| Introducción |
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Te has puesto a pensar que el planeta Tierra está formado por una serie de sustancias que se unen, se mezclan y se combinan para formar esa gran gama de materiales que se encuentra en los tres estados de la materia y forma las diferentes capas de la Tierra: la Geosfera (sólida), la hidrosfera (líquida), y la atmósfera (gaseosa), todas permanecen en constante agitación existiendo transferencia de materia entre ellas, y absorbiendo parte de la energía radiante que llega del Sol. La biosfera, o conjunto de los seres vivos depende de estas tres capas. Cada una posee componentes indispensables para la vida de los seres vivientes, así como otros que el ser humano extrae para su beneficio como materia prima (minerales metálicos, petróleo, carbón, sal, agua, azufre, calizas, arcillas e incluso oxígeno y nitrógeno del aire, etc...), los cuales transforma en diversos productos terminados (jabones, dentífricos, medicamentos, abonos, plásticos, papel, fibras, explosivos, electrodomésticos, automóviles, sustancias alimentarias elaboradas y sintéticas, etc...), como consecuencia del desarrollo científico y tecnológico de una sociedad industrial que provee de muchos bienes y servicios, pero al mismo tiempo produce desechos, subproductos y residuos que dañan el ambiente. Por otra parte pensemos que el ser humano emplea casi todos los tipos de materia que existen en la Tierra, para su subsistencia utiliza el aire, el agua, la roca y minerales que forman el suelo donde siembra las semillas que acabarán siendo sus alimentos, además de otros materiales que le hacen la vida más fácil y más segura. Te habrás dado cuenta con la lectura que existen en la Tierra una serie de compuestos químicos que utilizamos cotidianamente indispensables para sostener la vida sobre el planeta o que utilizamos en nuestro beneficio. Algunos de estos compuestos son inorgánicos y se derivan principalmente de fuentes minerales y no de fuentes animales o vegetales donde se derivan los compuestos orgánicos. A través de esta unidad didáctica veremos la utilidad de los compuestos inorgánicos, la química de los compuestos orgánicos se desarrollará posteriormente en otro curso. |
| 1. ¿Cómo se presentan los materiales que forman el planeta? |
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Partiendo de lo que conoces y de las observaciones cotidianas. Considerar diversos ejemplos de elementos, compuestos y mezclas y establecer a partir de los mismos la diferencia.
Tomemos como ejemplo de sustancia el agua, indispensable para la vida y para muchas de las actividades que el ser humano desarrolla en su diario vivir. A.2. Tomar una muestra de agua del tubo o llave y
anotar las propiedades características que puedas observar y
medir.
C.2. El alumno procederá a describir las
propiedades físicas que se observan a simple vista, como que el agua es un
líquido incoloro, inodoro e insípido, a la vez, puede diseñar un experimento
para determinar el punto de fusión y de ebullición, así como su densidad. El
educador debe sugerir a los alumnos que realicen los experimentos en caso de
que solo hagan las descripciones a simple vista. Es importante hacerles ver
que el agua que utilizamos para beber tiene olor y sabor debido al cloro que
se le agrega por condiciones higiénico-sanitarias, además contiene algo de
materia orgánica, sales y gases disueltos. El cloro y los derivados formados
con las sustancias orgánicas que la contaminan suelen ser responsables de los
olores y sabores desagradables. Por otra parte, un agua sin clorar y con muy
pocas sales se suele decir que está ligeramente amarga, cuando realmente está
insípida (sin sabor) (Benedito et al 1987). El punto de ebullición del agua es
100°C, el punto de fusión 0°C y la densidad 1,00 g/ml.
Intentemos conocer más sobre el agua, ya se anotaron
propiedades que la hacen diferente de los demás materiales, ahora, queremos
saber si el agua de tubo o llave es una sustancia pura o una mezcla.
A.3. Realizar una experiencia sencilla que
compruebe la siguiente interrogante ¿ es pura el agua que sale de la llave o
tubo?
C.3. Con esta actividad se pretende dejar
claro que en la naturaleza la materia se puede presentar en forma de mezcla,
compuesto o elemento.
En la Grecia antigua 500 años antes de Cristo, los sabios
griegos comienza a especular sobre la naturaleza del Universo y de qué materia
estaba compuesto. Dos siglos después, Empédocles resume lo de sus antecesores y
admite que la materia estaba compuesta por alguna combinación de cuatro
elementos: aire, agua, tierra y fuego, presentando los cuerpos algunas
características como caliente y frío, seco y húmedo. Aristóteles, filósofo
griego de gran prestigio (384-322 A.J.) toma la teoría y la amplía haciendo que
perdurara en épocas posteriores. Con la tecnología y métodos conocidos y con los
instrumentos con los que hoy se dispone, interesaría saber si el agua es una
sustancia simple o compuesta.
A.4. Diseñar algunos experimentos que permitan
comprobar si el agua es una sustancia simple, o un compuesto. Para esto utilizar
agua destilada.
C.4.
El alumnado debe investigar para
llega a concluir que la electrólisis es el procedimiento indicado para su
análisis . El profesor debe tener presente que el agua pura es no conductora
de la electricidad, pero cuando se agrega ácido sulfúrico o hidróxido de sodio
, la solución se descompone fácilmente en hidrógeno y oxígeno por acción de la
corriente eléctrica, sin embargo el agua de la llave contiene sales que
producen iones y transmiten la corriente eléctrica. Esta es una de las razones
por las que es peligroso tocar objetos eléctricos mientras se está tomando un
baño. También los fluidos del cuerpo contienen sales que le dan al agua del
baño una mayor conductividad. (Seese y DauB, 1989).
