Ciencias 8vo-Ujarrás/Química

Tema I. Científicos costarricenses y campo de estudio de la química

Contenidos Objetivos

Vida y aportes de: Caterina GuzmánLeonardo MataRómulo ValerioClodomiro Picado TwightGil Chaverri RodríguezFranklin Ramón Chang DíazJulio Mata SegredaJeannette BenavidesJorge Arturo Jiménez Ramona

Analizar el aporte de científicos y científicas costarricenses en la búsqueda de soluciones a los problemas que enfrenta la humanidad.

Identificar acera de la vida y obra de científicos(as) costarricenses que han brindado aportes a la humanidad.

Campo de estudio de la Química, las ramas de estudio de la Química (bioquímica, general, orgánica, inorgánica, industrial, físicoquímica, analítica, de los polímeros, ambiental, fitoquímica y nuclear), sus aplicaciones (agricultura,

medicina, cosmetología, producción de alimentos y otros) e impactos en el ambiente (fertilizantes y plaguicidas) y como sustituirlos por productos no contaminantes.

Identificar el campo de estudio de la Química, sus aplicaciones en el mejoramiento de la calidad de vida y sus ramas de estudio.

Definición y aportes de la ciencia y la tecnología. Identificar los aportes de la ciencia y la tecnología e identificar las consecuencias del uso y abuso de los productos químicos.La tecnología, la contaminación y consecuencias del

uso y abuso de productos químicos.

Clodomiro Picado Twight (1887-1944):

Nació el 17 de abril de 1887 en San Marcos de Nicaragua y murió en 1944, a la edad de 57 años. En octubre de 1908 obtuvo una beca a París, aprobada por el Congreso del Gobierno de Costa Rica. Estudió en Sorbona, donde obtuvo los títulos de Zoología y Botánica.La primera gran investigación hecha por Picado versó sobre nuestras Bromeliáceas (plantas epífitas), también fue premiado en París por otro trabajo de investigación llamado “documentos sobre mimetismo recogidos en Costa Rica”

Dr. Franklin Ramón Chang Díaz:

Nació en San José el 5 de abril de 1950. Cursó sus estudios primarios en Venezuela, continuó sus estudios secundarios en al Colegio La Salle, en ciudad natal y se gradúa en 1976. Cuando termina sus estudios secundarios, sale de Costa Rica y se marcha a Estados Unidos, donde se gradúa como ingeniero mecánico en 1973. Luego obtiene un doctorado en Física del Plasma, en el Instituto Tecnológico de Massachusetts y envía su primera solicitud a la NASA para formar parte del equipo de astronautas, la cual fue rechazada por ser extranjero.En 1980, la NASA inició un reclutamiento de científicos, con la idea de formar el equipo de astronautas para el proyecto de transbordadores espaciales. Esta vez, ya naturalizado como estadounidense, fue elegido entre los 4000 aspirantes. Así es como el Dr. Franklin Chang Díaz inicia su carrera en la NASA como astronauta e investigador.Ha participado en 6 misiones espaciales, y es actualmente la persona con el récord de más horas a bordo de un transbordador.

Dr. Julio Mata Segreda:

Nació en San José, el 3 de agosto de 1948, se educó en el Liceo de San José donde obtuvo su bachillerato en Ciencias y Letras. En la Universidad de Costa Rica en 1970, obtuvo el bachillerato en Química.En cuanto a su campo de investigación, se interesa en diversos aspectos, entre los que se pueden mencionar mecanismos de reacciones químicas y bioquímicas, catálisis heterogéneas y enzimáticas,

efectos hidrofóbicos y bioquímica de procesos de postcosecha. En 1981 se le otorgó el Premio Nacional de Ciencia y Tecnología Clodomiro Picado Twight, por su trabajo “Inventario de protones y Migración Iónica de Hidrónio”.

