiempo 2 500 s → Ms; Equivalencia: 1 Ms = 1 000 000 s

Tiempo 2 500 s · 1 Ms

0,0025 Ms 2,5 · 10–3 Ms1 000 000 s

c) Intensidad de corriente 0,0325 mA → µA; Equivalencia: 1 mA 1 000 µA

Intensidad de corriente 0,0325 mA · 1 000 µA

32,5 µA1 mA




Observa y aprendeActividad final 17 de la página 25 de tu libro de texto.

Observa y aprendeActividad final 20 de la página 25 de tu libro de texto.

Al igual que expresamos la equivalencia entre kilogramos y gramos de esta forma: 1 kg 1 000 g, escribe las siguientes equivalencias. ¿Qué magnitud medimos en cada caso?a) Entre km y m. b) Entre mA y µA. c) Entre kmol y Gmol.d) Entre ks y cs. e) Entre Mg y hg. f) Entre µcd y ncd.g) Entre ds y µs. h) Entre Tm y Gm.

Una equivalencia se escribe en forma de igualdad indicando la relación que hay entre ambas uni-dades. Para saber esta relación, debes consultar la tabla anterior de equivalencias de múltiplos ysubmúltiplos.

Es recomendable expresar la mayor de las dos unidades en función de la menor. Esto significaque, en el caso por ejemplo de kilómetros y metros, es más conveniente escribir la relación entre1 km y el número de metros a los que equivale, que en este caso es 1 000 m:

1 km 1 000 m

También se puede hacer al revés, escribiendo la relación entre 1m y los kilómetros a los que equi-vale, pero esto obliga a trabajar con números decimales.

1 m 0,001 km

De acuerdo con esto, las relaciones de equivalencia y las magnitudes que se miden son:

a) 1 km 1 000 m. Longitud. b) 1 mA 1 000 µA. Intensidad de corriente.

c) 1 Gmol 1 000 000 kmol. Cantidad de sustancia. d) 1 ks 100 000 cs. Tiempo.

e) 1 Mg 10 000 hg. Masa. f) 1 µcd 1 000 ncd. Intensidad luminosa.

g) 1 ds 100 000 µs. Tiempo. h) 1 Tm 1 000 Gm. Longitud.



d) Longitud 0,00062 Mm → m; Equivalencia: 1 Mm 1 000 000 m

Longitud 0,00062 Mm · 1 000 000 m

620 m1 Mm

e) Intensidad luminosa = 2,56 ncd → µcd; Equivalencia: 1 µcd = 1 000 ncd

Intensidad luminosa 2,56 ncd · 1 µcd

0,00256 µcd 2,56 · 10–3 µcd1 000 ncd

Ahora te toca a ti...Ordena de mayor a menor: 3 m; 3 µm; 3 Gm; 3 dam; 3 mm; 3 km.

Contesta a estas preguntas:

a) ¿Qué magnitud estás midiendo? ¿Cómo lo sabes?

b) Escribe el significado de estas unidades (Ejemplo → µm significa micrómetro).

Escribe la equivalencia e indica la magnitud que estás midiendo en cada caso:

a) m y cm. b) g y mg. c) ms y µs.

d) Mm y km. e) kg y hg. f) hs y s.

g) dm y mm. h) dag y dg. i) Ms y s.

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Realiza las siguientes conversiones de unidades:

a) Expresa: longitud 0,015 km en metros.

b) Expresa: masa 580 mg en gramos.

c) Expresa: tiempo 658 s en centisegundos.

Con una balanza has medido la masa de los siguientes objetos:

Objeto 1: masa de una goma de borrar 15,8 dg.

Objeto 2: masa de un bolígrafo 254 cg.

Objeto 3: masa de un anillo 120 mg.

Calcula la masa total que corresponde a todos los objetos juntos y expresa el resultado en gramos.

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En esta ficha trabajarás...Qué es el laboratorio y para qué sirve.El material de laboratorio.

Recuerda que...El laboratorio es el lugar de trabajo en ciencias, donde se realizan experiencias para estudiar y compren-der mejor los fenómenos que suceden a nuestro alrededor.

Cuando realizamos las experiencias, lo más habitual es tener que efectuar medidas, para lo cual encon-tramos en el laboratorio una gran variedad de aparatos. Cada aparato se utiliza para medir una magni-tud concreta, y a veces, para la misma magnitud disponemos de varios de aparatos diferentes.

Pero el laboratorio debe ser ante todo un lugar de trabajo seguro. Es muy importante conocer y res-petar las normas establecidas y saber diferenciar los productos que encierran algún peligro de aquellosque no revisten ninguna peligrosidad. Saber adoptar las debidas precauciones en el manejo de produc-tos químicos te será de utilidad a la hora de manipular ciertos productos comerciales que contienen sus-tancias químicas potencialmente peligrosas.




Observa y aprende

En un laboratorio siempre hay unas normas de funcionamiento que recomiendan compor-tarse con seriedad. ¿Por qué crees que es necesario que existan estas normas de comporta-miento?

En el laboratorio se trabaja con sustancias que, en caso de no manipularse con las debidas pre-cauciones y medidas de seguridad, pueden suponer algún riesgo. Además, el material utilizadosuele ser bastante frágil y su rotura puede suponer tanto su pérdida como el peligro de que lassustancias contenidas se derramen.

Debido a todo esto, es necesario adoptar unas mínimas medidas de seguridad y mentalizarse deque el trabajo en el laboratorio siempre ha de realizarse con seriedad y concentración.

Por tanto en el laboratorio:

Actúa siempre siguiendo los pasos indicados en el experimento.

Evita los fuegos y no toques sustancias o aparatos desconocidos.

Usa la protección adecuada.

Mantén limpio y ordenado el sitio de trabajo.

Sigue en todo momento las indicaciones de tu profesor o profesora.






Ahora te toca a ti...Observa con atención la figura de la página 20 de tu libro de texto en la que aparecen representados algunos delos aparatos más habitualmente utilizados en el laboratorio. Nombra y explica para qué sirven:

a) Dos aparatos de medida del volumen.

b) Dos contenedores de sustancias.

c) Dos aparatos usados como material auxiliar.

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Observa y aprende

En un laboratorio de Química:a) ¿Qué son los reactivos químicos?b) ¿Cuál es la función de la campana extractora de gases?c) ¿Por qué a veces hay que utilizar equipos de protección como gafas o guantes?d) ¿Se puede encender fuego?

Se platean cuestiones relativas a un laboratorio de Química que hacen referencia a ciertos proce-dimientos con los cuales, como es lógico, no estás familiarizado, por lo que para encontrar lasrepuestas debes llevar a cabo un proceso de investigación. De acuerdo con esto, puedes buscaren libros o en Internet términos como «reactivo químico» o «campana extractora», o procedi-mientos como «uso de equipos de protección» o «forma de encender fuego», por ejemplo.

Así, podrás llegar a encontrar respuestas a las cuestiones, de forma similar a las que se relacio-nan:

a) ¿Qué son los reactivos químicos?

Son las sustancias químicas que se utilizan para llevar a cabo las reacciones químicas.

b) ¿Cuál es la función de la campana extractora de gases?Aspirar los gases que se desprenden en ocasiones al llevar a cabo determinados procesosquímicos, evitando que sean inhalados por las personas que se encuentran en el laboratorio.

c) ¿Por qué a veces hay que utilizar equipos de protección como gafas o guantes?

Porque algunas sustancias pueden producir irritaciones o daños sobre la piel y las mucosas. Losguantes y las gafas evitarán que estas sustancias entren en contacto accidentalmente connuestra piel, en caso de salpicadura o derrame.

d) ¿Se puede encender fuego?

Sí, de hecho es habitual y para ello hay en el laboratorio mecheros Bunsen y de gas. Pero elfuego debe encenderse con mucha precaución, nunca cerca de sustancias inflamables, y pres-tando muchísima atención para evitar accidentes.




La balanza es un aparato de uso frecuente en el laboratorio, pero también en muchas actividades profesionales,por lo que existen distintos tipos de balanzas según la precisión con la que se obtienen las medidas. Indica, apro-ximadamente, qué cantidades es posible medir con las siguientes balanzas:

a) Báscula para camiones.

b) Báscula de baño.

c) Balanza de cocina.

d) Balanza de farmacia.

e) Balanza de laboratorio de investigación.

Indica qué aparato utilizas para medir:

a) Longitud. b) Masa. c) Tiempo.

d) Temperatura. e) Intensidad de corriente. f) Velocidad.

Observa e indica aparatos de medida que se pueden encontrar habitualmente en una casa. ¿Qué magnitud esposible medir con cada uno de ellos?

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Indica y explica en qué consiste cada fase del método científico.

Al colgar pesas de distintas masas de un muelle se observa que este se alarga más cuanto mayor sea la masa de lapesa que hemos colgado. A partir de esta observación, indica:

a) La hipótesis que puedes realizar.

b) El procedimiento que sigues para verificar la hipótesis.

c) Los datos que necesitas tomar para obtener una ley.

¿Qué es una magnitud? Pon tres ejemplos de magnitudes fundamentales y tres de magnitudes derivadas, indican-do en cada caso las unidades en que se miden.

¿Qué es el Sistema Internacional de Unidades? Explica quién lo propone y lo revisa, y la importancia que tienepara los científicos.

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Ficha de evaluación de competencias





Escribe dos unidades diferentes para medir estas tres magnitudes fundamentales: longitud, tiempo y masa. Indicala equivalencia entre ellas.

Efectúa los siguientes cambios de unidades señalando en cada caso la magnitud que estamos midiendo:

a) 5 mm → km. b) 305 µA → A.

c) 0,023 h → s. d) 1,3 · 10–4 kg → µg.

¿Para qué sirve el laboratorio? ¿Con qué fase del método científico podemos relacionarlo? Enumera tres opera-ciones que se lleven a cabo habitualmente en un laboratorio de Química.

Clasifica este material de laboratorio según su utilidad. Indica para qué se usan y, en el caso de los aparatos, lamagnitud que medimos con ellos:

a) Probeta.

b) Vaso de precipitados.

c) Espátula.

d) Balanza.

e) Bureta.

f) Erlenmeyer.

g) Frasco lavador.

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Realiza estas conversiones de unidades indicando en cada caso la magnitud que estás midiendo y expresando lascantidades mediante la notación científica. Busca la información necesaria en libros o en Internet:

a) 3,23 · 10–3 m/s → km/h. b) 5,4 años-luz → km.

c) 37 m/s2 → cm/h2. d) 16 angstrom → mm.

Para calcular el volumen de un recinto semiesférico, hemos medido su diámetro y ha resultado ser de 31,40 m.Halla el volumen y exprésalo con el número apropiado de cifras significativas, justificando el porqué de dichonúmero de cifras.

La energía cinética (debida al movimiento) de un cuerpo se calcula mediante la fórmula Ec 1

mv2, donde Ec es2

la energía cinética, m la masa del cuerpo y v su velocidad. Despeja de esta fórmula la masa y la velocidad, indican-do el procedimiento que sigues en cada caso.

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Ficha de ampliación de contenidos

En una experiencia de laboratorio, un alumno ha medido el tiempo que tarda en llegar al suelo una bolita desdedistintas alturas, obteniendo estos datos:

a) Indica los instrumentos que deben utilizarse para realizar la experiencia y describe el procedimiento que sesigue para obtener los datos.

b) Representa los datos para obtener una gráfica. ¿Qué conclusiones puedes extraer de ella?

Un pehachímetro es un aparato que sirve para medir el pH, magnitud que cuantifica el carácter ácido de una diso-lución. El de nuestro laboratorio ha proporcionado las siguientes lecturas de pH de una misma disolución: 3,45;3,56; 3,49; 3,38; 3,54; 3,52; 3,57. Expresa el resultado de la medida con su error absoluto y calcula el error relati-vo. Teniendo en cuenta que el pehachímetro es un instrumento de precisión, ¿qué podríamos deducir de los datosobtenidos y de los cálculos realizados?

E investiga sobre...

LOS RELOJES ATÓMICOSLa medida del tiempo ha sido una necesidad y, a la vez, una obsesión para el ser humano. Desdela primitiva utilización de los fenómenos naturales cíclicos (sucesión de días y noches, las estacio-nes, etc.) hasta los modernos relojes y cronómetros, la cuantificación del tiempo está estrecha-mente ligada a nuestras vidas.

Por otra parte, el tiempo es una magnitud física fundamental, que se mide continuamente en losexperimentos científicos. Y la medida ha de ser exacta y fiable.

Realiza un trabajo de investigación con los siguientes apartados:

a) ¿Qué es un reloj atómico?

b) ¿Cómo se define actualmente el segundo, la unidad fundamental de tiempo?

c) ¿Quién fue Albert Einstein? ¿Cómo se llama la teoría que propuso?

d) ¿En qué consiste la «paradoja de los gemelos» con la que Einstein ilustraba su conceptodel tiempo?

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h (m)t (s)

0,5 1 1,5 2,5 40,3 0,5 0,6 0,7 0,9



Ficha de refuerzo de competencias 1Los científicos observan con mucha atención el entorno y tratan de encontrar fenómenos a los que dan una explicaciónmediante la elaboración de una hipótesis. Para comprobar si esta hipótesis es correcta o no, tienen que realizar una expe-riencia en el laboratorio y elaborar un informe final con sus conclusiones.

Prensa, revistas, libros, enciclopedias, televisión, radio, Internet.

a) Intuitivamente se pensaría que la bola de acero, pero en realidad llegan los dos al mismo tiempo.

b) Se puede realizar una experiencia consistente en dejar caer objetos de diferente masa desde la misma altura.

c) Según la teoría, todos los objetos dejados caer desde la misma altura llegan al mismo tiempo al suelo, con independen-cia de su masa.

a) Las nubes se forman por acumulación de vapor de agua condensado sobre las partículas de polvo de la atmósfera. El ori-gen está en la evaporación del agua a nivel de la superficie terrestre.

b) Se puede colocar un plato con agua bajo el sol y sobre él un plástico o un trozo de vidrio. El agua se evaporará y con-densará sobre la superficie del plástico.

c) La elaboración del informe implicará explicar brevemente los pasos realizados y organizar la información en una serie deepígrafes, de un modo similar al siguiente:

• Título. La formación de las nubes.

• Introducción. Explicaremos brevemente en qué consiste una nube y los tipos de nubes que hay, por ejemplo.

• Objetivo. Indicaremos como objetivo que se pretende estudiar experimentalmente el proceso de formación de nubesen la naturaleza.

• Procedimiento experimental. Aquí explicaremos el montaje de nuestra experiencia, que consiste en situar un plato conagua bajo el sol y cubrirlo con un trozo de plástico para estudiar la evaporación del líquido de manera natural.

• Datos y cálculos. En esta experiencia no hay.

• Análisis de resultados. Realizaremos una comparación con los resultados obtenidos y los esperados inicialmente. Eneste caso, coinciden, pues esperábamos la evaporación del agua por la acción del sol.

• Conclusiones. Realizaremos un pequeño resumen de la experiencia indicando que la formación de nubes es un fenómeno natural causado por la evaporación del agua y posterior condensación en las capas altas de la atmós-fera.

Ficha de refuerzo de competencias 2Magnitud es aquello que se puede medir. Algunos otros ejemplos son la velocidad, el peso, la densidad, el volumen, la superfi-cie, etc.

a) Longitud: milla, yarda, pulgada.

b) Masa: quintal, tonelada, libra.

c) Tiempo: minuto, hora, día, mes, año.

a) Información cuantitativa implica un valor, como por ejemplo decir que la altura de una persona es 1,5 m, mientras quela información cualitativa no indica valor alguno, como decir que una persona es alta o baja.

b) Magnitud es toda propiedad medible, como la altura de la persona, y medida es el proceso para obtener el valor de lapropiedad, es decir, la altura que tiene la persona.

Ficha de refuerzo de competencias 33 Gm > 3 km > 3 dam > 3 m > 3 mm > 3 µm.

a) Se está midiendo longitud, porque se expresa el resultado en metros, unidad de esta magnitud, y mediante múltiplos ysubmúltiplos de esta unidad.

b) Gm significa gigametro; km significa kilómetro; dam significa decámetro; m significa metro; mm significa milímetro;µm significa micrómetro.

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Solucionario1.



a) Longitud: 1 m 100 cm.

b) Masa: 1 g 1 000 mg.

c) Tiempo: 1 ms 1 000 µs.

d) Longitud: 1 Mm 1 000 km.

e) Masa: 1 kg 10 hg.

f) Tiempo: 1 hs 100 s.

g) Longitud: 1 dm 100 000 µm.

h) Masa: 1 dag 100 dg.

i) Tiempo: 1 Ms 1 000 000 s.

a) 0,015 km 15 m.

b) 580 mg 0,58 g .

c) 658 s 65 800 cs.

Se expresará la masa de todos los objetos en gramos:

Objeto 1: masa 15,8 dg 1,58 g.

Objeto 2: masa 254 cg 2,54 g.

Objeto 3: masa 120 mg 0,12 g.

Masa total 4,24 g.

Ficha de refuerzo de competencias 4a) Pueden ser la probeta, para medir volúmenes de líquidos con poca precisión, o la pipeta, que sirve para medir pequeños

volúmenes de líquidos con alta precisión.

b) Son contenedores el vaso de precipitados, utilizado para contener y trasvasar sustancias tanto sólidas como líquidas, y elmatraz Erlenmeyer, usado para contener y agitar líquidos.

c) Son material auxiliar la espátula, para tomar pequeñas cantidades de sólidos, y la gradilla, que sirve para colocar los tubosde ensayo.

a) Báscula para camiones: toneladas, es decir, miles de kilogramos.

b) Báscula de baño: masa corporal de una persona, entre 10 y 150 kilogramos.

c) Balanza de cocina: de 0 a 2 000 gramos (algunas hasta 5 000 g).

d) Balanza de farmacia: de 0 a 100 gramos, con precisión de décimas o centésimas.

e) Balanza de laboratorio de investigación: se usa para cantidades inferiores al gramo, con precisión de hasta cienmilésimade gramo.

a) Cinta métrica.

b) Balanza.

c) Cronómetro.

d) Termómetro.

e) Amperímetro.

f) Velocímetro, o cinta métrica para longitud y cronómetro para tiempo si se calcula como cociente de ambos.

Podemos encontrar diversos aparatos de medida de los citados en casa:

Aparato Magnitud

Termómetro Temperatura corporal o ambiental

Balanza baño Masa de una persona

Balanza de cocina Masa de los alimentos

Reloj, cronómetro Tiempo

Cinta métrica Diversas longitudes

4

3

2

1

4

3

2



Ficha de evaluación de competenciasEl método científico comprende cuatro fases:

Observación: la observación cuidadosa del entorno dará lugar al descubrimiento.

Elaboración de hipótesis: se procurará una explicación para justificar el descubrimiento.

Experimentación: el diseño y la realización de experiencias permitirá comprobar la validez de la hipótesis.

Elaboración de conclusiones: se recogerán en un informe final las conclusiones del trabajo y se elevará la hipótesis al rangode ley científica.

a) Tras esta observación, la hipótesis será que la masa suspendida y el alargamiento guardan alguna relación, de modo queaumenta el alargamiento en función de la masa.

b) Se pueden colgar masas de distinto valor y medir el alargamiento experimentado.

c) Se puede completar una tabla de resultados masa-alargamiento, e incluso realizar una representación gráfica de los mis-mos.

Una magnitud es toda propiedad que se puede medir.

Fundamentales: longitud (m); masa (kg); tiempo (s). Derivadas: velocidad (m/s); densidad (kg/m3); superficie (m2).

El Sistema Internacional de Unidades (SI) es un convenio adoptado internacionalmente para uniformar el uso de las unida-des de medida, necesario para el intercambio de información entre todos los miembros de la comunidad científica. Comenzóa desarrollarse en 1889, en la I Conferencia Internacional sobre Pesas y Medidas.

Longitud: metro y pulgada. 1 pulgada 0,0254 m.

Tiempo: segundo y minuto. 1 minuto 60 segundos.

Masa: kilogramo y tonelada. 1 tonelada 1 000 kg.

a) Longitud. 5 mm 5 · 106 km.

b) Intensidad de corriente. 305 µA 3,05 · 104 A.

c) Tiempo. 0,023 h 82,8 s.

d) Masa. 1,3 · 104 kg 1,3 · 105 µg

Un laboratorio es un espacio específicamente diseñado para realizar experiencias en las que se desarrollan y estudian fenó-menos de la naturaleza, por lo que se relaciona con la fase de experimentación del método científico. Algunas operacioneshabituales son:

• Medida de la masa de una sustancia con una balanza.

• Medida del volumen de líquidos con pipetas, buretas o probetas.

• Separación de mezclas de sustancias con embudos de decantación, cristalizadores o aparatos de destilación.

Medida del volumen: probeta, bureta (medir volumen de líquidos y dispensar poco a poco en el caso de la bureta).

Medida de la masa: balanza (pesar sustancias con precisión).

Contenedores de sustancias: vaso de precipitados (contener líquidos o sólidos) y matraz Erlenmeyer (contener líquidos yagitar sin que se derrame).

Material auxiliar: espátula (tomar porciones de una sustancia sólida) y frasco lavador (dispensar agua).

Ficha de ampliación de contenidosa) 1,163 · 102 km/h (velocidad).

b) 5,1088 · 1013 km. Tomando velocidad de la luz 300 000 km/s (longitud).

c) 4,7952 · 1010 cm/h2 (aceleración).

d) 1,6 · 106 mm. 1 anstrong 1010 m (longitud).

Nos dan el diámetro con 4 cifras significativas. Para calcular el volumen, utilizaremos la fórmula V 2 π r3, correspondien-3

te al volumen matemático de una semiesfera. Las operaciones implicadas son multiplicaciones y divisiones; por lo tanto, elresultado debe darse también con cuatro cifras significativas. Realizando los cálculos, este resulta ser de 8 105 m3.

m 2 Ec ; v

2 Ec

v2 m3

2

1

8

7

6

5

4

3

2

1



a) Los instrumentos necesarios son un cronómetro para medir el tiempo y una cinta métrica para medir la altura. El proce-dimiento consistirá en medir la altura primero y lanzar después la bolita desde dicha altura, registrando el tiempo quetarda en llegar al suelo.

b) Se trata de una gráfica no lineal, que pone de manifiesto que al incrementarse la altura aumenta también el tiempo, aun-que no de forma proporcional.

El valor medio es de 3,50. La precisión de las medidas es de 0,01. La desviación media calculada es de 0,05; por lo tanto, la

medida debe expresarse como 3,50 0,05 unidades de pH. Según esto, el error relativo será del 0,05

100 1,4 %,3,50

que puede considerarse aceptable.

5

4

1,0

Altura (m)

Tiem

po (s

)

0,9

0,8

0,5

0,6

0,7

0,2

0,3

0,4

10,5 1,5 2,5 3,52 3 4 4,5



En esta ficha trabajarás...El concepto de materia.Las propiedades de la materia.

Recuerda que...La Química es la ciencia que se ocupa del estudio de la materia. Según su definición, materia es todoaquello que posee masa y volumen; por tanto, diremos que cualquier sustancia es materia siempre que:

Se pueda pesar en una balanza, es decir, tenga masa.

Ocupe un lugar en el espacio, es decir, tenga volumen.

A partir de esta definición, son muchas las sustancias que se pueden citar como ejemplos de siste-mas materiales: desde una mesa, hasta una piedra, el agua o el aire; pero se puede decir del mismomodo que no es materia la luz, el sonido o las ondas de radio o televisión, porque no tienen masa nivolumen.

Cuando observamos un sistema material podemos describirlo con muchas propiedades: el color, la dure-za, la textura, su peso, su volumen, etc. Estas propiedades las clasificamos en propiedades generales(no nos permiten identificar de qué sustancia se trata) y en propiedades características (sí permitenidentificar a la sustancia).



Observa y aprende

¿Qué afirmaciones te parecen verdaderas? Justifica tu respuesta.a) La materia es todo lo que nos rodea.b) La materia es todo lo que se puede tocar.c) Es materia aquello que puede verse.d) Materia es lo que puede cambiar.

Para resolver esta actividad, en la que se nos hace referencia continuamente a la materia, debestener claro qué se entiende por materia. Consulta la ficha o el libro y verás que:

Materia es todo aquello que posee masa y volumen.

De acuerdo con la definición:

a) La materia es todo lo que nos rodea.Falso, porque estamos rodeados de ondas sonoras, ondas electromagnéticas (luz, ondas deradio y televisión, ondas de telefonía móvil, etc.), entre otros ejemplos, que no son sustanciasmateriales.



Los estados de la materia.La teoría cinética2.



Observa y aprende

De las siguientes propiedades, indica las que son generales y las que son características delas sustancias puras. Justifica tu respuesta.a) Masa. b) Color.c) Volumen. d) Densidad.e) Textura.

Las propiedades generales son aquellas que no permiten identificar de qué sustancia se trataa partir de un valor. Por ejemplo, la masa es una propiedad general porque puede haber dos obje-tos diferentes de igual masa. Sin embargo, las propiedades características sí permiten identifi-car sustancias. El agua tiene un valor de densidad igual a 1 g/cm3 y no hay otra sustancia puraque tenga este mismo valor de densidad.

De acuerdo con esto:

a) Masa. Es una propiedad general común a todos los tipos de materia.

b) Color. Es una propiedad característica que puede identificar a una sustancia.

c) Volumen. Es una propiedad general de toda la materia.

d) Densidad. Es una propiedad característica utilizada para identificar sustancias puras.

e) Textura. Es una propiedad característica que distingue unas sustancias de otras.



Toda sustancia que posee __________________ y __________________ se dice que es __________________. Haymuchos tipos de materia, y en todos los casos las sustancias tienen propiedades __________________ y propie-dades __________________. Las propiedades generales no permiten __________________ de qué sustancia setrata, al contrario que ocurre con las propiedades __________________.

Indica si de trata de materia o no, explicando tu respuesta:

• Luz. • Agua. • Madera.

• Aire. • Vidrio. • Sonido.

• Rayos X. • Petróleo. • Gas butano.

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b) La materia es todo lo que se puede tocar.Falso, porque según nuestra percepción el aire y otros gases no se pueden tocar, y todos losgases son ejemplos de sustancias.

c) Es materia aquello que puede verse.Falso, porque como en el caso anterior, el aire es materia y no puede verse.

d) Materia es lo que puede cambiar.Falso, la materia está sometida a cambios, pero no bastan estos para definirla.



Explica cómo mides el volumen de un objeto irregular, como por ejemplo una piedra.

La siguiente afirmación es incorrecta: «El aire no es materia porque no se puede ver ni tocar; sin embargo, sí esmateria una roca, un sofá o una piedra».

a) ¿Qué parte del enunciado es incorrecto?

b) Corrige los errores y escribe un nuevo enunciado completamente correcto.

Elige un objeto de los que te rodean en este momento. Descríbelo por medio de propiedades generales y carac-terísticas, de modo que sea fácil imaginarlo sin necesidad de verlo.

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En esta ficha trabajarás...La densidad como una propiedad característica de la materia.

Recuerda que...La densidad muestra la relación que existe entre la masa y el volumen de una sustancia, por lo que siconocemos la masa de una sustancia (que solemos expresar en gramos) y el volumen de esa sustancia(que podemos medir en centímetros cúbicos) calculamos su densidad dividiendo ambas magnitudes:

Si como hemos dicho expresamos la masa en gramos y el volumen en centímetros cúbicos, la densidad,que también tiene sus unidades, deberá expresarse en g/cm3.

La densidad es una propiedad característica muy importante. Ten en cuenta lo siguiente:

Si sabemos que una sustancia es pura y conocemos su valor de densidad, podemos identificar fácilmentede qué sustancia se trata pues no hay dos sustancias que tengan exactamente el mismo valor de densidad.

La densidad del agua es 1 g/cm3. Si una sustancia es más densa que el agua se hundirá, y si es menosdensa, flotará. Así, según sus valores de densidad, podemos predecir qué ocurrirá al mezclar sustan-cias diferentes.


Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en la página 31.Puedes echarles un vistazo para obtener más información antes de continuarcon las actividades.

Observa y aprende

¿Depende la densidad del tamaño del objeto? Justifica tu respuesta.

La densidad se define como la masa por unidad de volumen y solo depende de la naturaleza delobjeto, no de su tamaño. Si tenemos dos objetos del mismo material, por ejemplo hierro, perode distinto tamaño y, en consecuencia de distinta masa, al dividir la masa de cada uno por suvolumen correspondiente obtendremos el mismo valor en ambos casos, 7,86 g/cm3, que es ladensidad del hierro.



Observa y aprende

Hemos medido la masa de un cuerpo en una balanza, obteniendo un valor de 350 gramos.También hemos hallado su volumen, resultando 200 cm3. Calcula la densidad del cuerpo einterpreta el resultado obtenido.




d Masa

m

Volumen V g cm3



Ahora te toca a ti...¿Qué es más denso, un palillo de madera de pino o el tronco del árbol del que se ha fabricado?

Calcula la densidad de un objeto cuya masa es de 500 gramos y su volumen de 100 centímetros cúbicos. No olvi-des interpretar el resultado que obtengas.

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Para calcular la densidad necesitamos datos de masa y de volumen. Como la masa viene dada engramos y el volumen en centímetros cúbicos, podemos calcular directamente la densidad, obte-niendo el resultado en estas unidades:

Densidad Masa

m

350 g

1,75 g/cm3Volumen V 200 cm3

Esta sustancia tiene una masa de 1,75 gramos por cada centímetro cúbico de su volumen.



Un objeto tiene una masa de 0,75 kilogramos y un volumen de 250 centímetros cúbicos. Expresa la masa del obje-to en gramos, calcula su densidad e interpreta el resultado obtenido.

Consulta la tabla de densidades que hay en la página 31 de tu libro de texto e indica de qué tipo de materia estáconstituida una sustancia cuya densidad es de 2,7 g/cm3, sabiendo que se trata de una sustancia pura.

Consulta la tabla de densidades de la página 31 de tu libro de texto y explica qué ocurrirá cuando mezclamos enuna probeta las siguientes sustancias:

a) Agua con aceite.

b) Un trozo de corcho sobre agua.

c) Un trozo de aluminio sobre agua.

d) Agua, aceite y corcho.

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En esta ficha trabajarás...Los estados de la materia.Los cambios de estado.

Recuerda que...La materia, es decir, cualquier sustancia que posee masa y volumen, puede presentarse en tres estadosde agregación diferentes: sólido, líquido y gas, cada uno con unas propiedades determinadas.

Sólidos. Tienen siempre la misma forma fija y definida, y no se pueden comprimir.

Líquidos. Su forma es la del recipiente que los contiene, pero no se pueden comprimir.

Gases. Su forma es la del recipiente, pero se pueden comprimir con facilidad.

Las sustancias cambian su estado de agregación al calentarlas o enfriarlas. Es lo que llamamos cambiosde estado y hay seis posibilidades. A cada cambio de estado se le da un nombre particular, que debesconocer:

Para que una sustancia cambie de estado es necesario suministrarle o retirarle calor, es decir, es necesa-rio variar su temperatura. Pero dependiendo de la sustancia, la fusion y la vaporizacion ocurren a unosvalores determinados de temperatura, que denominamos puntos de fusión y de ebullición.

En el caso del agua el punto de fusión es 0 ºC, y a esa temperatura se produce el cambio de estadoentre sólido y líquido.

El punto de ebullición del agua es 100 ºC, temperatura a la cual sucede el cambio de estado entrelíquido y gas.



Sólido Líquido Gas

Solidificación

Sublimación inversa

Sublimación

Condensación

Fusión Vaporización




Observa y aprende

¿Qué cambios de estado se producen en estas situaciones?a) Cubrimos una pizza con queso y la introducimos en el horno.b) Al amanecer, las plantas están cubiertas de rocío.c) Hierve un caldo de sopa.d) La naftalina que usamos para conservar nuestras prendas de ropa despide un fuerte olor. e) Metemos una tarrina de helado recién preparado en el congelador.

Piensa en primer lugar qué está ocurriendo. Cuando tengas claro el estado inicial y el estado finalde la sustancia, consulta el esquema de cambios de estado anterior y busca el nombre que lecorresponde a cada uno:

a) Fusión. El queso de la pizza pasa de sólido a líquido.

b) Condensación. El vapor de agua de la atmósfera pasa a estado líquido.

c) Vaporización. El agua del caldo pasa a estado gaseoso al calentarlo.

d) Sublimación. La naftalina pasa directamente del estado sólido al gaseoso.

e) Solidificación. El helado líquido se solidifica adquiriendo una forma definida.


