SEGUNDO TRIMESTRE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE...

SEGUNDO TRIMESTRE

ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE IMPRESCINDIBLES

B3.C2.1. Identifica cuáles son los reactivos y los productos de reacciones químicas sencillas interpretando la representación esquemática de una reacción química. CMCT

B3.C4.1. Reconoce cuáles son los reactivos y los productos a partir de la representación de reacciones químicas sencillas, y comprueba que se cumple la ley de conservación de la masa. CMCT, CD, CAA

B3.C5.2. Interpreta situaciones cotidianas en las que la temperatura influye significativamente en la velocidad de la reacción. CMCT, CAA

B3.C6.1. Clasifica algunos productos de uso cotidiano en función de su procedencia natural o sintética. CCL, CAA, CSC

B3.C7.1. Describe el impacto medioambiental del dióxido de carbono, los óxidos de azufre, los óxidos de nitrógeno y los CFC y otros gases de efecto invernadero relacionándolo con los problemas medioambientales de ámbito global. CCL, CAA, CSC

B4.C1.1. En situaciones de la vida cotidiana, identifica las fuerzas que intervienen y las relaciona con sus correspondientes efectos en la deformación o en la alteración del estado de movimiento de un cuerpo. CMCT

B4.C1.2. Establece la relación entre el alargamiento producido en un muelle y las fuerzas que han producido esos alargamientos, describiendo el material a utilizar y el procedimiento a seguir para ello y poder comprobarlo experimentalmente. CMCT

B4.C1.3. Establece la relación entre una fuerza y su correspondiente efecto en la deformación o la alteración del estado de movimiento de un cuerpo. CMCT

B4.C5.1. Analiza los efectos de las fuerzas de rozamiento y su influencia en el movimiento de los seres vivos y los vehículos. CCL, CMCT, CAA

B4.C6.1. Relaciona cualitativamente la fuerza de gravedad que existe entre dos cuerpos con las masas de los mismos y la distancia que los separa. CMCT, CAA

B4.C6.2. Distingue entre masa y peso calculando el valor de la aceleración de la gravedad a partir de la relación entre ambas magnitudes. CMCT

B4.C6.3. Reconoce que la fuerza de gravedad mantiene a los planetas girando alrededor del Sol, y a la Luna alrededor de nuestro planeta, justificando el motivo por el que esta atracción no lleva a la colisión de los dos cuerpos. CMCT, CAA

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1 Los cambios en la naturaleza

Las reacciones químicas

Cuando se produce un cambio en un sistema material, este puede ser físico, si no cambian las sustancias, o químico, si aparecen sustancias nuevas.

pueden ser

LOS CAMBIOS

FÍSICOS QUÍMICOS

si

NO APARECEN SI APARECEN

SUSTANCIAS NUEVAS

Un cambio químico es lo que llamamos reacción química.

Un ejemplo de reacción química: la obtención de cal viva

Para obtener cal viva, calentamos piedra caliza, que se transforma en óxido de calcio, conocido como cal viva, y dióxido de carbono.

Podemos representar el cambio que ocurre de la siguiente forma:

Piedra caliza 8 cal viva + dióxido de carbono

Las sustancias que tenemos antes del cambio se llaman reactivos.

Las sustancias que se obtienen como resultado del cambio se llaman productos.

Cambios físicos y químicos

Aprende, aplica y avanza

1 Identifica los reactivos y los productos en estos cambios químicos:

a) Añadimos bicarbonato sódico a unos mililitros de vinagre y obtenemos dióxido de carbono y una sal de sodio:

Reactivos: ..............................................................................................................................

Productos: .............................................................................................................................

b) Prendemos un trozo de papel con un mechero y obtenemos cenizas, dió-xido de carbono, vapor de agua y se desprende energía en forma de calor:

Reactivos: ..............................................................................................................................

Productos: .............................................................................................................................

3

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Unidad 3


1 Redacta un párrafo que explique qué ocurre en una reacción química a nivel microscópico; utiliza para ello las siguientes palabras: movimiento, reactivos, choques, energía, nuevas sustancias, productos.

2 Une los elementos de las dos columnas

Temperatura Número de colisiones

Concentración Energía de la colisión

Cuando ocurre una reacción química, solemos poder observar un cambio de color, o que se desprende una sustancia gaseosa, o un aumento de temperatura. Pero, ¿qué ocurre a nivel microscópico en una reacción química?

