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Aprender 30 minutos
Investigar el peso de las sustancias 10 minutos
Antes de que los estudiantes comiencen, pídales que registren una predicción en sus Cuadernos de ciencias sobre lo que creen que sucederá al peso total de las sustancias después de combinarlas. Pida a los estudiantes que usen el formato de predicción Si–entonces–porque.
Ejemplo de las respuestas de los estudiantes:
▪ Si se mezclan el bicarbonato de sodio y el vinagre en una bolsa, entonces el peso total permanecerá igual porque el gas quedará atrapado.
▪ Si se mezclan el bicarbonato de sodio y el vinagre, entonces el peso aumentará porque se forma una sustancia nueva.
▪ Si se mezclan el bicarbonato de sodio y el vinagre, entonces el peso disminuirá porque el gas pesará menos que el líquido y el sólido.
Cuando los estudiantes hayan registrado sus predicciones, revise las expectativas de los grupos y de seguridad. Luego, divida a los estudiantes en grupos y permítales realizar la investigación. Pida a los estudiantes que registren los datos reunidos durante la investigación en sus Cuadernos de ciencias.
Nota de seguridad
Esta investigación representa peligros potenciales. Revise estas medidas de seguridad para minimizar los riesgos:
▪ Usa gafas de protección durante la investigación.
▪ No pruebes ni bebas nada usado durante la investigación.
▪ Desecha todas las sustancias adecuadamente.
Recuerde a los estudiantes que pidan ayuda si tienen alguna pregunta sobre cómo desechar las sustancias adecuadamente.
Diferenciación
Los estudiantes que escriben por debajo del nivel de grado pueden beneficiarse de ayuda adicional en forma de un esquema de predicción como el siguiente:
▪ Si se mezclan las sustancias, el peso total (aumentará/disminuirá/ permanecerá igual) porque
Analizar los datos 10 minutos
Cuando todos los grupos hayan completado la investigación, prepare a los estudiantes para que analicen sus datos. Explíqueles que los científicos buscan patrones en los datos cuando desarrollan una explicación, y que parte de este análisis incluye hacer que los patrones sean fáciles de identificar.
Pida a los grupos que usen el espacio en sus Cuadernos de ciencias para desarrollar una gráfica con dos barras. Su gráfica debe comparar el peso total calculado del bicarbonato de sodio y el vinagre antes de mezclarlos con el peso real de la mezcla líquida y el gas en la bolsa al final de la investigación.
A medida que los estudiantes completan sus gráficas, pídales que respondan a la pregunta de reflexión en sus Cuadernos de ciencias.
Verificación de la comprensión
A medida que los estudiantes registran sus respuestas a la pregunta de reflexión, busque una conexión entre sus predicciones y la evidencia que usan en sus respuestas.
Evidencia
Busque evidencia de que todos los estudiantes
▪ hacen referencia a los datos reunidos durante la investigación,
▪ identifican si los datos respaldan o no sus predicciones, e
▪ incluyen razonamiento sobre por qué los datos respaldan o no sus predicciones.
Próximos pasos
Si a los estudiantes se les dificulta evaluar sus predicciones, entonces brinde un esquema de oración para guiarlos a escribir sus explicaciones. Por ejemplo, Mi predicción fue (respaldada/no respaldada) por los datos porque _____.
Luego, pida a los grupos que compartan sus gráficas con la clase. A medida que los grupos comparten, cree una gráfica de barras de la clase en la pizarra blanca para mostrar los datos de cada grupo.
Conexión entre asignaturas: Matemáticas
Los estudiantes deben estar familiarizados con la creación de gráficas de barras a partir de 3.er y 4.° grados. Los estudiantes pueden crear una gráfica de barras a escala para crear un diagrama de cintas para mostrar el peso total calculado del bicarbonato de sodio y el vinagre antes de mezclarlos y otro para mostrar el peso real de la mezcla y el gas. Estos diagramas de cintas se pueden rotar para crear una gráfica de barras.
En Euraka Math de 5.° grado, los estudiantes usan la recta numérica vertical para redondear los decimales. Para ayudar a redondear al gramo más cercano, pida a los estudiantes que usen una recta numérica vertical, aislando la unidad de gramo (60 gramos) y la siguiente unidad de gramo (61 gramos). Luego, identifique la marca intermedia, 60.5 gramos. Esto permite a los estudiantes redondear a la unidad más baja o más alta (CCSS.Contenido de matemáticas.5.NBT.A.4).
Ejemplo de la gráfica de barras de la clase: ►
Comparación del peso total antes y después de mezclar
Antes de mezclar Después de mezclar
Peso total de las sustancias
¿Qué revela la representación gráfica del peso total antes y después de mezclar?
▪ ¡Ahora que hemos atrapado el gas, podemos ver que el peso total permaneció igual!
▪ Aunque se formó una sustancia nueva, el peso total no cambió.
Pida a los estudiantes que piensen en su experiencia pasada con el pan quemado en el salón de clase.
► ¿Qué creen que encontraríamos si pudiéramos comparar el peso del pan antes de quemarlo con el peso total del pan quemado y el gas que se formó?
▪ Creo que el peso total permanecería igual antes y después de quemarlo.
▪ Creo que podríamos agregar el peso del gas al peso del pan quemado y obtener el mismo total, tal como lo hicimos con el bicarbonato de sodio y el vinagre.
Nota para el maestro
Si hay discrepancias en los datos de los estudiantes (p. ej., aumentos o disminuciones significativas en el peso), analice algunas de las posibles causas de estos resultados. Si es necesario, realice una demostración adicional en la clase sobre la investigación para reunir y representar gráficamente los datos.