Observa y aprende

Justifica estas afirmaciones, basándote en las propiedades de cada estado de agregación:a) Un montón de arena está en estado sólido.b) Si se rompe el vaso, se derrama el agua.c) Un ambientador perfuma toda la habitación.d) Podemos apretar un globo con las manos.

a) Un montón de arena tiene una forma invariable, siempre que no actúe sobre él una fuerza quecambie su forma, y no tiene tendencia a fluir como los líquidos y los gases.

b) El agua fluye con facilidad y toma la forma del recipiente. Si se rompe el recipiente, el aguafluye libremente hasta encontrar un obstáculo que la retenga.

c) El perfume, al ser un gas, tiende a ocupar todo el espacio del recipiente que lo contiene. Eneste caso, se expande con facilidad por toda la habitación.

d) El globo está lleno de aire, el cual, al ser un gas, se puede comprimir con facilidad.


Ahora te toca a ti...Indica cómo se llaman los siguientes cambios de estado:

a) De sólido a líquido ___________________________________________________________________________________________

b) De sólido a gas ________________________________________________________________________________________________

c) De gas a sólido ________________________________________________________________________________________________

d) De líquido a sólido ___________________________________________________________________________________________

¿Hay más cambios de estado posibles aparte de los anteriores? Indícalos.

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Empareja:

Sólido. Ocupa todo el espacio del recipiente.

Líquido. Tiene forma fija y definida.

Gas. Toma la forma del recipiente pero no se comprime.

¿En qué estado se encuentran estas sustancias a temperatura ambiente? Justifica tu respuesta.

a) El agua.

b) El hierro.

c) El aire.

d) El azúcar.

Explica qué se entiende por punto de fusión y por punto de ebullición. Incluye como ejemplo los valores que lecorresponden al agua.

El punto de fusión del hierro es 1 536 ºC y su punto de ebullición de 3 000 ºC. Explica por qué a temperaturaambiente el hierro está en estado sólido y para que pase a estado líquido hay que calentarlo por encima de los1 536 ºC.

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En esta ficha trabajarás...La teoría cinética. Las aplicaciones de la teoría cinética.

Recuerda que...Para explicar los estados de la materia, sus propiedades y los cambios de estado se utiliza la teoría ciné-tica, según la cual cualquier sustancia ya sea sólida, líquida o gas, está formada por partículas que tien-den a moverse más o menos dependiendo del estado de agregación en el que se encuentre la sustan-cia. Así, según la teoría cinética:

Un gas está formado por partículas que se mueven libremente y que chocan continuamente entre síy con las paredes del recipiente. Además, cuando se calienta el gas, las partículas se mueven más rápi-damente y aumenta la temperatura.

En un líquido las partículas también se mueven libremente, pero no pierden el contacto. Además,sucede como en el gas, que si se calienta, las partículas del líquido se mueven con mayor velocidady aumenta la temperatura.

En el caso de un sólido las partículas apenas pueden moverse, pero sí pueden vibrar. Cuando calen-tamos el sólido, sus partículas vibran con mayor intensidad, llegando incluso a dilatarse, además deaumentar su temperatura.

Al calentar o enfriar las sustancias hasta unas determinadas temperaturas ocurren los cambios de esta-do. La teoría cinética explica cómo sucede un cambio de estado basándose en que las partículas adquie-ren mayor o menor capacidad de movimiento.



Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 36,37, 38, 39 y 40. Puedes echarles un vistazo para obtener más informaciónantes de continuar con las actividades.

Observa y aprende

Explica, utilizando la teoría cinética, la diferencia entre:a) Un sólido y un líquido.b) Un líquido y un gas.¿Qué tienen en común los tres estados de agregación según esta teoría?

La teoría cinética explica perfectamente cómo son desde el punto de vista microscópico las sus-tancias sólidas, líquidas y gaseosas.

a) En un sólido las partículas apenas pueden moverse, vibrando alrededor de una posición fija.Las fuerzas de atracción son grandes. En el caso de un líquido, las partículas se mueven conlibertad, aunque sin perder el contacto, pues, aunque débiles, existen fuerzas de atracciónentre ellas.

b) El gas se diferencia del líquido en que entre sus partículas no hay fuerzas de atracción, ni tam-poco están en contacto, pues hay grandes distancias entre unas y otras.

La materia en los tres estados de agregación está formada por partículas que tienden a moverseen mayor o menor medida.





La teoría __________________ dice que los __________________ están formados por partículas que se__________________ continuamente y al azar, y que __________________ entre sí y con las paredes del recipiente.Además, cuando calentamos el gas, las __________________ se mueven más __________________, aumentando la presión y la __________________ en el interior del recipiente.

Haz, de acuerdo con la teoría cinética, un dibujo de un gas contenido en un recipiente y explícalo.

¿Qué ocurrirá cuando calentamos un recipiente que contiene un gas en su interior, aumentará o disminuirá la pre-sión? Trata de explicarlo utilizando la teoría cinética.

Haz un dibujo de una sustancia sólida y de una sustancia líquida según la teoría cinética y explica la diferenciaentre ambas.

¿Por qué cuando calentamos un líquido llega un momento en que pasa al estado gaseoso? Consulta el esquemade la página 39 de tu libro y explícalo, incluyendo un dibujo.

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Observa y aprende

Según la teoría cinética, ¿qué ocurrirá cuando se enfría un gas? ¿Y cuándo se calienta?

Según esta teoría, cuando se enfría un gas las partículas se mueven a menor velocidad y dismi-nuye la temperatura. Al calentarlo ocurre lo contrario: las partículas aumentan su velocidad y latemperatura se incrementa. Recuerda que la teoría cinética dice que un gas está formado porpartículas que se mueven continuamente y al azar.





Explica qué se entiende por materia e indica al menos tres ejemplos de sustancias que puedan considerarse materiales.

Indica si los siguientes enunciados son correctos o falsos, explicando tu respuesta:

a) El aire no es materia porque no se puede tocar.

b) El volumen es una propiedad específica de los cuerpos materiales.

c) La luz y el sonido no son materia.

d) El peso es una propiedad característica, porque hay objetos que pesan mucho.

Contesta brevemente a las siguientes cuestiones:

a) ¿Cuál es la fórmula que se usa para calcular la densidad?

b) ¿En qué unidades se puede expresar la densidad, además de en g/cm3?

c) ¿Qué significa para un objeto que su densidad es 1,6 g/cm3?

Un cuerpo tiene una masa de 275 g y su volumen es de 500 cm3. Calcula su densidad e indica qué ocurrirá si semete este objeto en un recipiente con agua, sabiendo que la densidad del agua es 1 g/cm3. Explica tu respuesta.

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Escribe en un párrafo las propiedades que caracterizan una sustancia sólida, una sustancia líquida y una sustanciagaseosa, indicando un ejemplo de cada tipo.

¿Qué nombres reciben los cambios de estado de sólido a gas y de gas a líquido? Explica la diferencia entre fusióny solidificación.

Describe, utilizando la teoría cinética, cómo se comportan las partículas de un gas y de un líquido.

¿Qué ocurre según la teoría cinética cuando se calienta o se enfría una sustancia en estado gaseoso? ¿Puede lle-gar a cambiar de estado si el enfriamiento continúa?

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Tenemos tres líquidos A, B y C de densidades dA 3 g/cm3, dB 2,7 g/cm3 y dC = 3,5 g/cm3. Si suponemos que almezclarlos el volumen final es la suma de los volúmenes añadidos, calcula:

a) La densidad de una mezcla de 1 L de A y 2 L de B.

b) El volumen de C que debemos añadir a la mezcla anterior para que la densidad sea de 3,1 g/cm3.

Para estudiar el punto de fusión de un sólido desconocido hemos calentado una muestra del mismo y hemos regis-trado los cambios de temperatura a intervalos de 2 minutos, obteniendo esta tabla de valores:

a) ¿Cuál es el punto de fusión del sólido estudiado?

b) ¿Cuánto ha tardado en fundirse el sólido a la vista de los datos anteriores?

Para estudiar el comportamiento de un gas hemos introducido una cierta cantidad en una botella provista de untermómetro y conectada con un manómetro. A continuación hemos calentado la botella y registrado los valoresde temperatura y presión, con el siguiente resultado:

a) Representa la presión frente a la temperatura, expresada en kelvin. ¿Qué tipo de dependencia se observa?

b) ¿Se corresponde este resultado con alguna ley conocida? ¿Cuánto valdrá la constante «k» en este caso con-creto?

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T (ºC)t (min)

10 24 38 45 45 520 2 4 6 8 10

T (ºC)p (Pa)

20 35 57 89 124 1905 000 5 255 5 650 6 175 6 785 7 900

Durante los cambios de estado coexisten dos estados diferentes de la materia (por ejemplo, sólido y líquido o líqui-do y gas). Utiliza libros o la red Internet para averiguar qué es el «punto triple del agua» y explica en qué consis-te y a qué valores de temperatura y presión se da.

¿Será siempre el punto de ebullición mayor que el punto de fusión para todas las sustancias? Razónalo utilizan-do la teoría cinética y la explicación que esta proporciona para los cambios de estado.


ENFRIAR EL AIREConseguir temperaturas muy bajas ha sido un reto para los científicos que estudiaban la mate-ria, superado ya en el siglo XIX. A su vez, esta tecnología ha encontrado aplicación en nuestra vidacotidiana, en frigoríficos y aparatos de aire acondicionado. Como vas a ver, los gases desempe-ñan un papel fundamental en el funcionamiento de estas máquinas.


a) ¿Qué le ocurre a la temperatura de un gas que se expande, es decir, que aumenta su volu-men?

b) ¿De qué partes consta esencialmente una máquina de aire acondicionado?

c) ¿Cuál es la función del compresor que poseen?

d) ¿Qué gas contienen estas máquinas en su interior? ¿Cuál es su misión?

e) Resume esquemáticamente el funcionamiento de una máquina de este tipo.

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Ficha de refuerzo de competencias 1Toda sustancia que posee masa y volumen se dice que es materia. Hay muchos tipos de materia, y en todos los casos lassustancias tienen propiedades generales y propiedades características. Las propiedades generales no permiten identificarde qué sustancia se trata, al contrario que ocurre con las propiedades características.

Es materia porque poseen masa y volumen: agua, madera, aire, vidrio, petróleo, gas butano.

No es materia, porque no tienen masa ni volumen: luz, sonido, rayos X.

El volumen de un objeto irregular se puede medir sumergiéndolo en una probeta que contenga agua hasta un cierto nivel.El incremento de nivel experimentado en el agua corresponde al volumen del objeto.

a) No es correcto que el aire no sea materia porque no se vea ni se toque; un objeto material es el que tiene masa y volu-men, como es el aire, entre otros.

b) Son materia el aire, una roca, un sofá o una piedra, porque tienen masa y volumen.

Se trata de describir detalladamente un objeto. Por ejemplo, si se selecciona una goma de borrar se puede decir que es unobjeto de pequeño tamaño, con forma geométrica similar a un prisma de base rectangular, de cierto color y con algo deelasticidad, que se deshace al frotarlo sobre una superficie como el papel, y de masa pequeña.

Ficha de refuerzo de competencias 2Ambos tienen la misma densidad, porque se trata del mismo material. La densidad no depende del tamaño del objeto, sinode su naturaleza.

d 5 g/cm3. Significa que cada centímetro cúbico del objeto tiene una masa de 5 gramos.

Masa del objeto 0,75 kg 750 g.

d 750 g

3 g/cm3. Significa que cada centímetro cúbico del objeto tiene una masa de 3 gramos.250 cm3

Se trata del aluminio.

a) El aceite flota sobre el agua porque es menos denso.

b) El corcho flota sobre el agua porque es menos denso.

c) El aluminio se hunde en el agua porque es más denso.

d) El corcho es el menos denso y flota sobre el aceite, que a su vez flota sobre el agua por ser menos denso que esta.

Ficha de refuerzo de competencias 3a) Fusión.

b) Sublimación.

c) Sublimación inversa.

d) Solidificación.

Otros:

De líquido a gas. Vaporización o evaporación.

De gas a líquido. Condensación.

Sólido. Tiene forma fija y definida.

Líquido. Toma la forma del recipiente y no se comprime.

Gas. Ocupa todo el espacio del recipiente.

a) El agua. Líquido porque toma la forma del recipiente pero no se comprime.

b) El hierro. Sólido porque tiene forma fija y definida.

c) El aire. Gas porque toma la forma del recipiente y se comprime con facilidad.

d) El azúcar. Sólido porque sus pequeñas partículas tienen forma fija (se ven a simple vista).

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Solucionario2.



El punto de fusión es la temperatura a la que ocurre el cambio de estado entre sólido y líquido, y el punto de ebullición latemperatura a la que se da el cambio entre líquido y gas. En el agua, el punto de fusión es 0 ºC y el punto de ebullición es100 ºC a la presión atmosférica normal.

A temperatura ambiente el hierro está en estado sólido porque se encuentra por debajo de su punto de fusión. Para quepase a estado líquido habrá que calentarlo como mínimo hasta 1 536 ºC, su punto de fusión.

Ficha de refuerzo de competencias 4La teoría cinética dice que los gases están formados por partículas que se mueven continuamente y al azar, y que chocanentre sí y con las paredes del recipiente. Además, cuando calentamos el gas, las partículas se mueven más rápidamente,aumentando la presión y la temperatura en el interior del recipiente.

El gas está formado por pequeñas partículas que se mueven continuamente y al azar, chocando entre sí y con las paredesdel recipiente. (Ver dibujo de página 36 del Libro del Alumno).

La presión viene dada por el choque de las partículas contra el recipiente. Al calentar, las partículas se moverán más rápida-mente y aumentará el número de choques, por lo que se incrementará la presión.

En un sólido las partículas apenas pueden moverse, pero pueden vibrar; en un líquido se mueven con libertad pero sin per-der el contacto; en un gas ya no hay contacto entre las partículas y se mueven libremente. (Ver dibujo de página 39 del Librodel Alumno).

Al calentar el líquido las partículas se mueven cada vez más rápidamente, sin perder el contacto en principio, hasta que final-mente vencen las fuerzas de atracción y comienzan a moverse libremente, pasando de este modo al estado gaseoso.

Ficha de evaluación de competenciasMateria es todo aquello que posea masa y volumen, como el agua, una piedra o un trozo de metal.

a) Falso. El aire tiene masa y volumen por lo que es materia.

b) Falso. Es una propiedad general porque no sirve para identificar a un cuerpo.

c) Verdadero. La luz y el sonido no tienen masa ni volumen.

d) Falso. El peso es una propiedad general porque no caracteriza a un cuerpo.

a) d mV

b) Se puede expresar en unidades del SI: kg/m3.

c) Significa que cada cm3 de este objeto tiene una masa de 1,6 g. Es decir, su masa es 1,6 g por cada cm3.

d 0,55 g/cm3.

En el agua flotará por ser menos denso que esta.

Sólidos. Tienen forma fija y definida, y no se pueden comprimir.

Líquidos. Su forma es la del recipiente que los contiene, pero no se pueden comprimir.

Gases. Su forma es la del recipiente, pero se pueden comprimir con facilidad.

Ejemplos: sólido (un lápiz); líquido (un zumo); gas (dióxido de carbono).

Cambio de estado de sólido a gas se llama sublimación y de gas a líquido se llama condensación.

Fusión es el cambio de estado de sólido a líquido, frente a solidificación que es el contrario, de líquido a sólido.

En ambos casos las partículas se mueven libremente; la diferencia es que en el líquido no llegan a perder el contacto, mien-tras que en el gas no hay contacto entre las partículas, salvo cuando chocan.

Al calentar o enfriar el gas, las partículas se mueven más o menos rápidamente.

Si se enfría lo suficiente, las partículas pueden llegar a restringir tanto su movimiento que el gas pasa de estado gaseoso alíquido.

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Ficha de ampliación de contenidosa) Calculamos la masa de los 3 L de mezcla y dividimos por su volumen para hallar la densidad:

Masa mezcla 3 g

1 000 cm3 2,7 g

2 000 cm3 8 400 gcm3 cm3

d 8 400 g

2,8 g/cm33 000 cm3

b) El volumen buscado (V, en cm3) se obtiene despejando de la siguiente igualdad:

8 400 3,5 V 3,1

3 000 V

El resultado es V 2 250 cm3 (2,25 L).

a) El punto de fusión es de 45 ºC, pues es la temperatura que se mantiene constante durante un cierto intervalo de tiempo.

b) Los datos son insuficientes para saber el tiempo exacto que el sólido ha tardado en fundirse; sí podemos afirmar que hasido de al menos 2 minutos, pues durante ese tiempo se mantuvo constante la temperatura.

a) Se trata de una dependencia lineal, pues la gráfica es una recta.

b) Los resultados obtenidos se ajustan a la ley de Gay-Lussac, porque relacionamos la presión con la temperatura a volumen cons-tante, y la dependencia es lineal. La pendiente de la recta nos da el valor de la constante, que en este caso es k 17,1 Pa/K.

Se trata del valor de temperatura a la cual coexisten simultáneamente el hielo, el agua líquida y el vapor de agua, en ausenciade aire. Se consigue en un recipiente cerrado a la temperatura de 0,01 ºC y la presión de 4,588 Torr (1 atm 760 Torr).

Según la teoría cinética, los cambios de estado son el resultado de comunicar energía a las partículas que forman el sistemamaterial. La temperatura es una medida de esa energía, que es mayor en las partículas de un gas que en las de un líquido; porlo tanto, el sistema debe alcanzar una temperatura superior para convertirse en gas y el punto de ebullición será siempre mayorque el de fusión.

5

4

3

2

1

Temperatura (K)

8 500

Pres

ión

(Pa)

6 500

7 000

7 500

8 000

5 000

5 500

6 000

4 500450400350300



En esta ficha trabajarás...La clasificación de la materia.Los tipos de mezclas: homogéneas y heterogéneas.

Recuerda que...Materia es todo aquello que posee masa y volumen. La materia se clasifica según sus constituyentesen sustancias puras y mezclas:

Las sustancias puras son aquellas cuyas partículas son idénticas; por esta razón, a partir de sustan-cias puras no se pueden obtener otras sustancias diferentes mediante procesos físicos. Dentro deestas podemos encontrar:

– Elementos. Todos los átomos de las partículas son iguales.– Compuestos. En sus partículas podemos encontrar varios tipos de átomos.

Las mezclas están formadas por varios tipos de sustancias diferentes, que se pueden separar median-te procedimientos físicos. Existen dos tipos de mezclas:

– Homogéneas. Sus componentes no se pueden distinguir a simple vista, como por ejemplo el aguasalada, en la que es imposible ver la sal que hay disuelta en el agua.

– Heterogéneas. Sus componentes se pueden distinguir con facilidad, como por ejemplo en unaensalada, en la que se distinguen fácilmente sus ingredientes.



Observa y aprende

Entramos en una cocina y encontramos esto:a) Agua mineral. b) Sal. c) Azúcar.d) Leche. e) Mantel. f) Zumo de naranja.g) Papel de aluminio. h) Vinagre. i) Detergente.j) Papel de cocina. k) Cobre. l) Acero inoxidable.

¿Puedes indicar si se trata de sustancias puras o mezclas? En el caso de las mezclas, especifi-ca sus componentes buscando información en una enciclopedia o en Internet.

Podemos comenzar recordando que:

Será una sustancia pura si está formada por un solo tipo de materia, es decir, por una sola sus-tancia.

Será una mezcla si está formada por varias sustancias diferentes.

Analizamos, pues, cada una de las sustancias del enunciado. Si está formada por varias sustan-cias será una mezcla; en caso contrario, diremos que es una sustancia pura. Si no sabes algúnapartado porque no conoces la composición de la sustancia, búscala en el libro de texto o inves-tiga en una enciclopedia, diccionario, o por cualquier otro medio.



Los sistemas materiales.Sustancias puras y mezclas3.



Con el criterio anterior, diremos:

Son sustancias puras: la sal, el azúcar, el papel de aluminio y el cobre.

Son mezclas:– Agua mineral: agua con sales minerales disueltas.– Leche: solución acuosa de azúcares, proteínas y grasas de origen animal.– Mantel: la tela es una mezcla de fibras y tintes.– Zumo de naranja: agua, vitamina C, azúcares, pulpa, etcétera.– Vinagre: agua, ácido acético y aromas.– Detergente: tensoactivos, agua, aromas, etcétera.– Papel de cocina: fibras de celulosa, lignina, tintes, etcétera.– Acero inoxidable: hierro con pequeñas cantidades de carbono y cromo.

Observa y aprende

Indica si estas afirmaciones son correctas o no, justificando tu respuesta en cada caso:a) Una mezcla presenta siempre un aspecto no uniforme.b) Las mezclas son muy comunes en la naturaleza.c) Es posible conseguir distintas mezclas a partir de los mismos componentes.

Veamos cada enunciado:

a) Una mezcla presenta siempre un aspecto no uniforme.

En principio, se refiere a todos los tipos de mezclas. Si su aspecto es no uniforme, los compo-nentes se podrían distinguir, y entonces correspondería a una mezcla heterogénea. Pero haymezclas en las que sus componentes no se pueden distinguir, las mezclas homogéneas, por loque es falso.

b) Las mezclas son muy comunes en la naturaleza.

Para responder basta con pensar en las sustancias que nos rodean. Llegaremos fácilmente a laconclusión de que la mayoría están formadas por varias sustancias mezcladas entre sí, y quees muy difícil encontrar sustancias en estado puro en la naturaleza. Por tanto, en este caso dire-mos que la afirmación es verdadera.

c) Es posible conseguir distintas mezclas a partir de los mismos componentes.

No te precipites al responder a esta cuestión. Cuando dice «distintas mezclas» se refiere a quees posible, con las mismas sustancias, obtener diferentes combinaciones según su proporción.Basta, por tanto, con pensar en alguna mezcla, como una salsa, para llegar a la conclusión deque la afirmación es verdadera, ya que podemos poner mayor o menor cantidad de cualquie-ra de los ingredientes.


Ahora te toca a ti...Clasifica las siguientes sustancias en puras o mezclas, explicando claramente el criterio utilizado para ello. En elcaso de las mezclas, indica cuáles son sus componentes y si se trata de una mezcla homogénea o heterogénea.

a) Zumo de piña y uva. b) Aire. c) Oxígeno. d) Agua del mar.

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Para las siguientes afirmaciones, indica si son verdaderas o falsas y justifica tu respuesta.

a) En una mezcla heterogénea no se pueden distinguir sus componentes a simple vista.

b) Las sustancias puras son aquellas que no dan lugar a otras diferentes por métodos físicos.

c) Cuando las partículas están formadas por átomos diferentes decimos que se trata de un compuesto.

Observa las sustancias que hay tu alrededor: en casa, en un supermercado, etc., y localiza dos ejemplos de:

a) Sustancia pura.

b) Mezcla homogénea.

c) Mezcla heterogénea

Copia el esquema de clasificación de la materia que hay en la página 53 de tu libro de texto. Complétalo inclu-yendo dos nuevos ejemplos para cada tipo de sustancia.

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3

2




En esta ficha trabajarás...La separación de los componentes de una mezcla.

Recuerda que...Los componentes de una mezcla se pueden separar mediante procesos físicos. Los llamamos así porquetras su aplicación seguimos teniendo las mismas sustancias que al principio, aunque separadas; es decir,no cambia la naturaleza de las sustancias.

Si la mezcla que quieres separar es homogénea, deberás usar alguno de estos métodos:

Cristalización. Se aplica cuando un componente es sólido y el otro es líquido.

Destilación. Se emplea cuando los dos componentes son líquidos con distintos puntos de ebulli-ción.

Pero si la mezcla es heterogénea, deberás utilizar alguno de estos otros métodos:

Filtración o centrifugación. Están indicadas si se trata de un sólido mezclado con un líquido.

Decantación. Sirve para separar dos líquidos inmiscibles de distinta densidad.

Tamizado. Se aplica cuando se trata de varias sustancias sólidas de distinto tamaño de grano.

Separación magnética. Utiliza un imán para separar partículas de hierro de la mezcla.



Observa y aprende

Indica en qué tipo de mezclas están indicados los siguientes procesos de separación:a) Decantación. b) Destilación. c) Cristalización. d) Filtración.

En primer lugar debes investigar si el proceso de separación que te plantean está indicado parauna mezcla homogénea o para una mezcla heterogénea; después, has de averiguar cuál es elestado de agregación en el que deben encontrarse los componentes de la mezcla para poder apli-carles el método en cuestión.

Así, por ejemplo, si recuerdas lo dicho sobre la decantación, comprobarás que este método deseparación es válido para separar mezclas heterogéneas y es recomendable para separar unamezcla de dos líquidos inmiscibles de distinta densidad. Por tanto:

a) Decantación. Para mezclas heterogéneas de dos líquidos inmiscibles de distinta densidad.

b) Destilación. Para una mezcla homogénea de dos líquidos con distintos puntos de ebullición.

c) Cristalización. Para una mezcla homogénea de un sólido y un líquido.

d) Filtración. Para una mezcla heterogénea de un sólido y un líquido.





Observa y aprende

Ahora diseña tú la separación de una mezcla de agua salada y aceite. Explica lo que ocurreen cada paso y lo que se va obteniendo, igual que en los ejemplos anteriores.

La resolución de este tipo de ejercicios se realiza siguiendo siempre los mismos pasos:

Imagina la mezcla para deducir si es homogénea o heterogénea. De este modo sabrás quémétodos, de todos los que dispones, puedes usar.

Observa en qué estado de agregación se encuentran sus componentes, si uno es sólido y otrolíquido, o los dos son líquidos, etc. Esto te indicará claramente el método que has de elegir.

En el caso de la mezcla de agua salada y aceite, tendremos que diseñar dos pasos: uno para sepa-rar el aceite del agua salada y otro para separar la sal del agua. Veamos detalladamente cómo seharía.

Inicialmente se observan dos fases líquidas inmiscibles, una formada por el agua salada y otra porel aceite. La mezcla es heterogénea y el aceite queda arriba al ser menos denso. Se separanmediante una decantación. El aceite queda separado en el embudo de decantación.

El agua salada es una mezcla homogénea de un sólido (sal) en un líquido (agua). Se pueden sepa-rar mediante una cristalización. Tras la misma, el agua se evapora y queda la sal formando peque-ños cristales.


Ahora te toca a ti...Relaciona cada tipo de mezcla con la técnica de separación más adecuada para lograr la separación de sus com-ponentes:

Mezcla homogénea de un sólido y un líquido. Filtración.Mezcla heterogénea de dos líquidos. Decantación.Mezcla homogénea de dos líquidos. Cristalización.Mezcla heterogénea de un sólido y un líquido. Destilación.

Investiga en tu libro de texto e indica en cada caso en qué técnica de separación se utilizan estos aparatos:

a) Embudo de vidrio equipado con papel de filtro.

b) Cristalizador.

c) Embudo de decantación.

d) Imán.

e) Destilador.

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1

Decantación

Cristalización

Aceite El agua se evapora

SalAgua salada



Señala el procedimiento más adecuado para separar los componentes de las siguientes mezclas. Incluye un dibu-jo y una explicación sobre el porqué de la elección de uno u otro método:

a) Agua y aceite.

b) Arena y aceite.

c) Agua y alcohol.

d) Limaduras de hierro y arena.

En un recipiente tenemos una mezcla de arena y agua salada. ¿Puedes diseñar un procedimiento para obtenerpor separado la arena y la sal? Dibuja y explica los pasos que se siguen.

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3




En esta ficha trabajarás...El concepto de disolución y sus componentes.Los tipos de disoluciones.La solubilidad.

Recuerda que...Una disolución es cualquier mezcla homogénea. Sus componentes reciben estos nombres:

Disolvente: es el componente mayoritario.

Solutos: son los componentes que se encuentran en menor cantidad. Puede haber uno o varios.

Las disoluciones pueden ser de muchos tipos, según el estado de agregación del disolvente y del solu-to (sólido-líquido, líquido-líquido, etc.). Pero si nos fijamos en la cantidad de soluto que hay disuelto,podemos clasificar las disoluciones en:

Diluidas, cuando hay muy poco soluto en la disolución.

Concentrada, cuando ya hay bastante soluto disuelto.

Saturada, en el caso de que se haya disuelto la máxima cantidad posible de soluto.

Sobresaturada, cuando hemos conseguido disolver una cantidad superior a la máxima.

Y es que en una disolución, la cantidad máxima de soluto que es posible disolver tiene un límite, y sellama solubilidad.

La solubilidad depende sobre todo de la temperatura: un sólido se disuelve en mayor cantidad a medidaque calentamos la disolución, pero un gas se disuelve en menor cantidad al aumentar la temperatura.


Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 58,59, 60 y 61. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antesde continuar con las actividades.


Observa y aprende

Observa los ejemplos de la página 58 de tu libro y contesta a las siguientes cuestiones:a) ¿Por qué sabemos que se trata de disoluciones?b) En el caso del acero, ¿cuál es el disolvente y cuál el soluto?c) ¿Las disoluciones de los ejemplos tienen siempre la misma composición o esta es varia-

ble? Justifica tu respuesta.

a) Si recuerdas la definición de disolución, comprobarás que esta se identifica con una mezclahomogénea. Por lo tanto, siempre que tengas una mezcla en la que no puedas diferenciar suscomponentes, puedes afirmar que se trata de una disolución. Analicemos los ejemplos uno poruno:




Acero. En el acero, como en el resto de las aleaciones, no se diferencian los distintos meta-les que hay en su composición.

Agua de la pecera. Tiene oxígeno disuelto, pero no lo podemos ver. No se distinguen suscomponentes.

Refrescos. Cuando las botellas están en reposo no distinguimos sus componentes (gas, azú-car, agua, etc.).

Por tanto, como en todos los casos se trata de mezclas homogéneas, todos ellos son ejemplosde disoluciones, con independencia del estado de agregación en el que se encuentran suscomponentes.

b) Basta consultar un diccionario para encontrar que el acero es una aleación de hierro y carbo-no en distintas proporciones. Como lógicamente el componente mayoritario es el hierro, estees el disolvente y el carbono es el soluto.

c) La composición es variable, porque la cantidad de soluto puede cambiar dando lugar a unadisolución diluida, concentrada, etc. Puedes pensar en el refresco para comprenderlo mejor; alprincipio tiene mucho gas, pero si lo dejas abierto en el frigorífico, al cabo de un tiempo tienemucho menos gas. Sigue siendo un refresco, pero su composición ha variado en lo que se refie-re a la proporción entre uno de los solutos y el disolvente.

Observa y aprende

Pon tres ejemplos de mezclas que puedas considerar disoluciones y otros tres ejemplos demezclas que no lo sean. Justifica tu respuesta en cada caso, explicando el criterio que hasusado para clasificarlas.

Siempre que te pidan ejemplos, puedes empezar buscando en el libro de texto, aunque debes in-vestigar también aquellas sustancias que se encuentran en tu entorno.

Lo primero que has de hacer es reconocer una disolución, lo cual no es difícil pues ya sabes quecualquier mezcla homogénea, es decir, aquella en la que no puedas distinguir sus componentes,es una disolución. De acuerdo con esto, podemos escribir:

Son disoluciones: agua salada, bebida azucarada y aire.

No son disoluciones: ensalada, granito y agua aceitosa.


Ahora te toca a ti...Para los siguientes ejemplos, analiza cuáles son sus componentes y explica por qué podemos afirmar que son diso-luciones:

a) Agua salada.

b) Aire.

c) Alcohol desinfectante.

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Observa a tu alrededor e indica dos ejemplos de disoluciones en las que:

a) El soluto sea un gas y el disolvente un líquido.

b) El soluto sea un sólido y el disolvente un líquido.

c) El soluto sea un líquido y el disolvente también.

Completa el siguiente texto con las palabras que faltan:

En una __________________ hay dos componentes, el __________________ y el __________________. El disolven-te es el que está en __________________ cantidad, mientras que el __________________ es el componente mino-ritario. Si la cantidad de soluto disuelta es muy pequeña, la disolución es __________________.

Las siguientes afirmaciones son falsas. Localiza el error y escribe el enunciado correctamente:

a) Un gas se disuelve mejor en un líquido a medida que calentamos la disolución.

b) La disolución concentrada es la que tiene la máxima cantidad de soluto disuelto.

c) Una disolución puede ser cualquier mezcla de dos o más sustancias.

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En esta ficha trabajarás...Las formas de expresar la concentración de una disolución.

Recuerda que...Una disolución puede tener composición variable, es decir, un mismo soluto y un mismo disolvente pue-den mezclarse en distintas proporciones.