Gil Chaverri Rodríguez:

Nació el 15 de marzo de 1921, en la ciudad de Heredia y fallece en la ciudad de San José en junio de 2005, obtuvo el título de Ingeniero Agrónomo en 1944. Es autor en un arreglo de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos, publicados en 1952, en la revista Journal of Chemical Education, este arreglo, está basado en la estructura electrónica de los elementos, y ha servido para la enseñanza de la Química en todos los planteles educativos del país.

Jeannette Benavides:

Nació el 7 de julio de 1956 en Heredia. En Estados Unidos, realizó los estudios de Maestría en Bioquímica y luego obtiene un doctorado en Fisicoquímica.Trabajó como investigadora en la Administración de Alimentos y Drogas (FDA) de los Estados Unidos, contribuyó en el desarrollo de un método para analizar aflatoxinas en los fluidos del cuerpo humano. Además, desarrolló el método para extraer ácidos grasos en el jugo de naranja. Ambos trabajos se aplican en el campo de la medicina.

Jorge Arturo Jiménez Ramona:

Nació el 21 de febrero de 1957 en Heredia. Se graduó como bachiller en Biología en la Universidad de Costa Rica y recibió la Maestría en Ecología Marina en la Universidad de Miami, Estados Unidos.Posee una larga trayectoria en el campo de la ecología estuaria y costera, sus experiencias han integrado los conceptos ecológicos en el manejo productivo de ecosistemas, que involucran el aprovechamiento de subproductos forestales derivados del manglar, tales como el carbón vegetal y los taninos.

Vida y Aportes de los Científicos Costarricenses

1. Lea la información de todos los científicos.

2. Lea una segunda vez, subraye con un marcador los datos importantes de cada uno de ellos.

3. Clasifique la información por científico.

4. Busque una fotografía de cada uno de los científicos.

5. En hojas de papel construcción, pegue la foto de cada científico, con su respectivo nombre y los datos de cada uno de ellos.

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Campo de Estudio de la QuímicaRamas, aplicaciones e impacto ecológico

Conceptos de Ciencia

“Las ciencias naturales son un conjunto de conocimientos que se obtienen mediante el estudio de los fenómenos que ocurren en la naturaleza y que, además, formulan explicaciones acerca de ellos.”

“La ciencia concibe el universo como algo natural. Todo fenómeno que ocurra en él es producto de las relaciones entre las partes que lo forman y puede ser explicado sin recurrir a teorías sobrenaturales.”

Mario Bunge, físico y filósofo argentino nacido en 1919, dijo: “Mientras los animales sólo están en el mundo, los hombres tratan de entenderlo”. Gracias a esta búsqueda se construye un cuerpo de ideas llamado Ciencia, el cual se caracteriza como conocimiento racional, sistemático, exacto y verificable. La Ciencia, al estar hecha por seres humanos, puede tener errores, además no es estática, sino que permanece en constante evolución.

Al tratar de entender la manera en que el mundo funciona, el hombre creó la ciencia. Dios creó un mundo que funciona de manera previsible, porque Él es consistente, pero hay momentos en que Dios interviene en forma impredecible.

Con este capítulo se inicia el estudio de la Química como una ciencia científica independiente. Conforme evolucionan, los hombres hemos modificado nuestro ambiente, estudiado diferentes cambios que ocurren en la naturaleza y obser-vado las características y propiedades de las diferentes sustancias que lo componen. Esto ha llevado a la humanidad a encontrar normas o fenómenos regulares que le permitan simplificar sus observaciones. Cuando esta está en capacidad de ordenar sistemáticamente estas observaciones, se da inicio a la actividad científica y a la ciencia como tal.

Para definir el campo de acción de una disciplina científica de debe precisar su objeto de estudio. En Química, el objeto de estudio es la materia, su composición y sus transformaciones.

La Química no se preocupa de la forma en que la materia pueda estar dispuesta sino de cómo y por cuáles sustancias o partículas está constituida y de las transformaciones o cambios que sufre o que pueda sufrir. Investiga las condiciones en las que se producen estos cambios, los mecanismos por los que tienen a lugar y la energía que se libera o absorbe durante su desarrollo y los principios generales que gobiernan su comportamiento.

