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Separar sal y agua 15 minutos
Vuelvan a agruparse como clase y revise el plan de la investigación de la Lección 13 de la pizarra. Muestre a los estudiantes los materiales preparados para esta investigación.
Comience usando la báscula electrónica para registrar el peso de un vaso de plástico transparente. Luego, agregue 3 cucharadas de sal (aproximadamente 15 gramos) al vaso y registre el peso total nuevo. Reste el peso del vaso para determinar el peso de la sal. Pida a los estudiantes que registren el peso como una observación en sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad de la Lección 14). Agregue 9 cucharadas de agua al vaso de precipitado. Luego, agregue la sal medida al vaso de precipitado y mezcle con una cuchara hasta que se disuelva. Algunas partículas pequeñas pueden permanecer en el fondo del vaso de precipitado.
Nota de seguridad
Esta investigación representa peligros potenciales. Revise estas medidas de seguridad para minimizar los riesgos:
▪ No toque ninguna parte de la hornilla.
▪ Manténgase alejado del vaso de precipitado mientras la mezcla está hirviendo para evitar salpicaduras.
La hornilla y el vaso de precipitado se pondrán extremadamente calientes. Los maestros deben usar mangas largas, guantes y gafas de protección durante la demostración para protegerse de salpicaduras. El vaso de precipitado se debe manipular usando las pinzas cuando esté caliente, y el vaso de precipitado se debe colocar sobre la almohadilla de enfriamiento al final de la demostración para que se enfríe.
Muestre a los estudiantes la mezcla para que puedan ver que la sal ha desaparecido como se esperaba. Luego, coloque el vaso de precipitado en la hornilla y ajuste la temperatura a un nivel alto. Mientras espera a que el agua comience a hervir, pida a los estudiantes que compartan sus predicciones de lo que verán una vez que el agua se haya evaporado.
Cuando el agua comience a hervir, pida a los estudiantes que compartan lo que observan. En diferentes puntos durante el proceso de ebullición, los estudiantes pueden observar diferentes cosas. Por ejemplo, a medida que el nivel de agua comienza a ser muy bajo, el estallido de la ebullición será más fuerte.
Énfasis en los Conceptos interdisciplinarios
Mientras la mezcla hierve, dirija la atención de los estudiantes a la función de la energía en el proceso. Pida a los estudiantes que apliquen su entendimiento de 4.° nivel para analizar el sistema y buscar diferentes indicadores de energía (p. ej., cambio de temperatura, sonido, movimiento). Pida a los estudiantes que expliquen cómo se transfiere la energía entre los objetos (p. ej., del enchufe a la hornilla; de la hornilla al vaso de precipitado; del vaso de precipitado al agua).
Nota para el maestro
El agua tardará aproximadamente 3 minutos en comenzar a hervir y hervirá durante casi 5 minutos antes de que toda el agua hierva hasta consumirse. Una vez que el vaso de precipitado se retire de la hornilla y se coloque sobre la almohadilla de enfriamiento, se necesitarán al menos 2 minutos para que se enfríe antes de que se pueda manipular de manera segura sin usar pinzas.
Ejemplo de las respuestas de los estudiantes:
▪ Hay vapor de agua flotando fuera del vaso de precipitado.
▪ Puedo ver y escuchar mucho burbujeo.
▪ Algo de agua también está salpicando fuera del vaso de precipitado.
Casi al terminar el proceso de ebullición, retire el vaso de precipitado de la hornilla. Si la sal todavía se ve como una pasta blanca, regrese el vaso de precipitado a la hornilla en intervalos de 10 segundos para terminar de hervir el agua.
Nota de seguridad
Cerca del final del proceso de ebullición, puede salir más y más sal del vaso de precipitado. Tenga cuidado cuando use el vaso de precipitado en este momento, ya que la sal o el agua calientes pueden quemar la piel sin protección.
Una vez que el agua se haya evaporado completamente, use las pinzas para colocar el vaso de precipitado sobre la almohadilla de enfriamiento. A medida que el vaso de precipitado se enfría, pida a los estudiantes que terminen de registrar sus observaciones en sus Cuadernos de ciencias. Si el tiempo lo permite, pida a los estudiantes que compartan si sus predicciones fueron correctas.
Cuando el vaso de precipitado se haya enfriado, calcule el peso de la sustancia restante. Pida a los estudiantes que registren esta observación nueva en sus Cuadernos de ciencias.
► ¿Por qué crees que el peso de la sustancia disminuyó durante la investigación?
▪ Tal vez una parte se convirtió en gas y se alejó flotando.
▪ Podría haberse salpicado fuera del vaso de precipitado. El agua estaba salpicando mucho, especialmente cerca del final.
