+ que más. Ciencias Naturales 6. CABA. Libro del alumno by Edelvives Argentina

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Proyecto didáctico y Dirección Editorial Equipo editorial Edelvives

Proyecto visual y Dirección de Arte Natalia Fernández

Autoría Mariana Stein Ignacio Miller Andrés Albornoz Laura Melchiorre

Diseño de tapa Natalia Fernández

Edición Mariana Stein Ignacio Miller Andrés Albornoz Corrección Roberta Zucchello Susana Alvarez

Diseño de maqueta Natalia Fernández y Cecilia Aranda Diagramación Carolina Sesa Sergio Israelson Ilustración Favian Villarraga Martinez, Conrado Giusti, Nelson Castro, Martín Bustamante, Federico Combi y Daniel Zilberberg Documentación fotográfica Mariana Jubany Preimpresión y producción gráfica María Marta Rodríguez Denis

Fotografía Foto de tapa: ©Joseph Fuller|Dreamstime.com Agradecimientos: NASA/cortesía de nasaimages.org

Referencia: a=arriba, ab= abajo, c=centro, d=derecha, i=izquierda

Stein, Mariana Ciencias Naturales 6 Ciudad de Buenos Aires / Mariana Stein ; ilustrado por Favian Villarraga Martinez ... [et.al.]. - 1a ed. - Ciudad Autónoma de Buenos Aires : Edelvives, 2013. 160 p. : il. ; 27 x 22 cm. ISBN 978-987-642-256-7 1. Ciencias Naturales. 2. Enseñanza Primaria. I. Villarraga Martinez, Favian, ilus. II. Título CDD 372.357

Este libro se terminó de imprimir en el mes de octubre de 2013. Talleres Gráficos Edelvives (50012 Zaragoza) Certificado ISO 9001 Printed in Spain