Velocidad de una reacción química

UNA REACCIÓN QUÍMICA

ocurre MÁS RÁPIDO

si

AUMENTAMOS

CONCENTRACIÓN DE REACTIVOS

TEMPERATURA

porque aumenta

porque aumenta

NÚMERO DE CHOQUES

ENERGÍA DE LOS CHOQUES

La reacción química a nivel microscópico

2 ¿Qué ocurre en una reacción química?

Las moléculas estánen continuo movimiento.

Se produce una colisióncon energía su�ciente.

Se forman nuevos enlaces,originando nuevas sustancias.

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Unidad 3

Para obtener de un vistazo toda la información acerca de una reacción quími-ca, utilizamos ecuaciones químicas, que no se deben confundir con las ecua-ciones algebraicas.

A continuación vamos a escribir la ecuación química de la obtención de amo-niaco (NH3) a partir de hidrógeno (H2) y nitrógeno (N2). Para ello, disponemos de la descripción molecular de este cambio químico:

Primer paso: Escribir las fórmulas de los reactivos y de los productos.

N2 + H2

REACTIVOS

NH3

PRODUCTOS8

Segundo paso: Escribir los coeficientes estequiométricos, que son el número de moléculas de cada sustancia que reacciona. Si es uno, no se escribe.

COEFICIENTES ESTEQUIOMÉTRICOS

N2 + 3 H2 8 2 NH3

Tercer paso: Escribir el estado de agregación de las sustancias; en este caso, se trata de gases.

N2 (g) + 3 H2 (g) 8 3 NH3 (g)

Escribimos una ecuación química

3 Representación de una reacción química


1 Utilizando los pasos del ejemplo, escribe la ecuación química de estas reac-ciones:

a) Ecuación química:

b) Ecuación química:

HHH H

O

O

O

O O

HH

HH H

H

H H

OO

O O

+N

H

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Unidad 3

Si no disponemos de la información de cuántas moléculas de cada sustancia reaccionan y se producen, debemos escribir los coeficientes estequiométricos, haciendo que el número de átomos de cada elemento sea igual en los reacti-vos y en los productos.

Para ello, puede ayudarnos realizar un dibujo de las moléculas que intervienen en la reacción.

Observa este ejemplo:

Primer paso: Dibujamos una molécula de cada una de las sustancias, reactivos y productos.

Segundo paso: Añadimos una molécula de agua, para así tener 4 átomos de hidrógeno en los productos.

Tercer paso: Añadimos una molécula de oxígeno, para así tener 4 átomos de oxígeno en los productos.

Cuarto paso: Comprobamos que tenemos el mismo número de átomos de cada elemento en reactivos y productos.

Reactivos Elemento Productos

1 ∙ 1 = 1 C 1 ∙ 1 = 1

1 ∙ 4 = 4 H 2 ∙ 2 = 4

2 ∙ 2 = 4 O 1 ∙ 2 + 2 ∙ 1 = 4

Ajustamos una ecuación química

+ +

CH4 + O2 CO2 + H2O

+ +

CH4 + O2 CO2 + 2 H2O

+ +

CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O

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Unidad 3 Aprende, aplica y avanza

2 Ajusta las siguientes reacciones químicas utilizando la misma estrategia que en el ejemplo de la página anterior. En cada reacción te damos un coeficiente estequiométrico como ayuda.

a) 2 C2H2 + O2 8 4 CO2 + H2O

Comprueba tus resultados

2 ∙ 2 = 4 C 4 ∙ 1 = 4

H

O

b) Al + HCl 8 2 AlCl3 + H2


Cl

H

Al

c) 4 NH3 + O2 8 NO + H2O


N

O

H

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Unidad 3


En una reacción química ni se crea ni se destruye masa; por eso, la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos.

Ley de la conservación de la masa

1 Utiliza la ley de conservación de la masa para calcular la masa del reactivo o del producto que falta en estas reacciones químicas:

a) Reacción de hidrógeno y nitrógeno:

3 H2 + N2 8 2 NH3

Masa de reactivos (g) Masa de productos (g)

H2 N2 NH3

6,06 28,02

b) Combustión del metano:

CH4 + 2 O2 8 2 H2O + CO2


CH4 O2 H2O CO2

16,05 36,04 44,01

c) Combustión del butano:

2 C4H10 + 13 O2 8 10 H2O + 8 CO2


C4H10 O2 H2O CO2

116,28 416,00 180,20

d) Reacción de cloro y hierro:

3 Cl2 + 2 Fe 8 2 FeCl3


Cl2 Fe FeCl3

212,7 111,7

4 Leyes básicas de las reacciones químicas

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Unidad 3

Las masas de los reactivos que reaccionan en una reacción, y las de los pro-ductos que se forman, tienen entre sí siempre la misma proporción.