Si al Química estudia la materia, entonces el Universo es, en consecuencia, su área de estudio.

El campo de estudio de la Química es tan amplio, que los límites que la separan de la geología, la farmacia, la biología y otras ciencias son a menudo indefinidos. Debido a ello y a la gran extensión de los conocimientos actuales, el ser huma-no ha recurrido a la subdivisión del trabajo científico y a la delimitación de los campos de interés y de estudio.

De esta manera, el extenso territorio de la química forma parte de diversas áreas o especialidades, tales como:

La geología que estudia la estructura de la Tierra, la constitución y cambios de las rocas.

La biología que estudia los cambios y transformaciones que ocurren en los organismos: El proceso metabólico de los ali-mentos para dar energía a los organismos vivos es química. El conocimiento de la estructura molecular de proteínas, hormonas, enzimas, ácidos nucleicos y otras sustancias, ayuda a los biólogos en sus investigaciones sobre la sobre la composición, desarrollo y reproducción de las células vivientes. Los avances en la medicina y la quimioterapia, a través del desarrollo de nuevas drogas, han contribuido a la prolongación de la vida y al alivio del sufrimiento humano.

La astronomía que se apoya en la química para buscar información acerca de la estructura y constitución de los astros y del Universo en general.

La agronomía que estudia la composición y las transformaciones que ocurren en los suelos y en la vida animal y vegetal relacionada con ella. La química ayuda a combatir la creciente carestía de alimentos en el mundo, ya que la producción agrícola ha aumentado con el uso de fertilizantes químicos, pesticidas y variedades mejoradas de semillas. Los refrige-rantes permiten la industria de alimentos congelados, que reserva grandes cantidades de productos que de otro modo se echaría a perder.

Dentro de la propia química hay diversos campos de estudio ya que no es posible conocer todo lo que se ha descubier-to. Esta circunstancia, así como razones de carácter didáctico han determinado la subdivisión de la Química en distintas áreas, cada una de las cuales estudia un campo particular o especializado. Algunas de éstas son las siguientes:

Química general: trata de los principios fundamentales relativos a la construcción y propiedades de los cuerpos.

Química orgánica: estudia los compuestos del carbono y sus propiedades (exceptuando los óxidos de carbono, los car-bonos, los carburos, los carbonatos que se consideran sustancias inorgánicas, a pesar de tener átomos de carbono en su molécula). Este es el campo de la creación de los plásticos y polímeros, han revolucionado las industrias del empaque y los textiles, también han producido materiales de construcción, durables y útiles.

Química Inorgánica: Estudia los elementos y sus compuestos (A excepción de los de carbono. Nótese que no se incluyen en este grupo los carburos, los carbonatos ni los óxidos de carbono.), y trata de dar razones y explicar las causas de las propiedades específicas y de las semejanzas observadas.

Química Analítica: Estudia los métodos de reconocimiento y determinación de la composición de las sustancias. Se divi-de en cualitativa y cuantitativa.

Química Nuclear: Estudia las transformaciones que se producen en los núcleos atómicos.

Química Física o Fisicoquímica: La química se define como la ciencia que estudia la materia y sus transformaciones en contraste con la física que estudia la energía y sus transformaciones. La química física se puede considerar dentro de un campo intermedio que abarca el estudio de las interacciones entre la materia y la energía.

Química Biológica o Bioquímica: Estudia los procesos químicos que tienen lugar en los seres vivos.

Química Industrial: Describe los procedimientos industriales de obtención de las sustancias.

Prácticamente toda la industria depende de productos químicos. Por ejemplo, las industrias de petróleo, de transporte, del acero, la espacial, la farmacéutica, la electrónica, de cosméticos, del vestido y todas las que se pueda imaginar.

Identificar el campo de estudio de la Química, sus aplicaciones en el mejoramiento de la calidad

de vida y sus ramas de estudio

1) Elabore un mapa conceptual, sobre un pliego de papel periódico en blanco. Un mapa conceptual de tres etapas:

En el centro, La Química y su campo de estudio.