Experiencias: Paula Bonacorsi. Página11: Stu Spivack/cc by-sa 2.0 (a-d); p.24: Michaelmcandrew/cc by-sa 3.0 (ab); p.25: Timohuemmel/cc by-sa 2.5 (a), Teipangshanloz/ cc by-sa 3.0 (ab-c), Andthenpatterns /cc by-sa 2.0 (ab-d); p.29: CoolKoon/cc by-sa 3.0; p.31: Zantonyi Sándor/cc by-sa 3.0 (a); p.32: Pethrus/cc by-sa 3.0 (c); p.36: Alastair Roe/cc bysa 2.0 (ab-i); p.37: Darío Sanches/cc by-sa 2.0 (ab-d); p.38: Manu25/cc by-sa 2.5 (i); p.40: Øystein Paulsen/cc by-sa 3.0 (ab-i), Mila Zincova/cc by-sa 3.0 (ab-c), Appaloosa/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.42: Chester Zoo/cc by 2.0 (ab-i), Darío Sanches/cc by-sa 2.0 (ab-c); p.43: Lomvi2/ cc by-sa 3.0 (d); p.44: Argmga/cc by-sa 3.0 (i), Liam Quinn/cc by-sa 2.0 (c), ©José Luis Bilbao (d); p.34: Jorge Royan/cc by-sa 3.0 (a), p.47: Tomfriedel/cc by-sa 3.0 (i); p.50: Glen Fergus/ cc by-sa 3.0 (a-d), Jim and Becca Wicks/cc by 2.0 (ab-i); p.51: Boness, Scotland/cc by-sa 2.0 (i), Aquila Gib/cc by-sa 3.0 (c), Forest & Kim Starr/cc by 3.0 (d), Erik Kilby/cc by-sa 2.0 (ab); p.52: Böhringer Friedrich/cc by-sa 2.5 (c), Zinneke/cc by-sa 3.0 (d); p.53: Kolossos/cc by-sa 3.0 (d); p.54:Adrian Michael/cc by-sa 3.0 (ab-i); p.55: Karen Hull/cc by 2.0 (d); p.56: Samuel Blanc/cc by-sa 3.0 (a-d); p.57: Derek Keats/cc by 2.0 (i), Linda Tanner/cc by 2.0 (c), Gille San Martin/cc by-sa 2.0 (d); p.58: Stef Maruch/cc by 2.0 (a), Vera Buhl/cc by-sa 3.0 (abi), www. Birdphotos.com/cc by 3.0 (c), Holger Casselmann/cc by-sa 3.0 (d); p.61: José Luis Bertheld/cc by 2.0 (i), Raul654/cc by-sa 3.0 (c); p.62: Haoplochromis/cc by-sa 3.0 (a), Charles W.Hardin/cc by 2.0 (i); p.63: Alex Lee/cc by 2.0 (a), Tjeerd Wiersma/cc by-sa 2.0 (i), ©IUCN International Union of Conservation Nature (d); p.64: Danilo Prudencio Silva/cc by-sa 3.0 (a), Banfield/cc by-sa 2.5 (c); p.67: Carl Chapman/cc by-sa 3.0; p.68:Nick Habgood/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.70: Andrevruas 3.0 (d); p.74: Holger Ellgaard/cc by-sa 3.0 (ab-i), Triabarge/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.76: Chucao/ cc by-sa 3.0 (a), ©Martín Katz/Greenpeace (ab); p.80: J.M.Luijt/ cc by-sa 2.5; p.82: Jon Zander/cc by-sa 3.0 (a-d); p.85: Daniel CD/cc by-sa 3.0; p.88: Hans Hillewaert/cc by-sa 3.0 (a); p.90: C Eeckhout/cc by-sa 3.0; p.95: C Eeckhout/cc by-sa 3.0 (ad), Moussa Direct Ltd/cc by-sa 3.0 (ab-i); p.96: Bjorn Chrisitian Torrissen/cc by-sa 3.0 (a-i), Angelo1234/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.97:© Jack Cook (a), Woods Hole Oceanographic Institution, Howard Perlman, USGS (c); p.101: Kevmin/cc by-sa 3.0; p.102: Chmee2/cc by-sa 3.0 (i); p.103: Kadellar/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.118: ESO/ Y. Beletsky (a); p.125: Bruno Gilli/ESO/cc by-sa 3.0 (a), NASA;ESA (ab-d); p.127: ESO/G.Hüdepohl (i); p.128: NASA/JPL_Caltech/R.Gehrz (a-c), Image courtesy of NRA/AUI and M. Bietenholz (ab-c); p.159: Steve WDangler/cc by-sa 3.0 (c-i), Luca Galuzzi/cc by-sa 2.5 (c-d), Hermann Luyken/cc by 2.0 (i).

Reservados todos los derechos de la edición por la Fundación Edelvives. Queda rigurosamente prohibida, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de los ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público. Queda hecho el depósito que dispone la ley 11.723.

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+ que MÁS

Ciencias naturales

CIUDAD DE BUENOS AIRES

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Así es este libro

1 Las mezclas Mezclas y componentes Los coloides Emulsiones, soles y espumas Geles Aerosoles Las soluciones El agua como solvente Agua salada, agua dulce y agua pura Otros solventes Cómo separar mezclas heterogéneas Separación de mezclas de sólidos Separación de mezclas que tienen líquidos Cómo separar soluciones La concentración de las soluciones Ambiente y tecnología: Técnicas de separación de mezclas aplicadas a la industria y la tecnología En práctica: La evaporación Revisamos qué aprendimos

8 9 10 10 11 11 12 13 13 13 14 14 15 16 17

2 La luz y los materiales La luz La luz y la visión de los objetos La propagación de la luz La velocidad de la luz La interacción entre la luz y los materiales La reflexión de la luz Reflexión especular y reflexión difusa La refracción de la luz Los espejos Las lentes El ojo humano y el sentido de la vista La dispersión de la luz y los colores Ambiente y tecnología: Instrumentos ópticos En práctica: Construcción de un periscopio Revisamos qué aprendimos