Con este experimento podrá comprobar que
el agua es un compuesto formado por hidrógeno (gas recogido en el electrodo
negativo) y oxígeno (gas recogido en el electrodo positivo) que se encuentran
combinados en la reacción (Tomado de unidad didáctica: el agua). Para
identificar el oxígeno desprendido se puede realizar la prueba de la astilla
que se inflama enseguida indicando que el oxígeno es bastante puro. Para
indicar el hidrógeno desprendido también acercamos una astilla, esta vez no
incandescente a la boca del tubo, hay una ligera explosión (sin peligro) y se
oye un sonido sordo (como pop). A.5. Realizar el experimento diseñado en la
actividad anterior.
C.5. Los estudiantes pueden realizar la
electrólisis del agua, colocando en un beaker agua destilada que contiene
cantidad mínima de ácido sulfúrico o hidróxido de sodio (lo que es necesario
para obtener una solución conductora). La fuente de corriente puede ser una
batería y los electrodos deben ser inertes como los del platino o una barra de
carbón tomada de una batería seca ya gastada, en dos tubos de ensayo se recoge
en uno el hidrógeno y en el otro el oxígeno. Es importante que el profesor
revise los montajes antes de empezar.
Con lo estudiado hasta aquí de una sustancia característica
como es el agua, estás en condiciones de dar una explicación de la diferencia
que existe entre sustancia simple, compuesto y mezcla.
A.6. Idear una forma de explicarle a los
compañeros la diferencia entre una sustancia pura (elemento - compuesto) y una
mezcla.
C.6. Con esta actividad los estudiantes
pueden recurrir a la utilización de diversas técnicas: por ejemplo, tablas,
mapas conceptuales, dibujos, láminas, representaciones, demostraciones,
experimentos, modelos. En cuanto a los conceptos generales hay que esperar que
figuren en las respuestas los conceptos señalados en el comentario C.1.
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| 2. Conozcamos algunos de los compuestos más utilizados por el ser humano para la obtención de los productos de consumo |
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Además del agua, la naturaleza le ha proporcionado al ser humano una serie de sustancias indispensables para su subsistencia. Sin embargo, en su afán por conocer cada día más se pasa las horas mezclando sustancias que somete a transformaciones químicas en un intento por encontrar productos para su beneficio y el de la humanidad. Para elaborar estos productos de consumo, necesita algunas veces de productos intermedios o básicos, los cuales somete a una serie de procesos y estos a su vez se obtienen de los recursos naturales. Así por ejemplo, al abono nitrato amónico es un producto de consumo que se obtiene del aire y del agua (materia prima), previa síntesis del amoniaco y el ácido nítrico (productos intermedios). A.7. De acuerdo con lo leído, cuál es
el significado de los siguientes conceptos: materias primas, productos
intermedios, de consumo y compuestos. ¿Conoces algún otro ejemplo?
Investiga.
C.7. El alumnado se refieren a la materia
prima como la materia que se extrae de los recursos naturales, ( por ejemplo
el aire y el agua) la cual el ser humano somete a un proceso (síntesis del
amoniaco y el ácido nítrico), para transformarla en un producto terminado
(nitrato amónico). Los productos son materiales elaborados con las materias
primas que el ser humano utiliza en beneficio propio o de la humanidad.
Compuesto es una sustancia formada por la unión química de dos o más
elementos. El profesor insta a los estudiantes para que a través de carteles,
exposiciones, láminas, etc., expongan sus consideraciones sobre el tema. Entre
otros ejemplos que se pueden mencionar: el azufre como materia prima se
combina con el oxígeno del aire al arder para formar dióxido de azufre ,
SO2, (producto intermedio), el cual se somete a temperaturas de
450°° en presencia de un catalizador y se forma el SO3 que
reacciona con el agua para obtener el ácido sulfúrico
(H2SO4), producto de consumo muy utilizado para: A -
limpiar, sumergiendo en el ácido los metales que sirven para hacer
alambres(planchas de acero y alambres de cobre reciben un tratamiento con
ácido sulfúrico), automóviles hechos de acero, luces y aparatos eléctricos que
dependen de los alambres de cobre. B - diluido, se usa como ácido de batería.
C - convertir en las refinerías el petróleo crudo en productos útiles (se
originan productos como gasolina, aceite y asfalto). D en la fabricación de
telas. E en la fabricación de fertilizantes. F para hacer abonos fosfatados;
en estos últimos casos, el ácido sulfúrico pasa a ser un producto intermedio,
por lo que la clasificación es relativa. El ser humano realiza todas sus actividades alrededor de los
ecosistemas: trabaja la tierra para obtener cosechas, criar animales, sacar
madera, extraer petróleo, hierro, cobre, carbón, oro, abre carreteras, construye
represas para obtener energía y suministrar agua a los pueblos y ciudades,
construye edificios, parques centros comerciales, centros vacacionales, centros
educativos para ofrecer posibilidad de vivienda, educación, trabajo. bienestar.
Cárdenas y otros (1997, p. 57).