Ejemplo resuelto

Calcula la masa de nitrógeno (N2) que es necesaria para que reaccionen com-pletamente 12,12 g de hidrógeno (H2) en la siguiente reacción:

3 H2 + N2 8 2 NH3

Masa de reactivos (g) Masa de productos (g)H2 N2 NH3

6,06 28,02 34,08

A partir de la proporción en la que reaccionan hidrógeno y nitrógeno, podre-mos calcular la masa de nitrógeno que reaccionará con 12,12 g de hidrógeno. Para ello, escribimos la siguiente proporción:

g, g N

g Hg N

, ,Hx28 02

6 06 12 022

2

2

2=

Si despejamos x, tenemos:

, g H , g H, g N

, g Nx 12 02 6 0628 02

56 0422

22$= =

Ley de las proporciones definidas


2 Calcula la cantidad de amoniaco (NH3) que se forma a partir de los 12,12 g de hidrógeno del ejemplo resuelto.

8,,

, ...................x

xg Hg NH

g Hg N

6 0634 08

12 022

3

2

2= =

3 A partir de los datos de la tabla, calcula la cantidad de agua (H2O) que se forma a partir de 150 g de C8H18.

Masa de C8H18 Masa de O2 Masa de CO2 Masa de H2O

100 g 351 g 209 g 142 g

8 ...................x

xg C Hg H O

g C Hg H O

100142

1508 18

2

8 18

2= =

4 Comprueba que se cumple la ley de conservación de la masa en el ejercicio anterior:

• Masa de reactivos: ................................................................................................................

• Masa de productos: .............................................................................................................

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Unidad 3

Niebla fotoquímica

Como resultado de la quema de combustible en motores y calderas, se generan una serie de sustancias gaseosas, como los óxidos de nitrógeno (NOx), que reaccionan entre sí y con otros componentes, formando la denominada niebla fotoquímica, que está causando graves problemas ambientales en grandes ciudades. La reducción de las emisiones contaminantes resulta crucial, pues, además de tratarse de un problema ambiental, afecta negativamente a la salud de muchas personas.

Lluvia ácida

La lluvia ácida se origina cuando gases pro-cedentes de emisiones de óxidos de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx) reaccio-nan con el vapor de agua atmosférico for-mando ácidos corrosivos, como el ácido sul-fúrico (H2SO4) y el nítrico (HNO3). Cuando este agua precipita en forma de lluvia, deno-minada lluvia ácida, causa:

• Acidificación de bosques, ríos y lagos, que afecta nocivamente a la flora y la fauna que vive en ellos.

• Destrucción de fachadas y esculturas.

Acumulación de plásticos en los océanos

El uso de los polímeros sintéticos, y en con-creto de los plásticos, se ha extendido de forma muy acusada en los últimos 50 años. La mayoría de los productos que adquirimos, además de llevarlos en su composición, tam-bién los presentan en sus embalajes. La vida de estos productos es limitada, pero el mate-rial del que están hechos difícilmente es de-gradado de forma natural. Como resultado, muchos de ellos están llegando a los océa-nos, donde se acumulan y perjudican a los organismos oceánicos.

Algunos problemas ambientales relevantes

4 Las reacciones químicas y la sociedad

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Unidad 3 Aprende, aplica y avanza

1 Busca información y utilízala para definir los siguientes términos:

a) Emisiones

b) Corrosivo

c) Acidificación

d) Degradar

e) Fotoquímica

2 Explica qué es la niebla fotoquímica. Utiliza para ello las siguientes palabras: combustibles, óxidos de nitrógeno, fotoquímico, problema ambiental, salud, ciudades.

Fuerzas en la naturaleza

es toda causa que tiene como efecto

FUERZA

DEFORMACIONES CAMBIOS EN ESTADO EN MOVIMIENTO

según su comportamiento, los cuerpos pueden ser puede ser

RÍGIDOS ELÁSTICOS PLÁSTICOS

si si si

no se deforman

recuperan la forma al cesar la fuerza

quedan permanentemente

deformados

cuerpo en movimiento que

comienza a ir más rápido, o más despacio o curvar

cuerpo en reposo que comienza a

moverse

¿Qué es una fuerza?


1 A partir del esquema anterior, define:

a) Fuerza.

b) Cuerpo rígido.

c) Cuerpo elástico.

d) Cuerpo plástico.

e) Cambios en el estado de movimiento.