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3 Los ambientes que habitan los seres vivos Componentes de los ambientes Los factores abióticos El suelo El clima Tipos de clima Los ambientes acuáticos Las lagunas Los océanos Los ambientes aeroterrestres Las selvas Los desiertos Ambientes de la Argentina Ecorregiones húmedas

36 37 38 38 39 39 40 41 41 42 42 43 44 44

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Ecorregiones secas Ambiente y tecnología: Modificaciones y preservación de los ambientes naturales En práctica: Los suelos y la permeabilidad Revisamos qué aprendimos

4 Los seres vivos: relaciones entre sí y con el ambiente Las adaptaciones de los seres vivos Adaptaciones a los ambientes acuáticos Adaptaciones a los ambientes aeroterrestres La organización de los seres vivos en los ambientes Las especies Las poblaciones y las comunidades Las relaciones de las poblaciones Las relaciones intraespecíficas Las relaciones interespecíficas Las relaciones alimentarias Productores, consumidores y descomponedores Las cadenas y las redes alimentarias La extinción de las especies La clasificación de las especies según su grado de conservación Extinciones por causas naturales Extinciones por causas humanas Ambiente y tecnología: La preservación de las especies En práctica: Las relaciones entre los seres vivos y con el ambiente Revisamos qué aprendimos

50 51 52 53 54 54 55 56 56 57 58 58 59 60

5 El agua y las personas El agua potable ¿Cómo llega el agua a los hogares? Las plantas potabilizadoras Las aguas residuales Las aguas residuales domiciliarias Las aguas residuales de industrias y campos La contaminación del agua Cómo afecta la contaminación del agua a los seres vivos Ambiente y tecnología: El cuidado del agua En práctica: ¿Cómo se contamina el agua de las napas subterráneas? Revisamos qué aprendimos

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6 La historia de la vida en la Tierra La escala de tiempo geológico Los fósiles La formación de los fósiles y su datación La vida a lo largo de la historia de la Tierra La vida en el Precámbrico La vida en la era paleozoica La vida en la era mesozoica La vida en la era cenozoica Las extinciones en el pasado

80 81 82 83 84 84 85 86 87 88

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Las extinciones graduales Las extinciones masivas La evolución de los seres vivos El árbol de la vida El surgimiento de nuevas especies Ambiente y tecnología: La reconstrucción de la vida del pasado En práctica: El friso de la historia de la vida en la Tierra Revisamos qué aprendimos

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7 La Tierra y sus cambios Los subsistemas terrestres La geosfera Las placas tectónicas El movimiento de las placas Los bordes de las placas Modificaciones lentas del paisaje La formación de las montañas La deriva continental La erosión La sedimentación Modificaciones violentas del paisaje Las erupciones volcánicas Los terremotos y los tsunamis Zonas de mayor peligro volcánico y sísmico Ambiente y tecnología: El estudio de los terremotos En práctica: La Tierra en movimiento Revisamos qué aprendimos

96 97 98 98 99 99 100 100 101 102 103 104 104 104 105 106 108 109

8 El universo ¿Cómo es el universo? Las magnitudes características Los tamaños en el sistema solar Las distancias en el sistema solar Más allá del sistema solar Tipos de estrellas Las distancias a las estrellas La Vía Láctea Más allá de la Vía Láctea Ambiente y tecnología: Otros sistemas solares En práctica: ¿Cómo apreciar las magnitudes del universo? Revisamos qué aprendimos

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9 La observación y exploración del universo La observación del cielo Instrumentos para observar el universo Los binoculares Los telescopios Tipos de telescopios Los observatorios astronómicos Otros instrumentos de observación del universo Los satélites artificiales

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Los viajes espaciales tripulados Las estaciones espaciales Las sondas espaciales Sondas a la Luna Sondas a planetas, cometas y asteroides Sondas interestelares Ambiente y tecnología: Rovers en el sistema solar En práctica: ¿Cómo observar una nave espacial? Revisamos qué aprendimos