A.8. Investiga de ¿dónde proviene los productos
que consumimos o utilizamos frecuentemente en nuestros hogares?.
C.8. Se intenta con esta actividad que el
alumnado conozcan las materias primas de donde provienen los productos y las
transformaciones que el ser humano les ha dado para ser utilizados en la vida
cotidiana.
El profesor puede aprovechar las exposiciones de
los grupos de estudiantes para recordar cuántos productos químicos utilizamos
a diario en el hogar: blanqueadores, detergentes, jabones, pastas dentífricas,
limpiadores, aromatizantes; para el vestido y el abrigo: algodón, lana, lino,
seda, pieles; para la salud: como los medicamentos y sustancias sintetizadas;
productos para la vivienda: madera, arena, piedra, hierro, mármol, aluminio;
para la nutrición: como los alimentos procesados; productos para las cosechas:
como insecticidas, plaguicidas. Abonos. Es importante inducir a los alumnos
para que vayan estableciendo las diferencias entre materia prima, producto
intermedio, de consumo y compuesto. Intentemos profundizar más en el conocimiento de los
productos utilizados en la vida cotidiana. Ya hemos comentado la gran variedad
de productos que el ser humano ha puesto a disposición para nuestro bienestar.
Pensemos en el amoniaco, desinfectante utilizado en el hogar como producto de
limpieza (desinfectante).
A.9. Toma envases o paquetes de algunos productos
utilizados en el hogar o en la industria, lee los nombres de algunos
ingredientes y escribe los elementos que pueden estar presentes en dichos
compuestos. Contesta la siguiente pregunta: C.9. Seguro que entre toda la clase pueden
confeccionar una lista extensa de productos. Algunos de uso cotidiano son:
blanqueadores de ropa, paquetes con alimentos procesados, desinfectantes,
polvo de hornear, insecticidas, bicarbonato, agua amoniacal (amonia), leche de
magnesia, sal, azúcar, detergentes. Los alumnos deben elaborar un lista de
todos los elementos que forman parte de los productos conseguidos. Con esto se
refuerza que muchos de los productos utilizados por el ser humano son mezclas
que están formadas por combinación de compuestos y estos a su vez constituidos
por elementos. A.10. Investiga ¿cómo se obtiene el
amoniaco?. Una vez realizada la experiencia , contesta las siguientes
preguntas:
C.10. El profesor debe proporcionarles
bibliografía a los estudiantes para que realicen sus investigaciones. Se
pretende que los alumnos describan el proceso de obtención del amoniaco. En la
industria el compuesto se obtiene por el método de Haber. En este proceso el
nitrógeno de la atmósfera se combina con el hidrógeno a altas presiones y
temperaturas en presencia de un catalizador de hierro, formándose un compuesto
relativamente fácil de usar como reactivo en la elaboración de muchos
compuestos nitrogenados. Entre la materias primas encontramos el aire, el
petróleo y el agua. Los alumnos deben conocer que el amoniaco es un gas
incoloro, de olor penetrante y muy soluble en agua, está compuesto por
nitrógeno e hidrógeno y su fórmula química es NH3. Se utiliza en la
manufactura de una serie de compuestos de enorme utilidad como los
fertilizantes, los plásticos, los tintes, como materia prima para la
preparación de abonos sintéticos, en la industria como refrigerante. Uno de
los compuestos más importantes de los que puede producirse partiendo del
NH3 es el ácido nítrico. De compuestos derivados del ácido nítrico
se obtienen explosivos como la pólvora, la dinamita y el T.N.T.
Estudiemos a continuación algunos de los productos de
consumo que el ser humano utiliza para satisfacer sus necesidades básicas. Para
esto desarrollaremos el siguiente esquema:
A.11. Observa la tabla Nº1 que aparece al
final de la guía. En ella se han representado algunos productos de consumo y las
materias primas para su elaboración. A continuación contesta las siguientes
preguntas:
C.11. Con esta actividad se pretende que
el estudiante comience a familiarizarse con algunos elementos y compuestos
utilizados por la industria en la fabricación de productos indispensables para
la subsistencia. En los grupos los estudiantes discuten y analizan, luego
intercambian opiniones.
Las preguntas formuladas nos inducen al estudio
de algunos tipos de compuestos más utilizados en la industria y fabricación de
productos indispensables y, su importancia en la conservación y consumo
sostenible para evitar su agotamiento. Como puede observarse en la tabla, hay
productos intermedios, como el amoniaco (NH3) que se utiliza para
fabricar por ejemplo ácido nítrico (HNO3), que a su vez puede ser
un producto de consumo, por ejemplo en la limpieza. A.12. Haz una síntesis de los aspectos
que se han presentado hasta ahora e indica en pocas palabras la importancia de
los compuestos estudiados como formadores de las materias primas, productos
intermedios y productos de consumo y su uso racional.
C. 2. Los alumnos pueden utilizar mapas
conceptuales, esquemas, productos, modelos, láminas, otros para su síntesis,
siempre y cuando el objetivo sea determinar los compuestos indispensables para
la formación de productos necesarios para el ser humano y la importancia de su
uso racional. |
| 3. ¿De dónde se obtienen algunos de los compuestos químicos más utilizados en la industria y cómo se les reconoce y se les da nombre? |
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Como te habrás dado cuenta, existen una serie de elementos
químicos que se unen para formar compuestos básicos, los cuales se utilizan como
materia prima para fabricar productos de beneficio al ser humano. Pensemos ahora
en esos compuestos.