Como segunda etapa, Ramas de la Química y lo que rama significa, Aplicaciones de la Química, y los que significan las aplicaciones, y por último, Impactos de la Química, y lo que esto significa.

En la tercera etapa, especificar cada una de las ramas de estudio y lo que abarcan, cada una de las aplicaciones estudiadas y sus ejemplos, y cada una de las áreas de impacto que estudiamos de la Química y los que estudiamos de cada una de ellas.

2) Selección Única: Marque con equis la letra que representa la respuesta correcta.

a) La Química es una ciencia que:( ) estudia la mastozoología.( ) es útil en el área de los anfibios y los reptiles.( ) estudia la materia aplicando el método científico.( ) estudia la estructura y función de los ecosistemas.

b) La definición de Química se relaciona con una de las siguientes opciones:( ) Es incapaz de determinar la investigación sistemática.( ) Es mala divulgación de los resultados del desarrollo industrial.( ) Determina la composición y el movimiento de los cuerpos.( ) Analiza las propiedades, composición y cambios de la materia.

c) “Es todo los que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.” Esta definición corresponde al concepto de:( ) aire.( ) peso.( ) materia.( ) sustancia.

d) La actividad humana que se dedica a explicar los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor se denomina se denomina( ) ciencia.( ) química.( ) medicina.( ) tecnología.

e) Las ciencias que buscan dar respuesta a los fenómenos de la naturaleza se conocen como:( ) sociales.( ) químicas.( ) naturales.( ) experimentales.

3) Desarrolle y justifique su concepto con respecto a cada pregunta:

a) ¿Cómo ha contribuido la Química al progreso del ser humano?

b) Comente algunos beneficios de la Química en la agricultura.

c) ¿Considera usted que es conveniente el uso de los abonos orgánicos? ¿Por qué?

d) Eugene Odum, padre de la ecología contemporánea (1995) dijo: “Casi cada avance tecnológico con que se pretende mejorar nuestro bienestar y prosperidad tiene su lado oscuro y su lado brillante.” ¿Qué opina usted al respecto?

e) Observe la siguiente imagen:

Explique qué ramas de la Química pueden encargarse de estudiar aspectos relacionados con el objeto de la imagen.

f) Defina con sus propias palabras qué es ciencia.

g) Justifique la importancia de las ciencias naturales en el mejoramiento de la calidad de vida de las personas.

h) Escoja uno de los científicos costarricenses que hemos investigado. Justifique con dos argumentos, de qué manera las contribuciones de esa persona a la ciencia ayudaron a mejorar la calidad de vida de la humanidad.

i) Explique cuáles problemas de la sociedad queden ser resueltos por científicos de nuestro país.

j) ¿Qué es la química?

k) ¿Cuál es la importancia de la Química para el mejoramiento de la calidad de vida de la humanidad?

l) Lea el siguiente texto: “Actualmente el petróleo y sus derivados son imprescindibles como fuente de energía y para la fabricación de gran cantidad de productos de la industria química, farmacéutica, alimentaria… Sin embargo, alrededor de 0,1 al 0,2 por ciento de la producción mundial de petróleo (unas 3 000 toneladas) acaban vertidas en el mar cada año. Esto ocasiona la contaminación del agua y daños en los ecosistemas marinos. Por ejemplo, el 11 de noviembre de 2007, un barco petrolero sufrió un accidente que ocasionó que se vertieran en el Mar Negro más de 2 000 toneladas de petróleo.”¿Qué problemas ambientales considera usted que puede provocar el petróleo en el mar?¿Qué medidas deben implementar las industrias petroleras para hacerse responsables del impacto de sus productos en el ambiente y tratar de revertirlo o evitarlo?¿Por qué accidentes como el del Mar Negro, a pesar de haber ocurrido a miles de kilómetros de Costa Rica, también pueden afectar los ecosistemas marinos de nuestro país?