130 131 132 132 132 133 134 136 137

Herramientas para trabajar en ciencias Formular y confirmar hipótesis Diseñar una experiencia Preparar un recorrido de exploración Analizar una reseña de un documental Resumir textos de estudio Elaborar representaciones en escala y analogías Utilizar modelos para comprender fenómenos naturales Confeccionar mapas conceptuales Buscar, seleccionar y organizar información actualizada Repasar lo aprendido

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objetivo

y, además, pueden construirse de mayor tamaño y, por lo tanto, distinguir mayores detalles. Los telescopios más grandes de la actualidad tienen espejos de entre cinco y diez metros de diámetro y tubos de varios metros de largo.

Telescopio refractor.

Los seres vivos: relaciones Los observatorios astronómicos Para albergar los telescopios más grandes, se construyen edificios especialentre sí y con el ambiente

llamados observatorios astronómicos. En los observatorios, Asímente es diseñados, este libro

los telescopios están, por lo general, protegidos por una cúpula, que se abre solo ocular cuando el telescopio está siendo utilizado. Esta cúpula, además, tiene la capacide rotar orientar el telescopio hacia distintas regiones del cielo. Aldad comienzo depara cadapoder capítulo Además de telescopios, los observatorios cuentan con otros instrumentos para la encontrarán algunas actividades para rayos investigación de los cuerpos los fenómenos del cielo. que ustedes comprueben lo quey saben 45º de luz lasvan ciudades y la contaminación atmosférica dificultan la obseracercaLas delluces temade que a estudiar. vación del cielo. Por eso, muchos observatorios son construidos en lugares alejaEn las páginas se de desarrolla el tema espejo plano dos de las Los ciudades. Además, se buscan lugares secos y altos, con que gransiguen, cantidad seres vivos: relaciones del capítulo a través de textos e imágenes . 4 entre sí y con el ambiente noches despejadas al año. A mayor altura, la atmósfera tiene menos partículas y, por lo tanto, se reducen las distorsiones que pueden provocar en la observación. La mejor forma de evitar las distorsiones que provoca la atmósfera terrestre, sin embargo, es colocando el observatorio astronómico en el espacio, generalmente en órbita alrededor de la Tierra. Las desventajas que tienen estos observa- Telescopio reflector. torios son su elevado coste y la dificultad de su mantenimiento. El observatorio espacial más conocido es el telescopio espacial Hubble, que se encuentra en funcionamiento desde el año 1990. Actividades

espejo cóncavo

Tipos de telescopios

Hay dos tipos básicos de telescopios: los refractores y los reflectores. • Los telescopios refractores se basan en el uso de lentes para ampliar las imágenes. Por lo común, poseen dos lentes: el objetivo, que capta la luz, y el ocular, ocular que amplía la imagen y permite verla. • Los telescopios reflectores utilizan, en general, un espejo cóncavo, que capta la luz, en lugar de una lente. Luego, un espejo plano desvía la luz hacia la lente ocular ocular. Ofrecen imágenes más nítidas que los telescopios refractores y, además, pueden construirse de mayor tamaño y, por lo tanto, distinguir mayores detalles. Los telescopios más grandes de la actualidad tienen espejos de entre cinco y diez metros de diámetro y tubos de varios metros de largo.

rayos de luz

ocular

objetivo

Telescopio refractor.