La concentración expresa numéricamente la proporción en que se han mezclado el soluto y el disolven-te, y hay muchas formas de calcularla. Nosotros hemos estudiado tres:

Porcentaje en masa. Se utiliza cuando conocemos la masa de soluto y la masa de disolvente o dedisolución:

Porcentaje en masa Masa de soluto

100Masa de disolución

Porcentaje en volumen. Se utiliza cuando ambas sustancias son líquidas y nos dan sus volúmenes:

Porcentaje en volumen Volumen de soluto

100Volumen de disolución

Masa por unidad de volumen. Se utiliza para expresar la masa de soluto disuelto en un cierto volu-men de disolución:

Masa por unidad de volumen Masa de soluto

Volumen de disolución




Observa y aprende

Interpreta los siguientes resultados, obtenidos al calcular la concentración de varias disolu-ciones:a) Disolución de azúcar en agua al 17 %.b) Disolución de hidróxido de sodio (NaOH) en agua de concentración 30 g/L.c) Una bebida tiene una concentración de alcohol etílico del 36 % en volumen.d) En un jarabe, la concentración de principio activo es 0,3 mg/mL.

Tan importante es saber calcular la concentración de una disolución como interpretar el resulta-do obtenido. A veces, te dan las disoluciones ya preparadas y tienes que interpretar, a partir desu concentración, las cantidades relativas de soluto y disolvente que hay.

Si investigas en el libro de texto, encontrarás que:

El porcentaje en masa indica la cantidad en gramos de soluto que hay disuelto por cada 100gramos de disolución. El porcentaje en volumen es similar, pero en unidades de volumen.

La concentración en masa expresa la cantidad en gramos de soluto que hay disuelto por cadalitro de disolución.






De acuerdo con esto, podremos responder:

a) Hay disueltos 17 g de azúcar por cada 100 g de disolución.

b) Hay disueltos 30 g de hidróxido de sodio por cada litro de disolución.

c) Por cada 100 mL de bebida, hay disueltos 36 mL de etanol.

d) Hay disueltos 0,3 mg de principio activo por cada mL de jarabe.

Ahora te toca a ti...Interpreta el significado de la concentración de las siguientes disoluciones ya preparadas:

a) Disolución de azúcar en leche al 8 %.

b) Disolución de gas en un refresco al 0,1 %.

c) Disolución de un principio activo en un jarabe de concentración 0,2 mg/mL.

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Observa y aprende

Calcula la concentración como porcentaje en masa de las disoluciones obtenidas a partir dela mezcla de:a) 10 g de sal común y 910 g de agua.b) 5 g de azúcar y 395 g de agua.c) 6 mg de cloruro de litio y 2 000 mg de agua.

Ahora es el momento de practicar con las fórmulas. Antes de usarlas es muy importante que ano-tes claramente los datos que te dan en el enunciado. Y ten cuidado a la hora de sustituir, porquehas de indicar la masa de soluto y la masa de disolución, no la de disolvente. Recuerda que lamasa de la disolución es la suma de la del soluto y la del disolvente. Observa con atención:

a) 10 gramos de sal común y 910 gramos de agua.

Masa de soluto 10 gMasa de disolvente 910 g Masa de disolución 920 g

b) 5 gramos de azúcar y 395 gramos de agua.

Masa de soluto 5 gMasa de disolvente 395 g Masa de disolución 400 g

c) 6 miligramos de cloruro de litio y 2 000 miligramos de agua.

Masa de soluto 0,006 gMasa de disolvente 2 g Masa de disolución 2,006 g


% Masa Masa de soluto

10010 g

100 1,09 %Masa de disolución 920 g


100 5 g

100 1,25 %Masa de disolución 400 g


100 0,006 g

100 0,30 %Masa de disolución 2,006 g



Calcula la concentración como porcentaje en masa para las siguientes disoluciones:

a) 6 g de sal en 194 g de agua.

b) 150 g de azúcar en 850 g de agua.

Una disolución se ha preparado disolviendo 25 g de sal en agua hasta que el volumen final de la disolución fuede 1,5 litros. Calcula la concentración en masa por unidad de volumen para esta disolución e interpreta el resul-tado obtenido.

Calcula la concentración de estas disoluciones en la forma adecuada, según los datos del enunciado:

a) 2 mL de alcohol en 90 mL de agua.

b) 2 g de azúcar en 100 mL de agua.

c) 30 g de sal en 500 g de agua.

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Elabora una clasificación de la materia incluyendo algún ejemplo para cada grupo de sustancias.

Observa las figuras e indica en cada caso de qué tipo de sustancia se trata. ¿En qué criterio te has basado?

a) b) c)

Selecciona el método de separación más adecuado para cada una de las mezclas siguientes:

a) Un sólido y un líquido forman una mezcla homogénea.

b) Dos sólidos con partículas de distinto tamaño están mezclados de forma heterogénea.

c) Un sólido y un líquido forman una mezcla heterogénea.

d) Dos líquidos mezclados homogéneamente.

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1






Nos han traído al laboratorio un vaso que contiene arena, agua y aceite, formando una mezcla, y nos han pedi-do que los separemos. Elabora un procedimiento y describe con detalle los pasos que hay que seguir.

Explica cuál es el criterio para distinguir en una disolución el disolvente del soluto, y pon algún ejemplo. ¿Podríadecirse que una disolución es siempre una mezcla de un sólido y un líquido? ¿Por qué?

Estamos acostumbrados a utilizar los términos diluido, concentrado y saturado. En el contexto de las disoluciones,¿a qué se refiere cada uno de ellos?

Interpreta los siguientes resultados relativos a la concentración de una disolución previamente preparada:

a) Un jarabe tiene una concentración de su principio activo del 2 % en masa.

b) La concentración de contaminantes en agua es de 0,05 g/L.

Se ha preparado una disolución disolviendo 6 g de sal en 24 g de agua. ¿Cuál es la masa total de la disolución?Calcula la concentración en porcentaje en masa para esta disolución e interpreta el resultado.

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Para separar una mezcla de sulfato de cobre (II), cloruro de plata y tolueno, disponemos de la siguiente información:

• El sulfato de cobre (II) es soluble en agua pero insoluble en tolueno.

• El cloruro de plata es insoluble tanto en agua como en tolueno.

• El tolueno es un líquido incoloro, inflamable, utilizado como disolvente de pinturas e inmiscible con el agua.

Diseña y explica el procedimiento para separar la mezcla en sus tres componentes.

Hemos preparado a 25 ºC una disolución de cloruro de litio en agua disolviendo 450 g de esta sal en una canti-dad tal de agua que la masa total obtenida es de 900 g.

a) ¿Cómo es la disolución preparada de acuerdo con el criterio de la cantidad de soluto disuelta con respectoa la de disolución? Ten en cuenta que la solubilidad del cloruro de litio en agua a 25 ºC es de 84,7.

b) Si realizamos una filtración de la disolución anterior, ¿qué cantidad de cloruro de litio sin disolver podemosseparar? ¿Cómo es la disolución que obtenemos tras la filtración?

Una disolución de dicromato de potasio en agua tiene una concentración de 6,4 · 102 g/L. Si el volumen de ladisolución es de 500 mL, ¿qué cantidad de esta sal contiene la disolución?

Si se añaden 0,05 g de dicromato de potasio adicionales, ¿cuál es ahora la concentración de la disolución?

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En nuestro laboratorio hay dos disoluciones de sulfato de hierro (II) en agua. La primera, cuya masa es de 300 g,tiene una concentración del 1,2 %. De la segunda, cuya concentración es del 5,4 %, tenemos 400 g. Ambas se mez-clan en un recipiente adecuado.

a) ¿Podemos afirmar que la concentración de la nueva disolución es la suma de las concentraciones de las diso-luciones de partida? ¿Por qué?

b) Calcula la concentración de la nueva disolución en porcentaje en masa.

c) Si la densidad de esta disolución es de 1,03 g/cm3, ¿cuál es su concentración en g/L?

¿Qué cantidad de una disolución de cloruro potásico de concentración 12,6 g/L debemos tomar para preparar apartir de ella una disolución con un volumen de 250 mL y una concentración de 0,5 g/L?


LA DEPURACIÓN DEL AGUAEl agua que utilizamos para nuestro consumo debe reunir unas características en cuanto a lasconcentraciones de las sustancias que lleva disueltas. La eliminación de sustancias perjudicialesdel agua es un proceso necesario, tanto si esa agua va destinada al consumo humano como si vaa ser vertida al medio ambiente. Ese proceso se lleva a cabo en las estaciones depuradoras deaguas.


a) ¿Qué son las estaciones depuradoras?

b) ¿De qué etapas básicas consta la depuración de aguas residuales?

c) ¿Qué procesos de separación de mezclas se realizan en cada una de ellas?

d) ¿Qué concentración de sales disueltas suele tener el agua potable? ¿Cuáles son esas sales?

e) ¿Por qué es importante la depuración del agua?

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Son sustancias puras: oxígeno.

Son mezclas:

• Zumo de piña y uva. Mezcla homogénea de agua, azúcares, aroma de piña y de uva.

• Aire. Mezcla homogénea de oxígeno, nitrógeno y argón principalmente.

• Agua del mar. Mezcla homogénea de agua y sales disueltas (cloruro de sodio, etc.).

a) Falso, una mezcla heterogénea es aquella en la que se distinguen sus componentes.

b) Verdadero, en caso contrario tendríamos una mezcla.

c) Verdadero, es uno de los tipos de sustancias puras.

a) Sustancia pura: agua destilada para baterías de coche, oxígeno medicinal.

b) Mezcla homogénea: champú, refresco, acero, aire, salsa mayonesa.

c) Mezcla heterogénea: ensalada envasada, pizza, granito, tierra de macetas.

Una vez copiado el esquema, se pueden incluir como ejemplos:

• Elementos: hierro, nitrógeno.

• Compuestos: cloruro de sodio (NaCl), amoníaco (NH3).

• Mezcla homogénea: tinta bolígrafo, crema de manos.

• Mezcla heterogénea: detergente en polvo para lavadora, alimento para mascotas.


• Mezcla homogénea de un sólido y un líquido. Cristalización.

• Mezcla heterogénea de dos líquidos. Decantación.

• Mezcla homogénea de dos líquidos. Destilación.

• Mezcla heterogénea de un sólido y un líquido. Filtración.

a) Embudo de vidrio equipado con papel de filtro. Filtración.

b) Cristalizador. Cristalización.

c) Embudo de decantación. Decantación.

d) Imán. Separación magnética.

e) Destilador. Destilación.

a) Agua y aceite. Decantación, porque es una mezcla heterogénea de dos líquidos.

b) Arena y aceite. Filtración, porque es una mezcla heterogénea de un sólido y un líquido.

c) Agua y alcohol. Destilación, porque es una mezcla homogénea de dos líquidos miscibles de distintos puntos de ebullición.

d) Limaduras de hierro y arena. Separación magnética, porque el hierro es atraído por el imán.

Se realizará la separación en dos pasos. En primer lugar, mediante una filtración se separará la arena del agua salada, utili-zando un embudo con papel de filtro en el que quedará retenida la arena. En segundo lugar, se realizará una cristalizaciónen un cristalizador, de modo que el agua se evapore y quede la sal en el fondo como un sólido cristalizado.


En todos los casos se trata de mezclas homogéneas, por tanto, decimos que son disoluciones.

a) Agua salada. Disolvente: agua. Soluto: sal.

b) Aire. Disolvente: nitrógeno (79 % del aire). Solutos: oxígeno, argón, dióxido de carbono, etc.

c) Alcohol desinfectante. Disolvente: alcohol (96 %). Soluto: agua.

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3

2

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Solucionario3.



a) Soluto gas y disolvente líquido: refresco con gas y agua mineral (contiene O2 disuelto).

b) Soluto sólido y disolvente líquido: agua de mar y abono líquido.

c) Soluto líquido y disolvente líquido: alcohol desinfectante.

En una disolución hay dos componentes, el disolvente y el soluto. El disolvente es el que está en mayor cantidad, mien-tras que el soluto es el componente minoritario. Si la cantidad de soluto disuelta es muy pequeña, la disolución es diluida.

a) Un gas se disuelve en un líquido mejor a medida que enfriamos la disolución.

b) La disolución saturada es la que tiene la máxima cantidad de soluto disuelto.

c) Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias.


a) Por cada 100 g de leche hay disueltos 8 g de azúcar.

b) Por cada 100 g de refresco hay disueltos 0,1 g de gas.

c) Contiene 0,2 mg de principio activo por cada mililitro de jarabe.

a) 3 % (masa total de disolución 200 g).

b) 15 % (masa total de disolución 1 000 g).

C 16,7 g/L. Significa que por cada litro de disolución hay disueltos 16,7 g de sal.

a) 2,17 % (porcentaje en volumen, con volumen total de disolución igual a 92 mL).

b) 20 g/L (masa por unidad de volumen, tomando como volumen de disolución 100 mL 0,1 L).

c) 5,7 % (porcentaje en masa, con masa total de disolución igual a 530 g).


Ver esquema de página 53 del libro de texto. Ejemplos:

Elemento: hidrógeno. Compuesto: óxido de hierro. Mezcla homogénea: leche. Mezcla heterogénea: roca.

a) Elemento. Sustancia pura en la que solo hay un tipo de átomos.

b) Compuesto. Sustancia pura cuyas partículas son todas iguales y están formadas por varios tipos de átomos.

c) Mezcla. Se distinguen varios tipos de partículas diferentes.

a) Cristalización.

b) Tamizado.

c) Filtración.

d) Destilación.

En primer lugar separamos la arena del agua y el aceite, por ser una mezcla heterogénea de un sólido con dos líquidos,empleamos un embudo equipado con papel de filtro. Hecho esto, separamos el agua del aceite mediante un embudo dedecantación, por ser una mezcla heterogénea de dos líquidos de distinta densidad.

El disolvente es el componente mayoritario, mientras que el soluto es el componente que se encuentra en menor cantidad.En el caso del agua azucarada, por ejemplo, el soluto es el azúcar y el disolvente el agua.

Se puede decir que una disolución es cualquier mezcla homogénea, con independencia del estado de agregación en que seencuentren sus componentes.

Diluido indica poca cantidad de soluto respecto al disolvente, concentrado una cantidad apreciablemente alta de soluto ysaturado la máxima cantidad de soluto que es posible disolver.

a) Indica que por cada 100 g de jarabe hay disueltos 2 g de principio activo.

b) Indica que por cada litro de agua contaminada hay disueltos 0,05 g de sustancias contaminantes.

7

6

5

4

3

2

1

4

3

2

1

4

3

2



La masa total de la disolución es 30 g. La concentración es del 20 % en masa, lo que indica que por cada 100 g de disolu-ción hay disueltos 20 g de soluto, es decir, de sal.

Ficha de ampliación de contenidosComenzamos añadiendo agua a la mezcla para disolver el sulfato de cobre; el residuo sólido que queda sin disolver es el clo-ruro de plata, que se separa por filtración. A continuación, procedemos a realizar una decantación; en ella obtendremos eltolueno y la disolución de sulfato de cobre en agua por separado. Finalmente, el sulfato de cobre sólido se separará por cris-talización del agua.

a) Estamos hablando de 450 g de sal y 450 g de agua. La proporción supera los 84,7 g de sal por cada 100 g de agua. Porlo tanto, tendremos una disolución saturada y una porción de sal sin disolver.

b) Al filtrar, retiramos la cantidad de sal que excede el límite de solubilidad. Para esta cantidad de agua, la masa de

cloruro de litio que podemos disolver es de 84,7 g 450

381,15 g. En consecuencia, el filtrado contendrá:100

450 g 381,15 g 68,85 g de cloruro de litio. La disolución resultante será saturada.

La masa de soluto se calcula multiplicando la concentración por el volumen. Utilizando las unidades apropiadas, tenemos:masa soluto 6,4 · 102 g/L 0,5 L 0,032 g.

Si añadimos 0,05 g de soluto, suponiendo que se mantiene el mismo volumen de disolución, la concentración será de:

C 0,032 g 0,05 g

0,164 g/L.0,5 L

a) No es la suma. Lo que se calcula como una suma es la masa de la nueva disolución obtenida y la masa de soluto que con-tiene.

b) La masa de la disolución mezcla es de 300 g 400 g 700 g. El contenido de soluto será, asimismo, la suma de lasmasas de soluto que contenían ambas disoluciones por separado, que pueden calcularse multiplicando la concentraciónpor la masa de disolución y dividiendo entre 100. Así pues, tendremos:

Masa soluto 1,2 300 g

5,4 400 g

25,2 g100 100

y la concentración será: % masa 25,2 g

100 3,6 %700 g

c) Mediante la densidad podemos calcular el volumen de la disolución a partir de su masa (700 g). Para ello, teniendo en

cuenta que d m

, tenemos que V m

y sustituyendo valores:V d

V 700 g

680 cm3 0,68 L1,03 g/cm3

La concentración en g/L se puede calcular ahora: C 25,2 g

37,1 g/L.0,68 L

Con los datos de volumen y concentración, hallamos la masa de soluto que necesitamos poner:

Masa soluto 0,5 g/L 0,25 L 0,125 g

Por lo tanto, solo nos queda calcular el volumen de la disolución original que contiene esa cantidad de soluto:

V Masa soluto

0,125 g

0,010 L 10 mLC 12,6 g/L

5

4

3

2

1

8



En esta ficha trabajarás...El átomo, partícula constituyente de la materia.Dentro del átomo: electrones, protones y neutrones.La teoría atómica de Dalton.

Recuerda que...El ser humano ha sentido siempre curiosidad por averiguar de qué están hechas las cosas. Hace más de2 000 años, el filósofo Demócrito afirmó que todo lo que existe a nuestro alrededor está formado porunas partículas muy pequeñas llamadas átomos.

En esa misma línea, el inglés John Dalton propuso su teoría atómica hacealrededor de dos siglos. Dalton decía que la materia está formada por átomosindivisibles que se unen unos con otros para formar todos los compuestosque nos rodean. Por ejemplo, dos átomos de hidrógeno se unen a un átomode oxígeno para formar una molécula de agua.

Actualmente sabemos que Dalton se equivocó en algunas cosas: el átomo no es indivisible, pues ensu interior se encuentran otras partículas más pequeñas llamadas electrones, protones y neutrones.

Los electrones, e, son unas partículas pequeñísimas que hay en el interior del átomo y quetienen carga negativa.

Los protones, p, son partículas grandes en comparación con los electrones y tienen cargapositiva.

Los neutrones, n, son partículas muy parecidas a los protones en su tamaño, pero no tienencarga.



Observa y aprende

Responde a las siguientes cuestiones basándote en la teoría atómica de Dalton:a) ¿Pueden dos elementos distintos estar formados por átomos iguales?b) Los átomos de un elemento, ¿cambiarán su naturaleza al sufrir un proceso físico o químico?c) ¿Es posible la combinación de dos átomos de un elemento con un solo átomo de otro

elemento?d) ¿Pueden combinarse un átomo de un elemento y medio átomo de otro elemento?

Te plantean una serie de cuestiones directamente relacionadas con la teoría atómica de Dalton,que puedes contestar analizando con detalle cada enunciado de la actividad y teniendo en cuen-ta los postulados de dicha teoría. Observa cómo se hace:



La estructura de la materia.Agrupaciones de átomos 4.

H H

O

2 : 1



a) ¿Pueden dos elementos distintos estar formados por átomos iguales?

Según la teoría de Dalton: todos los átomos de un mismo elemento son idénticos en masay propiedades; los átomos de elementos diferentes poseen distintas masas y propiedades.

Por tanto, no puede haber dos elementos diferentes formados por átomos iguales.

b) Los átomos de un elemento, ¿cambiarán su naturaleza al sufrir un proceso físico oquímico?

Según la teoría de Dalton: los átomos pueden combinarse para formar compuestos químicos.Estos procesos son químicos, y en ellos los átomos, que son indivisibles e indestructibles, man-tienen su naturaleza.

Por tanto, los átomos no cambian su naturaleza al sufrir cualquier proceso.

c) ¿Es posible la combinación de dos átomos de un elemento con un solo átomo de otroelemento?

Según la teoría de Dalton: la combinación entre los átomos se da en una proporción de núme-ros enteros sencillos.

Por tanto, sí se pueden combinar dos átomos de un elemento con un átomo de otro elemen-to, pues la combinación es de 2 : 1 (combinación de números enteros sencillos).

d) ¿Pueden combinarse un átomo de un elemento y medio átomo de otro elemento?

No. La teoría de Dalton dice que pueden combinarse átomos completos en cualquier propor-ción de números enteros sencillos, pero no medio átomo.

Observa y aprende

Escribe dos características relevantes de cada una de las tres partículas subatómicas: electro-nes, protones y neutrones.

La respuesta a este ejercicio implica revisar las características de cada partícula que encontrarásen la página 76 de tu libro de texto. Analizando la información que se proporciona, podemosdestacar:

Electrones. Partículas de masa muy pequeña. Tienen carga negativa.

Protones. Partículas de masa grande en comparación con un electrón. Tienen carga positiva.

Neutrones. Partículas de masa muy similar a la de un protón. No tienen carga, es decir, sonneutros.


Ahora te toca a ti...Completa:

El __________________ es la partícula más pequeña que hay en el __________________ y tiene carga__________________, mientras que el __________________ y el __________________ son dos partículas muy simi-lares en lo que respecta a su __________________, no así en cuanto a su __________________, dado que uno espositivo y el otro es __________________.

Relaciona:

ElectrónMasa grande

ProtónCarga positiva

Masa pequeñaNeutrón

Carga negativa

2

1



Contesta a las siguientes cuestiones:.

a) ¿Cuántas veces es mayor un protón que un electrón en lo que respecta a su masa?

b) ¿Cómo son el protón y el neutrón respecto a su masa?

c) ¿Cuáles son las partículas que más influyen en la masa de un átomo? ¿Por qué?

d) Si ponemos un electrón cerca de un protón, ¿se atraerán o se repelerán? Explícalo.

Busca en el libro de texto el nombre de tres científicos que realizaron algún descubrimiento relacionado con laspartículas subatómicas. Escribe qué descubrieron.

Electrón:

Protón:

Neutrón:

4

3


En esta ficha trabajarás...La estructura del átomo.El modelo atómico de Thomson.El modelo atómico de Rutherford.El átomo en la actualidad.

Recuerda que...Hoy día sabemos que todo sistema material está formado por pequeñas partículas llamadas átomos; enel interior de estos se encuentran otras partículas más pequeñas denominadas electrones, protones yneutrones.

Estas partículas subatómicas se descubrieron a principios del sigloXX, y paralelamente surgió la necesidad de elaborar una serie demodelos que ayudasen a imaginar cómo es un átomo por dentro.

Modelo de ThomsonEl primer modelo que se elaboró fue el de Thomson, quien afir-mó que el átomo es como una esfera maciza de carga positiva enla que se encuentran incrustados los electrones, que tienen carganegativa.

Modelo de RutherfordPoco tiempo después, Rutherford elaboró un modelo diferente alanterior, al comprobar que el átomo no podía ser macizo. De estemodo, supuso que el átomo tiene una parte central muy peque-ña llamada núcleo, de carga positiva, alrededor del cual giran agran velocidad los electrones, que tienen carga negativa.

En años posteriores, numerosos científicos se han dedicado a estudiar el átomo, comprobando que efec-tivamente tiene un núcleo positivo, en el cual se encuentran los protones y los neutrones, y que los elec-trones giran a su alrededor a gran velocidad, aunque se distribuyen en capas.



Observa y aprende

Se ha dicho que el átomo de Rutherford es como un «Sistema Solar en miniatura». ¿Te pare-ce acertada esta comparación? Explica tu respuesta.





Modelo atómico de Thomson.

Modelo atómico de Rutherford.



Observa y aprende

¿Verdadero o falso? Justifica tu respuesta atendiendo a la concepción actual del átomo:a) El núcleo de un átomo es neutro.b) Los electrones giran a gran velocidad en torno al núcleo.c) La corteza del átomo está cargada negativamente.d) Los electrones pueden colocarse a cualquier distancia del núcleo.e) El número de protones de un átomo es igual a su número de electrones.

En la concepción actual del átomo se entiende que todos los átomos tienen un núcleo positivo,pequeño, situado en el centro y que contiene los protones y los neutrones; alrededor de estenúcleo giran a gran velocidad los electrones. De acuerdo con esto, debemos responder:

a) El núcleo de un átomo es neutro.

Falso; el núcleo del átomo es positivo pues contiene protones (positivos) y neutrones (neutros).

b) Los electrones giran a gran velocidad en torno al núcleo.

Correcto; y se distribuyen en capas concéntricas.

c) La corteza del átomo está cargada negativamente.

Correcto; porque contiene los electrones que son negativos.

d) Los electrones pueden colocarse a cualquier distancia del núcleo.

Falso; se distribuyen en unas capas concéntricas a una determinada distancia del núcleo.

e) El número de protones de un átomo es igual a su número de electrones.

Correcto; el átomo es eléctricamente neutro.


Observa que realmente el modelo de Rutherford es muy similar a un «Sistema Solar en miniatu-ra», y por esa misma razón se ha dicho que es un modelo planetario del átomo.

En el Sistema Solar, el Sol se encuentra aparentemente inmóvil en el centro y a su alrededor giranlos planetas en unas órbitas elípticas. En el caso del átomo de Rutherford, el núcleo se encuen-tra en el centro y a su alrededor giran los electrones, como hacen los planetas. La diferencia esque, según Rutherford, los electrones describen órbitas circulares.


Según el modelo de Rutherford, el átomo tiene una parte __________________ de carga __________________ lla-mada __________________, alrededor del cual giran los __________________ a grandes velocidades, dando lugara la __________________ del átomo. El conjunto es __________________.

¿Qué evidencia experimental llevó a Rutherford a diseñar un modelo para el átomo muy diferente al modelo deThomson?

2

1



Cuando decimos que el núcleo es muy pequeño en comparación con el tamaño del átomo, ¿a qué nos referimosexactamente?

Explica claramente la diferencia entre:

a) Núcleo y protón.

b) Electrón y corteza.

c) Núcleo y corteza.

Dibuja un átomo que tenga 10 protones, 12 neutrones y 10 electrones. 5

4

3


En esta ficha trabajarás...Las unidades en las que se expresa la masa de un átomo.El significado del número atómico y del número másico.Qué son los isótopos.

Recuerda que...El átomo es una partícula muy pequeña y, por tanto, su masatambién es muy pequeña. Para expresar la masa de un átomose utiliza la unidad de masa atómica (u), que se define comola doceava parte de la masa de un átomo de carbono queposee 6 electrones, 6 protones y 6 neutrones.

1 u 1,6606 · 1027 kg

Pero además de la masa, a veces interesa indicar también el número de protones y de neutrones queposee el átomo. Para ello se utilizan el número atómico (Z) y el número másico (A).

Número atómico (Z) → Número de protones del átomo.

Número másico (A) → Suma de protones y neutrones → Masa del átomo en unidades de masa atómica.

Un hecho curioso es la existencia de átomos que, siendo del mismo elemento, se diferencian en que tie-nen distinta masa: son los isótopos. Los isótopos son átomos que tienen el mismo número de proto-nes, pero se diferencian en su masa, porque tienen distinto número de neutrones.






A 48 → La suma de protones y neutrones es 48.Tiene A Z 48 20 28 neutrones en el núcleo.

CaZ 20 → Tiene 20 protones en el núcleo.

48

20

126C

1 u 1,6606 · 1027 kg

Observa y aprende

El número atómico de un átomo es 21 y su número másico es 45. Considerando que se tratade un átomo neutro, indica cuántos protones, neutrones y electrones tiene y haz un dibujoesquemático de él. ¿Podrías decir de qué elemento se trata?




Analizamos en primer lugar el significado del número atómico:

«El número atómico (Z) indica el número de protones que tiene un átomo».

De acuerdo con esto, si nuestro átomo tiene de número atómico 21, podemos afirmar que setrata de un átomo que posee 21 protones en el núcleo.

Veamos ahora el significado del número másico:

«El número másico (A) es la suma de protones y neutrones de un átomo».

Por tanto, si nuestro átomo tiene de número másico 45, podemos decir que posee, entre proto-nes y neutrones, un total de 45 partículas. Entonces, si el átomo tiene solo 21 protones, el restohasta 45 deben ser neutrones:

Número de neutrones 45 21 24 Æ Tiene 24 neutrones en el núcleo.

Por último, diremos que, por ser un átomo neutro, tiene los mismos electrones que protones. Deeste modo, escribiremos que nuestro átomo tiene 21 electrones en la corteza.

Realizamos un dibujo para representar esquemáticamente el átomo:

Si queremos saber de qué elemento se trata, debemos consultar la tabla periódica que apareceen el libro de texto. Vemos que el elemento de número atómico 21 es el escandio, de símboloSc.


Los __________________ son átomos del mismo __________________ que tienen el mismo número__________________ pero diferente número __________________, es decir, son átomos que siendo del mismoelemento poseen diferente __________________.

Escribe la definición de:

a) Número atómico.

b) Número másico.

c) Isótopos.

2

1

21 e-

21 p+

21 n

Indica el número de electrones, protones y neutrones que tiene un átomo neutro cuyo número atómico es 27 ysu número másico es 59. Haz un dibujo esquemático e identifica de qué elemento se trata.

Completa esta tabla considerando que siempre se trata de átomos neutros:

Indica, para cada uno de estos isótopos del estroncio, cuál es el valor de su número atómico y de su número másico.

a) 8738Sr b) 86

38Sr c) 8838Sr

¿Es 8625X isótopo de los anteriores? Explica tu respuesta.

5

4

3



115 B

3115 P

?? K

?? Fe

?? Mo

Número NúmeroElemento atómico

Protones Electronesmásico

Neutrones

(Z)(p) (e)

(A)(n)

Potasio 19 19 29

Hierro 31 31 38

Molibdeno 42 42 56


En esta ficha trabajarás...Los distintos tipos de uniones o enlaces entre los átomos en la naturaleza: enlace covalente, enlaceiónico y enlace metálico.

Recuerda que...Tal y como dijo Dalton, los átomos pueden agruparse para formar compuestos químicos. Observa queen la naturaleza se conocen solo alrededor de 100 elementos químicos, y sin embargo hay millones decompuestos diferentes.

Cuando los átomos se combinan, dependiendo de la forma en la que se unan, pueden dar lugar a dife-rentes tipos de agrupaciones:

Uniones covalentes. Son agrupaciones en las que un número determinado de átomos, normalmen-te pequeño, dan lugar a partículas neutras con entidad propia, denominadas moléculas. Este es elcaso, por ejemplo, del agua. En un vaso de agua encontramos una enorme cantidad de moléculas deesta sustancia, cada una formada por la agrupación de dos átomos de hidrógeno con uno de oxíge-no (H2O).

Uniones iónicas. A veces, los átomos o sus combinaciones no son neutros. En estos casos decimosque se ha formado un ion, al que llamamos catión si es positivo y anión si es negativo. Es frecuen-te que los iones de un cierto signo se unan con otros de signo contrario, dando lugar a sólidos cris-talinos de geometría definida, muy solubles en agua.

Uniones metálicas. Los metales tienen unas propiedades características: su brillo metálico, su facili-dad para formar hilos o láminas, su capacidad para conducir la corriente eléctrica, etc., que son elresultado del tipo de enlace que se establece entre sus átomos. Concretamente, en un metal los áto-mos, convertidos en cationes, forman una red perfectamente definida, en la cual se mueven libre-mente sus electrones.



Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 83,84, 85 y 86. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antesde continuar con las actividades.

Observa y aprende

Define los siguientes términos: enlace, molécula y macromolécula.

Las actividades en las que nos piden dar una definición no son complicadas. Tendrás que leerdetenidamente las páginas indicadas de tu libro de texto, buscar estos términos y anotar su sig-nificado.

De este modo, si lees con atención, encontrarás que:

Enlace. Es la unión que tiene lugar entre los átomos para formar una combinación estable.

Molécula. Es una agrupación neutra con entidad propia de dos o más átomos.

Macromolécula. Son moléculas gigantes, formadas por la agrupación de miles de átomos.







a) Hay varios de tipos de moléculas. Las que están formadas por dos átomos se llaman ______________________.Las formadas por miles de átomos se llaman _______________________.

b) Los iones pueden ser de dos tipos. Los positivos se llaman _______________________. Los negativos se deno-minan _______________________.

c) Los metales presentan propiedades características como pueden ser su _____________________ metálico, sufacilidad para formar _____________________ o _____________________ y su capacidad para _____________________la electricidad.

Sabiendo que si tiene carga positiva se trata de un catión y si tiene carga negativa de un anión, completa estatabla:

Una molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O) y se dibuja así: 3

2

1

Observa y aprende

El fluoruro de sodio es una sustancia formada por cationes Na y aniones F.a) ¿Qué tipo de enlace existe entre sus partículas?b) ¿Qué encontraremos en una disolución de fluoruro de sodio en agua?c) ¿En qué estado de agregación encontraremos el fluoruro de sodio a temperatura

ambiente?