A.13. Elaborar una lista de compuestos
que se utilizan más frecuentemente en la industria. Te puedes ayudar con los de
la tabla Nº1
(anexo), y algunos otros que has venido investigando.
C.13. Esta actividad está pensada para que
el alumnado realice un resumen de los compuestos más utilizados y estudiados
hasta el momento, se familiarice con algunos nombres y comience a conocer la
nomenclatura química de los compuestos. El profesor debe insistir en que
anoten los nombres correctamente y si es posible su fórmula química. Entre los
compuestos es importante reafirmar el amoniaco o hidruro de nitrógeno, el
óxido de azufre como ejemplo de óxido no metálico, el óxido de calcio como
óxido metálico, el ácido clorhídrico como hidrácido y el hidróxido de calcio
entre otros. Te habrás dado cuenta que al investigar en los libros sobre
los compuestos químicos, estos generalmente se indican con fórmulas químicas,
lenguaje que utiliza el químico para facilitar su escritura. Pasemos ahora a
estudiar estas fórmulas
A.14. ¿Sabes de dónde provienen las
fórmulas químicas que se emplean para representar los compuestos químicos?
C.14 Se pretende que los diferentes grupos
de trabajo se organicen y diseñen una estrategia para proceder a la
comprobación de su hipótesis. También es importante que conozcan que el
trabajar de forma cooperativa los lleva a obtener conclusiones satisfactorias
después de aclarar las divergencias presentadas. El educador debe instar al
alumnado para que analice cada una de las fórmulas, su construcción y qué las
diferencia una de otras y lleguen a la conclusión de que las fórmulas químicas
son representaciones de los compuestos en términos de los elementos que los
conforman. A.15. Averigua y analiza las fórmulas de algunos
de los compuestos químicos estudiados hasta ahora como el óxido de calcio, el
amoniaco, el hidróxido de calcio, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, hidróxido
de sodio, cloruro de sodio, dióxido de carbono, dióxido de azufre.
C.15. Esta actividad pretende que el
estudiantado se plantee la construcción de las fórmulas químicas. Para esto
deben conocer que existen normas que permiten escribir correctamente las
fórmulas de los compuestos. Es importante recomendar al alumnado que este paso
se inicie en el conocimiento de los elementos sus símbolos si bien la
comprensión de su significado se logrará cuando estudien más adelante qué es
un átomo por dentro y porqué se unen los átomos. Con juegos como bingos o
ponerle el nombre de un elemento a cada estudiante se puede reforzar su
aprendizaje. A.16. Haz una clasificación de los compuestos de
acuerdo a la lista que se dio en la actividad anterior (A.15). ¿encuentras
semejanzas o diferencias entre ellos?
C.16. Se pretende que los diversos grupos
de trabajo se organicen para dar respuesta a la pregunta. Se les puede indicar
que construyan una tabla donde en una columna escriban los nombre de los
compuestos, en otra las fórmulas y en una tercera las semejanzas o
diferencias. Y a la vez los agrupen de acuerdo a características semejantes.
Esta actividad tiene como objetivo que los estudiantes conozcan los diferentes
tipos de compuestos y los grupos funcionales o funciones químicas que los
diferencian. A 17. ¿Qué procedimientos se pueden
emplear para producir reacciones químicas entre las sustancias?
C 17. En general, se indica que mediante
el calor y la electricidad se pueden conseguir estos cambios químicos. Es
importante hacer ver a los estudiantes que en las interacciones químicas de
elementos con compuestos o compuestos con elementos, en muchas ocasiones, se
requiere calor, humedad, presión, temperatura para que se lleve a cabo. Habrás notado que es necesario la presencia de algunos
factores para que se realice la unión química que forma los compuestos,
analicémoslo con la siguiente experiencia
A .18. ¿Qué pasa cuando quemamos una tira de
magnesio al aire?
Material
Precaución:
Procedimiento C.18. En este experimento se ha comprobado
que los estudiantes tienen grandes dificultades para llegar a derivar que el
oxígeno interviene en el proceso de formación del óxido de magnesio como nueva
sustancia . Y, para que se forme esta nueva sustancia, se requiere la
intervención de algunos factores para que pueda ocurrir la reacción como la
llama inicial del mechero o lámpara, en otros se necesita presión,
catalizadores, etc. Es importante enfatizar en los estudiantes para que anoten
las características físicas de las sustancias que intervienen en la reacción
(magnesio y oxígeno) antes de que se combinen químicamente, cuáles son las
características físicas del producto y cuál es el cambio sustancial ocurrido.
En cuanto al contenido de la experiencia hay que observar que el magnesio es
un elemento que se combina vigorosamente con el oxígeno del aire a altas
temperaturas para formar óxido de magnesio. Esta reacción se le llama
combustión del magnesio en el aire. Una conclusión podría ser: la combinación
binaria de un elemento con el oxigeno se llama óxido. A.19. Discutir brevemente el compuesto químico que
se acaba de formar y ¿cuál puede ser su fórmula más sencilla?
C.19. Esta discusión permite, pues, dejar
claro en los alumnos y alumnas que todo compuesto se representa mediante una
fórmula química, esto hace más simple el lenguaje de los y las químicos(as).