Los observatorios astronómicos

Para albergar los telescopios más grandes, se construyen edificios especial especialmente diseñados, llamados observatorios astronómicos. En los observatorios, los telescopios están, por lo general, protegidos por una cúpula, que se abre solo cuando el telescopio está siendo utilizado. Esta cúpula, además, tiene la capacicapaci dad de rotar para poder orientar el telescopio hacia distintas regiones del cielo. Además de telescopios, los observatorios cuentan con otros instrumentos para la investigación de los cuerpos y los fenómenos del cielo. obserLas luces de las ciudades y la contaminación atmosférica dificultan la obser vación del cielo. Por eso, muchos observatorios son construidos en lugares alejaaleja dos de las ciudades. Además, se buscan lugares secos y altos, con gran cantidad de noches despejadas al año. A mayor altura, la atmósfera tiene menos partículas y, por lo tanto, se reducen las distorsiones que pueden provocar en la observación. La mejor forma de evitar las distorsiones que provoca la atmósfera terrestre, sin embargo, es colocando el observatorio astronómico en el espacio, generalgeneral mente en órbita alrededor de la Tierra. Las desventajas que tienen estos observaobserva torios son su elevado coste y la dificultad de su mantenimiento. El observatorio espacial más conocido es el telescopio espacial Hubble, que se encuentra en funcionamiento desde el año 1990.

Empecemos por acáEmpecemos por acá • Los seres vivos se vinculan entre sí para procurarse el alimento, para protegerse del clima o

cubierta del caracol? ¿Por qué les parece que se aloja allí?

de que otros seres vivos se los coman. Además, qué razón un animal de una especie cubierta del caracol? ¿Por qué les parece • Los seres vivos se vinculan entre sí para procu-− ¿Por presentan características físicas que les permipersigue a uno de otra especie? ten habitar en un ambiente determinado. Por qué les parece que seres vivos de una se yaloja allí? rarse el alimento, para protegerse clima o− ¿Por ejemplo, los cardones de la del Puna acumulan misma especieque se agrupan se desplazan agua en su cuerpo y así logran vivir en un amcomo los cardúmenes de peces o las de que otros seres vivos los coman. Además,juntos, −pájaros? ¿Por qué razón un animal de una especie bientese donde las lluvias son muy escasas. bandadas de − ¿Por qué les parece que muchas aves hacen − ¿Qué ocurre con los peces si se los saca del presentan características físicas que persigue a uno sus nidos en ramas de árboles?les permi-agua durante un tiempo prolongado? ¿Por de otra especie? qué? − ¿Qué tipo de animal se encuentra en la ten habitar en un ambiente determinado. Por − ¿Por qué les parece que seres vivos de una ejemplo, los cardones de la Puna acumulan misma especie se agrupan y se desplazan 50 agua en su cuerpo y así logran vivir en un amjuntos, como los cardúmenes de peces o las biente donde las lluvias son muy escasas. bandadas de pájaros? − ¿Por qué les parece que muchas aves hacen − ¿Qué ocurre con los peces si se los saca del sus nidos en ramas de árboles? agua durante un tiempo prolongado? ¿Por qué? − ¿Qué tipo de animal se encuentra en la

ocular

espejo cóncavo

rayos de luz

45º

espejo plano

Telescopio reflector.

Actividades

El Very Large Telescope (VLT), ubicado a más de 2.600 m de altura en el desierto de Atacama, es uno de los observatorios más avanzados.

El Hubble es un telescopio espacial reflector. Desde su lanzamiento en 1990, ha obtenido imágenes de regiones del universo nunca antes vistas.

1. Indiquen si las siguientes afirmaciones son correctas (C) o incorrectas (I). Por lo general, los observatorios astronómicos se ubican en las grandes ciudades. En los telescopios refractores, la imagen es ampliada por el ocular. Los binoculares, además de lentes, poseen prismas en su interior. Los telescopios refractores pueden construirse de mayor tamaño que los reflectores.

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El Very Large Telescope (VLT), ubicado a más de 2.600 m de altura en el desierto de Atacama, es uno de los observatorios más avanzados.

El Hubble es un telescopio espacial reflector. Desde su lanzamiento en 1990, ha obtenido imágenes de regiones del universo nunca anEl estudio de los terremotos tes vistas.