Con ayuda del libro de texto, puedes responder fácilmente a las cuestiones planteadas buscan-do la información necesaria.

a) Debes comenzar investigando en la parte teórica de esta ficha cómo son los tres tipos de enla-ces que aparecen. De este modo, observarás que la unión iónica se produce entre iones de uncierto signo, como los cationes Na, que se unen con otros de signo contrario, como los anio-nes F. Por tanto, diremos que se trata del enlace iónico. En la página 84 de tu libro de textodebes seguir investigando sobre este tipo de enlace.

b) Las sustancias iónicas son muy solubles en agua. Por tanto, lo que encontraremos en aguaserán los cationes Na y los aniones F, rodeados de moléculas de agua.

c) De acuerdo con las propiedades de las sustancias iónicas, estas tienen puntos de fusión y ebu-llición muy altos, lo que significa que a temperatura ambiente son sólidos. Además, la prime-ra propiedad que podemos leer en el libro para las sustancias iónicas nos indica que son sóli-dos cristalinos.


Ion

K

S2

SiO32

Ba2

Es un...Carga

H H

O



Dibuja tú las siguientes moléculas:

a) Amoníaco. Formado por tres átomos de hidrógeno y uno de nitrógeno (NH3).

b) Dióxido de carbono. Formado por dos átomos de oxígeno y uno de carbono (CO2).

c) Trióxido de azufre. Formado por tres átomos de oxígeno y uno de azufre (SO3).

d) Gas metano. Formado por un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno (CH4).

Identifica con ayuda del libro de texto y basándote en las propiedades de las sustancias iónicas, covalentes y metá-licas, qué tipo de enlace mantiene unidos los átomos de las siguientes sustancias:

a) Sustancia A. Es un sólido frágil que se disuelve fácilmente en agua.

b) Sustancia B. Es una sustancia gaseosa.

c) Sustancia C. Es un sólido muy blando con un punto de fusión muy bajo.

d) Sustancia D. Es fácilmente maleable y conduce muy bien la corriente eléctrica.

4


Hace unos 200 años el químico inglés John Dalton propuso por primera vez su teoría atómica:

a) ¿En qué consistía dicha teoría?

b)¿Acertó en todas sus predicciones, o se equivocó en alguna?

¿Qué partículas subatómicas hay en el átomo? Descríbelas indicando lo que sepas sobre cada una de ellas.

Explica cómo debía ser el átomo según imaginó Thomson en su modelo atómico.

El modelo de Rutherford habla de núcleo y corteza en el átomo. ¿A qué se refieren dichos términos?4

3

2

1






Completa la siguiente tabla:

Un átomo tiene de número atómico 22 y de número másico 48. Explica qué significa esto y cuántos protones, elec-trones y neutrones tiene este átomo.

¿Qué son los isótopos? Explícalo de forma razonada.

¿Qué diferencia hay entre una molécula y un ion? ¿Cómo podemos reconocer un sólido iónico?8

7

6

5

73 Li

157 N

?? N

Litio

Nitrógeno

Neón 10 10 12



Neutrones

(Z)(p) (e)

(A)(n)


Teniendo en cuenta las masas del electrón, del protón y del neutrón, expresadas en kg (ver la página 76 de tu librode texto), calcula la equivalencia de la unidad de masa atómica (u) en kg a partir de su definición.

Aplicando las reglas estudiadas en la unidad, escribe la configuración electrónica de los átomos de potasio (Z 19)y de azufre (Z 16).

El magnesio tiene tres isótopos naturales: el magnesio-24, el magnesio-25 y el magnesio-26, con abundancias del78 ,70 %, 10,13 % y 11,17 %, respectivamente. Calcula la masa atómica promedio que debe asignarse al magnesio.

3

2

1




El sulfuro de sodio (Na2S) es una sal formada por cationes sodio Na y aniones sulfuro S2.

a) ¿Qué tipo de enlace da lugar a esta sustancia?

b) ¿Qué proporción debe existir entre los iones, para que la sustancia sea eléctricamente neutra?

c) Si disolvemos la sal en agua, ¿será igual la concentración de ambos iones en la disolución?

En un metal, los átomos se unen mediante enlace metálico, característico de este tipo de sustancias. Compara elenlace metálico con los enlaces iónico y covalente, indicando las semejanzas y diferencias entre ellos.


LAS MACROMOLÉCULAS BIOLÓGICASLos seres vivos realizan sus funciones vitales con la participación de un importante número demoléculas gigantes. Dichas moléculas tienen un destacado protagonismo en multitud de situa-ciones: desde servir como soporte estructural hasta controlar la reproducción celular, pasando porotras muchas igualmente fundamentales.


a) ¿Qué son las proteínas? ¿De qué moléculas más pequeñas están formadas?

b) ¿Qué función desempeña el ADN?

c) ¿Qué es la celulosa? ¿En qué se diferencia del almidón?

d) ¿Qué característica química comparten todas las moléculas anteriores?

e) Resume en un esquema la información sobre macromoléculas biológicas que has obtenido.

5

4





Ficha de refuerzo de competencias 1El electrón es la partícula más pequeña que hay en el átomo y tiene carga negativa, mientras que el protón y el neutrónson dos partículas muy similares en lo que respecta a su masa, no así en cuanto a su carga, dado que uno es positivo y elotro es neutro.

• Electrón. Masa pequeña y carga negativa.

• Protón. Masa grande y carga positiva.

• Neutrón. Masa grande.

a) El protón es 1 840 veces mayor que el electrón en masa.

b) Son prácticamente iguales (el neutrón algo mayor que el protón).

c) Son el protón y el neutrón, porque el electrón tiene una masa muy pequeña respecto a ambos.

d) Se atraerán porque son partículas cuya carga es de signo contrario.

Joseph John Thomson. Además de proponer un modelo atómico, calculó la relación entre la masa y la carga de los electro-nes, empleando los tubos de rayos catódicos.

Ernest Rutherford. Confirma la existencia del protón y determina su masa, además de proponer un modelo atómico.

James Chadwick. Con sus investigaciones y de manera accidental, dio lugar al descubrimiento del neutrón.

Ficha de refuerzo de competencias 2Según el modelo de Rutherford, el átomo tiene una parte central de carga positiva llamada núcleo, alrededor del cual giranlos electrones a grandes velocidades, dando lugar a la corteza del átomo. El conjunto es neutro.

Al bombardear una delgada lámina de oro con un haz de partículas alfa, observó que dichas partículas atravesaban sin difi-cultad la lámina, lo que le llevó a pensar que el átomo no podía ser compacto como había propuesto Thomson.

Aproximadamente, podemos decir que en un átomo el núcleo es 100 000 veces menor que el tamaño total del átomo, enlo que respecta a sus diámetros, de modo que si el núcleo fuese un balón de fútbol, el átomo tendría un radio de 15 kiló-metros.

a) El núcleo es la parte más interna del átomo, formado por protones y neutrones. El protón es una de las partículas delátomo, de carga positiva, que se encuentra en el núcleo.

b) El electrón es una partícula del átomo, muy pequeña y de carga negativa. La corteza es el espacio del átomo ocupadopor todos sus electrones en movimiento alrededor del núcleo.

c) El núcleo es la parte más interna del átomo y la corteza la más externa. En el núcleo las partículas que hay son protonesy neutrones mientras que en la corteza hay electrones. El núcleo tiene carga positiva y la corteza carga negativa.

Tendría en el núcleo los 10 protones y los 12 neutrones, y en la corteza se situarían los 10 electrones.

Ficha de refuerzo de competencias 3Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen el mismo número atómico pero diferente número másico, esdecir, son átomos que siendo del mismo elemento poseen diferente masa.

a) Número atómico. Es el número de protones que posee un átomo y se representa con la letra Z.

b) Número másico. Es el número que indica la suma de neutrones y protones que posee un átomo y se representa con laletra A.

c) Isótopos. Son átomos del mismo elemento que tienen igual número de protones pero distinto número de neutrones (oigual número atómico pero distinto número másico, es decir, distinta masa).

2

1

5

4

3

2

1

4

3

2

1

Solucionario4.

10 e-

10 p+

12 n



A partir de su número atómico (Z 27) podemos decir que:

• Tiene 27 protones en el núcleo.

• Se trata de un átomo de cobalto (Co) (elemento de número atómico 27).

A partir de su número másico (A 59) podemos decir que:

• La suma de protones y neutrones es 59.

• El número de neutrones es 32. Lo calculamos como la diferencia entre A y Z.

Se trata de un elemento neutro, por tanto, tiene igual número de electrones que de protones.

• El número de electrones es 27.

a) Z 38 → Tiene 38 protones; A 87 → Tiene 87 38 49 neutrones.

b) Z 38 → Tiene 38 protones; A 86 → Tiene 86 38 48 neutrones.

c) Z 38 → Tiene 38 protones; A 88 → Tiene 88 38 50 neutrones.

No lo es, porque solo son isótopos los átomos que tienen el mismo número atómico Z; para este átomo, Z 25.


a) Hay varios de tipos de moléculas. Las que están formadas por dos átomos se llaman biatómicas. Las formadas por milesde átomos se llaman macromoléculas.

b) Los iones pueden ser de dos tipos. Los positivos se llaman cationes. Los negativos se denominan aniones.

c) Los metales presentan propiedades características como pueden ser su brillo metálico, su facilidad para formar hilos oláminas y su capacidad para conducir la electricidad.

a) NH3 b) CO2 c) SO3 d) CH43

2

1

5

4

3

115 B

3115 P

4819 K

6931 Fe

9842 Mo



Neutrones

(Z)(p) (e)

(A)(n)

Boro 5 5 5 11 6

Fósforo 15 15 15 31 16

Potasio 19 19 19 48 29

Hierro 31 31 31 69 38

Molibdeno 42 42 42 98 56

Ion

K 1 Catión

S2 2 Anión

SiO32 2 Anión

Ba2 2 Catión

Es un...Carga

HN

H

H

C OOO

SO

O

CH

H H

H

Co59

27

27 e-

27 p+

32 n



a) Sustancia A. Enlace iónico.

b) Sustancia B. Enlace covalente.

c) Sustancia C. Enlace covalente.

d) Sustancia D. Enlace metálico.

Ficha de evaluación de competenciasa) En su teoría atómica, Dalton decía que la materia estaba formada por átomos indivisibles que se unían unos con otros

para formar todos los compuestos que nos rodean.

b) Actualmente sabemos que Dalton se equivocó en algunas cosas; por ejemplo, el átomo no es indivisible, pues en su inte-rior se encuentran otras partículas más pequeñas llamadas electrones, protones y neutrones. Tampoco son iguales lasmasas de los atomos de un mismo elemento.

En el átomo hay electrones, protones y neutrones.

a) Los electrones son unas partículas pequeñísimas que hay en el interior del átomo y que tienen carga negativa.

b) Los protones son partículas grandes en comparación con los electrones, y tienen carga positiva.

c) Los neutrones son partículas muy parecidas a los protones en su tamaño, pero no tienen carga.

El primer modelo que se elaboró fue el de Thomson, quien dijo que el átomo era como una esfera maciza de carga positivaen la que se encontraban incrustados los electrones con carga negativa.

Rutherford elaboró un modelo diferente al anterior al comprobar que el átomo no podía ser macizo. De este modo, supusoque el átomo tenía una parte central muy pequeña llamada núcleo, de carga positiva, alrededor del cual giraban a gran velo-cidad los electrones, con carga negativa, formando lo que se denomina corteza.

Su número atómico indica que tiene 22 protones y su número másico indica que la suma de protones y neutrones es 48, porlo que tiene 26 neutrones. Como es neutro, debe tener tantos electrones como protones, es decir, 22 electrones también.

Son átomos del mismo elemento que tienen el mismo número atómico pero distinto número másico.

Un ion es una agrupación de átomos que tiene carga neta, mientras que una molécula es una agrupación de átomos inde-pendiente y sin carga. Para reconocer un sólido iónico, recurrimos a sus propiedades: debe ser un sólido cristalino fácilmen-te soluble en agua, con altos puntos de fusión y ebullición.

Ficha de ampliación de contenidosLos datos de los que debemos partir son los siguientes:

La definición de la unidad de masa atómica es la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12, es decir, de unátomo que tiene 6 protones, 6 neutrones y 6 electrones. Haciendo las operaciones necesarias, tenemos:

1 u (6 1,673 · 1027 kg 6 1,675 · 1027 kg 6 9,110 · 1031 kg)

1,674 · 1027 kg.12

Las configuraciones electrónicas serán:

Potasio: Capa K → 2 e; Capa L → 8 e; Capa M→ 8 e; Capa N → 1 e.

Azufre: Capa K → 2 e; Capa L → 8 e; Capa M→ 6 e.

2

1

8

7

6

5

4

3

2

1

4

73 Li

157 N

2210 Ne

Litio 3 3 3 7 4

Nitrógeno 7 7 7 15 8

Neón 10 10 10 22 12



Neutrones

(Z)(p) (e)

(A)(n)

Electrón 9,110 · 1031 kg

Protón 1,673 · 1027 kg

Neutrón 1,675 · 1027 kg



Calculamos la masa atómica promedio realizando la media ponderada de las masas atómicas correspondientes a los tres isó-topos:

Masa atómica magnesio 24 u 78,70 25 u 10,13 26 u 11,17

24,32 u100

a) El enlace ha de ser de tipo iónico, es decir, por atracción electrostática entre los iones de signo contrario.

b) Para conseguir la neutralidad, debe haber 2 cationes por cada anión, pues la carga del catión es 1 y la del anión 2.

c) Al disolver la sal en agua, los iones se liberan en el seno del disolvente y mantienen en la disolución la misma proporciónque en el compuesto sólido; por lo tanto, la concentración de cationes sodio será el doble que la de aniones sulfuro.

El enlace metálico consiste en que los átomos del metal liberan sus electrones más externos, que se mueven libremente enla red formada por los cationes del metal. Se parece al enlace iónico en la estructura de red iónica, aunque en este caso todoslos iones son cationes iguales; también se parece al enlace covalente, porque los electrones son compartidos por todos losátomos que forman la red.

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En esta ficha trabajarás...Los elementos químicos.Los metales y los no metales.

Recuerda que...En la naturaleza se conocen poco más de cien elementos químicos, que se encuentran en su mayoríacombinados unos con otros formando los millones de compuestos que podemos encontrar.

Un elemento es una sustancia pura a partir de la cual no pueden obtenerse otras diferentes por pro-cesos químicos y que está formada por un solo tipo de átomos.

No todos los elementos son igual de abundantes ni tienen la misma importancia. Algunos elementos comoel oxígeno, el silicio o el aluminio, están muy presentes en la corteza terrestre; otros, en cambio, son impor-tantísimos para los seres vivos, como el carbono, sin el cual no existiría la vida animal ni vegetal.

Los elementos conocidos se pueden clasificar en dos grandes grupos: metales y no metales. Los meta-les se reconocen porque tienen brillo característico y son muy buenos conductores de la electricidad ydel calor. Los no metales no poseen estas propiedades.



Observa y aprende

¿Verdadero o falso? Justifica tu respuesta.a) El oxígeno es un elemento porque es una sustancia pura.b) Algunos elementos se presentan en la naturaleza sin combinar.c) Los elementos se encuentran en estado gaseoso.d) Un elemento está formado por un mismo tipo de átomos.

Ya sabes que en una actividad como esta no basta simplemente con indicar si son ciertas o nolas afirmaciones, sin realizar ningún tipo de razonamiento. Debes investigar meticulosamentepara cada apartado la información que se muestra en la ficha y en las páginas de referencia dellibro. Una vez que encuentres la información que se refiere a la afirmación planteada, podrás con-testar la cuestión.

a) El oxígeno es un elemento porque es una sustancia pura.

El oxígeno, como se nos indica en la página 96 del libro, es un elemento de los pocos quepodemos encontrar como gases en la naturaleza. Pero el oxígeno es un elemento porque apartir de él no es posible obtener otras sustancias diferentes ni por procesos físicos ni quími-cos, no por ser una sustancia pura. Recuerda que una sustancia pura puede ser un elementopero también un compuesto. Por tanto, la afirmación es falsa.



Elementos y compuestos.La tabla periódica 5.



b) Algunos elementos se presentan en la naturaleza sin combinar.

Es cierto, aunque son muy pocos. Hay elementos, entre ellos algunos metales, que se encuen-tran en la naturaleza como tales, sin combinarse con otras sustancias. Este es también el casodel oxígeno que hemos visto en la cuestión anterior o del nitrógeno.

c) Los elementos se encuentran en estado gaseoso.

Algunos elementos se encuentran en estado gaseoso en la naturaleza. Sin embargo, no pode-mos afirmar que todos los elementos se encuentran en estado gaseoso. La afirmación seríacorrecta si se expresase de esta forma: «algunos elementos se pueden encontrar en esta-do gaseoso en la naturaleza».

d) Un elemento está formado por un mismo tipo de átomos.

Hemos definido un elemento como aquella sustancia que no da lugar a otras diferentes porprocesos químicos, debido simplemente a que se trata de una sustancia en la que todos susátomos son iguales. Por tanto, la afirmación es correcta.

Observa y aprende

A nuestro laboratorio ha llegado una sustancia desconocida. Es un líquido plateado queconduce bien la electricidad y que no se descompone en otras sustancias más simples alsometerlo a procesos químicos. ¿De qué tipo de sustancia se trata?

Analizaremos la información, igual que lo haría un científico, para identificar en la medida de loposible de qué sustancia se trata.

Con el dato del enunciado «no se descompone en sustancias más simples», llegamos a la con-clusión de que se trata de un elemento químico.

El hecho de que sea «plateado» y de que «conduzca bien la electricidad», nos lleva a deducirque es, sin lugar a dudas, un metal.

Con la información de que es un «líquido», las posibilidades se reducen bastante, pues solopuede ser mercurio o galio, los dos metales que se hallan en estado líquido a temperaturaambiente.


Ahora te toca a ti...Identifica el error de cada apartado y escribe la frase de forma correcta:

a) Un elemento es una mezcla de sustancias que no se distinguen a simple vista.

b) Se conocen millones de elementos en la naturaleza.

c) El elemento más abundante en la naturaleza es el oro.

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Indica dos sustancias que sean metales y otras dos que no lo sean. Explica de forma razonada en qué te has basa-do para clasificarlas.

Observa el entorno: la calle, tu casa, el instituto, etc., y escribe tres ejemplos de metales indicando en cada casopara qué se utilizan.

Es verano y hace calor; en la plaza hay dos bancos para sentarse, uno de metal y otro de madera, a los que les haestado dando el sol. ¿En cuál de los dos prefieres sentarte? Justifica científicamente tu decisión basándote en laspropiedades de metales y no metales.

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En esta ficha trabajarás...La tabla periódica.Los grupos de la tabla periódica.

Recuerda que...Cuando ya se conocía un número importante de elementos químicos, comenzaron los intentos por cla-sificarlos adecuadamente. De todos los realizados, los más acertados fueron las tablas desarrolladas porMendeleiev y Lothar Meyer, que colocaban los elementos en orden creciente de sus masas atómicas,teniendo en cuenta además sus propiedades.

Actualmente la tabla periódica ordena todos los elementos conocidos según su número atómico y suspropiedades, formándose en consecuencia los grupos y los períodos:

Los períodos son las filas. Hay un total de 7.

Los grupos o familias son las columnas, en las que se encuentran los elementos que tienen propie-dades similares. Hay un total de 18.

Algunos grupos reciben nombres característicos, como es el caso de los metales alcalinos (grupo 1),los halógenos (grupo 17), o los gases nobles (grupo 18). Este último grupo, el de los gases nobles,está formado por elementos muy singulares, pues son los únicos que además de ser todos gaseosos noreaccionan químicamente, es decir, son inertes, de ahí su nombre.

Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 98,99, 100, 102 y 103. Puedes echarles un vistazo para obtener más informa-ción antes de continuar con las actividades.




Li Be

MgNa

H

VScCaK

Ba

Sr

Ac

Cs

Zr

Ti

YRb

RaFr

HfLa

Nb Tc Ru

FeMnCr

Re

SgDb

Ta

Rf HsBh

Os

Mo

W

Rh Pd Ag

CuNiCo

Mt Ds

AuPtIr

Sn

Ge

TlHg

In

GaZn

Cd

PoPb

Te

SeAs

Sb

Rn

Xe

Kr

Ar

Ne

He

I

At

Br

Cl

F

S

O

P

N

Si

C

Al

B

Ce

PuNpUPaTh

EuSmPmNdPr

Fm

Er

Es

Ho

Cf

Dy

BkCm

TbGd

Am LrNoMd

LuYbTm

Bi

Rg

Metales alcalinos

Metales alcalinotérreos

Gases nobles

Halógenos

Anfígenos

Metales de transición

Metales de transición interna o tierras raras



Observa y aprende

¿Qué es una familia de elementos químicos? ¿Cuántos grupos hay en la tabla periódica?¿Qué es un período? ¿Cuántos hay?

Debes conocer la diferencia entre grupos y períodos de elementos en la tabla periódica. Recuerdaque los grupos son las columnas (verticales) y que los períodos son las filas (horizontales). Deacuerdo con esto:

Una familia de elementos químicos es un grupo o columna. Se denominan así porque en cadauno de ellos se sitúan elementos que tienen propiedades similares. En la tabla periódica hay 18grupos o familias, que se numeran del 1 al 18 correlativamente.

Cada período es una fila de la tabla periódica y hay en total 7 filas o períodos. Los lantánidos ylos actínidos no se cuentan como tales porque están incluidos respectivamente en el 6.º y 7.º pe-ríodos de la tabla, a continuación del lantano y el actinio, respectivamente.


Observa y aprende

¿En qué se basaba la clasificación de los elementos químicos propuesta por Mendeleiev yLothar Meyer? ¿Cómo es posible que si solo se conocían 63 elementos, la tabla de Mende-leiev siguiera siendo válida a medida que se descubrían nuevos elementos?

Deberás repasar previamente la clasificación realizada por Mendeleiev para conocer al menos sufundamento. Si investigas en el libro de texto (página 98), encontrarás que la ordenación de loselementos en la tabla de Mendeleiev se basaba en el orden creciente de sus masas atómicas, peroteniendo en cuenta sus propiedades. Por este motivo los elementos se colocaban en determina-das posiciones quedando huecos entre ellos; esto es lógico pues solo se conocían 63 elementos.

Mendeleiev interpretó esos huecos como los correspondientes a elementos que todavía no ha-bían sido descubiertos, por lo que él no podía asignarlos y decidió respetarlos. Posteriormente secomprobó que estaba en lo cierto al descubrirse estos nuevos elementos que debían ocupar loshuecos reservados.


Ahora te toca a ti...Además de la clasificación de Mendeleiev y Meyer, hubo otros intentos de clasificar los elementos químicos.Consulta la página 98 de tu libro de texto y describe otras clasificaciones diferentes a la de Mendeleiev. ¿A quéépoca histórica nos estamos refiriendo?

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Observa la tabla periódica y responde:

a) ¿Dónde se localizan los elementos metálicos?

b) ¿Dónde están los no metales?

c) Escribe el nombre y el símbolo de los 3 primeros elementos del 4.º período.

d) Escribe el nombre y el símbolo de los 3 primeros elementos del grupo 14.

Algunos grupos de la tabla periódica reciben, como has visto, nombres característicos. Escribe el nombre y el sím-bolo de los elementos de los siguientes grupos:

a) Metales alcalinos.

b) Halógenos.

c) Gases nobles.

¿Qué diferencias importantes hay entre los metales alcalinos y los gases nobles respecto a sus propiedades físicasy químicas?

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En esta ficha trabajarás...Los compuestos químicos y las fórmulas.La masa molecular.

Recuerda que...Cuando los elementos químicos se combinan dan lugar a una gran diversidad de compuestos químicos,caracterizados por sus propiedades y representados por unas fórmulas. La fórmula indica la proporciónrelativa en la que se combinan los distintos átomos que forman el compuesto.

Un compuesto es una sustancia formada por diferentes tipos de átomos. Por tanto, cuando se some-te a un compuesto a procesos químicos pueden obtenerse otras sustancias diferentes.

Para interpretar correctamente una fórmula es necesario comprender el significado de los subíndicesque se colocan junto al símbolo de cada elemento. Los subíndices indican el número de átomos delmismo elemento que forman parte de la molécula.

Consultando la tabla periódica que aparece al final de tu libro de texto podrás conocer la masa de cadaátomo. A partir de estos datos puedes calcular la masa molecular de una molécula sin más que sumarlos resultados de multiplicar el número de átomos de cada uno de los elementos que forman el com-puesto por sus respectivas masas atómicas. Puedes recordar cómo se hace esta operación consultandoel Observa y aprende de la página 105 de tu libro de texto.






Observa y aprende

Interpreta las fórmulas de los siguientes compuestos tomando como modelo el ejemplo deltrihidruro de hierro:a) Ácido sulfúrico: H2SO4.b) Cloruro de sodio: NaCl.c) Carbonato de sodio: Na2CO3.d) Fosfato de potasio: K3PO4.


Fe

H

H

H

Los símbolos nos indican que elcompuesto está formado porhierro (Fe) e hidrógeno (H).

Los subíndices nos indican que cadamolécula está formada por 1 átomode hierro y 3 átomos de hidrógeno.

Si no aparece subíndice, se sobreentiende un 1.

FeH3



La representación simbólica del compuesto químico es su fórmula; en ella los símbolos nos indi-can los elementos que forman parte de este compuesto y los subíndices la proporción relativa enla que se encuentran los átomos de dichos elementos. En los casos planteados, podemos inter-pretar las fórmulas del siguiente modo:

a) Ácido sulfúrico: H2SO4.

Está formado por hidrógeno (H), azufre (S) y oxígeno (O).La proporción entre los átomos es: 2 átomos de hidrógeno, 1 átomo de azufre y 4 átomosde oxígeno.

b) Cloruro de sodio: NaCl.

Está formado por sodio (Na) y cloro (Cl).Hay un átomo de sodio por cada átomo de cloro.

c) Carbonato de sodio: Na2CO3.

Está formado por sodio (Na), carbono (C) y oxígeno (O).La proporción entre los átomos es: 2 átomos de sodio, 1 átomo de carbono y 3 átomos deoxígeno.

d) Fosfato de potasio: K3PO4.

Está formado por potasio (K), fósforo (P) y oxígeno (O).La proporción entre los átomos es: 3 átomos de potasio, 1 átomo de fósforo y 4 átomos deoxígeno.

Ahora te toca a ti...¿Cuál es la diferencia entre un elemento químico y un compuesto? Indica algún ejemplo de cada uno de ellos yno olvides escribir la fórmula que le corresponde en cada caso.

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Observa y aprende

Explica las diferencias entre masa atómica y masa molecular o masa fórmula. ¿Sería correc-to afirmar que la masa molecular siempre será mayor que la masa atómica? Justifica tu res-puesta.

Ya desde el siglo XIX, cuando se estaban elaborando las primeras clasificaciones de elementos quí-micos, se conocían las masas atómicas de algunos elementos. El conocimiento de la masa atómi-ca es muy importante, pues permite realizar cálculos de gran trascendencia.

La masa atómica es la masa de un elemento químico, como ya aprendimos en la unidad anterior.Se expresa en unidades de masa atómica (u).

La masa molecular es la masa de una molécula, que está formada por la unión de varios átomos,y se calcula sumando las masas atómicas de todos sus átomos. En los compuestos iónicos, querealmente no forman moléculas sino agrupaciones más complejas, en lugar de masa molecularse habla de masa fórmula. Sea masa molecular o masa fórmula, esta será siempre mayor que lamasa atómica, pues un compuesto químico, por definición, está siempre formado por átomosdiferentes.


Interpreta las siguientes fórmulas correspondientes a compuestos químicos:

a) Ácido nítrico: HNO3.

b) Glucosa: C6H12O6.

c) Gas butano: C4H10.

El agua, de fórmula H2O, es un compuesto químico. ¿En qué nos basamos para realizar esta afirmación?

Calcula la masa molecular de los compuestos relacionados en la actividad 2: HNO3, C6H12O6 y C4H10.4

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En esta ficha trabajarás...El concepto de mol.La masa molar y el mol.

Recuerda que...En Química se utiliza el mol como unidad de cantidad de materia. Un mol se refiere a un número deter-minado de partículas extraordinariamente grande, que se conoce como número de Avogadro.

«Un mol de una sustancia corresponde exactamente a 6,022 · 1023 partículas de esa sustancia».

De este modo se puede decir que si en un recipiente hay un mol de moléculas de agua, dentro de eserecipiente hay contenidas exactamente 6,022 · 1023 moléculas de agua.

Es muy útil la relación que se establece entre el mundo microscópico, de átomos y moléculas, y elmacroscópico, perceptible por los sentidos. De este modo, si de una sustancia conocemos su masamolecular, conocemos también su masa molar y, en consecuencia, la cantidad en gramos de sustanciaque se corresponde con 1 mol.

En el caso del agua, su masa molecular es 18 u, por lo que su masa molar es 18 g/mol, lo cual indicaque por cada 18 g de agua tenemos 1 mol, es decir, 6,022 · 1023 moléculas de agua.



Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 106,107 y 108. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antesde continuar con las actividades.

Observa y aprende

¿Qué magnitud mide exactamente el mol? ¿Por qué el número de Avogadro tiene un valortan grande?




H2O

Masa molecular H2O 18 u

Masa molar H2O 18 g/mol

18 g H2O

6,022 · 1023 moléculas H2O

1 mol H2O




El _______________________ es la unidad del Sistema Internacional que se emplea en _______________________ paraindicar la cantidad de _______________________ que tenemos en una porción de sustancia; cuando hablamos de1 mol de cualquier sustancia, estamos diciendo que tenemos _______________________ partículas de la misma;este número se conoce como ________________________________________.

Analiza el Observa y aprende de la página 106 de tu libro de texto y resuelve las siguientes cuestiones:

a) Si tenemos un recipiente que contiene 3,011 · 1023 moléculas de gas nitrógeno, ¿cuántos moles hay?

b) Un frasco de etanol contiene 1,2044 · 1024 moléculas de esta sustancia. ¿Cuántos moles hay?

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El mol es una unidad que nos resulta un tanto extraña porque no se usa en nuestra vida cotidia-na. Realmente, es una unidad propia de la Química, muy importante, y que se utiliza para expre-sar la cantidad de materia.

Para comprender mejor cuál es el significado de 1 mol de cualquier sustancia, has de pensar enque cuando hablamos de moles realmente nos estamos refiriendo a un número de partículas con-creto. Así, como el agua está formada por moléculas, cuando hablamos de 1 mol de agua esta-mos diciendo que tenemos 6,022 · 1023 moléculas de agua; y si tenemos 2 moles de agua, ten-dremos el doble de moléculas de agua de las indicadas anteriormente.

También podríamos hablar de 1 mol de personas (6,022 · 1023 personas) o de 1 mol de coches(6,022 · 1023 coches), pero nos estaríamos refiriendo a cantidades tan grandes que no tendríanningún sentido. En realidad, el número de Avogadro tiene un valor tan grande porque se utilizapara expresar un número de átomos o moléculas; como estas partículas son tan pequeñas, esnecesario reunir trillones o cuatrillones de ellas para tener una cantidad apreciable de materia.

Observa y aprende

Un recipiente contiene 2,5 moles de gas propano. Calcula, utilizando la definición de mol,cuántas moléculas de propano (C3H8) contiene ese recipiente.

Si has comprendido que el mol se refiere a un número determinado de partículas, moléculas eneste caso, dado por el número de Avogadro (1 mol = 6,022 · 1023 moléculas) bastará con queescribas una relación de proporcionalidad, utilizando la equivalencia indicada:

Número de moléculas de propano 2,5 mol 6,022 · 1023 moléculas 1,506 · 1024 moléculas

mol




Tenemos cuatro recipientes con agua. La cantidad de agua contenida en cada recipiente se expresa de la siguien-te forma:

Recipiente A: 6,023 · 1023 moléculas.

Recipiente B: 3 moles.

Recipiente C: 2,1077 · 1024 moléculas.

Recipiente D: 2 moles.

a) ¿Cuál de los cuatro recipientes contiene mayor cantidad de agua? Para contestar, comienza expresandotodas las cantidades en moles.

b) ¿En cuál de los recipientes habrá un mayor número de moléculas de agua?

Calcula, para cada una de las siguientes sustancias, su masa molecular. A partir del resultado obtenido expresa sumasa molar e interpreta su significado.

a) Agua (H2O).

b) Amoníaco (NH3).

c) Trióxido de azufre (SO3).