Dependiendo de los componentes así será el tipo de compuesto y su fórmula
representativa. En este caso al combinarse el magnesio con el oxígeno se forma
el óxido de magnesio cuya fórmula es MgO. El alumnado debe observar que el
compuesto nuevo que se formó es completamente diferente a los elementos que le
dieron origen, aunque determinarla constituiría un nuevo estudio con nuevos
diseños y experimentos . Una conclusión a la que pueden llegar es: en todo
proceso químico hay transformaciones de unas sustancias en otras distintas
pero entre las que hay cierta relación (conservación de los elementos que las
forman). A.20. Tomando como base la fórmula química de la
actividad anterior. ¿Qué significado tiene para usted una fórmula
química?
C.20. Se pretende que el alumnado revise
el significado de la fórmula química del óxido de magnesio e interprete que en
la unión química se formó una nueva sustancia diferente a las que le dieron
origen (reafirmar que es una nueva sustancia y no una mezcla) , así como la
composición de la sustancia formada el número de átomos que forman el
compuesto y la proporción de sus componentes... Es el momento de pensar en la nomenclatura de los
compuestos. Si hay tanta variedad, ¿cómo hacen los químicos y personas que
utilizan fórmulas de compuestos para diferenciarlos unos de otros?.
A.21. De acuerdo a la lista de fórmulas químicas
de productos utilizados en lo cotidiano que aparecen en el cuadro, trata de
buscar semejanzas, y agrupar las fórmulas de los compuestos de acuerdo a
características parecidas.
C.21. Seguramente los y las estudiantes
van a agrupar los compuestos de dos maneras: una por el número de elementos
que poseen, se clasifican en: binarios, ternarios, cuaternarios; otra, por el
elemento común o por el grupo funcional. El profesor o la profesora deben
inducir a los estudiantes a que realicen su clasificación tomando en cuenta
las dos formas. Así , por el grupo funcional o el elemento común se clasifican
en: óxidos metálicos, óxidos no metálicos, hidróxidos, hidrácidos, hidruros,
sales, oxácidos, para esto deben realizar una pequeña investigación. Es
importante insistir en el reconocimiento de los diferentes tipos de
compuestos. Algunas conclusiones a las que pueden llegar son: - los compuestos
se clasifican de acuerdo a sus propiedades y comportamiento. - Compuestos
binarios son sustancias que están formadas por dos clases de átomos, ternarios
por tres y cuaternarios por cuatro. - Los hidruros son compuestos formados
entre el hidrógeno y los metales. los haluros son compuestos formados entre
elementos del grupo VII y los metales. - Los óxidos no metálicos reaccionan
con el agua para formar los ácidos. - los óxidos metálicos reaccionan con el
agua para formar los hidróxidos. (Posada 1996:234) Habrás notado que cada uno de tus compañeras y compañeros
posee un nombre propio que lo identifica de los demás miembros del grupo,
inclusive de todos los del colegio, algunos poseen nombres iguales pero se
diferencian por el apellido o por un segundo nombre. Lo mismo que ocurre con las
personas sucede también con los compuestos químicos, cada uno tiene un nombre
que lo identifica de todos los demás. Al respecto Seese y Daub (1989:153)
señalan: Los nombre químicos de los compuestos inorgánicos los desarrollaron un
grupo de químicos que pertenecían a la Comisión de Nomenclatura de Química
Inorgánica de la Asociación Internacional de química pura y aplicada, (IUPAC), y
que se reunieron por primera vez en 1921. Ellos desarrollaron las reglas para
nombrar a los compuestos inorgánicos y se reunían periódicamente para revisarlas
y actualizarlas. Los nombre de los compuestos inorgánicos están construidos de
tal forma que a cada compuesto puede dársele un nombre a partir de su fórmula y
para cada fórmula hay un nombre específico. Analicemos cómo se les da nombre a
los compuestos químicos.
A.22. Investiga para dar respuesta a
las siguiente pregunta: - ¿qué significado tiene para usted esta fórmula
química: Fe2O3? ¿Qué nombre recibe el
compuesto?
C.22. Los y las estudiantes encontrarán
que para cada tipo de compuesto existe una fórmula química, la cual indica: -
los elementos que forman el compuesto. - el número de átomos de cada elemento
- la composición definida. Para darles nombre debemos tomar en cuenta el
elemento común o grupo funcional, en este caso, el elemento característico es
el oxígeno, de acuerdo con la nomenclatura química, descifrar el nombre que
recibe el compuesto. En la discusión con los compañeros debe quedar claro la
forma en cómo nombrar cada uno de los diferentes compuestos de acuerdo a su
clasificación. En plenaria deben indicar cómo le dieron el nombre al
compuesto. Es importante que los estudiantes utilicen toda su creatividad.
Recuerde que al utilizar los prefijos griegos, la vocal del prefijo se elimina
para obtener una mejor pronunciación, así, la oo monoóxido, o la ao de
tetraóxido, pentaóxido, se convierten en o en ambos casos: monóxido,
pentóxido, tetróxido, heptóxido. (Seese y Daub , 1989). En todo el recorrido que hasta ahora hemos realizado has
conocido una gran cantidad de compuestos químicos que utiliza el ser humano en
su vida diaria y una gran gama que falta por conocer, estas en condiciones de
reconocer su fórmula y de darles nombre. Vamos a realizar una pequeña
autoevaluación para repasar los conocimientos adquiridos hasta el
momento.