4) Complete. Llene los espacios en blanco:

a) El área que se encarga de procesar los conceptos científicos y establecer soluciones prácticas pare el beneficio del ser humano es la _________________.

b) Un producto industrial de gran importancia, por su resistencia, dureza y moldeabilidad, utilizado en los hogares por su beneficio y durabilidad es el ____________________________.

c) La ciencia que estudia las propiedades, la composición la estructura y las transformaciones de la materia recibe el siguiente nombre _______________.

d) El laboratorio científico que se encuentra en órbita y permite avances en la obtención de materiales y sustancias que no se producen en la Tierra recibe el nombre de ___________________.

e) Anote dos objetivos de la ciencia: _____________ y __________________________

f) Cite tres características del trabajo científico: ________________, __________________ y ________________.

g) Mencione 4 investigadores que hicieron aportes a la ciencia: ________________, ____________________, ___________________ y _____________________.

h) Nombre tres científicos costarricenses destacados. ______________, ________________ y _______________.

i) Enumere tres ramas de la Química: _____________, _________________ y ________________.

j) Anote dos aportes de la Química a la medicina: ________________ y _______________________.

k) Cite tres aportes de la Química a la Agricultura: ______________________________________, _________________________________ y ______________________________________.

l) Mencione tres aplicaciones de la Química en la industria alimentaria: __________________________, ___________________ y ________________________

m) ¿Cuál es la importancia de la Química para el mejoramiento de la calidad de vida de la humanidad?___________________________________________________________________________________.

5) Crucigrama. 1. Complete cada espacio conforme a la rama de la química que mejor complete la des-cripción correspondiente. 2. Complete cada espacio conforme a los conceptos de ciencia y tecnología.

Horizontales5. Química6. Determina la composición de las sustancias que forman los seres vivos y las reacciones que tienen lugar en las células.7. Estudia los compuestos inorgánicos.Verticales1. Estudia las sustancias que se usan en procesos in-dustriales.2. Estudia los principios físicos que rigen los fenóme-nos químicos.3. Analiza los compuestos orgánicos.4. Investiga la composición de las sustancias.

Horizontal6. Procedimiento que permite a los científicos dar respuesta a los fenómenos de su interés.Vertical1. Todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.2. Ciencia que estudia las propiedades de la materia.3. Ciencia que estudia a los seres vivos.4. Actividad humana que pretende crear productos y procedimientos para mejorar la calidad de vida.5. Ciencia natural que describe las leyes de la materia y la energía.7. Primer paso del método científico.8. Actividad humana que procura explicar los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor.

6) Usando las ramas del primer crucigrama, clasifique: ¿Qué rama de la química estudiaría cada caso?

a) Determinar la cantidad de calcio en 100 g de leche en polvo.

b) Determinar los cambios químicos que experimenta el sodio.

c) Explicar las reacciones que ocurren durante el proceso de la respiración celular.

d) Determinar el porcentaje de agua en la pulpa que se emplea para fabricar el papel bond.

e) Identificar las leyes que rigen el movimiento de las partículas que forman los cuerpos.

f) Identificar la propiedades de los hidrocarburos (compuestos formados por largas cadenas de carbono e hidrógeno)

7) Haga una búsqueda rápida de cada científico, y asócielo con el descubrimiento que se le atribuye de la columna de la derecha.

a) Pierre Curie

b) John Dalton

c) Gil Chaverri

d) Francis Crick

e) John Thomson

f) Albert Einstein

g) Franklin Chang

h) Henri Becquerel

i) Dimitri Mendeleiev

j) James Chadwick

k) Clodomiro Picado

l) Antoine Lavoisier

m) Jeannette Benavides

( ) Neutrones

( ) Electrones

( ) Radiactividad

( ) Teoría Atómica

( ) Tabla Periódica

( ) Estructura del ADN

( ) Sueros Antiofídicos

( ) Elementos radiactivos

( ) Propulsión con plasma

( ) Teoría de la Relatividad

( ) Ley de Conservación de la Materia

( ) Materiales para la protección contra

radiaciones en el espacio