2 Indica si los siguientes cuerpos y materiales son rígidos (R), elásticos (E) o plásticos (P):

a) Madera. ............................... b) Plastilina. ................. c) Muelle. .............................

d) Goma del pelo. ................. e) Acero. ....................... f) Masa de pizza. ...............

1 Las fuerzas y sus efectos

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Unidad 4

Fuerzas en la naturaleza 2 Fuerzas cotidianas


Las fuerzas, según la necesidad de contacto para ejercerlas, se clasifican en:

• Fuerzas por contacto: cuando hay necesidad de contacto entre los cuerpos para ejercerlas.

• Fuerzas a distancia: cuando no es necesario que haya contacto entre los cuerpos.

Dos de las fuerzas con las que convives en tu día a día son:

• Rozamiento. Es una fuerza por contacto que aparece cuando deslizamos, o intentamos deslizar, dos superficies. Su intensidad depende de la presión entre las superficies, y siempre se opone al movimiento.

• Peso. El peso de un cuerpo es la fuerza con la que la Tierra lo atrae, por in-teracción gravitatoria. Se trata de una fuerza a distancia, responsable, por ejemplo, de que los cuerpos caigan hacia el suelo.

Para calcular el peso de un cuerpo basta con multiplicar su masa por la aceleración de la gravedad (P = m · g), que en la superficie de la Tierra toma el valor g = 9,8 m/s2.

Clasificamos las fuerzas

1 ¿Por qué la fuerza de rozamiento actúa por contacto, y el peso a distancia?

2 A partir de la siguiente imagen, explica a qué se debe la fuerza de rozamiento:

3 La fuerza de rozamiento, ¿siempre tiene consecuencias negativas?

4 ¿Cuáles son los tres grandes grupos de fuerzas fundamentales?

F

FR

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Unidad 4

3 Deformaciones elásticas. Ley de Hooke


1 Si un muelle se estira 5 cm al colgarle un peso de 40 N, ¿cuánto vale su cons-tante elástica, expresada en el SI?

2 Rellena la siguiente tabla, considerando que el muelle utilizado es el del ejerci-cio anterior, y representa la gráfica de la fuerza (en N) en función de la defor-mación (en m).

F (N) Dl (m) Dl (cm)

20

0,05

7,5

80

12,5

La deformación que experimenta un sistema elástico es proporcional a la fuerza que se ejerce sobre él. En lenguaje matemático: F = k · Δl = k · (l – l0). En esta expresión, «k» es una constante que depende del sistema elástico, que recibe el nombre de constante elástica.

Así, si a un muelle se le cuelga el doble de masa, se deformará el doble:

Esta propiedad de los muelles se utiliza para la fabricación de dinamómetros, instrumentos que se utilizan para medir fuerzas. Las fuerzas, en el SI, se miden en newton (N).

Las fuerzas causan deformaciones

Dl12 · Dl1

2 · m

m

F1

P1

P2

F1 = k · Dl1

F2 = k · Dl2 = k · 2 · Dl1

F2 = 2 · F1F2

F (N)

Dl (· 10–3 m)0

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Unidad 4

La fuerza gravitatoria, responsable del peso de los cuerpos, también lo es de que algunos astros describan órbitas cerradas alrededor de otros. No se trata de una fuerza exclusiva de la Tierra. Así, en el universo podemos encontrar, entre otros:

• Galaxias. Conjuntos de estrellas que giran alrededor del centro de la galaxia.

• Estrellas. Componentes de las galaxias; pueden tener planetas orbitando a su alrededor.

• Sistemas planetarios. Conjunto de astros que orbitan una estrella.

• Satélites. Astros que orbitan alrededor de un planeta.

El sistema planetario en el que se encuentra la Tierra es el Sistema Solar.

Las distancias en el universo son muy grandes. Se definen unidades de longi-tud para trabajar con ellas:

• Unidad astronómica (UA). Es la distancia media Tierra-Sol, igual a 150 000 000 km.

• Año luz. Se define como la distancia que recorre la luz en un año.

Agrupaciones en el universo


1 Busca información sobre el tipo de componente del universo que correspon-de a cada uno de los nombres siguientes:

M-31Ceres

GanímedesNeptuno

Vía LácteaPolarisHalley

2 La luz viaja en el vacío a una rapidez de 300 000 km/s. Teniendo esto en cuenta, ¿a cuántos km equivale un año luz? ¿A cuántas UA?

3 Un astro se encuentra a 50 000 UA de la Tierra. ¿Cuánto tardará la luz en llegarnos desde él?

4 La gravitación en el universo

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