Tenga en cuenta las manchas blancas en la hornilla que no estaban ahí antes de hervir la mezcla. Acuerde que parte de la sustancia debe haber salpicado fuera cuando el agua estaba hirviendo, pero se necesitan observaciones adicionales para descartar otras razones de la diferencia en el peso.
Luego, pida a los estudiantes que se vuelvan a integrar a sus grupos de la Lección 13. Use una cuchara para reunir una pequeña cantidad de la sustancia restante para cada grupo. Pase la sustancia a cada grupo en una cuchara o toalla de papel para que la observen. Indique a los grupos que observen primero con los ojos y registren lo que observan sobre las propiedades de la sustancia. Luego, pida a los estudiantes que tomen turnos para frotar la sustancia entre sus dedos y registren lo que observan.
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► ¿Qué observaciones hicieron de la sustancia restante en el vaso de precipitado? ¿Qué propiedades tiene la sustancia?
▪ La sustancia restante en el vaso de precipitado es blanca y granulosa. Se rompe en cristales pequeños.
▪ ¡La sustancia se siente como pequeños granos de sal!
► Según sus propiedades, ¿qué creemos que podría ser esta sustancia?
▪ Creo que es sal. Tiene las mismas propiedades que tenía antes de mezclarla con el agua.
▪ Tiene que ser sal. Solo mezclamos sal y agua, y ahora el agua no está.
► ¿Se formó una sustancia nueva cuando agregamos sal al agua y la sal desapareció?
▪ No, solo no podíamos ver la sal.
▪ Creo que la sal siempre estuvo ahí, solo no podíamos verla. Incluso, registramos que el peso total no cambió cuando se mezclo la sal y el agua.
Acuerde que, según las propiedades de la sal que registraron anteriormente, los estudiantes tienen suficiente evidencia para inferir que la sustancia en el vaso de precipitado es la misma sal que se agregó al agua. Debido a que no se formó ninguna sustancia nueva, cualquier disminución en el peso de la sal debe haber sido por el salpicado del vaso de precipitado mientras la mezcla hervía.
Modelo de la separación de sal y agua
Recuerde a los estudiantes que con frecuencia los científicos desarrollan modelos para dar sentido a la evidencia que observan durante una investigación. Los científicos también usan estos modelos para desarrollar o respaldar un argumento que explique lo que observan. Explique que los estudiantes trabajarán de manera individual para desarrollar un modelo de tres partes en sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad de la Lección 14) que muestre la sal y el agua antes de mezclarlas, la mezcla de sal y agua, y la sal y el agua después de la ebullición. Recuerde a los estudiantes usar lo que saben sobre las partículas para desarrollar su modelo.
Nota para el maestro
Si es necesario, recuerde a los estudiantes las propiedades registradas para la sal en la Lección 13. Pídales que comparen esas propiedades con las de la sustancia en el vaso de precipitado.
Verificación de la comprensión
Mientras los estudiantes trabajan, busque evidencia de que los modelos de los estudiantes usan partículas para demostrar cómo la sal se mezcló y separó del agua.
Evidencia
Busque evidencia de que todos los modelos de los estudiantes representan
▪ las partículas de sal en estado sólido y las partículas de agua en estado líquido;
▪ la mezcla de las partículas cuando la sal se disolvió en agua; y
▪ el agua que cambia de estado líquido a gaseoso, y la sal que vuelve a ser sólida.
Próximos pasos
Si los estudiantes necesitan ayuda adicional para representar estos procesos, pídales que consulten sus modelos de Tipos de materia (Guía de actividad de la Lección 9). Trabaje con los estudiantes para usar estos modelos y hacer cualquier mejora necesaria a sus modelos de separación de sal y agua.
Ejemplo del modelo de separación de la sal y el agua:
Antes de mezclar Después de mezclar Después de hervir Partículas de aguaPartículas de sal
La sal comenzó como cristales sólidos. Cuando se mezcló con el agua, la sal pareció desaparecer. Creemos que los cristales se rompieron en partículas tan pequeñas que no se pueden ver. Cuando el agua hirvió, cambió de líquido a gas (vapor de agua), y la sal se quedó en el vaso de precipitado. Pudimos verla nuevamente, por lo que las partículas deben haberse agrupado nuevamente en cristales. Creemos que la sal pesaría lo mismo que antes si parte de la sal no se salpicó fuera del vaso de precipitado.
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Pida a los estudiantes que compartan sus modelos y los usen para desarrollar un modelo de la clase que muestre cómo se mezcló la sal y luego se separó del agua. Comparta que el proceso que los estudiantes observaron, en el que una sustancia se mezcla por completo en otra (p. ej., sal en agua), se llama disolución Explique que cuando una sustancia se disuelve, se difunde uniformemente por toda la mezcla, pero no se forman nuevas sustancias.