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► ¿Qué revelan nuestras investigaciones sobre lo que sucede al peso total de la materia durante el calentamiento, el enfriamiento o la mezcla?
▪ No importa cómo cambian las sustancias, el peso total siempre es el mismo.
▪ Cuando haces una sustancia nueva, el peso total no cambia. Es igual al peso de las cosas que mezclaste o calentaste.
Concluya que en situaciones en las que se calientan, enfrían o mezclan sustancias, el peso total de tales sustancias no cambia, incluso cuando se forma una sustancia nueva. Registre esta idea en una nota adhesiva y agréguela a la tabla de anclaje para la siguiente lección.
Mezclar sustancias con cobre 10 minutos
Use preguntas como las siguientes para ayudar a los estudiantes a asociar su conocimiento sobre la mezcla de sustancias con el cambio de color de la Estatua de la Libertad.
► ¿Cómo podríamos usar lo que hemos aprendido sobre mezclar sustancias para ayudar a explicar los cambios en la Estatua de la Libertad?
▪ Creo que algo podría haberse mezclado con el cobre en una reacción química para hacer que la estatua sea verde.
▪ La estatua cambió de color; ese es un indicador de que se podría haber formado una sustancia nueva. Debemos tratar de mezclar cosas con cobre para ver si podemos crear una sustancia verde.
► ¿Qué tipo de investigación debemos realizar para ver si el cambio de color es el resultado de mezclar sustancias?
▪ Podríamos poner el cobre en agua para ver si se pone verde.
▪ Deberíamos mezclar sustancias diferentes con el cobre y ver si se forma una sustancia nueva.
Acuerde que el siguiente paso debería ser investigar si la mezcla de sustancias puede haber producido el color verde de la Estatua de la Libertad.
Divida a los estudiantes en grupos y distribuya los materiales para la investigación de mezcla de sustancias con el cobre. Revise las expectativas de seguridad, y luego permita a los grupos comenzar a crear su propia pátina verde en una pieza de cobre (consulte los Recursos B y C de la Lección 16).
Profundización
Para una investigación adicional en la que los estudiantes exploren las reacciones químicas al hacer una bolsa térmica con lana de acero, consulte el Recurso D de la Lección 16.
Nota de seguridad
Los maestros deben asegurarse de que haya una ventilación adecuada durante la investigación. Esto puede requerir que se lleve a cabo la investigación en un salón de clase diferente en la escuela. Esta investigación también representa otros peligros potenciales. Revise estas medidas de seguridad para minimizar los riesgos:
▪ Siempre use gafas de protección y guantes mientras trabaja con la pátina (cardenillo) para evitar tener contacto.
▪ No ponga los dedos dentro del tubo de cobre.
A medida que los estudiantes trabajan, camine alrededor para asegurarse que están realizando la investigación de manera segura.
Una vez que se hayan preparado las piezas de cobre, deben dejar en remojo durante al menos una hora y luego dejar secar durante la noche. Explique que en la siguiente lección, los estudiantes verán evidencia de cualquier sustancia nueva que se haya formado.
Cerrar 8 minutos
Repase el modelo de anclaje y recuerde a los estudiantes que ya encontraron evidencia de que todas las sustancias se componen de partículas tan pequeñas que no se pueden ver. Pida a los estudiantes que trabajen en parejas y distribuya una bolsa de fichas de bingo a cada pareja de estudiantes. Pida a las parejas que usen las fichas de bingo y su modelo de partículas de la materia para explicar cómo se forman sustancias nuevas durante una reacción química.
A medida que los estudiantes manipulan las fichas de bingo para representar la formación de sustancias nuevas, esté atento a evidencia de que los estudiantes muestran comprensión de que las partículas se deben reorganizar para crear algo nuevo. Elija a uno o dos estudiantes para que compartan sus modelos con la clase. A medida que los estudiantes comparten, use las siguientes preguntas para dirigir la conversación.
► ¿Por qué tenemos que mezclar primero todas nuestras fichas? ¿Qué representa?
▪ Cuando mezclamos sustancias, sus partículas se mezclan.
Para diferenciar este modelo de los modelos anteriores de sal disuelta en agua de los estudiantes, sugiera que apilen dos fichas de colores diferentes. Pida a los estudiantes que imagen que estas fichas apiladas representan una partícula nueva.
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Nota para el maestro
Si los estudiantes no crean modelos en los que se mezclan las partículas para representar una sustancia nueva, deténgalos y presente este modelo.
En el Módulo 2, los estudiantes continuarán explorando cómo se puede usar el modelo de materia para explicar cómo se forman sustancias nuevas.
► ¿Muestra bien nuestro modelo cómo se forman las sustancias nuevas? ¿Por qué sí o por qué no?
▪ Es un buen modelo porque muestra que las partículas se juntan para crear algo nuevo.
▪ Este modelo también muestra que las partículas no hacen lo mismo que hicieron cuando disolvimos la sal en el agua.
► ¿Cuáles son algunas limitaciones de nuestro modelo?
▪ No podemos ver las partículas en la vida real porque son demasiado pequeñas para verlas, así que no sabemos si las partículas se apilan o hacen algo más.
▪ No creo que crear una sustancia nueva sea exactamente igual que colocar una ficha encima de otra. Creo que podría ser más como hacer un nuevo color de ficha de bingo.
Reconozca que, al igual que los otros modelos, el modelo de las fichas de bingo tiene limitaciones. Explique que los estudiantes tendrán la oportunidad de mejorar su modelo de formación de sustancias nuevas en módulos y niveles posteriores a medida que exploren más a fondo la naturaleza de la materia.
Tarea opcional
Los estudiantes identifican y registran los ejemplos de reacciones químicas de su vida cotidiana, usando como evidencia sus observaciones de las propiedades y los indicadores.