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Indica la diferencia entre un elemento y un compuesto escribiendo, al menos, dos ejemplos de cada uno.

¿Cómo podemos distinguir un metal de un no metal? Explica las propiedades que presentan los metales e indicatres ejemplos de este tipo de sustancias y sus aplicaciones.

Observa la tabla periódica del final de tu libro de texto y escribe:

a) El nombre de los tres primeros elementos del 4.º período.

b) El nombre de los tres primeros elementos del grupo 15.

c) El nombre de los tres primeros metales alcalinos.

¿Cuál es la característica principal de los gases nobles? Escribe el nombre y el símbolo de todos los elementos deeste grupo.

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La fórmula del etano es C2H6. De acuerdo con esto:

a) ¿De qué elementos está formado el etano?

b) El etano, ¿es un elemento o un compuesto? Justifícalo.

c) ¿Cuál es el subíndice del hidrógeno?

d) ¿Cómo debemos interpretar esta fórmula?

Sabiendo que la masa atómica del hidrógeno es 1 u, la del carbono 12 u y la del oxígeno 16 u, calcula la masamolecular del ácido acético, de fórmula C2H4O2, e interpreta el resultado.

El amoníaco, NH3, es una sustancia cuya masa molecular es 17 u. Considerando este dato, contesta a las siguien-tes cuestiones:

a) ¿Cuál es la masa molar del amoníaco?

b) ¿Qué cantidad de amoníaco, expresada en gramos, se necesita para tener 1 mol de esta sustancia?

c) ¿Cuántas moléculas hay en 1 mol de amoníaco?

¿En cuál de estos los recipientes hay contenidas un mayor número de moléculas de dióxido de carbono (CO2)?

Recipiente A: 7,5275 · 1223 moléculas.

Recipiente B: 1 mol.

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La radiactividad está relacionada con la inestabilidad del núcleo de algunos átomos debido a su excesivo tamaño.

a) Enumera diez elementos radiactivos, buscando previamente la información necesaria en Internet o en libros.

b) ¿En qué zona de la tabla periódica se sitúan estos elementos? ¿Por qué crees que tienen esta ubicación?

Además de sus características macroscópicas, los metales y los no metales también se diferencian en sus propiedadesquímicas, una de las cuales es la formación de iones. Basándote en su situación dentro de la tabla periódica, justificaqué tipo de iones formarán, generalmente, los metales y los no metales.

Contesta a las siguientes cuestiones:

a) ¿Es necesario saber la fórmula de una sustancia para conocer su masa molecular?

b) ¿Qué datos deben darnos para poder calcular el número de moles de una sustancia?

c) ¿Podemos calcular el número de moles de un elemento químico o debe ser un compuesto? En caso afirmativo,¿de qué datos debemos disponer?

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En dos recipientes iguales, tenemos 5 moles de agua (H2O) y 4 moles de metano (CH4), respectivamente:

a) ¿Cuál contiene mayor masa?

b) ¿Dónde hay más partículas?

c) ¿En cuál hay más átomos de hidrógeno?

La molaridad (M) de una disolución es una forma de expresar su concentración, que se calcula dividiendo el número

de moles de soluto (n) por el volumen (V) de disolución (en L): M n

. V

Calcula la molaridad de una disolución que contiene 100 g de cloruro de sodio (NaCl) por cada 5 L de disolución.


LOS SEMICONDUCTORESLos metales y los no metales poseen, como ya sabes, unas características diferenciadoras biendefinidas. Así, los primeros son buenos conductores de la corriente eléctrica, mientras que lossegundos suelen ser aislantes.

Sin embargo, existen elementos que presentan un comportamiento intermedio y que reciben poresto el nombre de semimetales o metaloides. Algunos de ellos, como el silicio y el germanio, seutilizan en aplicaciones tecnológicas de gran interés.


a) ¿Qué es un semiconductor?

b) ¿En qué dispositivos tecnológicos se usan?

c) ¿Qué elemento químico es la base del microchip? ¿Por qué se usa precisamente ese ele-mento?

d) ¿Qué otras aplicaciones de los semimetales podemos enumerar?

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Ficha de refuerzo de competencias 1a) Un elemento es una sustancia pura que no da lugar a otras diferentes por procesos químicos.

b) Se conocen poco más de cien elementos en la naturaleza.

c) El elemento más abundante en la naturaleza es el oxígeno.

Son metales el hierro y el cobre, y se reconocen porque tienen brillo metálico y son buenos conductores de la electricidad.No son metales los gases, como el oxígeno o el nitrógeno, o sustancias como el plástico, el agua o el papel.

En nuestro entorno podemos encontrar con facilidad hierro (fabricación de estructuras metálicas), cobre (conductores eléc-tricos), acero (utensilios de cocina), oro, plata y platino (joyería), níquel (monedas), aluminio (cocina, piezas metálicas resis-tentes y ligeras), cromo (recubrimientos de griferías), etc.

Seguramente preferirás sentarte en el banco de madera porque sabes que si les ha estado dando el sol, el banco metálicopuede estar demasiado caliente. Entre otras razones, es debido a que el metal es muy buen conductor del calor y se calien-ta con más facilidad que el banco de madera.

Ficha de refuerzo de competencias 2Ley de las tríadas. En 1817, el químico alemán Johann Döbereiner agrupó algunos elementos en grupos de tres con propie-dades químicas similares. Los denominó tríadas. Pronto se observó que otros elementos conocidos no encajaban en ningu-na tríada.

Ley de las octavas. En 1864, el químico inglés John Newlands propuso la ley de las octavas. Según esta ley, al ordenar loselementos en orden creciente de masas atómicas, cada elemento presentaba propiedades similares al situado ocho puestosantes y ocho puestos después. Rápidamente se vio que no siempre se cumplía.

a) Se localizan a la izquierda y en la parte baja de la tabla periódica.

b) En la parte derecha y en la zona alta de la tabla periódica.

c) Son el potasio (K), el calcio (Ca) y el escandio (Sc).

d) Carbono (C), silicio (Si) y germanio (Ge).

a) Metales alcalinos: litio (Li), sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr).

b) Halógenos: flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I) y astato (At).

c) Gases nobles: helio (He), neón (Ne), argón (Ar), kriptón (Kr), xenón (Xe) y radón (Rn).

Los metales alcalinos son sólidos blandos, dúctiles y maleables, que conducen la electricidad y son muy reactivos. Los gasesnobles son gases e inertes, es decir, no reaccionan químicamente.

Ficha de refuerzo de competencias 3La diferencia entre ambos se puede plantear desde el punto de vista macroscópico: «un elemento químico no produce otrassustancias diferentes ni por procesos físicos ni químicos, mientras que un compuesto da lugar a varias sustancias diferentespor procedimientos químicos», o desde el punto de vista microscópico: «un elemento es una sustancia pura formada por unsolo tipo de átomos, mientras que un compuesto está formado por varios tipos de átomos». Ejemplo de elemento es el gashidrógeno (H2) y de compuesto el agua (H2O).

a) Ácido nítrico, HNO3.

• Está formado por hidrógeno (H), nitrógeno (N) y oxígeno (O).• Cada molécula está formada por 1 átomo de hidrógeno, 1 átomo de nitrógeno y 3 átomos de oxígeno.

b) Glucosa, C6H12O6.

• Está formado por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O).• Cada molécula está formada por 6 átomos de carbono, 12 átomos de hidrógeno y 6 átomos de oxígeno.

c) Gas butano, C4H10.

• Está formado por carbono (C) e hidrógeno (H).• Cada molécula está formada por 4 átomos de carbono y 10 átomos de hidrógeno.

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3

2

1

4

3

2

1

Solucionario5.



Al observar la formula del agua, vemos que está formada por dos tipos de elementos diferentes, el hidrógeno y el oxígenocombinados entre sí, los cual indica que es un compuesto químico.

a) Masa molecular del ácido nítrico 1 1 u 1 14 u 3 16 u 63 u.

b) Masa molecular de la glucosa 6 12 u 12 1 u 6 16 u 180 u.

c) Masa molecular del butano 4 12 u 10 1 u 58 u.

Ficha de refuerzo de competencias 4El mol es la unidad del Sistema Internacional que se emplea en Química para indicar la cantidad de materia que tenemosen una porción de sustancia; cuando hablamos de 1 mol de cualquier sustancia, estamos diciendo que tenemos 6,022 · 1023

partículas de la misma; este número se conoce como número de Avogadro.

a) 0,5 moles de nitrógeno.

b) 2 moles de etanol.

Si los expresamos todos en moles:

Recipiente A: 1 mol de agua.

Recipiente B: 3 moles de agua.

Recipiente C: 3,5 moles de agua.

Recipiente D: 2 moles de agua.

a) El que más cantidad de agua tiene es el C.

b) Habrá un mayor número de moléculas en el recipiente que contiene más cantidad de agua, es decir, en el C.

a) Masa molecular H2O 2 1 u 1 16 u 18 u → Masa molar 18 g/mol

Por cada 18 g de agua tendremos 1 mol, es decir, 6,022 · 1023 moléculas de agua.

b) Masa molecular NH3 1 14 u 3 1 u 17 u → Masa molar 17 g/mol

Por cada 17 g de amoníaco tendremos 1 mol, es decir, 6,022 · 1023 moléculas de amoníaco.

c) Masa molecular SO3 1 32 u 3 16 u 80 u → Masa molar 80 g/mol

Por cada 80 g de trióxido de azufre tendremos 1 mol, es decir, 6,022 · 1023 moléculas de trióxido de azufre.

Ficha de evaluación de competenciasUn elemento es una sustancia simple que tiene todos sus átomos iguales y que no da lugar a otras sustancias diferentesmediante procedimientos químicos. Ejemplos: el calcio, el cinc y el azufre. Un compuesto es una sustancia cuyas partículasestán formadas por átomos diferentes y que da lugar a otras sustancias diferentes mediante procedimientos químicos.Ejemplos: el agua (H2O), el amoníaco (NH3) y el cloruro de sodio (NaCl).

Los metales poseen un brillo característico y son muy buenos conductores del calor y de la electricidad, propiedades que, engeneral, no poseen los no metales. Son metales el acero, utilizado en la fabricación de utensilios, el cobre, que se usa parala fabricación de conductores eléctricos, y el aluminio, utilizado para fabricar piezas ligeras y resistentes.

a) Potasio (K), calcio (Ca) y escandio (Sc).

b) Nitrógeno (N), fósforo (P) y arsénico (As).

c) Litio (Li), sodio (Na) y potasio (K).

Son elementos singulares pues además de ser todos gases, no reaccionan químicamente, es decir, son inertes.

Los gases nobles son: helio (He), neón (Ne), argón (Ar), criptón (Kr), xenón (Xe) y radón (Rn).

a) Está formado por carbono (C) e hidrógeno (H).

b) Es un compuesto, porque está formado por átomos diferentes.

c) 6.

d) Diremos que cada molécula está formada por 2 átomos de carbono y 6 átomos de hidrógeno.

Masa molecular del ácido acético 2 12 u 4 1 u 2 16 u 60 u. Significa que cada molécula de ácido acéticotiene una masa de 60 unidades de masa atómica.

6

5

4

3

2

1

4

3

2

1

4

3



a) Su masa molar es 17 g/mol.

b) Por cada 17 g de amoníaco tenemos 1 mol de esta sustancia.

c) En 1 mol de cualquier sustancia hay 6,022 · 1023 moléculas, por lo tanto, estas son las moléculas que hay en 1 mol deamoníaco.

En el primero (A), porque en el segundo (B), que contiene 1 mol, solo hay 6,022 · 1023 moléculas.

Ficha de ampliación de contenidosa) Diez de los elementos radiactivos que existen son: polonio, radón, francio, radio, actinio, uranio, plutonio, torio, proto-

actinio y prometio.

b) Todos se encuentran situados en la zona baja de la tabla periódica, en la que se hallan los átomos de mayor tamaño,cuyos núcleos son menos estables por lo general.

Los metales se sitúan en la parte izquierda de la tabla; los elementos de los primeros grupos presentan una configuraciónelectrónica caracterizada por la presencia de pocos electrones en su capa más externa. La tendencia más habitual será per-derlos para formar cationes.

Por su parte, los no metales se encuentran en la parte derecha de la tabla y tienen su capa más externa con un número deelectrones cercano a 8. Su tendencia será tomar los electrones que les faltan y formar, por lo tanto, aniones.

a) Sí, debemos conocer la fórmula porque la masa molecular se calcula sumando las masas atómicas de los átomos que for-man el compuesto.

b) Hay varias posibilidades: el número de partículas, la masa molecular (o de la fórmula) junto con la masa de sustancia.

c) No es necesario que se trate de un compuesto, pues el mol se define como una cantidad fija de partículas. Si se trata deun elemento, podemos calcular el número de moles de la misma forma que para un compuesto.

Teniendo en cuenta que las masas molares del agua y del metano son, respectivamente, 18 g/mol y 16 g/mol, podemos con-cluir:

a) Hay mayor masa en el recipiente con agua pues este contiene más moles de un compuesto con mayor masa molar.

b) Hay más partículas en el recipiente que contiene mayor número de moles, es decir, en el del agua.

c) Hay más átomos de hidrógeno en el recipiente que contiene metano, pues cada partícula (molécula) de metano poseecuatro átomos de hidrógeno, frente a dos de cada molécula de agua. El cálculo confirma nuestra aseveración:

Recipiente con agua:

Número de átomos H 5 mol · 6,022 · 1023 moléculas· 2

átomos H 6,022 · 1024 átomos H

mol molécula

Recipiente con metano:

Número de átomos H 4 mol · 6,022 · 1023 moléculas· 4

átomos H 9,635 · 1024 átomos H

mol molécula

Debemos calcular primero la masa molar del cloruro de sodio, que es de 58,5 g/mol. Con este dato, hallamos el número demoles de soluto:

100 g n 1,71 mol

58,5 g/mol

y, a partir de él, la molaridad: M n

1,71 mol

0,34 MV 5 L

5

4

3

2

1

8

7



En esta ficha trabajarás...El concepto de reacción química.Cómo reconocer un cambio químico.Los factores que influyen en la velocidad de una reacción.

Recuerda que...Podemos distinguir dos tipos de transformaciones o cambios en las sustancias materiales: los cambiosfísicos, que son aquellos en los cuales las sustancias no varían su naturaleza, y los cambios químicos,también llamados reacciones químicas, en los que sí hay cambios en la naturaleza de las sustancias.

Por tanto, una reacción química es un proceso en el cual a partir de unas sustancias iniciales llamadasreactivos se obtienen otras diferentes denominadas productos.

A veces estos cambios o reacciones químicas no se perciben a simple vista; otras veces se ponen demanifiesto mediante cambios de color, aparición de sustancias sólidas o gaseosas de manera ines-perada o cambios bruscos de temperatura.

Además, para una misma reacción, la temperatura, la agitación, el estado de agregación de las sus-tancias o la concentración pueden influir significativamente en la velocidad a la que se produce.


Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 118,119, 120 y 121. Puedes echarles un vistazo para obtener más informaciónantes de continuar con las actividades.

Observa y aprende

¿Qué tipo de cambios se producen en estas situaciones de la vida cotidiana?a) Aplastamos una bola de plastilina.b) Obtenemos hidrógeno y oxígeno por electrólisis del agua.c) Se extrae aceite de las aceitunas en una almazara.d) La gasolina se quema en el motor de un coche.

Antes de contestar a las cuestiones has de pensar en la diferencia que hay entre un cambio físi-co y un cambio químico. Si revisas la página 118 de tu libro de texto encontrarás que un cambiofísico es aquel en el cual no cambia la naturaleza de las sustancias, mientras que en el cambioquímico sí. Esto significa que en un proceso o cambio químico se obtienen unas sustancias nue-vas completamente diferentes a las iniciales.

Veamos cómo responder a las cuestiones:

a) Aplastamos una bola de plastilina.

Se trata de un cambio físico producido en la plastilina, pues aunque esta cambia de formacuando la aplastamos sigue siendo la misma sustancia y conserva todas sus propiedades.



Las reacciones químicas.Introducción a la estequiometría 6.



b) Obtenemos hidrógeno y oxígeno por electrólisis del agua.

La electrólisis es un proceso químico; nos basamos para responder de esta manera en que elenunciado nos dice claramente que a partir del agua se obtienen dos sustancias completamen-te diferentes, el hidrógeno y el oxígeno.

c) Se extrae aceite de las aceitunas en una almazara.

El aceite es un líquido que se encuentra en la pulpa de la aceituna; en la almazara, mediantetrituración de la aceituna y posteriores procesos de separación, se obtiene el aceite separadode la pulpa y listo para consumir.

Se trata sin duda de un proceso físico (si observas con atención las etiquetas de envases deaceite de oliva virgen extra, encontrarás que algunas destacan como índice de calidad el hechode haber obtenido el aceite solo y exclusivamente por procedimientos mecánicos, pues estos,que son físicos, no alteran nada la naturaleza del aceite y, por tanto, sus propiedades).

d) La gasolina se quema en el motor de un coche.

Al quemar la gasolina o cualquier otra sustancia se producen dos nuevas sustancias, dióxidode carbono y vapor de agua. El hecho de obtener sustancias nuevas diferentes a las inicialesnos indica que se trata de un proceso de tipo químico.

Observa y aprende

En el ejemplo de la oxidación del hierro, ¿cuáles son los reactivos? ¿Cuál es el producto dela reacción?

En toda reacción química hay una situación inicial y una situación final. Es decir, antes de que seproduzca el proceso hay unas ciertas sustancias, y una vez finalizado dicho proceso, ya no exis-ten esas sustancias iniciales sino que hay otras diferentes.

Se denominan reactivos a las sustancias que hay al inicio de la reacción, es decir, antes del pro-ceso, y productos las que hay una vez que ha finalizado la reacción.

En nuestro ejemplo de la oxidación del hierro, antes de que se produzca el proceso tenemos hie-rro metálico (Fe) y oxígeno atmosférico (O2), por lo tanto estos son los reactivos. Transcurrido untiempo ha tenido lugar el proceso químico y se ha formado trióxido de dihierro (Fe2O3) como pro-ducto de la reacción.



Un ____________________ químico tiene lugar cuando _______________________ la naturaleza de las sustancias.Esto quiere decir que a partir de unas _______________________ iniciales llamadas _______________________ seobtienen otras diferentes llamadas _______________________ de la reacción.

El plástico se obtiene a partir del petróleo, ¿podemos decir que este proceso es un cambio químico? ¿Por qué?2

1



Cuando disuelves una pastilla efervescente en agua:

a) ¿Qué observas en el vaso mientras se disuelve?

b) ¿Por qué puedes afirmar que se trata de una reacción química?

Quemar madera es claramente un proceso de tipo químico.

a) Explica qué indicadores ponen de manifiesto que se trata de una reacción química.

b) Indica cuáles son los reactivos y qué productos se obtienen en este proceso.

c) ¿Qué podemos hacer para que una misma cantidad de madera se queme más rápido? Tu respuesta ha deestar relacionada con los factores que afectan a la velocidad de una reacción (investiga en la página 121 detu libro de texto y lee los conceptos que se exponen al inicio de esta ficha).

4

3


En esta ficha trabajarás...La ley de conservación de la masa.

Recuerda que...Desde que los primeros químicos comenzaron a estudiar las reacciones en el laboratorio se supo que secumplía la siguiente ley:

«En toda reacción química la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos, esdecir, la masa se conserva».

Esta ley se conoce como ley de conservación de la masa o ley de Lavoisier, e indica que si realiza-mos una reacción cualquiera en un recipiente cerrado, en el que no pueda entrar ni salir nada, y pesa-mos el contenido del recipiente antes y después de que tenga lugar el proceso, ambos resultados coin-cidirán: cambia la naturaleza de las sustancias porque se obtienen otras diferentes pero en su conjuntosiguen pesando lo mismo, su masa total no cambia.

En la ilustración comprobamos que la reacción entre el butano y el oxígeno cumple la ley de Lavoisier ode conservación de la masa, pues la masa total de reactivos y productos es la misma.

Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en la página 122.Puedes echarles un vistazo para obtener más información antes de continuarcon las actividades.




29 g Butano

104 g Oxígeno

88 g Dióxido de Carbono

45 g Vapor de agua

Masa total 133 g Masa total 133 g

Observa y aprende

¿Desde cuándo se conoce la ley de conservación de la masa en las reacciones químicas?Enuncia esta ley y explícala basándote en la estructura microscópica de la materia.

Para contestar a este tipo de cuestiones debes realizar una pequeña investigación sobre el temaque se te plantea. En este caso, como te preguntan por la ley de conservación de la masa, hasde leer con atención el texto incluido en la página 122 de tu libro, y encontrarás que esta ley fuepublicada en 1789, es decir, hace más de 200 años por un científico francés llamado Antoine-Laurent de Lavoisier.





Observa y aprende

Una sustancia A reacciona químicamente con otra B para formar una nueva sustancia C, denaturaleza diferente. Se sabe que cuando 25 g de A reaccionan con cierta cantidad de B seforman 110 g de C. ¿Cuál es la cantidad de B que se ha consumido en este proceso?Justifícalo, indicando la ley o las leyes en las que has basado tu razonamiento.

La ley de conservación de la masa es muy útil cuando se abordan cálculos cuantitativos sobre lasreacciones químicas, pues el hecho de que la masa total de reactivos y productos sea siempre lamisma permite deducir la cantidad de una de las sustancias implicadas, conocidas las cantidadesdel resto en la reacción.

En este caso, nos plantean un proceso genérico entre una sustancia A y otra B para formar cier-ta sustancia C; además nos dicen que se han consumido 25 g de la sustancia A y se han produ-cido 110 g de la sustancia C:

A B → C

25 g A x (g B) → 110 g C

Se tiene que cumplir la ley de conservación de la masa, por tanto, la suma de 25 g de A y lacantidad consumida de B, designada con la variable x, han producido 110 g de C:

25 g x 110 g → x 110 g 25 g 85 g

Se han consumido, por tanto, 85 g de la sustancia B además de los 25 g de la sustancia A.


En aquel entonces no se conocía la existencia de los átomos, por lo que Lavoisier en ningúnmomento se refirió a ellos. Pero hoy día sí sabemos mucho sobre el átomo, por lo que hacemosuna interpretación microscópica de esta ley, de modo que decimos que establece que:

«En toda reacción química la masa total de los reactivos ha de ser igual a la masa de los produc-tos de la reacción, es decir, el número de átomos que hay antes y después de la reacción ha deser el mismo, porque los átomos no se crean ni se destruyen, solo se reagrupan».

Ahora te toca a ti...Los químicos saben que haciendo reaccionar hidrógeno gas con oxígeno gas se obtiene agua, que es una sustan-cia diferente a las anteriores. Si en un recipiente se introducen 10 g de hidrógeno y 80 g de oxígeno, y tras el pro-ceso se obtienen 90 g de agua, ¿podemos decir que se cumple la ley de conservación de la masa? Explícalo.

1



Tenemos un recipiente cerrado en el que hemos colocado 116 g de gas butano y 416 g de oxígeno, y hemos hechoque se queme el butano en su interior, por lo que se han formado dióxido de carbono y vapor de agua.

a) ¿Ha tenido lugar una reacción química? ¿Por qué?

b) Una vez que se ha quemado todo el gas en el recipiente, ¿sabrías decir cuánto pesará su contenido?

c) ¿En qué te has basado para tu respuesta anterior?

El hierro se oxida en presencia de oxígeno y forma trióxido de dihierro. Este proceso químico puede representar-se del siguiente modo:

Hierro Oxígeno → Trióxido de dihierro

a) ¿Cuáles son los reactivos y los productos en esta reacción?

b) Si inicialmente tenemos una pieza de 800 g de hierro y tras oxidarse su masa es de 950 g, ¿qué cantidad deoxígeno habrá reaccionado con el hierro? ¿Cómo lo sabes?

Corrige los siguientes enunciados incorrectos:

a) En algunas reacciones químicas se cumple la ley de conservación de la masa.

b) La masa de los reactivos es igual a la mitad de la masa de los productos.

c) La ley de conservación de la masa también se llama ley de Dalton.

d) La ley de conservación de la masa solo se cumple si no se desprenden gases.

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En esta ficha trabajarás...La interpretación de la ecuación química.El procedimiento de ajuste de ecuaciones químicas.

Recuerda que...Las reacciones se representan mediante ecuaciones químicas, en las que aparecen, separados con unaflecha que indica el sentido del proceso, los reactivos y los productos implicados.

En una ecuación química se colocan además, delante de las fórmulas, unos números que se denominancoeficientes estequiométricos, muy importantes, pues permiten realizar una interpretación cuantita-tiva del proceso desde el punto de vista microscópico.

Pero a veces no nos dan los coeficientes estequiométricos; en ese caso es necesario averiguarlos llevan-do a cabo un proceso que se denomina ajuste de la reacción, que haremos en varios pasos:

1. En primer lugar escribe la ecuación y dibuja una molécula de cada sustancia. Ten mucho cuida-do para no equivocarte al realizar el dibujo.

2. A continuación, dibuja las moléculas necesarias de cada tipo hasta conseguir que el número deátomos de cada elemento antes y después de la reacción sea el mismo.

3. Finalmente, cuenta el número de moléculas de cada sustancia y escribe los coeficientes estequio-métricos.






Observa y aprende

La ecuación química representa una reacción química. Contesta a estas cuestiones:a) ¿Qué información nos proporciona?b) ¿Cuándo se dice que está ajustada? c) ¿Por qué una ecuación química sin ajustar no cumple la ley de conservación de la masa?


OS

O

O

OS

O

O

SO

O OS

O

O

O

Reactivos Producto

2 SO2 (g) O2 (g) → 2 SO3 (g) Dióxido de azufre Oxígeno Trióxido de azufre

CH

H H

HO

H H

OH H

OO

OOC OO

OO

C O

C O C OO

C OO

HH

I

I H

I

H

I



Para encontrar las respuestas a las cuestiones planteadas has de leer con atención la página 123de tu libro de texto.

a) ¿Qué información nos proporciona?

La ecuación química permite realizar una interpretación macroscópica del proceso químicodesde el punto de vista cualitativo. Y, una vez ajustada, también nos proporciona informaciónsobre las cantidades relativas de reactivos y productos que intervienen en ella.

b) ¿Cuándo se dice que está ajustada?

La ecuación química está ajustada cuando cumple la ley de Lavoisier o de conservación de lamasa, es decir, cuando el número de átomos de cada elemento en los reactivos y en los pro-ductos es el mismo.

c) ¿Por qué una ecuación química sin ajustar no cumple la ley de conservación de la masa?

Si la ecuación no está ajustada significa que no hay el mismo número de átomos al inicio y alfinal de la reacción, lo cual va en contra de la ley de conservación de la masa, que estableceque durante el proceso químico no se crean ni se destruyen átomos.

Observa y aprende

Ahora, ajusta tú las ecuaciones químicas correspondientes a estos procesos:a) El metano (CH4, gas) y el oxígeno (O2, gas) reaccionan y producen dióxido de carbono

(CO2, gas) y agua (H2O, gas).b) El hidrógeno (H2, gas) y el yodo (I2, sólido) forman yoduro de hidrógeno (HI, gas).c) El monóxido de carbono (CO, gas) reacciona con el oxígeno (O2, gas) y da dióxido de car-

bono (CO2, gas).

Debes seguir rigurosamente los pasos que se indican en el ejemplo ilustrado que aparece en lapágina 125 de tu libro. En todas las reacciones se sigue el mismo procedimiento para ajustarlas,lo que cambian son las sustancias implicadas. Ten mucho cuidado al principio, porque si te equi-vocas dibujando las moléculas de los reactivos y los productos ya no te saldrá bien.

a) CH4 (g) 2 O2 (g) ⎯→ CO2 (g) 2 H2O (g)

b) H2 (g) I2 (s) ⎯→ 2 HI (g)

c) 2 CO (g) O2 (g) ⎯→ 2 CO2 (g)

Actividad 16 de la página 125 de tu libro de texto



Ahora te toca a ti...Explica el significado de estos términos:

a) ¿Qué es una ecuación química?

b) ¿Qué son los coeficientes estequiométricos?

Interpreta las siguientes ecuaciones químicas, tanto macroscópica como microscópicamente:

a) Hidrógeno Cloro → Ácido clorhídrico

H2 (g) Cl2 (g) → 2 HCl (g)

b) Gas propano Oxígeno → Dióxido de carbono Vapor de agua

C3H8 (g) 5 O2 (g) → 3 CO2 (g) 4 H2O (g)

Ajusta las siguientes ecuaciones químicas dibujando las moléculas y átomos que correspondan, e interpreta laecuación ya ajustada:

a) Dióxido de azufre Oxígeno → Trióxido de azufre

SO2 (g) O2 (g) → SO3 (g)

b) Aluminio Cloro → Tricloruro de aluminio

Al (s) Cl2 (g) → AlCl3 (s)

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2

1


En esta ficha trabajarás...Las reacciones químicas de interés.

Recuerda que...Las reacciones químicas están presentes en nuestra vida cotidiana; si observas cuidadosamente tu entor-no, podrás percibir cambios que suceden en las sustancias materiales dando lugar a sustancias nuevas,completamente distintas a las iniciales.

A veces, diferentes sustancias dan lugar a un mismo tipo de reacción química. En este caso, se sueleasignar a este grupo de reacciones un nombre característico, como es el caso de las reacciones de com-bustión o las reacciones ácido-base.

Las reacciones de combustión son aquellas en las que una sustancia denominada combustible reac-ciona con el oxígeno atmosférico, produciendo nuevas sustancias (dióxido de carbono y vapor de agua)y liberando gran cantidad de calor.

Combustible O2 (g) → CO2 (g) H2O (g) Energía calorífica

Las reacciones ácido-base se producen entre unas sustancias denominadas ácidos, que por sus pro-piedades reaccionan con otras (las bases), dando lugar a un proceso llamado neutralización, en el cualse producen una sal y agua.

HCl (ac) NaOH (ac) → NaCl (ac) H2O (l)

Ácido Base Sal Agua

Algunas reacciones son realizadas por los seres vivos, animales o plantas, como parte de sus funcionesvitales, sin las cuales no podrían existir; es el caso de la fotosíntesis, conjunto de reacciones químicasgracias a las cuales las plantas producen, a partir del dióxido de carbono, biomoléculas esenciales comoglúcidos, lípidos o proteínas, entre otras.

CO2 (g) H2O (l) Sales minerales → Glúcidos, lípidos, proteínas, etc. O2 (g)

Dióxido de carbono Agua Oxígeno




Observa y aprende

Investiga en un libro de Biología y Geología o en la red Internet la composición del jugo gás-trico y la función que tiene en la digestión.




Luz

Clorofila



Ahora te toca a ti...Busca en el libro de texto, o en algún otro libro de Química, las propiedades que caracterizan a una sustanciaácida. Basándote en la información que has conseguido, observa y encuentra en tu entorno cotidiano sustanciasque pienses que responden a esas características.

1

Esta información tienes que buscarla en los libros apropiados, por ejemplo, en tu libro de Biologíay Geología, en la unidad dedicada al sistema digestivo y al funcionamiento del estómago; tam-bién puedes tratar de buscar la información en alguna enciclopedia o en la red Internet, introdu-ciendo como palabras clave «estómago» o «jugo gástrico».

Encontrarás que el jugo gástrico es segregado por el estómago para favorecer la digestión de losalimentos. En su composición se encuentra un ácido muy conocido, el ácido clorhídrico. Se tratade una sustancia muy corrosiva, que ataca a los alimentos y los disgrega, favoreciendo de estemodo su digestión. Como tal ácido que es, tiene un sabor agrio característico y es el responsa-ble de la dolencia conocida como «acidez de estómago».

Observa y aprende

¿Por qué es importante la reacción de combustión? Redacta tu respuesta en un párrafo deal menos tres líneas.

Lo primero que has de hacer es localizar la idea principal. Después la tienes que explicar y redac-tar en un párrafo de al menos tres líneas.

En esta actividad te preguntan por la importancia de las reacciones de combustión. Si observaslos productos que se forman en estas reacciones, dióxido de carbono y vapor de agua, pareceque son sustancias que no tienen mucho interés; pero también se produce gran cantidad de calor,que es lo principal en este tipo de reacciones; por tanto, podemos escribir:

«En las reacciones de combustión se produce gran cantidad de calor al quemar una sustancia enpresencia de oxígeno. Este calor liberado es muy útil para las personas, que lo utilizan en multi-tud de aplicaciones, como calentar agua, cocinar alimentos o producir vapor en las centrales tér-micas con la finalidad de generar electricidad. También se aprovechan los gases generados eneste tipo de reacciones para mover cilindros o pistones en los motores de explosión que encon-tramos en vehículos y maquinaria en general».