A.23. Realiza en forma individual la
siguiente autoevaluación (tomada de Bolaños 1997), para reafirmar y aclarar los
conceptos que hasta el momento hemos venido estudiando en esta unidad. Si alguna
de las preguntas no la puedes contestar, déjala sin contestar y al final
discútela con un compañero para aclararla, o sino investiga de
nuevo. C.23. Esta pequeña autoevaluación pretende
que el alumnado reafirme lo que ha venido estudiando y construyendo a lo largo
del desarrollo de la unidad. Es el momento de confirmar los conocimientos
adquiridos por los y las estudiantes, con el fin de realizar las acciones
correctivas en caso de que algunos no lo hallan logrado. El profesor o
profesora debe disponer de otras actividades de recuperación para atender a
los muchachos y muchachas que aun se encuentran en desventaja con respecto a
la temática estudiada. |
| 4. Cómo obtener mediante experiencias sencillas diferentes tipos de compuestos. |
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Constantemente en la naturaleza están ocurriendo cambios químicos y formándose nuevos compuestos. Vivimos en un constante cambio, los frutos se maduran, los alimentos que consumimos son producto de los cambios ocurridos en la cocción, los jugos se fermentan y se producen vinos, las plantas crecen, las sustancias que lanzamos al ambiente sufren transformaciones químicas y forman nuevas sustancias, algunas de las cuales son dañinas para los seres vivientes. Podemos decir que el universo en que vivimos está en constante cambio. Algunos de esos cambios de la materia son factibles de realizar mediante experiencias sencillas. Recuerda, para hacer química, no necesariamente debemos contar con un laboratorio químico equipado con instrumentos muy elaborados, estos se pueden sustituir por instrumentos caseros y equipos que puedes construir. Con tu imaginación y creatividad puedes llegar a realizar experiencias que te van a adentrar en el maravilloso mundo de la materia, su composición y su formación. A.24. Diseñar experiencias sencillas donde se demuestren la formación del hidróxido de calcio a partir de la cal viva o la reacción entre el zinc metálico y el ácido muriático (ácido clorhídrico)? Antes de realizarlas predice qué productos se van a obtener en cada caso.
En los hogares, frecuentemente estamos haciendo química. Nuestras abuelas acostumbran recetar remedios casero cuando sentimos algún malestar, como por ejemplo ante una picadura de hormiga o de una abeja ponen en el piquete bicarbonato, si es de una avispa lo tratan con vinagre, si sentimos acidez nos dan leche de magnesia. Cuando se herrumbra una pieza de hierro la tratan con ácido muriático, los suelos demasiado ácidos los tratan con cal viva o cal apagada, si tienen poca acidez con azufre en polvo o sulfato de hierro (II) y así podemos seguir mencionando muchos más. A.25. Interpreta qué sucede en el estómago cuando
tenemos acidez y nos tomamos una cucharada de leche de magnesia o de hidrosal. (
Recuerda, que la disolución recomendada por el médico debe contener un gramo de
leche de magnesia o bicarbonato por litro de agua). Al terminar la experiencia
contesta las siguientes preguntas:
Precaución:
Debes tener mucho cuidado al manipular sustancias
peligrosas. Pídele información a tu profesor sobre las sustancias que vas a
utilizar.
Material
5 ml de hidróxido de magnesio (hidroxal) o de hidróxido de
aluminio (hidrosal) 20 ml de ácido acético (vinagre), beaker, o ácido muriático,
puede ser un frasco de gerber o vidrio de los envases de alimentos.
Procedimiento
Diluya 5 ml de leche de magnesia o de hidroxal del que dan
en la C.C.S.S. en 20 ml de agua y agréguele 20 ml de ácido acético ( vinagre) o
de ácido muriático.
C. 25. Con esta actividad se pretende que
el alumnado interiorice que la química está en todas parte. En nuestra
cotidianeidad frecuentemente estamos viendo y haciendo cambios químicos que
nos facilitan nuestras labores, así como también ocurre todos los días frente
a nuestros ojos en el medio que nos rodea. El profesor o la profesora deben
tomar las precauciones del caso cuando los estudiantes manejan sustancias
peligrosas Algunas de las conclusiones a las que se puede llegar son: - el
jugo gástrico contiene ácido clorhídrico. - Las sustancias que tratan la
acidez del estómago debe ser generalmente hidróxidos o bases. - el hidrosal o
la leche de magnesia, los dos hidróxidos o bases son los que vienen a
neutralizar la acidez. - La reacción que ocurre es una reacción de
neutralización, los estudiantes pueden investigar la reacción, sin embargo en
esta unidad no se van a tratar reacciones químicas. Lo importante es hacer
énfasis en los compuestos, sus fórmulas y nombres. (HCl y
Mg(OH)2). A.26. Con tus compañeros del pequeño grupo
preparar una experiencia sencilla de formación o descomposición de compuestos,
con sus objetivos y preguntas, para que sea realizada por otro subgrupo que has
elegido con anterioridad. El subgrupo elegido debe realizar la experiencia y
contestar las preguntas con la guía de ustedes, de tal forma que se reafirmen
los conceptos que hasta ahora hemos venido estudiando en esta
unidad.