Ambiente y tecnología

La sismología es la disciplina científica que estudia los terremotos. Los sismólogos utilizan instrumentos que les permiten detectar y registrar las vibraciones producidas por un terremoto, medir su magnitud y averiguar el lugar exacto de la Tierra donde se originó. Los estudios llevados a cabo por los sismólogos son utilizados, entre otras cosas, para evaluar el peligro de que se produzca un terremoto en una zona determinada del planeta y para obtener información sobre la estructura interna de la Tierra.

Ambiente y tecnología

Ondas sísmicas. La energía liberada en un terremoto viaja en forma de ondas. Al igual que ocurre con las ondas que se producen en el agua cuando arrojamos una piedra, las ondas sísmicas son irradiadas en todas direcciones desde el punto de origen. Un terremoto produce varios tipos de ondas: algunas son superficiales y otras viajan por el interior de la Tierra. Estas últimas, además, se dividen en dos tipos: las ondas P, que son similares a las que se producen cuando se empuja un resorte, y las ondas S, que son como las que viajan por una cuerda cuando se la sacude.

Terremoto 2

Onda P

3 minutos = 1.800 km

resorte

tambor giratorio

5 minutos = 3.300 km

tambor giratorio

pesa

0k m

pesa

sismógrafo B sismógrafo A

base suelo

base

suelo

epicentro

base sismógrafo C

Sismógrafo en reposo.

Sismógrafo cuando el suelo se mueve hacia arriba.

Sismógrafo cuando el suelo se mueve hacia abajo.

Los sismógrafos. A diferencia de los sismoscopios, que solo detectan que un terremoto se ha producido, los sismógrafos pueden medir y registrar las vibraciones producidas por los terremotos. Los sismógrafos más sencillos consisten en una pesa suspendida de un resorte que, a su vez, cuelga de una base. La pesa tiene, además, un elemento que escribe sobre un tambor giratorio que está sujetado a la base. Cuando se producen vibraciones en el terreno, la base se mueve y el movimiento relativo entre la base y la pesa da una medida del movimiento de la Tierra, que es registrada en el tambor. En la actualidad, estos sismógrafos fueron reemplazados por instrumentos electrónicos, que tienen mayor precisión.

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Medir la distancia. Imagínense que dos chicos juegan una carrera. Sabemos que uno demora 20 segundos en recorrer una cuadra y el otro, 40 segundos, pero no sabemos desde dónde partieron. En la línea de llegada, calculamos el tiempo entre la aparición del primer chico y la del segundo. Si solo pasaron 20 segundos, los chicos corrieron una cuadra. Si, en cambio, pasaron 60 segundos, podemos deducir que la largada estaba a tres cuadras de distancia. De un modo similar, se calcula la distancia a la que ocurrió un terremoto. Las ondas P viajan casi al doble de velocidad que las ondas S. Por lo tanto, un sismógrafo detecta primero las ondas P de un terremoto y, un tiempo después, las ondas S. Calculando el tiempo entre la llegada de unas y otras, es posible determinar a qué distancia se produjo el terremoto.

resorte

tambor giratorio

pesa

Onda S

Onda P

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resorte

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Onda S

1,5 minutos = 900 km Onda S Onda P

Terremoto 3 La pesa se mantiene al mismo nivel cuando el suelo se mueve.

Onda P.

Onda S. Terremoto 1

En cada capítulo se incluyen dos páginas que relacionan el tema del capítulo con algunos desarrollos tecnológicos y diversos aspectos del ambiente y su conservación.

Los sismoscopios. Hace unos mil novecientos años, un filósofo chino llamado Zhang Heng creó el primer artefacto conocido para detectar terremotos, es decir, el primer sismoscopio. El instrumento estaba formado por una jarra hueca rodeada de dragones metálicos. Cada dragón tenía una bola en su boca. Se cree que una masa suspendida de la tapa estaba conectada con la boca de los dragones. Cuando las vibraciones del terremoto llegaban a la jarra, la masa empujaba una de las bolas, que caía dentro de la boca de unas ranas de metal situadas debajo de los dragones.