Para que se produzca una reacción de combustión es necesario que haya un combustible como reactivo. Indicaejemplos de combustibles que se puedan utilizar en este tipo de reacciones.

Completa las siguientes reacciones de combustión con el reactivo o producto que falta:

a) Butano ____________________ → Dióxido de carbono Vapor de agua

b) Gasolina ____________________ → ____________________ Vapor de agua

c) Queroseno ____________________ → ____________________ ____________________

¿Qué tienen en común estas tres reacciones?


a) ¿Para qué realizan las plantas la fotosíntesis?

b) ¿Para qué utilizamos las personas las reacciones de combustión?

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3

2


Piensa en los siguientes procesos e indica cuáles de ellos son cambios físicos y cuáles cambios químicos, justifican-do tu respuesta:

a) Calentamos una pieza de vidrio hasta que se funde.

b) Quemamos un trozo de carbón en una barbacoa.

c) Obtenemos fibras textiles a partir del petróleo.

d) Disolvemos azúcar en un vaso de leche.

Explica qué son los reactivos y qué son los productos en un proceso químico. ¿Cómo puedes hacer que una reac-ción transcurra más rápidamente? Indica, al menos, dos formas.

¿Quién enunció la ley de conservación de la masa? ¿Cuándo se cumple esta ley?

Teniendo en cuenta que en cualquier reacción se cumple la ley de conservación de la masa, calcula la cantidad dedióxido de carbono que se habrá obtenido al quemar 32 g de gas metano con 128 g de oxígeno, sabiendo que sehan obtenido también 72 g de vapor de agua, mediante la reacción de combustión.

Gas metano Oxígeno → Dióxido de carbono Vapor de agua

4

3

2

1






Una de las siguientes ecuaciones químicas no está ajustada, ¿sabrías decir cuál? Justifíca tu respuesta.

a) 2 H2 (g) O2 (g) → 2 H2O (g)

b) 2 N2O3 (g) → 2 NO (g) N2O4 (g)

c) 2 CO (g) 2 O2 (g) → 3 CO2 (g)

Ajusta la siguiente ecuación química e interpreta el resultado obtenido:

C2H4 (g) O2 (g) → CO2 (g) H2O (g)

¿Cómo se llaman los números que colocamos delante de las fórmulas?

¿Qué es una reacción de combustión? ¿Para qué se utiliza habitualmente?

¿La fotosíntesis es un proceso físico o químico? Explica tu respuesta. ¿Por qué es importante la conservación de lasplantas del planeta?

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Justifica con detalle, haciendo uso de la teoría cinética, el hecho de que una reacción química entre sustancias gaseo-sas se realice habitualmente en un recipiente o reactor a alta presión.

El ácido nítrico (HNO3) reacciona con el ácido yodhídrico (HI), ambos en disolución, y produce monóxido de nitróge-no gaseoso (NO), yodo sólido (I2) y agua. Escribe y ajusta la ecuación química correspondiente a este proceso.

A partir de la ecuación anterior, obtén todas las posibles relaciones de estequiometría e indica qué cálculos puedesrealizar con ellas.

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2

1




Escribe la ecuación que representa la combustión del heptano (C7H16, líquido). ¿Cuántos gramos de oxígeno seránnecesarios para la combustión completa de 5 moles de heptano?

Hemos tomado 200 mL de una disolución de ácido clorhídrico (HCl) de concentración 2 g/L. ¿Qué cantidad de hidró-xido sódico (NaOH) necesitaremos para neutralizar el ácido?


LOS CATALIZADORESLa velocidad con la que transcurre un proceso químico es decisiva, tanto si son reacciones impli-cadas en procesos biológicos, como si se trata de reacciones de interés industrial.

Por ello, los catalizadores son sustancias imprescindibles en numerosos procesos naturales eindustriales, de los que depende, en gran medida, la viabilidad de estos.


a) ¿Qué es un catalizador?

b) ¿Qué diferencia hay entre un catalizador y un reactivo?

c) ¿En qué consiste el proceso Ostwald? ¿Qué catalizador utiliza?

d) ¿Qué son las enzimas? Indica algunas enzimas presentes en nuestro organismo y su función.

e) ¿Qué otros catalizadores biológicos existen?

f) ¿Para qué se usan los catalizadores de los motores de vehículos?

5

4





Ficha de refuerzo de competencias 1Un cambio químico tiene lugar cuando cambia la naturaleza de las sustancias. Esto quiere decir que a partir de unas sus-tancias iniciales llamadas reactivos se obtienen otras diferentes llamadas productos de la reacción.

Sí, se trata de un cambio químico, porque a partir de una sustancia líquida como el petróleo se obtiene otra completamen-te diferente, el plástico.

a) Se observa que se desprende una gran cantidad de gas en forma de burbujas.

b) Es una reacción química porque a partir de una sustancia sólida como es la pastilla y un líquido como es el agua, se haformado una nueva sustancia gaseosa, el dióxido de carbono. La formación espontánea de gases es indicativa de que hatenido lugar un proceso químico.

a) En primer lugar cambia la naturaleza de la madera obteniéndose sustancias diferentes como la ceniza. Además, se des-prenden gases (dióxido de carbono) y se produce un cambio brusco de la temperatura (aumenta muchísimo).

b) Los reactivos son la madera y el oxígeno necesario para que arda; los productos son la ceniza, el dióxido de carbono y elvapor de agua.

c) Se puede favorecer la reacción dividiendo el trozo de madera en otros más pequeños o haciéndolo virutas (disminuir elgrado de división de los reactivos). También se favorece el proceso soplando para aumentar la cantidad de oxígeno quellega (aumentar la concentración de uno de los reactivos).

Ficha de refuerzo de competencias 2Sí se cumple la ley de conservación de la masa porque la suma de las masas de los reactivos (10 g de hidrógeno + 80 g deoxígeno) es igual a la suma de las masas de los productos (90 g de agua).

a) Sí ha tenido lugar una reacción química porque a partir de unas sustancias iniciales (gas butano y oxígeno) se han obte-nido otras completamente diferentes (dióxido de carbono y vapor de agua).

b) El contenido tras la reacción debe ser igual a la masa de los reactivos, o sea, 116 g de butano + 416 g de oxígeno, iguala 532 g de productos.

c) En la ley de conservación de la masa.

a) El hierro y el oxígeno son los reactivos; el trióxido de dihierro es el producto de la reacción.

b) Habrán reaccionado 150 g de oxígeno, dado que es la cantidad que hay que sumar a los 800 g de hierro para obtener950 g de trióxido de dihierro. Lo sabemos porque debe cumplirse la ley de conservación de la masa.

a) En todas las reacciones químicas se cumple la ley de conservación de la masa.

b) La masa de los reactivos es igual a la masa de los productos.

c) La ley de conservación de la masa también se llama ley de Lavoisier.

d) La ley de conservación de la masa se cumple siempre, aunque se desprendan gases.

Ficha de refuerzo de competencias 3a) Una ecuación química es una forma simplificada de representar un proceso químico de manera esquemática, indicando

mediante fórmulas los reactivos y productos que participan, y con una flecha el sentido de la reacción.

b) Los coeficientes estequiométricos son unos números que se colocan delante de las fórmulas para indicar la proporción enque reaccionan y se forman los componentes de la reacción.

a) Macroscópicamente decimos que el gas hidrógeno reacciona químicamente con el gas cloro y forman ácido clorhídricotambién en estado gaseoso.

Microscópicamente diremos que por cada molécula de hidrógeno que reacciona con una molécula de cloro se formandos moléculas de ácido clorhídrico.

b) Macroscópicamente decimos que el gas propano reacciona con el oxígeno gaseoso y forma dióxido de carbono y vaporde agua.

Desde el punto de vista microscópico decimos que cada molécula de propano reacciona con cinco moléculas de oxígenoy forman tres moléculas de dióxido de carbono y cuatro moléculas de agua.

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Solucionario6.



Tras el ajuste, las ecuaciones químicas quedarán:

a) 2 SO2 (g) O2 (g) → 2 SO3 (g)

Dos moléculas de dióxido de azufre reaccionan con una molécula de oxígeno para formar dos moléculas de trióxido de azufre.

b) 2 Al (s) 3 Cl2 (g) → 2 AlCl3 (s)

Dos átomos de aluminio reaccionan con tres moléculas de cloro para formar dos moléculas de tricloruro de aluminio.


Un ácido es una sustancia de sabor agrio, corrosiva, que ataca a los metales y al mármol. En nuestro entorno cotidiano pode-mos encontrar ácidos débiles como el vinagre (ácido acético), los zumos de cítricos (ácido cítrico) o los refrescos de cola (ácidofosfórico); y ácidos fuertes como el agua fuerte (ácido clorhídrico concentrado) y el líquido de baterías (ácido sulfúrico con-centrado).

Son ejemplos de combustibles los gases metano, propano o butano, la gasolina, el gasóleo y el queroseno, el petróleo, lamadera, el papel, el plástico, el carbón, etc.

a) Butano Oxígeno → Dióxido de carbono Vapor de agua

b) Gasolina Oxígeno → Dióxido de carbono Vapor de agua

c) Queroseno Oxígeno → Dióxido de carbono Vapor de agua

Estos tres procesos son reacciones de combustión, que producen una gran cantidad de energía.

a) Las plantas realizan la fotosíntesis para sintetizar moléculas esenciales en sus procesos vitales, como hidratos de carbono,proteínas, etc.

b) Las personas utilizamos las reacciones de combustión fundamentalmente para aprovechar el calor que se produce en estetipo de reacciones.


a) Es un proceso físico, pues seguimos teniendo vidrio aunque fundido.

b) Es un cambio químico, pues aparecen nuevas sustancias (dióxido de carbono y vapor de agua).

c) Es un cambio químico, pues las fibras son de distinta naturaleza que el petróleo.

d) Es un cambio físico, ya que la sustancia disuelta no altera su naturaleza.

Los reactivos son las sustancias presentes antes de que ocurra el cambio químico; los productos son las sustancias que apa-recen como consecuencia de dicho cambio. La velocidad de una reacción depende de varios factores; para incrementarlase puede elevar la temperatura del sistema comunicándole calor, o bien, concentrar más los reactivos si están en diso-lución.

La ley fue enunciada por Lavoisier en el siglo XVIII. La ley de conservación de la masa dice que la masa se conserva en todoslos procesos químicos.

La masa conjunta de los reactivos ha de ser igual a la de los productos. Así pues:

Masa dióxido de carbono 32 g 128 g 72 g 88 g

La reacción que no está ajustada es la c), pues no hay igual número de átomos de carbono en los reactivos y en los pro-ductos.

La ecuación ajustada es: C2H4 (g) 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) 2 H2O (g)

Los números que están delante de las fórmulas son los coeficientes estequiométricos.

Es una reacción muy rápida entre una sustancia, que recibe el nombre de combustible, y el oxígeno del aire, cuyos produc-tos son dióxido de carbono y agua. En el proceso se desprende gran cantidad de calor; esta es su principal aplicación.

Claramente es un proceso químico, pues se obtienen nuevas sustancias. Es imprescindible preservar las plantas verdes, queson las que llevan a cabo la fotosíntesis, pues regeneran el oxígeno atmosférico y fijan el dióxido de carbono en forma denutrientes, manteniendo de esta manera el equilibrio en la composición de la atmósfera.

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Ficha de ampliación de contenidosSegún la teoría cinética, al aumentar la presión de un gas se incrementa el número de choques de sus partículas con las pare-des del recipiente que lo contiene y entre sí. Por lo tanto, si queremos que la reacción entre dos gases transcurra con unavelocidad aceptable, debemos conseguir las condiciones necesarias para que el número de choques entre partículas sea losuficientemente alto, y eso se logrará aumentando la presión.

La ecuación química ajustada que corresponde a este proceso es:

2 HNO3 (ac) 6 HI (ac) → 2 NO (g) 3 I2 (s) 4 H2O (l)

Teniendo en cuenta las masas molares de reactivos y productos se obtienen dos relaciones de estequiometría (en masa y enmoles), que son las siguientes:

2 HNO3 6 HI → 2 NO 3 I2 4 H2O

2 moles HNO3 6 moles HI → 2 moles NO 3 moles I2 4 moles H2O

126 g HNO3 767,4 g HI → 60 g NO 761,4 g I2 72 g H2O

Con estas relaciones, es posible calcular las cantidades en moles o en gramos de cualquier sustancia participante en la reac-ción conociendo las cantidades correspondientes de las otras.

Como es una reacción de combustión, la ecuación que nos piden, ya ajustada, es:

C7H16 (l) 11 O2 (g) → 7 CO2 (g) 8 H2O (g)

Vamos a calcular primero los moles de O2 consumidos en la combustión de 5 moles de heptano:

Número de moles O2 5 mol C7H16 11 mol O2 = 55 mol de O21 mol C7H16

La masa de O2 la obtenemos a partir de los moles calculados:

Masa de O2 55 mol O2 32 g/mol 1 760 g O2

La reacción de neutralización en este caso es:

HCl (ac) NaOH (ac) → NaCl (ac) H2O (ac)

A partir de la ecuación se obtiene la siguiente relación de estequiometría en masa:

36,5 g HCl 40 g NaOH → 58,5 g NaCl 18 g H2O

Por lo tanto, calculamos la masa de ácido que tenemos en la porción de disolución tomada:

Masa HCl 2 g/L 0,2 L 0,4 g

Y, después, aplicamos la relación anterior para hallar la cantidad de base necesaria:

Masa NaOH 0,4 g HCl 40 g NaOH

0,44 g36,5 g HCl

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En esta ficha trabajarás...El fenómeno de la electrización.El concepto de carga eléctrica.

Recuerda que...Sabemos que al frotar determinados materiales, estos se electrizan. Este fenómeno se pone de mani-fiesto porque una vez que los cuerpos han sido electrizados pueden atraer pequeños objetos, como tro-citos de papel o de plástico.

La electrización es conocida desde hace mucho tiempo y su estudio dio lugar al concepto de carga eléctrica.

La carga eléctrica se define como la cantidad neta de electricidad que posee un cuerpo, y puede ser de signopositivo o negativo. Las cargas del mismo signo se repelen, mientras que las de signo contrario se atraen.

Además de por frotamiento, existen otras formas de electrizar un cuerpo, como puede ser por con-tacto o por inducción. No obstante, sea de la forma que sea, hoy sabemos que la electrización de uncuerpo está relacionada con el número total de electrones y de protones que posee, de modo que,cuando un cuerpo ha sido electrizado, es porque ha quedado con un número mayor o menor de elec-trones que de protones.



Observa y aprende

¿Verdadero o falso? Justifica tu respuesta.a) Para que un cuerpo se electrice es necesario que entre en contacto con otro que esté

electrizado.b) La electrización se origina por un exceso de electrones.c) La inducción electrostática produce la electrización en un cuerpo situado en las proximi-

dades de otro cuerpo electrizado.

Cuando resuelvas una actividad en la que te pidan que examines una serie de enunciados e indi-ques si son correctos o falsos, no basta con que los clasifiques, sino que tienes que justificar con-venientemente la respuesta.

Por tanto, analizaremos cada enunciado, compararemos con lo estudiado en la unidad, y trasdeducir si es correcto o falso, indicaremos nuestra respuesta, justificándola:

a) Para que un cuerpo se electrice es necesario que entre en contacto con otro que estéelectrizado.

Si has leído con atención el texto explicativo que aparece al inicio de esta ficha o las explica-ciones teóricas de la página 140 de tu libro de texto, habrás deducido que esta respuesta noes correcta, pues además de por contacto con otro cuerpo electrizado, existen otras formas deelectrizar un cuerpo. Diremos por tanto:

Falso. Un cuerpo puede electrizarse por contacto con otro electrizado, por frotamiento o porinducción.



Electricidad y magnetismo.La corriente eléctrica 7.



b) La electrización se origina por un exceso de electrones.

En la página 140 de tu libro de texto encontrarás una detallada explicación sobre el fenóme-no de la electrización. Al leerla comprenderás que la electrización está relacionada con elnúmero de electrones y de protones de un cuerpo, pero no necesariamente con un exceso deelectrones. Por tanto, diremos:

Falso. Se origina tanto por un exceso como por un defecto de electrones.

c) La inducción electrostática produce la electrización en un cuerpo situado en las proxi-midades de otro cuerpo electrizado.

Necesariamente debes buscar el término «inducción electrostática» y estudiar su significado.Investígalo en el libro de texto y obtendrás que la inducción no requiere del contacto entre losdos cuerpos, sino solo de su proximidad. De acuerdo con esto:

Correcto. Para electrizar un cuerpo por inducción no es necesario que haya contacto.

Observa y aprende

Tenemos dos bolitas de corcho suspendidas de un hilo, de modo que están muy próximas,aunque no llegan a tocarse. ¿Qué ocurrirá en cada una de las siguientes situaciones?Justifica tu respuesta:a) Tocamos una de las bolitas con una barra de vidrio electrizada y la otra con una barra de

ámbar, también electrizada.b) Tocamos ambas bolitas con una barra de vidrio electrizada, primero una y después la

otra.

a) Al tocar una bolita con la barra de vidrio y la otra con la barra de ámbar, estas se atraerán. Estoes así porque las barras de vidrio y de ámbar electrizan las bolitas con cargas de signo contra-rio, de modo que una vez que las bolitas están electrizadas experimentan una atracción elec-trostática y, por tanto, tienden a juntarse.

b) En el caso de tocar las dos bolitas con la misma barra, en este caso de vidrio, ambas quedanelectrizadas con una carga del mismo signo, por lo que experimentarán una repulsión electros-tática y, por tanto, tienden a separarse.



Al frotar un cuerpo con un paño puede __________________ y, por tanto, quedar con una determinada__________________ eléctrica, que puede ser de signo __________________ o __________________. Si el cuerpoha quedado cargado negativamente, es porque tiene un número mayor de __________________ que de__________________.

Prepara unos pequeños trozos de papel sobre una mesa, toma una varilla de plástico o de vidrio y frótala con unpaño de fibra. Acerca la varilla a los trozos de papel:

a) ¿Qué ocurre? Explícalo.

b) Si el paño ha quedado cargado negativamente, ¿cómo será el signo de la carga de la varilla? ¿Qué es lo quese ha transferido cuando has frotado la varilla con el paño?

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1



El valor de la carga eléctrica de un cuerpo electrizado se puede cuantificar:

a) ¿Cuál es la unidad de carga en el Sistema Internacional?

b) ¿Con qué aparato puede detectarse la carga eléctrica?

c) ¿Qué signo tiene la carga eléctrica?

d) ¿Qué significa, desde el punto de vista microscópico, que un objeto ha quedado cargado negativamente?

¿Cuál de las siguientes partículas tiene una carga eléctrica mayor?

a) b) c)

qA 1,5 · 10–3 C qB 1,4 mC qC 0,002 C

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+ + +

Calcula la fuerza que se ejercen dos cargas de 5 µC y 6 µC situadas a una distancia de 3 men el vacío. ¿Es de atracción o de repulsión? Justifica tu respuesta.

Como has aprendido, cuando dos cargas, ya sean de igual o de diferente signo se encuentranpróximas entre sí, experimentan fuerzas que tienden a juntarlas o separarlas dependiendo delsigno que tengan estas cargas. Esas fuerzas han sido ampliamente estudiadas y su cálculo es posi-ble utilizando la ley de Coulomb.


En esta ficha trabajarás...La ley de Coulomb.El campo eléctrico.

Recuerda que...La carga eléctrica puede ser de signo positivo o negativo. Cuando dos objetos cargados se encuen-tran relativamente próximos, experimentan fuerzas de atracción o de repulsión entre ellos que depen-den del valor de sus cargas y de la distancia de separación. Las fuerzas electrostáticas pueden calcular-se mediante la ley de Coulomb, que dice lo siguiente:

«Dos cargas eléctricas puntuales experimentan una fuerza de atracción o repulsión, según sus signos,en la dirección que las une, que es directamente proporcional al producto de sus valores e inversamen-te proporcional a la distancia que las separa elevada al cuadrado».

F = k q1 · q2

d2

Esta interacción electrostática se produce porque cualquier cuerpo cargado tiene a su alrededor unazona de influencia denominada campo eléctrico, que se representa mediante líneas de fuerza. Elcampo eléctrico creado por una carga puntual es radial y su valor disminuye a medida que nos alejamosde la misma. El cálculo del campo se realiza con la expresión:

E = k q

d2

Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 142,143, 144 y 145. Puedes echarles un vistazo para obtener más informaciónantes de continuar con las actividades.




Observa y aprendeActividad 9 de la página 143 de tu libro de texto.




Para comenzar, debes conocer algunos conceptos básicos relacionados con esta ley:

Siempre que existan dos cargas, que llamamos q1 y q2, aparecen fuerzas eléctricas.

Si las cargas son de distinto signo se atraen, y si son del mismo signo se repelen.

En la fórmula, k es una constante cuyo valor es 9 · 109 N m2/C2, siempre que estemos en elaire o en el vacío. Si no se especifica nada, suponemos que este es el caso.

En la fórmula, la distancia d siempre se sustituye en metros.

Y muy importante: el valor de las cargas se sustituye en la fórmula de la ley de Coulombsiempre con signo positivo y expresado en culombios. Por tanto, el valor de la fuerza siem-pre será positivo y diremos que la fuerza es de atracción si las cargas tienen distinto signo yde repulsión si las cargas tienen el mismo signo.

En nuestro caso concreto tenemos:

Debemos comenzar realizando la conversión de unidades de microculombios a culombios. Paraello, tendremos en cuenta la equivalencia: 1 C 1 000 000 µC (106 µC).

q1 –5 µC · 1C

5 · 10–6 C; q2 6 µC · 1C

6 · 10–6 C106 µC 106 µC

Una vez que tenemos las cargas expresadas en culombios y la distancia en metros, podemos pro-ceder con el cálculo. Ten mucho cuidado con el manejo de la notación científica y recuerda quetienes que sustituir el valor de las cargas siempre con signo negativo.

F kq1 · q2 9 · 109 N m2/C2 ·

5 · 10–6 C · 6 · 10–6 C 0,03 N

d2 (3 m)2

No olvides interpretar el resultado obtenido. Las dos cargas se atraen con una fuerza de 0,03 N;decimos que la fuerza es de atracción porque el signo de las cargas es distinto.

+

d 3 m

q1 5 µC q2 6 µC

Observa y aprende

¿Por qué decimos que las fuerzas eléctricas son fuerzas a distancia? Explícalo mediante unejemplo.

Las fuerzas pueden ser de dos tipos, de contacto o a distancia.

Cuando empujamos un objeto y este se desplaza por una superficie, decimos que se mueve por-que ejercemos una fuerza sobre él y que esta fuerza es de contacto, pues existe contacto físicoentre el objeto y el causante de la fuerza, es decir, nosotros.

Pero las fuerzas electricas no requieren que haya contacto entre las cargas para que se sientan losefectos atractivos o repulsivos. Tan solo es necesario que estén lo suficientemente próximas.

Decimos, en consecuencia, que las fuerzas eléctricas son fuerzas a distancia, cuyo valor va a depen-der, además del valor de las cargas implicadas, de la separación que exista entre ellas. Esto se refle-ja en la ley de Coulomb, en la que puedes observar que la distancia aparece dividiendo, de modoque a medida que aumenta, la fuerza de atracción o repulsión es menor.




Ahora te toca a ti...Según la ley de Coulomb, la fuerza eléctrica entre dos cuerpos depende del valor de sus cargas y de la distanciade separación.

a) ¿Qué ocurre con el valor de la fuerza cuando aumenta el valor de una o de las dos cargas?

b) ¿Qué sucede si disminuye la distancia de separación entre las partículas cargadas?

c) ¿La constante k siempre vale lo mismo?

La fuerza eléctrica puede ser de atracción o de repulsión:

a) ¿Qué significado tiene que la fuerza sea de repulsión?

b) ¿Cuál es el significado de una fuerza eléctrica de atracción?

2

1




a) ¿En qué unidades se expresa la carga y la distancia en la ley de Coulomb?

b) Calcula la fuerza que se ejercen entre sí dos cargas, q1 1,2 µC y q2 8,5 µC, que se encuentran enel vacío separadas una distancia de 2,5 m.

Dibuja las líneas del campo eléctrico creado por una carga puntual positiva y el creado por una carga puntualnegativa. ¿Qué ocurrirá cuando una carga negativa se encuentre bajo la influencia del campo eléctrico de unacarga positiva?

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En esta ficha trabajarás...Conductores y aislantes.La corriente eléctrica.

Recuerda que...Desde el punto de vista eléctrico, los sistemas materiales se clasifican en conductores y aislantes. Losconductores son aquellos que permiten el movimiento de las cargas eléctricas en su interior, mientrasque los aislantes son los sistemas materiales que no permiten el movimiento de las cargas a través deellos.

De este modo surge el concepto de corriente eléctrica, entendido como el movimiento ordenado decargas a través de un conductor. Por tanto, de acuerdo con esto, podemos decir que un conductor esaquella sustancia que permite el paso de la corriente eléctrica, mientras que un aislante no permite elpaso de la corriente eléctrica.

Fíjate en la figura. El sentido de la corriente se define, por convenio, desde la zona de carga positi-va hacia la de carga negativa, aunque el sentido del movimiento real de los electrones es el contrario.






Observa y aprende

¿Cómo se origina una corriente eléctrica en el seno de un conductor? Explica el procesoredactando un breve párrafo.

Para contestar esta actividad debes conocer con exactitud a qué se refiere el término «corrienteeléctrica».

Como has estudiado, la corriente eléctrica se origina por el movimiento de las cargas a través deun conductor, y estas cargas normalmente suelen ser electrones.


+ –

Sentido dela corriente

Los electrones semueven en este

sentido

Exceso de cargapositiva

Exceso de carganegativa



Pero para que los electrones se desplacen a través del conductor, es necesario crear en uno desus extremos una zona de carga positiva y en el otro extremo una zona de carga negativa. Si sehace así, los electrones tienen tendencia a desplazarse hacia la zona de carga positiva, todos enla misma dirección, dando lugar a la corriente eléctrica.

Observa y aprende

Responde brevemente:a) ¿Qué es la corriente eléctrica?b) ¿Cuál es el sentido, por convenio, de la corriente eléctrica?c) ¿Coincide el sentido de la corriente eléctrica con el sentido del movimiento de las cargas?d) ¿Cómo se origina una corriente eléctrica en un conductor?

La respuesta a estas cuestiones la encontrarás sin mucha dificultad en la información que se inclu-ye en la unidad, en las páginas que se indican. Debes leer con atención las cuestiones que se plan-tean antes de tratar de localizar la respuesta. Una vez que creas tener la solución, demuestra quelo has comprendido redactando la explicación con brevedad, pero con claridad.

a) ¿Qué es la corriente eléctrica?

La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de electrones en el seno de un conductor.

b) ¿Cuál es el sentido, por convenio, de la corriente eléctrica?

El sentido de la corriente eléctrica en un conductor se establece por convenio, es decir, deforma arbitraria, desde la zona de carga positiva hacia la zona de carga negativa.

c) ¿Coincide el sentido de la corriente eléctrica con el sentido del movimiento de las cargas?

Si te fijas en el dibujo del inicio de esta ficha, verás que el sentido del movimiento real de loselectrones es justo el contrario (de la zona negativa a la zona positiva) del sentido que por con-venio se ha adoptado para la corriente eléctrica.

d) ¿Cómo se origina una corriente eléctrica en un conductor?

Sabemos que si conseguimos mantener de forma externa los dos extremos cargados del con-ductor con cargas netas de distinto signo, tendremos una corriente permanente de electronesa través del conductor; es lo que se conoce como corriente eléctrica.



La __________________ __________________ es el movimiento de las __________________ a través de un sistemamaterial, de modo que estos sistemas materiales pueden clasificarse en __________________ o__________________ según si permiten o no el __________________ de la __________________ eléctrica, es decir,si es posible o no el movimiento de las __________________ a través de ellos.

¿Por qué la mayoría de los cables que utilizamos para las conexiones eléctricas son de cobre? Indica dos razones,teniendo en cuenta que el oro o el acero también son buenos conductores.

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1



Piensa en las siguientes sustancias y contesta a las cuestiones:

• Cobre. • Plástico • Madera.

• Hierro. • Goma. • Oro.

a) Indica cuáles de estas sustancias son conductores y cuáles aislantes.

b) ¿Qué tienen en común los conductores entre sí?

c) ¿Por qué estas sustancias son tan buenas conductoras? Investígalo en el libro de texto.

Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando tu respuesta:

a) Los metales son buenos conductores de la electricidad.

b) El sentido de la corriente en un conductor es desde la zona de carga positiva a la zona de carga negativa.

c) Los aislantes permiten con facilidad el movimiento de las cargas a través de ellos.

d) Para que un material sea buen conductor ha de ser metálico.

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En esta ficha trabajarás...Los imanes.El campo magnético.El Electromagnetismo y la generación de corrientes eléctricas.

Recuerda que...El magnetismo es la propiedad que tienen algunos cuerpos, denominados imanes, de ejercer unaatracción sobre los objetos de hierro. Los imanes tienen dos polos, llamados norte y sur. Si acercamosdos imanes enfrentando sus polos iguales (norte o sur) se repelen, mientras que si se sitúa un imán enlas proximidades de otro haciendo coincidir sus polos diferentes, se atraen.

Un imán crea a su alrededor un campo magnético. El campo magnético se representa por líneas defuerza que se caracterizan porque son cerradas y pasan todas por los polos del imán; en el exterior delimán van del polo norte al polo sur, y en sentido contrario por el interior.

El estudio científico del magnetismo ha permitido descubrir que este fenómeno está relacionado con laelectricidad. Así, hoy día se sabe que al hacer pasar una corriente eléctrica por un hilo conductor segenera un campo magnético en sus inmediaciones, o que el giro de una bobina conductora en las inme-diaciones de un imán produce una corriente eléctrica. La rama de la Física que estudia la relación entrela electricidad y el magnetismo se denomina Electromagnetismo.

El Electromagnetismo es un importante campo de estudio de la Física que ha dado lugar a multitud deaplicaciones tecnológicas, como electroimanes, alternadores, motores, y una amplia variedad de dis-positivos y aparatos relacionados, que se encuentran ampliamente presentes en nuestra vida cotidiana.De ellos, destaca por su importancia el alternador, también llamado generador de corriente, utilizadopara producir corriente eléctrica por inducción electromagnética.

Sabemos que existen dos tipos de corriente eléctrica: continua y alterna. La corriente continua cir-cula siempre en el mismo sentido, es la que proporcionan las pilas y baterías. Por su parte, lacorriente alterna se caracteriza porque varía su sentido de circulación de forma cíclica; este tipode corriente se produce en las centrales eléctricas, por tanto es la corriente de la red eléctrica denuestras casas.





SS NN

SSNNSS NN

SSNNSS NN

SSNN

SS NNSSNN

Los polos diferentes se atraen. Los polos iguales se repelen.



Observa y aprende

Responde a las siguientes cuestiones:a) ¿Qué ocurre cuando partimos un imán en dos trozos?b) ¿Y si volvemos a partir alguno de esos trozos?c) ¿Supone esto alguna diferencia respecto a las cargas eléctricas?d) ¿Por qué es más intenso el magnetismo en los polos de un imán?

¿Sabes las respuestas? Tal vez sí, pero si no es así, debes consultar la página 148 de tu libro detexto.

a) ¿Qué ocurre cuando partimos un imán en dos trozos?

Si partimos un imán por la mitad, tendremos dos imanes más pequeños que el inicial, perocada uno con sus dos polos, norte y sur.

b) ¿Y si volvemos a partir alguno de esos trozos?

Cada vez que partimos un imán ocurre lo mismo, es decir, siempre tendremos un imán máspequeño, pero con dos polos magnéticos. De hecho, por mucho que se repita el proceso, elresultado son imanes con sus dos polos, aunque más pequeños.

c) ¿Supone esto alguna diferencia respecto a las cargas eléctricas?

Un imán es diferente a una carga eléctrica, en lo que se refiere a sus polos. En el caso de unacarga eléctrica, esta puede ser positiva o negativa, de manera independiente; sin embargo, enlos imanes, los polos nunca pueden ser independientes, es decir, un imán siempre tiene dospolos, norte y sur.

d) ¿Por qué es más intenso el magnetismo en los polos de un imán?

La razón de que el magnetismo sea más intenso en los polos del imán es que todas las líneasdel campo magnético pasan por los polos del imán. Recuerda que estas líneas son cerradas,de forma que también hay líneas de fuerza en el interior del imán, por lo que todas ellas atra-viesan necesariamente los polos del imán.