Aprendizaje del inglés
Para apoyar a los estudiantes que estén aprendiendo inglés, comparta el cognado en inglés de dissolve (disolver ) con los estudiantes. Para aclarar aún más este concepto, pida a los estudiantes que usen las fichas de bingo de Iniciar de la lección para representar las partículas de sal disueltas en el agua al distribuirlas uniformemente por toda la mezcla.
Después de desarrollar el modelo de la clase, pida a los estudiantes que consideren las limitaciones del modelo.
► ¿Cuáles son algunas de las limitaciones de nuestro modelo?
▪ Los cristales de sal no se ven todos como pequeños cuadrados en la vida real. También son mucho más pequeños de lo que los dibujamos.
▪ En realidad hay partículas de aire dentro y alrededor del vaso de precipitado. No las mostramos en el modelo.
Para profundizar sobre las limitaciones de la investigación, explique que no todas las sustancias disueltas se pueden separar al hervir una de las sustancias. Por ejemplo, una mezcla de azúcar y agua que hierve durante mucho tiempo se quemará, resultando en la formación de una sustancia nueva.
Cerrar 10 minutos
Dirija la atención de los estudiantes a la Pregunta del fenómeno ¿Cómo se ven afectadas las sustancias al mezclarlas? Comparta que el término mezcla tiene un significado específico en la ciencia. Explique que una mezcla es una combinación de dos o más sustancias que mantienen sus propiedades al mezclarlas. Pida a los estudiantes que piensen en los ejemplos de mezclas que hayan visto anteriormente.
Profundización
Invite a los estudiantes a planificar y llevar a cabo una investigación para separar el azúcar del agua sin hervir. Pida a estos estudiantes que describan su investigación y los resultados de la clase en una lección posterior.
Nota para el maestro
Los estudiantes pueden usar el término solución cuando analicen las sustancias que se disuelven en otra sustancia (p. ej., sal en agua); sin embargo, el término no se presenta en este módulo. Una solución es un tipo de mezcla en la que las sustancias se mezclan por completo de manera uniforme. Una sustancia disuelta en agua es un ejemplo de una solución.
Ejemplo de las respuestas de los estudiantes:
▪ Descubrimos que la sal y el agua mantienen sus propiedades cuando se mezclan, ¡por lo que el agua del océano debe ser una mezcla!
▪ Muchos de los alimentos que comemos son mezclas, como el cereal con leche o los macarrones con queso.
▪ He mezclado plastilina amarilla y azul para hacer plastilina verde. ¿Se considera como una mezcla?
▪ Creo que el aire podría ser una mezcla. En todos nuestros modelos, se mezclan las diferentes partículas de gas, pero no se forman sustancias nuevas.
Trabaje con los estudiantes para resumir lo que han aprendido sobre las mezclas en la tabla de anclaje.
Ejemplo de tabla de anclaje:
Materia
Propiedades de los materiales
• Los materiales tienen propiedades diferentes que nos permiten diferenciar un material de otro.
Tipos de materia
• El aire se compone de diferentes gases.
• Un gas se puede pesar como otros tipos de materia (sólidos y líquidos), incluso cuando no se puede ver.
• Los gases se componen de partículas tan pequeñas que no se pueden ver y se mueven para llenar el espacio de su recipiente.
• Los líquidos y los sólidos también se componen de partículas tan pequeñas que no se pueden ver. Los líquidos toman la forma de su recipiente, mientras que los sólidos mantienen su forma.
Sustancias cambiantes
• Cuando la materia cambia de estado (sólido, líquido o gaseoso) como resultado del calentamiento o enfriamiento, o parece desaparecer cuando se disuelve, sigue siendo la misma sustancia.
• En una mezcla, las sustancias mantienen sus propiedades y no se forman sustancias nuevas.
• El calentamiento de sustancias puede conducir a la formación de sustancias nuevas que se pueden identificar por sus propiedades nuevas.
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► ¿Crees que sea posible producir una sustancia nueva mediante la mezcla?
▪ Sí, creo que puedes hacer algo nuevo al mezclar sustancias.
▪ Sí, solo necesitamos tratar de mezclar otras cosas.
Use las respuestas de los estudiantes para desarrollar la siguiente Pregunta del fenómeno: ¿Cuándo produce una mezcla una sustancia nueva?
Tarea opcional
Pida a los estudiantes que vean si pueden reconocer mezclas fuera del salón de clase. Invítelos a que hagan una lluvia de ideas sobre maneras en que podrían separar las sustancias en las mezclas que identifican.