C.26. Esta actividad de cierre del tema 4
permite a los estudiantes confeccionar por sí solos sus propias experiencias,
compartirlas con sus compañeros y discutir las desavenencias que se pueden
presentar. El educador o educadora debe orientar para que los estudiantes no
busquen experiencias difíciles de realizar o con instrumentos difíciles de
conseguir. La exposición de los trabajos se debe hacer al grupo en general y
entre todos obtener conclusiones. Sabias que:
Una mezcla de hidrógeno y oxígeno gaseoso quema con
violencia explosiva, al acercarles una llama o encenderlos. Esta reacción
entre el hidrógeno y el oxígeno sucede en la etapa inicial del lanzamiento
de un vehículo espacial cuando se utilizan hidrógeno y oxígeno líquidos.
Esta carga propulsora está formada por 16% de aluminio en polvo
(combustible), alrededor del 70% de perclorato de amonio
(NH4Cl4, oxidante), cerca de 017% de óxido de hierro
en polvo (catalizador), 12% de un polímero químico orgánico (enlazador) y
2% de una resina epóxica líquida (agente de curado). La nube blanca que se
forma durante el despegue consiste en su mayoría de óxido de aluminio
(Al2O3). Estos cohetes de combustible sólido
proporcionan más del 75% de impulso necesario para elevar la nave. Para
conseguir que el vehículo espacial llegue a su órbita final y que días
después la abandone para regresar a la Tierra se utiliza
monometilhidracina (combustible) y dióxido de nitrógeno (NO2),
oxidante. |
| 5. Papel que los compuestos químicos juegan en nuestra vida para bien y para mal de la humanidad y del planeta. |
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Hemos podido constatar que nuestro actual modo de vida depende de la utilización de los procesos químicos que proporciona muchos bienes y servicios, sin embargo, la mayoría de los seres vivos aprovechan la materia tal y como se encuentra en la naturaleza. El ser humano es diferente puesto que generalmente transforma la materia antes de usarla en productos terminados, que utiliza en el hogar, la industria, las medicina, la agricultura, pero al mismo tiempo, produce desechos y residuos peligrosos que dañan el ambiente. En este apartado vamos a reflexionar sobre esta problemática. A.27. Es importante que en grupos pequeños con tus
compañeros reflexiones sobre las situaciones planteadas, se deben elaborar
preguntas que lleven al debate y a buscar alternativas de solución. A
continuación se ofrecen una serie de comentarios escritos por diversas personas,
entre ellas químicos, que preocupados por el daño que se le está causando al
planeta han manifestado:
" ..Hoy que el impacto del hombre en su ambiente es
tan grande, es de vital importancia que todos los ciudadanos responsables,
científicos o no, aprendan todo lo posible sobre los principios científicos en
los que se basa la relación del hombre con su medio ambiente" Albert Cotton
(1976:18) "Se calcula que si para el año 2 000 los 7 000
millones de habitantes, que está calculado existirán sobre la Tierra,
continúan con el avance tecnológico e industrial y adoptan las formas de vida
de la sociedad de consumo, la carga total de contaminación del ambiente será
10 veces mayor que la actual. Frente a los altos grados de contaminación
existentes el período de vida de la población puede disminuir y aumentar la
presencia de enfermedades por sustancias tóxicas. Esta situación puede
determinar que el hombre sea víctima de su propio progreso.." Cárdenas y otros
(1997:62) "El dióxido de azufre se encuentra en el aire
contaminado y es uno de los contaminantes más peligrosos para el ser humano.
Pequeñas cantidades de dióxido de azufre en el aire parece que incrementan la
oxidación de los productos con hierro. Esta disminución de la vida del
producto hace necesario que este sea reemplazado antes de lo esperado, por lo
tanto, incrementa su costo" Seese (1989:155). "Los alimentos procesados químicamente pueden contener
sustancias nocivas al organismo, por ejemplo, los nitritos en las carnes de
salsamentaría, que al ser consumidos, frecuentemente y en exceso pueden
producir cáncer, así mismo algunos alimentos o bebidas que contienen
colorantes perjudiciales" Cárdenas (1997:61) Del libro dge química de Seese y Daub: "La Acrópolis
en Atenas, Grecia, se está deteriorando lentamente. Está hecha de mármol
(CaCO3), el cual reacciona poco a poco con el ácido sulfúrico que
proviene del aire contaminado y forma una sal, la cual desaparece, destruyendo
este famoso lugar histórico. El ácido sulfúrico se forma a partir del
contaminante del aire trióxido de azufre (SO3) y el agua. En
Costa Rica se tuvo que restaurar las estatuas de mármol que estaban sobre el
techo del Teatro Nacional debido a su deterioro causado por la contaminación y
en su lugar se colocaron réplicas de plástico que soportan más la
contaminación, para conservar las originales. C.27. Podemos anotar una serie de
acontecimiento más que nos provocan preocupación y angustia, sin embargo, lo
importante es instar al alumnado para que investigue la problemática causada
en su comunidad como consecuencia del consumismo, confort y bienestar de los
individuos . Los alumnos y alumnas pueden realizar debates, mesas redondas,
invitar conferencistas, exposiciones, videos que enfoque la problemática
planteada en su región para proponer alternativas de solución en bien de la
salud física , psicológica y ambiental. ¿Sabía Usted? Que Costa Rica tiene:
Hechos y datos que asombran "Algunas veces una gota de agua necesita miles de años
(hasta 5000) para completar su trayecto hasta el mar o hacia algún lugar donde
será útil nuevamente... " (Deming). Así que el agua que usted bebe en un
momento dado, pudo haber sido usada con igual propósito por un hombre
prehistórico, por los trabajadores que construyeron las pirámides de Egipto o
por uno de nuestro aborígenes. Las aguas de los ríos cuando están contaminadas, son
portadoras de enfermedades que llegan a matar a unas 25 000 personas diarias,
principalmente en países subdesarrollados. Los aviones supersónicos (al emitir óxido de nitrógeno) y
algunos compuestos a base de nitrógeno destruyen también la capa de ozono.