Observa y aprende

¿Qué es un electroimán? ¿En qué se diferencia de un imán permanente, como puede ser untrozo de magnetita? Indica qué elementos necesitamos para construir un electroimán ycómo funciona.

Antes de contestar la actividad debes buscar toda la información posible sobre el concepto quese te pregunta. En este caso, debes consultar la página 150 de tu libro de texto, dedicado al estu-dio del Electromagnetismo y de los efectos magnéticos de la corriente eléctrica.

Si lees este apartado con atención, descubrirás que cuando un hilo conductor se enrolla alrede-dor de una pieza de hierro, y se hace pasar a través de este conductor una corriente eléctrica, seproduce un campo magnético muy intenso.

Esto es, precisamente, un electroimán: un hilo conductor enrollado en un núcleo de hierro por elque pasa una corriente eléctrica. Para que el imán produzca el campo magnético, es necesarioque circule corriente eléctrica, lo cual es una diferencia bastante importante con respecto a unimán permanente, que siempre produce un campo magnético.





Ahora te toca a ti...Recuerda que un imán siempre tiene dos polos. Indica qué nombre reciben sus polos y qué ocurre cuando se colo-can dos imanes próximos el uno al otro. Puedes ilustrar tu explicación con dibujos.

Contesta a estas cuestiones:

a) ¿Cómo se supo que la electricidad y el magnetismo son dos fenómenos relacionados entre sí?

b) ¿Quién fue el científico que hizo este gran descubrimiento?

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1



Hay dos elementos imprescindibles sin los cuales no se puede fabricar un generador de corriente. Indica cuáles sony describe brevemente el fundamento de los generadores de corriente.

Aplica ahora todo lo aprendido en esta ficha. Sabes que hay aparatos que deben conectarse a la red eléctricadoméstica, es decir, a los enchufes, y otros que funcionan mediante pilas o baterías.

a) ¿Qué diferencia hay entre los dos casos? ¿Cómo se llama la corriente eléctrica suministrada por una pila opor una batería?

b) Indica dos aparatos que funcionan con corriente alterna y otros dos que lo hacen con corriente continua.¿En qué te has basado para clasificarlos de un modo u otro?

c) Algunos aparatos se conectan a la red eléctrica, pero no directamente, sino a través de un transformador.Explica qué tipo de corriente eléctrica utilizan estos aparatos y cuál debe de ser la función del transfor-mador.

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Contesta brevemente a las siguientes cuestiones:

a) ¿Qué es la carga eléctrica?

b) ¿En qué unidades del Sistema Internacional se expresa la carga eléctrica?

c) ¿Qué ocurre cuando dos partículas cargadas negativamente se aproximan?

La electrización y la consecuente aparición de carga eléctrica se pueden explicar recurriendo a la estructura micros-cópica de la materia. Explica qué ocurre cuando un cuerpo se electriza, y por qué pueden aparecer dos tipos decarga eléctrica en un cuerpo electrizado.

¿Qué ley utilizarías para calcular la fuerza eléctrica entre dos cuerpos cargados? ¿En cuál de los dos casos siguien-tes es mayor la fuerza eléctrica? Justifícalo, e indica si se trata de una fuerza de atracción o de repulsión.

a) b)

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++

d 4 m

q1 5 µC q2 5 µC

++

d 2 m

q1 5 µC q2 5 µC



¿Cómo son las líneas del campo eléctrico creado por una carga positiva? Dibújalas e indica qué ocurre con la inten-sidad del campo a medida que nos alejamos de la carga.

¿Qué es, desde el punto de vista microscópico, la corriente eléctrica? Indica cuáles son los dos tipos de corrienteque hay.

Explica la diferencia entre un conductor eléctrico y un aislante, y pon tres ejemplos de cada uno de ellos.

Explica qué es un imán e indica qué sucede cuando se aproximan dos imanes, uno junto a otro. ¿Qué diferenciahay entre un imán natural y uno artificial?

Describe las partes que tiene un generador de corriente e indica cuál es su funcionamiento.8

7

6

5

4


Calcula la carga neta en culombios que adquiere un cuerpo cuando:

a) Gana un billón de electrones.

b) Pierde un trillón de electrones.

El faraday es una unidad de carga eléctrica que se define como la carga de un mol de electrones.

a) Calcula su equivalencia en culombios.

b) ¿A cuántos culombios equivalen 4,5 faradays?

Una carga de 7 µC ejerce una fuerza de 0,05 N sobre otra carga de valor desconocido situada a una cierta distancia.¿Qué fuerza se ejercerá si cambiamos la carga de 7 µC por otra de 4 µC?

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Considerando la expresión que nos da la intensidad del campo eléctrico, deduce la relación que existe entre loscampos eléctricos producidos en el mismo punto por dos cargas tales que una es de doble valor que la otra.

¿Por qué es peligroso manejar o tener aparatos eléctricos encendidos en las inmediaciones de una bañera? ¿Qué ries-go se corre?


LOS CONDENSADORESUn condensador es un dispositivo que se utiliza para almacenar carga y energía eléctrica y quetiene múltiples aplicaciones.

El primer condensador fue la botella de Leyden, inventada en el siglo XVIII en la ciudad holande-sa del mismo nombre. Posteriormente, Franklin construyó un condensador con vidrios recubier-tos de láminas metálicas. Hoy día disponemos de condensadores de distintas formas, adaptadosa usos específicos.


a) ¿Qué magnitud física se utiliza para cuantificar la carga almacenada en un condensador?¿En qué unidad se mide?

b) ¿Cómo se construye un condensador plano? ¿Y uno cilíndrico?

c) ¿Qué aplicaciones tecnológicas tienen los condensadores? Cita tres aparatos que los incor-poren e indica la función que desempeñan en su funcionamiento.

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Ficha de refuerzo de competencias 1Al frotar un cuerpo con un paño puede electrizarse y, por tanto, quedar con una determinada carga eléctrica, que puedeser de signo positivo o negativo. Si el cuerpo ha quedado cargado negativamente, es porque tiene un número mayor deelectrones que de protones.

a) La varilla electrizada atrae los trocitos de papel, que quedan pegados a ella.

b) La varilla ha quedado cargada positivamente. Se han transferido electrones desde la varilla hacia el paño.

a) El culombio.

b) Con un electroscopio.

c) Puede ser de signo positivo o negativo.

d) Que ha ganado electrones y, por tanto, tiene más electrones que protones.

Ponemos todas las cargas en culombios y las ordenamos:

qC 0,002 C qA 0,0015 C qB 0,0014 C

El cuerpo con mayor carga es C.

Ficha de refuerzo de competencias 2a) Cuando aumenta el valor de las cargas, la fuerza de atracción o repulsión entre ellas es mayor.

b) Al disminuir la distancia de separación, la fuerza entre las cargas se hace mayor.

c) La constante k depende del medio en el que se encuentren las cargas. Para el vacío o el aire, siempre vale 9 · 109, en uni-dades del SI.

a) Si la fuerza es de repulsión significa que las dos cargas son del mismo signo.

b) Si la fuerza es de atracción es porque las cargas son de distinto signo.

a) La carga se expresa en culombios y la distancia en metros.

b) Considerando la equivalencia entre microculombios y culombios: 1 C 106 µC.

q1 1,2 µC · 1 C

1,2 · 106 C106 µC

q2 8,5 µC · 1 C

8,5 · 106 C106 µC

F k q1 · q2 9 · 109 N m2

· 1,2 · 10–6 C · 8,5 · 10–6 C

0,015 Nd2 C2 (2,5 m)2

Como las cargas tienen signos distintos, la fuerza es de atracción.

Carga positiva. Carga negativa.

Cuando una carga negativa se encuentre bajo la influencia de un campo eléctrico creado por una carga positiva, se produ-cirá una fuerza de atracción que tiende a aproximarlas.

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2

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Solucionario

+ _

7.



Ficha de refuerzo de competencias 3La corriente eléctrica es el movimiento de las cargas a través de un sistema material, de modo que estos sistemas mate-riales pueden clasificarse en conductores o aislantes según si permiten o no el paso de la corriente eléctrica, es decir, sies posible o no el movimiento de las cargas a través de ellos.

El cobre es un buen conductor de la electricidad, por lo que es adecuado como otros metales para fabricar cables; pero ade-más, es barato (el oro es caro) por su abundancia en la naturaleza, y es muy dúctil (el acero no).

a) Son buenos conductores los metales, es decir, cobre, hierro y oro.

b) Todos los conductores se caracterizan porque conducen la corriente eléctrica permitiendo el movimiento de las cargas(electrones) a través de ellos.

c) Los metales son buenos conductores porque tienen en su interior electrones que se pueden mover con facilidad, dandolugar a la corriente. (Ver página 86 del libro de texto).

a) Verdadero, permiten el movimiento de cargas en su seno.

b) Verdadero, se establece así por convenio.

c) Falso, los aislantes no permiten el movimiento de cargas.

d) Falso, tan solo ha de permitir el movimiento de cargas a través de él.


Los polos se llaman norte y sur. Cuando se aproximan dos imanes por sus polos, se atraen si son polos diferentes y se repe-len si son polos iguales.

Fue a principios del siglo XIX, en 1820, con el descubrimiento realizado por Hans Christian Oersted, que comprobó que unabrújula se desviaba en las inmediaciones de un hilo conductor por el que circulaba una corriente eléctrica.

Con una espira de cobre y un imán se puede fabricar un generador de corriente. Haciendo girar rápidamente la espira cercadel imán se produce corriente eléctrica.

a) Los que se conectan a la red eléctrica funcionan con corriente alterna, y los que usan pilas o baterías con corriente con-tinua.

b) Una batidora y un frigorífico funcionan con corriente alterna, porque se enchufan a la red doméstica. Una radio y unalinterna funcionan con corriente continua, porque usan pilas.

c) Son aparatos que funcionan con corriente continua. La corriente alterna atraviesa el transformador y se convierte encorriente continua, adecuada para estos aparatos.


a) La carga eléctrica es la cantidad neta de electricidad que posee un cuerpo.

b) La carga se mide en culombios en el SI.

c) Como son del mismo signo, se repelen.

Los cuerpos se electrizan porque pierden o ganan electrones. Hay dos tipos de carga; si el cuerpo gana electrones queda car-gado negativamente y si los pierde queda cargado positivamente.

Se utiliza la ley de Coulomb. En ambos casos la fuerza es de repulsión pues las cargas son del mismo signo; en el segundocaso la fuerza es mayor, porque las cargas son iguales pero la distancia de separación es menor.

Las líneas del campo eléctrico de una carga puntual positiva son rectas, radiales y dirigidas hacia el exterior (ver página 144del libro de texto). A medida que nos alejamos de la carga, la intensidad del campo eléctrico se hace menor.

La corriente eléctrica es el movimiento de cargas a través de un conductor. Hay dos tipos de corriente eléctrica: continua (quesiempre circula en el mismo sentido) y alterna (que cambia constantemente de sentido).

Un conductor es un material que permite el paso de la corriente eléctrica (cobre, plata y acero) y un aislante es el que nopermite el paso de la corriente (plástico, goma o vidrio).

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Los imanes son sistemas materiales que tienen la propiedad de ejercer fuerzas de atracción o repulsión entre ellos, o de atraermateriales ferromagnéticos como el hierro. Como los imanes tienen dos polos, norte y sur, cuando se aproximan dos imanespor sus polos iguales se repelen, mientras que si se aproximan por sus polos diferentes se atraen. Los imanes pueden sernaturales, como la magnetita, o artificiales, creados por las personas magnetizando ciertos materiales o utilizando unacorriente eléctrica que circula por un conductor enrollado. El comportamiento de unos y otros es similar.

Un generador de corriente tiene fundamentalmente dos partes: una espira de hilo de cobre enrollado y un imán. Al girar laespira en las proximidades del imán se produce una corriente eléctrica.


En cada caso, obtenemos la carga neta multiplicando la carga del electrón en culombios por el número de electrones. Elsigno será positivo cuando se pierden electrones y negativo cuando se ganan:

a) q 1012 · 1,609 · 1019 C 1,609 · 107 C

b) q 1018 · 1,609 · 1019 C 0,1609 C

a) Tendremos en cuenta el valor de la carga de un electrón (en culombios) y que un mol de electrones son 6,022 · 1023 elec-trones: 1 faraday 6,022 · 1023 · 1,609 · 1019 C 96 894 C

b) Si tenemos 4,5 faradays, la carga en culombios será: q 4,5 faradays · 96 894 C/faraday 436 023 C

En este caso, no podemos usar la ley de Coulomb para el cálculo directo. Pero, como la fuerza es directamente proporcio-nal al producto de las cargas, si todas las demás magnitudes permanecen constantes (carga de prueba y distancia), pode-mos decir que se cumple esta proporción:

F1 q1

F2 q2

Donde F es la fuerza y q la carga creadora del campo.

En nuestro ejemplo, serían F1 0,05 N, q1 7 · 106 C y q2 4 · 106 C, y tendríamos que despejar F2. Sustituyendotodos los datos, resulta F2 0,03 N.

La expresión a la que se refiere el enunciado es:

E k qd2

Si sustituimos q por una carga que sea el doble, esto es, 2q, claramente la intensidad del campo se hace también el doble,y es igual a 2E.

El agua conduce la corriente eléctrica, especialmente cuando contiene sustancias disueltas, como es el caso del agua de con-sumo doméstico. Por lo tanto, si un aparato eléctrico encendido cae a la bañera o se moja, corremos el riesgo de sufrir unadescarga eléctrica, con grave peligro para nuestra salud.

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En esta ficha trabajarás...Los elementos que componen el circuito eléctrico.La diferencia de potencial, la intensidad y la resistencia en un circuito.

Recuerda que...Un circuito eléctrico está formado por un generador de corriente y un hilo conductor al que se conec-tan diversos elementos, cada uno de los cuales desempeña una función diferente y se representamediante un símbolo, que resulta muy útil cuando se quiere realizar un dibujo del circuito.

Además de reconocer los elementos que hay en el circuito, debes aprender el significado de las magni-tudes que nos sirven para describirlo:

La intensidad de corriente (I) es la carga que atraviesa el conductor en cada segundo, y se mide

en amperios (A). Se calcula mediante la fórmula: I q

.t

El voltaje o diferencia de potencial (DV ) es la energía necesaria para transportar la carga de1 culombio a través del conductor, y se mide en voltios (V). Esta energía es proporcionada porun generador o una pila.

La resistencia (R) representa la dificultad que encuentran las cargas al desplazarse por el circuito,y se mide en ohmios (W ). Para un conductor determinado a una cierta temperatura se calcula me-

diante la fórmula: R r · l

, donde r es la resistividad, l la longitud del conductor y S la sección.S



Observa y aprende

Describe estos circuitos eléctricos, indicando los elementos que los integran y la función quecumple cada uno de ellos:

Cada uno de los elementos que forman parte del circuito se representa mediante un símbolo.Algunos de estos símbolos, junto con la función que desempeñan, los encontrarás en la tabla de



Circuitos eléctricos.Aplicaciones de la corriente eléctrica 8.

+ –

A



la página 162 de tu libro de texto. Por tanto, si observas con atención los circuitos del ejercicio,y comparas con los símbolos de la tabla, podrás responder del siguiente modo:

a) El primer circuito está compuesto por un generador de corriente continua (una pila, que pro-porciona la corriente que circula por el circuito), un interruptor (que cuando está abierto impi-de el paso de la corriente, y cuando está cerrado permite su paso), un amperímetro (que midela intensidad de corriente que circula) y una resistencia (que dificulta el paso de las cargas).

b) El segundo circuito cuenta con un generador de corriente alterna (que suministra la corrientealterna que circula por el circuito), dos resistencias colocadas en paralelo (que dificultan el pasode las cargas) y una bombilla (que sirve como testigo del paso de la corriente).

Observa y aprende

Tomando como modelo el ejercicio del Observa y aprende, calcula:a) La intensidad de una corriente que transporta 0,5 C en 2,5 s.b) La carga total que atraviesa el conductor en 50 s.c) El tiempo que tarda en atravesar el conductor una carga de 80 mC.

Se trata de un ejercicio de cálculo en el cual hay que aplicar las expresiones matemáticas que rela-cionan las distintas variables implicadas en el circuito eléctrico. En este caso, las magnitudes sonla intensidad de corriente, la carga y el tiempo, por lo cual se utilizará la fórmula del cálculo

de la intensidad, I q

, que relaciona las tres. Según los datos que nos den, y lo que nos pidan,t

despejaremos de esa fórmula y realizaremos el cálculo correspondiente.

Para aprender y aplicar este tipo de procedimientos, debes tener en cuenta los dos puntos si-guientes:

Estudia con atención los ejercicios resueltos en los Observa y aprende de las páginas corres-pondientes de tu libro de texto.

Antes de sustituir en la fórmula, debes comprobar que la intensidad de corriente está expre-sada en amperios (A), la carga en culombios (C) y el tiempo en segundos (s). Si no es así, debesrealizar el correspondiente cambio de unidades.

Por tanto, hacemos los siguientes cálculos:

a) La intensidad de corriente se calcula dividiendo la carga que ha circulado por el tiempo:

I q

0,5 C

0,2 At 2,5 s

b) Despejando de la fórmula anterior la carga, sustituimos los datos de la intensidad y el tiempo:

I q

→ q I · t 0,2 A · 50 s 10 Ct

c) Despejando ahora el tiempo de la fórmula, expresando la carga en culombios (80 mC 0,08 C)y sustituyendo, obtenemos:

I q

→ t q

0,08 C

0,4 st I 0,2 A



En un circuito eléctrico hay tres magnitudes importantes: la __________________ de __________________, quemide la cantidad de __________________ que atraviesa la sección del conductor en cada segundo, la__________________ de __________________, que es la __________________ necesaria para transportar una cargade 1 culombio, y la __________________, que representa la dificultad que encuentran las __________________ ensu desplazamiento.

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En el siguiente circuito, indica los elementos que hay conectados y la función que desempeña cada uno de ellos.

Por un circuito atraviesa una carga de 35 culombios durante 7 segundos. Calcula la intensidad de corriente y lacarga que pasará si está funcionando el circuito durante 50 segundos.

Si tenemos tres conductores cuyas resistencias son 15 Ω, 500 mΩ y 25 Ω, respectivamente, ¿cuál de ellos ofreceráuna mayor oposición al paso de la corriente eléctrica? Si los tres conductores son del mismo material y tienen lamisma sección, ¿cuál de ellos tendrá una longitud mayor? Explícalo.

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+ –

A


En esta ficha trabajarás...Las asociaciones en serie y en paralelo.La ley de Ohm.

Recuerda que...Desde 1827, año en que el físico G. S. Ohm publicara su ley, sabemos que existe una relación directaentre las tres magnitudes estudiadas para el circuito eléctrico, es decir, el voltaje o diferencia de poten-cial, la intensidad de corriente y la resistencia. La ley de Ohm se enuncia así:

«La intensidad de corriente que circula por un conductor es igual al cociente de la diferencia de poten-cial entre los extremos y su resistencia».

I ∆VR

Aunque la ley de Ohm se puede aplicar a cualquier elemento conectado al circuito, lo usual es que sitenemos varias resistencias en un mismo circuito, calculemos la equivalencia de todas ellas y apliquemosdespués la ley de Ohm al conjunto. Para calcular la resistencia equivalente debemos tener en cuentaque:

Si las resistencias están conectadas una a continuación de la otra, la asociación es en serie,y la resistencia equivalente es la suma de todas ellas:

Si las resistencias están dispuestas conectando sus extremos entre sí, decimos que la aso-ciación es en paralelo. En este caso, el cálculo de la resistencia equivalente es más com-plicado:





R = 3 Ω1 R = 6 Ω2

R = 9 Ωeq

Req R1 R2 3 Ω 6 Ω 9 Ω

1

1

1 ; Req

R1 · R2 3 Ω · 6 Ω

18 Ω2

2 ΩReq R1 R2 R1 R2 3 Ω 6 Ω 9 Ω

R = 3 Ω1

R = 6 Ω2

Req 2 Ω



Observa y aprende

Dibuja un circuito con dos resistencias en serie de 4 Ω y 3 Ω, y una pila de 4,5 V. a) ¿Cuánto vale la resistencia equivalente? b) ¿Qué intensidad de corriente circula por él? ¿En qué ley has basado el cálculo?

Antes de realizar este ejercicio es conveniente que repases la teoría para conocer exactamente ladiferencia entre asociaciones en serie y asociaciones en paralelo.

a) Como las resitencias están asociadas en serie, la resistencia equivalente viene dada por la sumade las resistencias R1 y R2:

Req R1 R2 4 Ω 3 Ω 7 Ω

b) Para calcular la intensidad de corriente aplicamos la ley de Ohm. Sustituimos en la expresiónel valor de la resistencia equivalente y de la diferencia de potencial. Como ambos están en susunidades del SI, el resultado se expresa en amperios.

I V

4,5 V

0,6 AR 7 Ω


Observa y aprende

Enuncia la ley de Ohm e indica en qué unidades deben expresarse cada una de las magni-tudes que en ella aparecen. ¿Cuál es la utilidad de esta ley?

Se trata de una actividad bastante sencilla, que puedes resolver investigando en la página 167 detu libro de texto o en la parte teórica de esta ficha. Diremos que:

«La intensidad de corriente que atraviesa el circuito se calcula a partir del cociente entre la dife-rencia de potencial aplicada y la resistencia del circuito».

I ∆VR

La diferencia de potencial se expresa en voltios (V), la intensidad en amperios (A) y la resistenciaen ohmios (Ω).

Esta ley es útil para hallar el valor de una de las magnitudes que aparecen en la expresión mate-mática conociendo los valores de las otras dos.



+ –+ –∆V = 4,5 V

I

R = 3 Ω2R = 4 Ω1

∆V = 4,5 V

I

R = 7 Ωeq



Ahora te toca a ti...Contesta a las siguientes cuestiones sobre la ley de Ohm:

a) ¿Cuáles son las tres magnitudes que aparecen en esta ley y en qué unidades deben expresarse?

b) Si aumenta el voltaje, pero la resistencia no varía, ¿qué le ocurrirá a la intensidad de corriente?

Tenemos tres resistencias de 10 Ω, 12,5 Ω y 2 500 mΩ. ¿Cuánto vale la resistencia equivalente si las conectamosen serie?

Por un circuito que está formado por una pila y una resistencia de 7,5 Ω, circula una intensidad de corriente de0,2 A. Calcula el voltaje de la pila instalada en el circuito aplicando la ley de Ohm.

Calcula la resistencia equivalente de dos resistencias de 5 Ω y 15 Ω que están asociadas en paralelo, y la intensi-dad de corriente que atraviesa el circuito, sabiendo que la diferencia de potencial aplicada es de 4,5 V.

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En esta ficha trabajarás...La energía consumida en un circuito eléctrico.La potencia eléctrica.

Recuerda que...La resistencia de un conductor se relaciona con la dificultad que encuentran las cargas al desplazarsepor él. Por tanto, en su desplazamiento, las cargas consumen parte de su energía para vencer la resis-tencia del conductor; esta energía es compensada por el generador, elemento encargado de suminis-trar la energía necesaria para que el circuito continúe funcionando.

La energía que consume el circuito se puede calcular, si conocemos los valores de resistencia, intensi-dad de corriente y diferencia de potencial. Hay dos formas de hacerlo:

E ∆V · I · t E I 2 · R · t

En ambos casos el resultado se expresa en julios (J, unidad de energía en el Sistema Internacional).Observa que interviene el tiempo, porque cuanto mayor es el tiempo que está funcionando el circuito,más energía consume.

Si dividimos la energía consumida por el tiempo, estaremos calculando la potencia, que se define comola energía que consume el circuito en la unidad de tiempo (1 segundo en unidades del SistemaInternacional). Se mide en vatios (W).

P Et

Si sustituimos la energía por las fórmulas que nos dan su valor, obtenemos dos fórmulas posibles paracalcular la potencia:

P ∆V · I P I 2 · R

Vemos, por tanto, que energía y potencia son dos magnitudes directamente relacionadas entre sí.

La energía depende directamente tanto de la diferencia de potencial aplicada al circuito, como de laintensidad de corriente que circula y de la resistencia, pero además, del tiempo, pues cuanto mayor esel tiempo de funcionamiento, más energía se consume.

Pero la potencia del circuito no depende del tiempo. Es una magnitud que simplemente nos indica laenergía que consume el circuito en cada segundo.







Observa y aprende

Contesta a estas cuestiones, explicando siempre tu respuesta: a) ¿Depende la potencia del tiempo que esté circulando la corriente?b) ¿Cómo podemos aumentar la potencia de un circuito?c) ¿Puede tener la energía un valor pequeño y la potencia un valor grande para un mismo

circuito?

Recuerda que las cuestiones planteadas se refieren a la energía y a la potencia de un circuito, porlo que debes investigar en las páginas 170 y 171 de tu libro de texto. Trata de comprender bienel concepto estudiado, y explica con brevedad, pero con claridad, tu respuesta a las preguntasplanteadas.

a) ¿Depende la potencia del tiempo que esté circulando la corriente?

No. La energía consumida sí depende del tiempo que esté circulando la corriente, pero lapotencia es la energía que consume el circuito por unidad de tiempo, es decir, en cada segun-do, por lo que esta magnitud no depende del tiempo.

b) ¿Cómo podemos aumentar la potencia de un circuito?

La potencia depende directamente de la diferencia de potencial, de la intensidad o de la resis-tencia; por tanto, aumentando los valores de estas magnitudes se incrementará el valor de lapotencia.

c) ¿Puede tener la energía un valor pequeño y la potencia un valor grande para un mismocircuito?

Sí. Como la potencia es la energía consumida por unidad de tiempo, podemos tener unapotencia grande y una energía pequeña si el tiempo que tarda en disiparse esa energía es tam-bién pequeño.


Observa y aprende

Calcula la energía consumida durante 5 minutos en un circuito que tiene una pila de 4,5 Vy una resistencia de 3 Ω.

El circuito, que está formado por una pila y una resistencia, consumirá energía durante su fun-cionamiento, de modo que si está funcionando mucho tiempo llegará un momento en el que lapila se agote por completo, pues es el elemento que suministra la energía necesaria para que elcircuito funcione.

Calcular la energía consumida por el circuito no es difícil si se disponen de los datos necesarios.Nos dan en el enunciado la diferencia de potencial de la pila (4,5 voltios), la resistencia conecta-da al circuito (3 ohmios) y el tiempo que ha estado funcionando (5 minutos). Este último dato sedebe expresar en segundos (5 minutos 300 segundos) para que la energía calculada se obten-ga en julios.

Pero necesitamos otro dato importante, la intensidad de corriente que atraviesa el circuito. Laintensidad la calculamos utilizando la ley de Ohm:

I ∆V

4,5 V

1,5 AR 3 Ω

Ahora, con la intensidad, la diferencia de potencial y el tiempo hallamos la energía consumidapor el circuito:

E ∆V · I · t 4,5 V · 1,5 A · 300 s = 2 025 J

Actividad 14 de la página 170 de tu libro de texto




Ahora te toca a ti...Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando tu respuesta:

a) Todos los circuitos eléctricos consumen la misma energía.

b) La energía se expresa en julios y la potencia en vatios.

c) La energía y la potencia no están relacionadas, son magnitudes totalmente independientes.

d) Cuanto más tiempo está funcionando, más energía consume un circuito eléctrico.

Una linterna está formada por una bombilla cuya resistencia es de 5 Ω, y una pila de 1,5 V. Si se mantiene encendi-da la linterna durante 5 minutos, ¿cuál será la energía consumida por el circuito de la linterna durante ese tiempo?

Calcula la potencia de un circuito cuya resistencia es de 25 Ω, por el que circula una intensidad de corriente de0,5 A. Si tenemos otro circuito cuya potencia es de 10 W, ¿cuál de los dos circuitos consumirá más energía, si semantienen funcionando durante 15 minutos?

Alicia va a comprar una bombilla. En la tienda encuentra unas bombillas normales de 60 vatios, y otras más caras,pero que proporcionan la misma luz que las anteriores con una potencia de 15 vatios.

a) ¿Qué significado tiene que la potencia de la bombilla sea de 60 W o de 15 W?

b) Suponiendo que la bombilla que compre puede durarle meses o incluso años, ¿cuál de las dos bombillas leinteresa más? ¿Por qué?

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En esta ficha trabajarás...Los efectos de la corriente: calorífico, magnético y químico.La central eléctrica y el transporte de la corriente.

Recuerda que...La energía eléctrica se transforma en otras formas de energía, dando lugar a distintos efectos de lacorriente eléctrica, que tienen importantes aplicaciones en la vida diaria.

El efecto calorífico es bastante perceptible, pues son muchos los aparatos eléctricos que sefabrican para producir calor gracias a las resistencias que incorporan (braseros, tostadores, seca-dores de pelo, etc.). Cuando el efecto calorífico es muy intenso se puede producir emisión deluz, al ponerse incandescente el conductor por el que circula la corriente, como ocurre, porejemplo, en las bombillas.

El efecto magnético se utiliza para la fabricación de motores o dispositivos basados en el usode electroimanes, como los timbres.

Un efecto menos conocido es el efecto químico, aunque sus aplicaciones son bastante impor-tantes, pues gracias a él se consigue la separación y purificación de metales o la ruptura decompuestos para dar lugar a sus elementos constituyentes en estado puro.

Para desarrollar estos efectos y sus aplicaciones domésticas o industriales, es necesario disponer decorriente eléctrica, que se produce a gran escala en las centrales eléctricas y es transportada por lasredes de distribución de alta tensión hasta las poblaciones y los hogares.

Existen distintos tipos de centrales eléctricas (térmica, termosolar, nuclear, geotérmica, eólica, mareomo-triz, hidroeléctrica). Todas ellas tienen el mismo fundamento, pero se diferencian en la fuente de ener-gía de la que procede la energía eléctrica que producen.





Observa y aprende

¿Cuál es la causa del efecto calorífico de la corriente eléctrica? ¿Para qué se usa? ¿Qué incon-venientes tiene? Enumera cinco electrodomésticos cuyo funcionamiento se base en el efec-to calorífico de la corriente eléctrica.

Como ya has visto, la corriente eléctrica, al atravesar un circuito, puede dar lugar a tres efectosdiferentes: el calorífico, el luminoso y el químico.

Céntrate en el primero de estos efectos, estudia con atención su origen y sus aplicaciones, y con-testa a las cuestiones que se te plantean del siguiente modo:





Observa y aprende

Busca la información necesaria en enciclopedias o en Internet y describe cómo funciona unacentral térmica. Indica qué inconvenientes tienen este tipo de centrales desde el punto devista medioambiental.

Recuerda que la electricidad se produce gracias a un potente generador de corriente instalado enla central, cuya espira se hace girar a gran velocidad impulsando unas palas a las que se encuen-tra conectada (investiga en la página 173 de tu libro de texto).

La central térmica tiene el mismo fundamento que cualquier otra central, pues se basa en la pro-ducción de electricidad a partir de la rotación de una turbina. La diferencia consiste en que la tur-bina se hace girar mediante un chorro de vapor de agua a presión, que se obtiene calentandouna caldera. Para el calentamiento de la caldera se queman combustibles fósiles, como carbón oderivados del petróleo.

El inconveniente de las centrales térmicas radica en que la combustión de estos combustibles fósi-les produce la emisión a la atmósfera de grandes cantidades de dióxido de carbono, que se acu-mula y produce el conocido efecto invernadero, una de cuyas consecuencias es el calentamientoprogresivo de la Tierra. Además, las emisiones de óxidos de azufre o de nitrógeno son las respon-sables de la lluvia ácida, que perjudican los ecosistemas vegetales, entre otros daños.

La disminución de estos efectos es una tarea a la que podemos y debemos contribuir todos, puesel uso responsable y racional de la electricidad provoca una disminución en su consumo y, en con-secuencia, una menor emisión de estos agentes contaminantes.


El efecto calorífico se produce debido a la resistencia que ofrece el conductor al paso de lacorriente.

Sus aplicaciones más importantes son la fabricación de aparatos eléctricos destinados a la pro-ducción de calor.

El principal inconveniente es el calentamiento no deseado de los circuitos eléctricos, como enel caso de los aparatos electrónicos, que si es excesivo puede provocar su deterioro.

Algunos aparatos que basan su funcionamiento en este efecto son calentadores eléctricos, bra-seros, radiadores, secadores, placas vitrocerámicas, mantas eléctricas, tostadoras o planchas.


La corriente eléctrica puede producir tres efectos: el efecto __________________, que hace que se desprenda__________________ al paso de la corriente, el efecto __________________, según el cual se produce un campomagnético en las inmediaciones del conductor por el que circula la corriente, y el efecto __________________,que tiene aplicaciones tan importantes como la __________________ de metales o la __________________ decompuestos.

