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Lección 17
Objetivo: aplicar los conocimientos sobre las sustancias para explicar los cambios que sufrió la Estatua de la Libertad
Agenda
Iniciar (5 minutos)
Aprender (30 minutos)
▪ Actualizar la tabla de anclaje (5 minutos)
▪ Revisar el modelo de anclaje (15 minutos)
▪ Verificación conceptual (10 minutos)
Cerrar (10 minutos)
5 minutos
Pida a los estudiantes que se vuelvan a integrar a sus grupos de la investigación de cobre de la lección anterior. Devuelva las piezas de cobre a cada grupo e invite a los estudiantes usen la rutina de Pensar–trabajar en parejas–compartir lo que observan antes de compartir con la clase.
Ejemplo de las respuestas de los estudiantes:
▪ ¡Algunas de las piezas de cobre cambiaron a verde, al igual que la Estatua de la Libertad!
▪ Hay una sustancia verde sobre nuestro cobre. Lo rascamos a través de la bolsa y se cayó un poco.
► ¿Se formó una sustancia nueva cuando se mezcló el cobre, la sal y el vinagre? ¿Qué evidencia te hace creer eso?
▪ Sí, porque esta sustancia verde tiene propiedades diferentes de las sustancias que mezclamos.
▪ Sí, el color cambió definitivamente y podemos ver una sustancia completamente nueva sobre el cobre.
Explique que la sustancia que los estudiantes observaron sobre el cobre y la Estatua de la Libertad se llama cardenillo, que se forma en ciertos metales cuando se mezclan con otras sustancias de su entorno.
Nota para el maestro
Si los estudiantes tienen curiosidad sobre la función que desempeñó el vinagre en la producción de cardenillo, explique que, si bien no hay vinagre alrededor de la estatua, aceleró la reacción química para desarrollar el cardenillo más rápido que si se formara en condiciones naturales.
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► ¿Cómo ayuda esto a explicar cómo se volvió verde la Estatua de la Libertad?
▪ Ahora sabemos que la sustancia verde se formó de la mezcla. El cobre se mezcló con otras sustancias a su alrededor para formar una sustancia nueva.
▪ El cobre debe haber reaccionado con las sustancias alrededor de la estatua para formar una sustancia llamada cardenillo.
Pida a los estudiantes que reflexionen sobre su éxito al recrear el cardenillo encontrado en la Estatua de la Libertad y pídales que hagan sus actualizaciones finales a la tabla y al modelo de anclaje.
Aprender
30 minutos
Actualizar la tabla de anclaje 5 minutos
Dirija la atención de los estudiantes a la tabla de anclaje. Lea en voz alta la nota adhesiva creada durante la Lección 16 y regístrela en la tabla de anclaje. Agregue mezclar como otro medio para crear sustancias nuevas.
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 que 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 y la mezcla de sustancias pueden conducir a la formación de sustancias nuevas que se pueden identificar por sus propiedades nuevas.
• Cuando las sustancias se calientan, enfrían o mezclan, el peso total de las sustancias no cambia, incluso cuando se forma una sustancia nueva.
Revisar el modelo de anclaje 15 minutos
Lea los primeros dos párrafos de la página 22 de Statue of Liberty: A Tale of Two Countries (La Estatua de la Libertad: un cuento de dos países) de Elizabeth Mann (2011).
► ¿Qué sustancias en el sistema pudieron haber reaccionado con el cobre para crear el cardenillo?
▪ Creo que el vapor de agua alrededor de la Estatua de la Libertad es una de las sustancias que se mezcló con el cobre.
▪ Creo que la sal del océano también es parte de esto, ya que tuvimos que usar sal cuando creamos nuestro propio cardenillo.
▪ Creo que un gas en el aire podría haber reaccionado con el cobre y formar el cardenillo.
Acuerde que aunque es difícil decir con exactitud qué sustancias se mezclaron con el cobre para crear el cardenillo, los estudiantes tienen suficiente evidencia para razonar que el cobre reaccionó a sustancias en el medio ambiente. Use esta discusión para actualizar el modelo de anclaje.
Profundización
Pida a los estudiantes que desarrollen planes de investigación que puedan usar para probar cada una de estas variables para ver cómo una o más pueden explicar más a fondo cómo se formó el cardenillo en la Estatua de la Libertad.
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Ejemplo
El exterior de la Estatua de la Libertad era de un color café cobre brillante en 1886. Aprendimos que el cobre cambió de café a verde en aproximadamente 30 años. Esta sustancia verde es una sustancia nueva llamada cardenillo, que se formó cuando el cobre reaccionó a otras sustancias alrededor de la estatua. El interior de la Estatua de la Libertad es de hierro, pero no estamos seguros si el hierro también cambió. El aire alrededor de la estatua se compone de diferentes partículas de gas (incluyendo el vapor de agua) que se mueven y colisionan con objetos. Los sólidos (cobre, granito y hierro) y el líquido (agua) en y alrededor de la estatua también se componen de partículas tan pequeñas que no se pueden ver.
Verificación conceptual 10 minutos
Lea el siguiente escenario a los estudiantes y pídales que registren su respuesta en sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad de la Lección 17).
Diferenciación
Para que todos los estudiantes tengan acceso a este texto, considere proyectarlo o registrarlo en la pizarra blanca para que lo puedan leer. Luego, los estudiantes pueden consultar el escenario mientras trabajan.
► Un estudiante recibe dos sustancias diferentes. El estudiante registra las siguientes observaciones.
Sustancia Propiedades de las sustancias Peso del líquido
X Líquido rojo, olor agrio
Y Polvo blanco, sin olor
40 gramos
5 gramos
► El estudiante predice que observará un peso total de 45 gramos después de mezclar las sustancias. El estudiante mezcla las sustancias y observa que se empiezan a formar burbujas. También observa que el color del líquido cambia de rojo a morado. Después que deja de burbujear, el estudiante pesa los líquidos mezclados y registra un peso total de 42 gramos.
► Explica por qué la predicción del estudiante no estuvo respaldada por la evidencia de la investigación. Respalda tu explicación con la evidencia de las observaciones del estudiante.
Ejemplo de las respuestas de los estudiantes:
▪ El estudiante registró observaciones de que se formaron burbujas, lo que me dice que se formó un gas. También observó un cambio de color, el cual es otro indicador de una reacción química. Si el estudiante hubiera diseñado la investigación para atrapar el gas, el peso no habría cambiado.
▪ La predicción del estudiante no estuvo respaldada porque los dos líquidos reaccionaron y crearon un gas. Sé esto porque sus observaciones describieron la formación de burbujas y un cambio de color. Como no se atrapó el gas, el peso total disminuyó.
Verificación conceptual
A medida que los estudiantes responden, busque evidencia de que puedan explicar el cambio observado en el peso total.
Evidencia
Busque evidencia de que todos los estudiantes
▪ indican que se debe haber formado una sustancia nueva (un gas),
▪ identifican los múltiples indicadores de que ocurrió una reacción química (p. ej., cambio de color, formación de un gas), y
▪ explican que la disminución en el peso total resultó del gas que sale del vaso de precipitado durante la reacción.
Próximos pasos
Si los estudiantes no atribuyen la disminución en el peso total a la formación de un gas, entonces reúnase con ellos en pequeños grupos para analizar. Pídales que consideren qué podría cambiar si el gas se atrapa y pesa. Use su experiencia con el bicarbonato de sodio y el vinagre para explicar cómo la formación de gas puede llevar a un cambio en el peso total.
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