En Estados Unidos más de 11 millones de vehículos
automotores colocan en la atmósfera unos 72 millones de toneladas de dióxido
de carbono, unos 7 millones de toneladas de óxido de nitrógeno y unos 14
millones de hidrocarburos (Ander Egg). En Costa Rica el aumento de vehículos
automotores en los últimos años, en especial en la capital, mantiene índices
altos de contaminación. Muchos países pobres están pagando sus deudas con bosque
y selvas. Así grandes extensiones han sido vendidas a compañías extranjeras
para cortar maderas finas, para extraer minerales (oro, esmeralda, cobre,
uranio) o para dedicarlos a la siembra de otros productos o a la cría de
ganado. Los bosques son grandes fabricantes de oxígeno y
contribuyen a purificar el aire. Usted recordará que los árboles y las otras
plantas realizan el proceso de fotosíntesis mediante el cual forman moléculas
de ATP (trifosfato de Adenosina) y producen compuestos orgánicos (alimentos
para las plantas). Según el Programa de las Naciones Unidas para la
Protección del Medio Ambiente (PNUMA), cada año se arrojan al mar unas 20 mil
toneladas de basura, de las cuales el 90 % permanecen en las costas y causan
daños en las aguas destinadas a la pesca y al disfrute de actividades de
recreo y desarrollo. Desde hace años se considera que el agua de los ríos es
más peligrosa para el consumo humano que la de los mismos pozos. Algunos estudios realizados sobre la acción tóxica de
ciertos plaguicidas y herbicidas han concluido que pueden llegar a causar
malformaciones genéticas, enfermedades cancerígenas en el ser humano,
extinción de especies animales y diversidad de otras enfermedades dependiendo
del tóxico ingerido. Cárdena y otros (1997:65) ¿Cuántos de los 90 elementos que se encuentran en estado
natural son esenciales para la vida?. Ocho elementos forman más del 90 por 100
de los átomos de la corteza terrestre: oxígeno (47%), silicio (28%), aluminio
(7,9%), hierro (4,5%), calcio (3,5%), sodio (2,5%), potasio (2,5%) y magnesio
(2, 2%). De estos ocho elementos solo cinco están entre lo 11 que constituyen
el 99,9 por 100 de los átomos del cuerpo humano, no es sorprendente que 9 de
los 11 sean también los nueve elementos del agua de mar. Frieden (1976:19).
A.28. Lea el siguiente texto: Llamamos
desechos caseros peligrosos , los residuos de productos tóxicos combustibles ,
explosivos o inflamables, usados en el hogar, (o lugares de limpieza diaria).
Esto incluye materiales como sobrantes de pintura, solventes, pesticidas, aceite
de motor usado, combustibles, baterías y químicos (medicinas y drogas), tintes
(no naturales) para el cabello, algunos productos cosméticos, desinfectantes,
limpiadores, detergentes, desodorantes ambientales, blanqueadores. (Asociación
conservacionista Yiski) Proponer algunas alternativas de solución para los
desechos caseros peligrosos, siguiendo el pensamiento de Ching Lo que ha sido
destruido a través de errores de los seres humanos, podrá rehacerse a través de
su propio trabajo.
C. 28. Se pretende con esta actividad de
conclusión que el alumnado encuentre algunas alternativas de solución a
problemas ambientales causados por los compuestos químicos que adicionamos al
ambiente como consecuencia de su uso y abuso. Los y las estudiantes pueden
investigar en sus casas con sus abuelos, en asociaciones conservacionistas, en
bibliografía apropiada. Probablemente los educandos van sugerir alternativas
como: - utilizar bicarbonato de sodio para quitar manchas y malos olores, para
lavar ropa blanca, como desinfectante, para quitar grasa, contra la manchas
del inodoro y para blanquear dientes. Sabias que:
Cuando cae un rayo, el nitrógeno del aire, que no
es asimilable directamente por las plantas, reacciona para formar nitratos que
son fácilmente asimilables por las plantas e indispensable para la formación de
sus estructuras y por consiguiente como alimento de los animales y de los seres
humanos. Esta y muchas otras reacciones químicas ocurren constantemente en el
ambiente como parte de la dinámica del planeta para mantener la vida sobre la
Tierra. Entramos ahora en el mundo de las reacciones químicas, maravillas que
ocurren en la naturaleza y que el ser humano ha logrado sintetizar para
simplificar la vida, mantener la salud y el bienestar.
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Anexos
Tabla Nº1: Algunos productos de consumo con las correspondientes materias primas y/o productos intermedios para su elaboración. |
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Mapa conceptual
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