Enumera diez aparatos diferentes que produzcan calor cuando circula por ellos la corriente eléctrica. En cada caso,indica si el calentamiento del aparato es un efecto deseable o indeseable.

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Indica tres tipos de centrales eléctricas diferentes y explica por qué reciben su denominación característica.

Investiga en la página 174 de tu libro de texto sobre el transporte de la corriente eléctrica y responde a la siguien-te pregunta. ¿Por qué a la salida de las centrales eléctricas la corriente tiene un voltaje muy alto y baja intensi-dad, y en nuestras casas tiene un voltaje mucho menor y una intensidad mucho mayor?

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Piensa y contesta a las siguientes cuestiones:

a) ¿Cuál es la función de la pila en un circuito eléctrico?

b) ¿Con qué símbolo se representa un generador de corriente alterna?

c) ¿Qué elementos hay conectados en el siguiente circuito?

d) ¿Cómo dibujarías dos resistencias conectadas en paralelo?

Redacta en un párrafo el concepto de intensidad de corriente indicando en qué unidades se mide. Calcula la inten-sidad de corriente que circula por un circuito por el que atraviesa una carga de 180 C durante 2 minutos.

En un circuito formado por una resistencia de 6 Ω y una pila, circula una intensidad de corriente de 0,5 A. ¿Cuáles el voltaje de la pila instalada en el circuito? Explica la ley que has utilizado.

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A



¿Cuánto vale la resistencia equivalente de un conjunto de tres resistencias de 10 Ω, 12 Ω y 1 800 mΩ, que estánconectadas en serie?

Una bombilla tiene una potencia de 60 W.

a) ¿Qué significa este dato?

b) ¿Qué energía consumirá esta bombilla si la mantenemos funcionando durante 10 minutos?

Completa los párrafos:

a) Cuanto mayor es el tiempo de funcionamiento de un circuito, la energía consumida es _____________________.

b) Al aumentar la __________________ de __________________, aumenta mucho la energía consumida, porqueesta magnitud en la fórmula de la energía aparece elevada al cuadrado.

c) Cuando hablamos de energía consumida por unidad de tiempo nos estamos refiriendo a la _______________.

d) La unidad en que se mide la energía es el __________________.

Explica la diferencia entre el efecto calorífico y el efecto magnético e indica alguna aplicación de estos efectos enaparatos de uso cotidiano.

Describe cuatro tipos de centrales eléctricas indicando la diferencia entre unas y otras. ¿En qué condiciones de vol-taje e intensidad se transporta la corriente desde las centrales hasta nuestras casas? ¿Por qué?

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Para hallar la resistividad de un cierto material, tomamos un alambre de 5 m de longitud y 0,5 mm de diámetro yconstruimos un circuito con él y una pila de 1,5 V. En estas condiciones, la intensidad que circula es de 1 A. ¿Cuántovale la resistividad? ¿Se trata de un buen conductor?

Dado el siguiente circuito, calcula los valores de intensidad de corriente que marcará cada uno de los amperímetros.Todas las resistencias son iguales a 2 Ω y la fem de la pila es de 12 V.

Calcula los datos que faltan en este circuito eléctrico:3

2

1




+ –

A1

A2

A3

+ –

∆V = ?

R = 3 Ω1

R = ?2

A1

A2

V

I = 0,5 A2

R = 2 Ω3

I = 1,5 A1

En este circuito, halla la diferencia de potencial entre A y B (∆VAB) y entre B y C (∆VBC). ¿Cuál es la fem de la pila?

Un secador de pelo enchufado durante 5 minutos ha consumido 330 kJ. Calcula:

a) La potencia del aparato.

b) La intensidad de corriente que circula por él. Recuerda que el voltaje de la red doméstica es de 220 V.

c) La cantidad de carga que pasa a través de él en esos 5 minutos.


LOS CIRCUITOS IMPRESOSEn 1946 comenzó a funcionar el ENIAC, uno de los primeros ordenadores de la historia. Pesaba27 toneladas, poseía 17 468 válvulas y 70 000 resistencias y tenía un volumen de unos 65 metroscúbicos.

Apenas 40 años después, los ordenadores personales ya eran una realidad. Con velocidad de pro-cesamiento miles de veces superior al ENIAC, apenas ocupaban el sitio de dos cajas de zapatos.La miniaturización de los circuitos eléctricos hizo posible la increíble transformación.


a) ¿Qué es un circuito impreso? ¿Qué elementos se usan para fabricarlos?

b) ¿Qué es un transistor?

c) ¿Cómo funciona un ordenador desde el punto de vista eléctrico?

d) ¿Qué ventajas tiene el uso de circuitos impresos frente al de circuitos convencionales?

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4



+ –

I = 2 A

R = 3 Ω1

R = 2 Ω2

A B

C




En un circuito eléctrico hay tres magnitudes importantes: la intensidad de corriente, que mide la cantidad de carga queatraviesa la sección del conductor en cada segundo, la diferencia de potencial, que es la energía necesaria para transpor-tar una carga de 1 culombio, y la resistencia, que representa la dificultad que encuentran las cargas en su desplazamiento.

En el circuito hay conectados:

• Una pila, que suministra la energía necesaria para que funcione el circuito.

• Un amperímetro, que mide la intensidad de corriente que circula.

• Dos resistencias conectadas en serie, que dificultan el paso de la corriente.

• Un interruptor, que permite o impide el paso de la corriente.

La intensidad de corriente será: I q

5 A, y si se mantiene funcionando durante 50 segundos, atravesará una carga det

valor q I · t 5 A · 50 s 250 C.

Expresando todas las resistencias en ohmios, los conductores son de 15 Ω, 0,5 Ω y 25 Ω. El conductor de mayor resisten-cia (25 Ω) es el que ofrece una mayor dificultad al paso de la corriente y es, además, el que tiene mayor longitud, ya que alser los tres conductores del mismo material y la misma sección, a mayor longitud, mayor resistencia.


a) Aparecen la diferencia de potencial o voltaje, que se expresa en voltios, la intensidad de corriente, que se expresa enamperios, y la resistencia, expresada en ohmios.

b) Como la intensidad es directamente proporcional al voltaje, si aumenta el voltaje manteniendo el valor de la resistencia,la intensidad aumentará en la misma proporción.

Será la suma de las tres, pero expresadas todas en ohmios (2 500 mΩ 2,5 Ω). La resistencia equivalente será 25 Ω.

I ∆V → ∆V I · R 0,2 A · 7,5 Ω 1,5 VR

La resistencia equivalente es 3,75 Ω y la intensidad que atraviesa el circuito es 1,2 A.


a) Falso, porque la energía dependerá de la diferencia de potencial, de la intensidad de corriente que circula y de la resis-tencia del circuito, además del tiempo que esté funcionando.

b) Verdadero, son sus unidades del SI.

c) Falso, la potencia es la energía consumida por el circuito en la unidad de tiempo (P E

).t

d) Verdadero, la energía consumida es directamente proporcional al tiempo que el circuito está funcionando.

Se calcula primero la intensidad de corriente del circuito:

I ∆V

1,5 V

0,3 AR 5 Ω

La energía consumida, teniendo en cuenta que 5 minutos = 300 segundos, será:

E ∆V · I · t 1,5 V · 0,3 A · 300 s 135 J

La potencia será: P I2 · R 6,25 W. Consumirá más energía el circuito de 10 W, porque cuanto mayor es la potencia,mayor es el consumo de energía en el mismo tiempo.

a) La bombilla de 15 W consumirá menos energía que la de 60 W, si se mantienen funcionando el mismo tiempo.

b) El mantenimiento de la bombilla de 15 W es más económico y, a largo plazo, más rentable. Interesa más la de bajoconsumo, aunque su precio sea algo superior.

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Solucionario8.




La corriente eléctrica puede producir tres efectos: el efecto calorífico, que hace que se desprenda calor al paso de la corrien-te, el efecto magnético, según el cual se produce un campo magnético en las inmediaciones del conductor por el que cir-cula la corriente, y el efecto químico, que tiene aplicaciones tan importantes como la separación de metales o la rupturade compuestos.

Son aparatos que aprovechan el efecto térmico: brasero, radiador, estufa, secador de pelo, tostador, plancha, vitrocerámica,etc. Son aparatos que se calientan de forma no deseable: bombillas, ordenador, televisión, teléfono móvil, etc.

Pueden tomarse tres tipos de centrales de la tabla de la página 173 del libro de texto.

La electricidad se transporta por las redes de alta tensión con unos valores de voltaje muy altos y de intensidad muy bajospara hacer lo más pequeñas posibles las pérdidas de energía por la resistencia de los conductores; pero en casa, los apara-tos funcionan con altos valores de intensidad, por lo que es necesario realizar la transformación, disminuyendo el voltaje yaumentando la intensidad.


a) Proporciona la energía necesaria para producir una corriente eléctrica continua.

b) Ver tabla de página 162 del libro de texto.

c) Una resistencia, un amperímetro y una pila.

d) Ver figuras de página 163 del libro de texto.

La intensidad de corriente, que se mide en amperios (A), es la carga que atraviesa un conductor en la unidad de tiempo, esdecir, cada segundo.

Si la carga es 180 C y el tiempo 2 minutos (120 s), la intensidad es:

I q

180 C

1,5 At 120 s

El voltaje se calcula con la ley de Ohm, porque es la expresión que relaciona las tres magnitudes: voltaje, resistencia e inten-sidad; en este caso será:

∆V I · R 0,5 A · 6 Ω 3 V

Como están conectadas en serie, será la suma de las tres, pero teniendo en cuenta que 1 800 mΩ son 1,8 Ω. La resisten-cia equivalente es 23,8 Ω.

a) Que la bombilla consume una energía de 60 julios en cada segundo.

b) Calculamos la energía multiplicando la potencia por el tiempo (10 minutos 600 segundos): E 36 000 J.

a) Cuanto mayor es el tiempo de funcionamiento de un circuito, la energía consumida es mayor.

b) Al aumentar la intensidad de corriente, aumenta mucho la energía consumida, porque esta magnitud en la fórmula dela energía aparece elevada al cuadrado.

c) Cuando hablamos de energía consumida por unidad de tiempo nos estamos refiriendo a la potencia.

d) La unidad en la que se mide la energía es el julio.

Ambos efectos son producidos por la corriente eléctrica. La diferencia es que en el calorífico se produce la emisión de calor,y si el conductor se pone incandescente, se puede emitir también luz; en el caso del efecto magnético, se producen fenó-menos magnéticos en las inmediaciones del conductor por el que circula la corriente eléctrica. El efecto calorífico se utilizaen aparatos de calentamiento, como braseros eléctricos, y el magnético en la fabricación de motores eléctricos y electroi-manes.

Pueden ser, por ejemplo, térmica, termosolar, nuclear y eólica, entre otras. La diferencia radica en el origen de la energíamecánica que mueve la turbina del generador. La corriente producida se transporta desde la central a nuestras casas a altovoltaje y baja intensidad, para reducir las pérdidas energéticas debido a la resistencia de los cables conductores.

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En primer lugar, vamos a calcular la resistencia que opone el alambre al paso de la corriente mediante la ley de Ohm:

R ∆V

1,5 V

1,5 ΩI 1 A

Con este valor de resistencia hallamos la resistividad, despejando directamente de la fórmula que relaciona ambas:

R ρ l → ρ R · S

1,5 Ω · π · (2,5 · 104)2 m2 5,9 · 108 Ω · m

S l 5 m

Se trata de un conductor excelente, pues su resistividad es muy baja.

Para hallar el valor que marca el primer amperímetro, debemos calcular primero la resistencia equivalente del conjunto, quees de 7/3 Ω. Según la ley de Ohm, la intensidad que circula es:

I1 ∆V

12 V

5,1 AR 7/3 Ω

El segundo amperímetro marcará las dos terceras partes de este valor, pues la corriente se bifurca de forma inversamenteproporcional a la resistencia; por lo tanto I2 2/3 · 5,1 A 3,4 A. El tercer amperímetro, sin embargo, debe marcar justola mitad de la intensidad total: I3 1/2 · 5,1 A 2,6 A.

Necesitamos saber la resistencia equivalente del conjunto, para lo cual hay que calcular R2. Como la intensidad total es de1,5 A y la que circula por la primera rama es de 0,5 A, la que circula por la otra rama vale 1 A; por tanto, R2 1,5 Ω, yla resistencia equivalente del circuito es de 3 Ω. Con este dato, la diferencia de potencial que marcará el voltímetro será de∆V 3 Ω · 1,5 A 4,5 V.

Aplicando la ley de Ohm a cada resistencia, como la intensidad que circula por ambas es la misma al estar en serie, se tiene:

∆VAB 3 Ω · 2 A 6 V

∆VBC 2 Ω · 2 A 4 V

La fem de la pila equivale a la suma de las dos caídas de tensión, si suponemos que la pila no pierde energía en forma decalor; por lo tanto esta será de 10 V.

a) P E

3,3 · 105 J

1 100 Wt 300 s

b) I P

1 100 W

5 A∆V 220 V

c) q I · t 5 A · 300 s 1 500 C

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En esta ficha trabajarás...La Química en nuestro entorno.La Física en nuestro entorno.

Recuerda que...La Física y la Química son ciencias experimentales con amplias repercusiones en nuestra vida coti-diana, pues muchos de los aparatos y productos que manejamos habitualmente surgen a partir de lasinvestigaciones desarrolladas por estas ramas de la Ciencia.

Así, la Química representa un papel fundamental en la obtención de materias primas para los procesosde fabricación, de lo cual se ocupa la industria de base; estas materias son procesadas en las indus-trias de transformación para obtener la gran variedad de productos que encontramos en el mercado.

Y eso no es todo. La Química tiene un papel importante en lo que respecta a nuestra salud, pues par-ticipa en el desarrollo de los aditivos que utilizamos en los alimentos para su conservación o en la pro-ducción y desarrollo de preparados farmacéuticos, entre otros. Además, también desempeña unpapel fundamental en el desarrollo de nuevos materiales y en la mejora de los ya existentes.

Industria de base

Procesos de fabricación

Industria de transformación

Aditivos para alimentos

Química Salud, alimentación e higiene

Medicamentos y otros

Desarrollo de nuevos materiales

Aparatos de uso cotidiano

Física

Obtención de energía

Por su parte, las aportaciones de la Física a la mejora de nuestras condiciones de vida no son menores,pues son muchos los aparatos de uso cotidiano que basan su funcionamiento en las leyes de la Física,como los electrodomésticos. Además de esto, la aplicación de los conocimientos de la Física ha permiti-do disponer hoy día de varias fuentes de energía, que se usan para la producción de energía eléctrica.



Ciencia y desarrollo.La preservación del medio ambiente 9.



Observa y aprende

Analiza, de forma similar al ejemplo del Observa y aprende, las transformaciones energéti-cas que tienen lugar en una lámpara.

A nuestro alrededor encontramos multitud de aparatos cuyo funcionamiento está directamenterelacionado con la Física.

Muchos de estos aparatos son electrodomésticos, los cuales funcionan gracias a la energía eléc-trica que les suministramos al enchufarlos a la red eléctrica doméstica, o al conectarlos a unabatería o unas pilas. En estos aparatos, la energía eléctrica se transforma en otros tipos de ener-gía, de modo que, según el tipo de aparato y las funciones que desarrolla, tienen lugar unas uotras transformaciones.

En el caso de una lámpara, que tiene una o varias bombillas, la energía eléctrica se transformaen luz, debido a que la resistencia que tienen las bombillas se pone incandescente, pero tambiénen calor, como podemos comprobar sin más que acercar la mano a la bombilla. Por tanto, tienenlugar dos transformaciones de la energía:


Observa y aprende

Explica qué entendemos por industria química. ¿Qué dos tipos de industria química existen?Define cada uno de ellos e ilustra tus definiciones con ejemplos.

La industria química es fundamental para nosotros, pues, aunque nos pueda parecer algo muyajeno a nuestras vidas, ya que en muchos lugares no se encuentran industrias químicas próximas,es a través de ella como se obtienen la mayor parte de los productos que utilizamos a diario. Portanto, conocer qué es y cómo funciona la industria nos ayudará a comprender un poco mejornuestro entorno.

Investigando el contenido de la página 184 de tu libro de texto, podemos comenzar abordandola definición.

«La industria química comprende los procesos cuyo fin es la transformación de la materia paraobtener los productos que utilizamos cada día en nuestra vida cotidiana».

Hay dos tipos de industria:

La industria de base, que obtiene a partir de materiales de la naturaleza las materias pri-mas que se necesitan para fabricar otros productos, como por ejemplo ocurre con las refi-nerías, que destilan el petróleo para obtener derivados.

La industria de transformación, que convierte las materias primas en productos manufac-turados, como las plantas de producción de pinturas o plásticos, que elaboran sus produc-tos a partir de las materias primas obtenidas en las refinerías.



LámparaEnergía eléctrica

Energía luminosaLa bombilla emite luz.

Energía térmicaLa bombilla desprende calor.




La __________________ y la __________________ son dos ciencias de gran importancia. Los conocimientos dela __________________ son importantes para el desarrollo de aparatos cotidianos y la obtención de__________________, mientras que por medio de la __________________ se obtienen materias __________________para las industrias de transformación, productos para el cuidado de la salud y nuevos __________________.

Investiga en la página 185 de tu libro de texto e indica que función desempeñan cada uno de los siguientes adi-tivos cuando se añaden a los alimentos:

a) Nitrito de sodio (E-250).

b) Ácido L-ascórbico (E-300).

Busca tres ejemplos de polímeros que se utilicen habitualmente para la fabricación de coches, electrodomésticos,envases o prendas de vestir.

Piensa en las transformaciones de energía que tienen lugar en una batidora y realiza un esquema.4

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En esta ficha trabajarás...La preservación del medio ambiente.La investigación científica.

Recuerda que...Es innegable que el ser humano contamina el medio ambiente, tanto que ya se está convirtiendo en unproblema a escala mundial al que tratan de dar respuesta los gobiernos y los científicos.

La contaminación química procede no solo de la actividad industrial, sino también de nuestra activi-dad cotidiana particular, dando lugar a problemas como el agujero de la capa de ozono o el efectoinvernadero, que está produciendo incluso cambios climatológicos.

Evitar esta creciente contaminación del entorno es tarea de todos.

La industria debe desarrollar procesos cada vez más limpios y evitar los vertidos de residuos al medio.

Nosotros debemos tratar de reducir nuestro consumo y colaborar con el reciclaje.

Por su parte, los científicos investigan nuevos procesos de producción más limpios y respetuosos conel medio ambiente, al tiempo que profundizan en el estudio de la materia y de los fenómenos que suce-den a nuestro alrededor, desarrollando nuevos materiales y aplicaciones tecnológicas que mejoraránnuestra calidad de vida.

Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 189,190, 191, 192, 193 y 194. Puedes echarles un vistazo para obtener másinformación antes de continuar con las actividades.




Observa y aprende

¿Qué es el desarrollo sostenible? ¿Cómo podemos contribuir de forma particular a lograrlo?

¿Has reflexionado alguna vez sobre los problemas medioambientales y sus consecuencias?Seguro que sí, como otras muchas personas que se preocupan por ellos, pues a través de esareflexión es fácil darse cuenta de los muchos problemas que ocasiona la explotación incontrola-da de los recursos naturales.

Esta actividad requiere que comprendas esos problemas de los que se habla continuamente, quenos afectan a todos aunque en ocasiones pensemos que somos ajenos a ellos, y cuyas conse-cuencias repercuten sobre otros lugares muy lejanos a aquel en el que vivimos.

La conciencia sobre la protección de medio ambiente va siendo cada vez mayor. En este sentido,surge un término cada vez más utilizado: desarrollo sostenible.

«El desarrollo sostenible es la explotación controlada de los recursos para mantener la calidad devida garantizando a la vez la disponibilidad para las generaciones futuras».





Observa y aprende

Discute las consecuencias de las siguientes acciones personales en la situación medioambien-tal actual.a) Apagar las luces cuando no son necesarias.b) Desplazarnos siempre en coche.c) Comprar aparatos de bajo consumo, aunque sean más caros que los tradicionales.d) Utilizar el transporte público en lugar del vehículo propio.e) No preocuparse de la cuestión, argumentando que la actuación de una sola persona no

es significativa.

Son numerosas las acciones que podemos realizar a nivel cotidiano para salvaguardar el medioambiente y favorecer la preservación de los recursos.

a) Apagar las luces cuando no son necesarias.

Si apagamos las luces estaremos colaborando en el ahorro de energía y, por tanto, en la dis-minución de las emisiones gaseosas que produce la central térmica que está funcionando parasuministrarnos electricidad.

b) Desplazarnos siempre en coche.

A veces podemos prescindir del coche. Si lo hacemos, estaremos disminuyendo las emisionesgaseosas de dióxido de carbono que producen el efecto invernadero.

c) Comprar aparatos de bajo consumo, aunque sean más caros que los tradicionales.

Además de beneficiarnos en la rebaja del recibo de la luz, preservaremos el medio ambientepor el ahorro energético.

d) Utilizar el transporte público en lugar del vehículo propio.

Si muchas personas utilizamos el transporte público, colaboraremos en la disminución de lasemisiones de dióxido de carbono, pues un solo vehículo nos transportará a todos.

e) No preocuparse de la cuestión, argumentando que la actuación de una sola personano es significativa.

Todos influimos en pequeña proporción, pero al ser millones de personas, las consecuenciasson considerables. La preservación del medio ambiente es tarea de todos.


Básicamente significa que la explotación de los recursos debe realizarse de manera controlada,sin dañar el medio ambiente, al tiempo que deben buscarse formas de eliminar ciertos proble-mas asociados a las sociedades tecnológicas de las que formamos parte, como son el aprovecha-miento de los residuos para obtener energía, el reciclaje para la reutilización de materias, o el con-trol de las emisiones gaseosas, entre otros. Si todos adoptamos este compromiso, podremos pre-servar el entorno para las futuras generaciones.

Ahora te toca a ti...Explica en qué consiste el efecto invernadero y cuáles son sus consecuencias. ¿Cómo se origina?1



Indica si las siguientes afirmaciones son correctas o falsas, justificando tu respuesta:

a) Cuando circulamos en coche o en moto, estamos contribuyendo a aumentar el efecto invernadero.

b) Todos los materiales que arrojamos a la basura son completamente inservibles.

c) La contaminación que genera un país no afecta a los países vecinos.

d) La preservación del medio ambiente es tarea de las industrias químicas.

Elabora una lista con cuatro normas útiles que debamos cumplir para preservar el medio ambiente.

¿Qué es el biodiésel? ¿Qué utilidad puede tener usar este combustible en lugar de gasolina o gasóleo?4

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¿Por qué decimos que la Física y la Química son dos ciencias de gran importancia? Explícalo con algunos ejemplos.

¿Qué es la industria química? Explica la diferencia entre la industria de base y la industria de transformación.

Enumera al menos cuatro ámbitos relacionados con la salud en los que la Química tenga un papel destacado.

¿Qué son las fuentes de energía? ¿Cómo se clasifican? Indica dos ejemplos de cada tipo.4

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1






Describe dos problemas medioambientales generados por la actividad humana. ¿Qué solución cabría darles?

¿Qué se entiende por reciclaje? Haz una relación de materiales que pueden ser reciclados para elaborar nuevosobjetos.

Analiza la expresión: «Preservar el medio ambiente es tarea de todos».

¿Es importante la investigación científica en la actualidad? Indica algunas líneas de trabajo de los científicos delsiglo XXI.

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Investiga la composición química de los siguientes minerales e indica cuál podría ser su aprovechamiento en la obten-ción de materias primas:

a) Bauxita.

b) Pirita.

c) Cinabrio.

En muchas ocasiones, la elaboración de un producto es un proceso complejo que implica a varias empresas que seencargan de proveer las materias primas y los productos manufacturados. Piensa en un envase de refresco y trata derelacionar las materias primas y materiales necesarios para su elaboración. ¿Son producidos por la misma empresa osuministrados por otras empresas auxiliares?

Elige un producto manufacturado de uso cotidiano y contesta a las siguientes cuestiones:

a) ¿Cuál es el proceso de fabricación? Elabora un esquema.

b) ¿Qué materias primas se necesitan? ¿Se generan residuos tras el proceso?

Una ciudad es atravesada por un río bastante contaminado. Indica cómo deben contribuir cada uno de los siguien-tes organismos, personas o entidades para solucionar el problema:

a) Los gobernantes del país.

b) El ayuntamiento de la ciudad.

c) Las empresas situadas en las márgenes del río.

d) Los habitantes de la ciudad.

e) Los científicos de los laboratorios de investigación de las empresas.

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Observa la información que aparece en la siguiente tabla de aditivos alimentarios, y relaciona cada uno de elloscon el grupo de alimentos al que deberán ir dirigidos, de los que aparecen a continuación.

Grupo A → Caramelos, gelatinas, salsas de frutas.

Grupo B → Preparados cárnicos, queso para untar, leche, gambas.

Grupo C → Bebidas de frutas, bebidas gaseosas, mantequilla.

Grupo D → Helados, mermeladas, salsas.


LA ÚLTIMA FRONTERA DE LA MATERIA Cuando en 1932 se descubrió el neutrón, se pensó que el mundo subatómico quedaba comple-to, a falta de encontrar un modelo satisfactorio del átomo. Sin embargo, la idea de unificar lasfuerzas físicas conocidas (eléctrica, magnética, nucleares y gravitatoria), inició una línea de inves-tigación, primero teórica y luego experimental, que ha conducido al descubrimiento de un enor-me número de partículas más pequeñas que el átomo.


a) ¿Qué son los quarks? ¿Cuándo se propuso su existencia por primera vez?

b) ¿Cómo se llama la rama de la Física que estudia los quarks y otras partículas subatómicas?

c) ¿Qué significado tiene la «dualidad onda-partícula»? ¿Quién la postuló?

d) ¿Cómo se realiza la detección de nuevas partículas en los aceleradores modernos?

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Colorantes

Antioxidantes

Emulsionantes

Conservantes

Mejoran el aspecto del producto. E-150 → Caramelo (marrón)

E-122 → Carmoisina (rojo)

Evitan la alteración del color del producto y que aceites E-300 → Ácido ascórbico (Vit. C)

y grasas se pongan rancios. E-334 → Ácido L-tartárico

Se utilizan en salsas como estabilizadores, mejorando E-322 → Lecitinas

las propiedades del alimento. E-400 → Ácido algínico

Reducen o evitan el crecimiento de microorganismos E-202 → Sorbato potásico

(bacterias, hongos). E-211 → Benzoato sódico

E-250 → Nitrito sódico



Ficha de refuerzo de competencias 1La Física y la Química son dos ciencias de gran importancia. Los conocimientos de la Física son importantes para el desarro-llo de aparatos cotidianos y la obtención de energía, mientras que por medio de la Química se obtiene materias primas paralas industrias de transformación, productos para el cuidado de la salud y nuevos materiales.

a) Es un conservante, que impide la aparición de microorganismos patógenos.

b) Es un antioxidante, que impide la pérdida de las propiedades del alimento por la oxidación.

Podrían ser el polietileno (plástico de los envases), el nailon (fibra textil) y el poliéster (otra fibra textil).

Una batidora incorpora un motor, por lo que la principal transformación que realiza es la de energía eléctrica en energía mecá-nica; no obstante, también convierte algo de esa energía eléctrica en calor, aunque esta transformación es indeseable.


El efecto invernadero consiste en un calentamiento de la atmósfera debido al exceso de ciertos gases, especialmente el dió-xido de carbono procedente de la combustión, que absorbe parte de la energía calorífica reflejada por la superficie de laTierra al ser calentada por el Sol.

a) Verdadero, pues emitimos dióxido de carbono a la atmósfera.

b) Falso, gran parte de ellos son aprovechables para la fabricación de nuevos objetos tras su reciclaje.

c) Falso, los contaminantes se difunden por el medio y no existen fronteras que los detengan.

d) Falso, es tarea de todos, pues solo colaborando conjuntamente, cada uno en la medida de sus posibilidades, podemossolucionar los problemas.

• Consumir solo lo estrictamente necesario.

• Ahorrar energía.

• No arrojar basura ni dejar residuos en el medio ambiente.

• Reciclar el papel, el metal, el plástico y el vidrio.

El biodiésel es un carburante obtenido al reaccionar el aceite vegetal con un alcohol sencillo. Sus ventajas son el ser más eco-nómico, el reducir la dependencia con respecto al petróleo y el contribuir poco al efecto invernadero.


Es así porque ambas ciencias explican el mundo que nos rodea, sirviendo incluso de base a otras ciencias, a la vez que tie-nen importantes aplicaciones prácticas que repercuten positivamente en nuestra calidad de vida. Por ejemplo, gracias a laQuímica disponemos de alimentos de larga duración y la Física está en la base del desarrollo de los electrodomésticos.

La industria química comprende los procesos cuyo fin es la transformación de la materia para obtener los productos que uti-lizamos cada día en nuestra vida cotidiana. Distinguimos entre industria de base e industria de transformación; la primera esla que obtiene las materias primas a partir de los recursos y la segunda transforma esas materias primas en productos manu-facturados.

La farmacología, la agricultura, la conservación de los alimentos, y la higiene y el cuidado personal.

Las fuentes de energía son los recursos naturales a partir de los cuales obtenemos energía para nuestro consumo. Hay dostipos de fuentes de energía: renovables, como la solar o la eólica, y no renovables, como el carbón y el petróleo.

Uno puede ser la contaminación de los ríos por los vertidos industriales; la solución pasa por utilizar procesos menos conta-minantes o tratar los residuos antes de que alcancen el medio ambiente. Otro puede ser el agujero de la capa de ozono, conla consiguiente disminución de esta sustancia que nos protege de los rayos UV del Sol. La solución es detener las emisionesde CFC, los compuestos que reaccionan con el ozono, destruyéndolo.

El reciclaje consiste en la reutilización de materiales procedentes de objetos usados o inservibles. Pueden reciclarse el papely el cartón, el vidrio, los plásticos y los metales.

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Solucionario9.



Significa que todos tenemos una responsabilidad y unas obligaciones para preservar el medio ambiente; en el caso de losconsumidores, hay que reducir el consumo de productos, reciclar y depositar los residuos en el lugar y en la forma estipula-dos para ello.

Es muy importante, pues de ella se derivarán los avances científicos y tecnológicos que nos permitirán alcanzar un desarro-llo sostenible y mejorar cada vez más nuestra calidad de vida. De esta forma, se investiga sobre nuevos materiales, procesosquímicos no contaminantes o nuevas fuentes de energía.


a) La bauxita es un mineral formado mayoritariamente por óxido de aluminio (Al2O3). Se utiliza como mena de este metal,del que se obtiene por electrólisis.

b) La pirita es un mineral compuesto por sulfuros de hierro. Es una de las fuentes industriales de hierro.

c) El cinabrio es un mineral formado por sulfuros de mercurio, de los que se extrae este metal por calcinación.

Un simple envase de refresco implica, en efecto, la colaboración de varias empresas y el concurso de varias materias primas.Por una parte, la propia botella suele ser de polietileno, polímero obtenido a partir del etileno destilado del petróleo en lasrefinerías; también necesitamos un tapón, del mismo material, aunque fabricado generalmente en otra planta. La botella secompleta con una etiqueta (de papel) impresa y pegada con pegamento, que es provista por otra planta auxiliar.

Tomemos como ejemplo un refresco con gas. Si nos centramos en la planta embotelladora, allí se realiza la dilución del con-centrado y la adición de azúcar y gas carbónico, el llenado de las botellas y el etiquetado. Todo el proceso está sujeto a uncontrol de calidad efectuado en la propia planta.

a) Su misión es promulgar las leyes que garanticen el control de la contaminación y su reducción progresiva.

b) Su función es vigilar el cumplimiento de las leyes de protección ambiental en su zona de actuación.

c) Deben respetar la legislación y evitar las emisiones y los vertidos tóxicos al medio ambiente.

d) Deben colaborar no vertiendo basuras al río y denunciando las actuaciones ilegales que se lleven a cabo.

e) Su misión es investigar nuevos procesos limpios y respetuosos con el medio ambiente.

Grupo A: Incorporarían colorantes y, en algún caso, antioxidantes.

Grupo B: Llevarían sobre todo conservantes.

Grupo C: Principalmente, se añadirían antioxidantes y posiblemente algún colorante.

Grupo D: Se incorporarían emulsionantes y posiblemente colorantes.

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Concentrado Etiquetadora

Agua

Azúcar GasBotellas Etiquetas

MERCADOLlenadora

Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas Ficha de ... ·...

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