1. Indiquen si las siguientes afirmaciones son correctas (C) o incorrectas (I). Por lo general, los observatorios astronómicos se ubican en las grandes ciudades. En los telescopios refractores, la Las actividades les imagen es ampliada por el ocular. ayudarán a revisar lo que Los binoculares, además de lenestudiaron en las páginas tes, poseen prismas en su interior. de desarrollo. Los telescopios refractores pueden construirse de mayor tamaño que los reflectores.

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¿Dónde ocurrió el terremoto? El análisis de los datos de un sismógrafo nos puede decir a qué distancia está el epicentro de un terremoto, pero no nos dice en qué dirección ocurrió. Por ejemplo, podemos saber que el epicentro está a 500 km de distancia, pero ¿500 km al este? ¿500 km al norte? El epicentro podría estar en cualquier punto que se encuentre a 500 km del sismógrafo. Sin embargo, si se cruzan los datos de al menos tres sismógrafos, se puede obtener la localización exacta del epicentro, tal como se muestra en la imagen satelitaria de la izquierda.

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Elementos necesarios • 2 vasos plásticos • Agua • Agua de repollo colorado (se obtiene hirviendo hojas de repollo colorado) • 1 gotero • 1 bol de plástico • 1 servilleta de tela • 1 bandita elástica • 1 poco de arena o tierra • 1 recipiente con pico rociador que contenga una mezcla de agua y vinagre Paso a paso

En práctica

Registro y análisis de los resultados • Respondan en sus carpetas las siguientes preguntas. − ¿En qué se parece el agua que cae de la servilleta en la experiencia que realizaron al agua que contamina las napas subterráneas? − ¿Se observan cambios al agregar jugo de repollo a la segunda muestra de agua? ¿Cuáles? − ¿En qué se diferencia la primera muestra de agua de la segunda? • En la encontrarán carpeta, copien el siguiente párrafo reemplazando Aquí experiencias y otras los símbolos por las palabras que correspondan, según actividades prácticas para aplicar lo que lo que observaron en la experiencia.

aprendieron a eslounlargo capítulo. El jugo de repollo indicadordel de acidez. Por

eso, cuando se lo coloca en una mezcla de agua y Llenen uno de los vasos plásticos con agua y cambia de *: pasa del * al *. En práctica contamina elvinagre, agua de las napas subterráneas? agréguenle unas gotas del jugo¿Cómo de repollose que preparaEste experimento es un modelo que les permitirá comprender cómo separa contamina ¿Cómo se contamina el agua de las napas subterráneas? ron. Observen lo que sucede con el agua Este y regístrenlo • Si tuvieran que diseñar una experiencia determi-el experimento es un modelo que les permitirá comprender cómo se contamina el agua subterránea. agua subterránea. en sus carpetas. nar cómo se relaciona la composición del suelo (arcilloso, arenoso,Registro pedregullo, etcétera) con la contaminación Elementos necesarios y análisis de los resultados PASO  Completen la mitad del bol de plástico agua. vasos plásticos en sus carpetas las siguientes preguntas. • 2 con de las napas• −Respondan subterráneas, modificaciones harían • Agua ¿En qué se parece el agua que¿qué cae de la servilleta en la Al final de cada capítulo, Cúbranlo con la servilleta y sujétenla con• la bandita experiencia que realizaron al agua que contamina las Agua de repollo colorado (se obtiene hirviendo hojas de Elementos necesarios Registro y análisis de los resultados en el modelo?napas subterráneas? repollo colorado) • 1 gotero − ¿Se observan cambios al agregar jugo de•repollo a la elástica. Respondan en sus carpetas las siguientes preguntas. • 2 vasos plásticos segunda muestra de agua? ¿Cuáles? • 1 bol de plástico una serie de actividades de tela − ¿En qué se diferencia la primera muestra de− agua de qué se parece el agua que cae de la servilleta en la • Agua • 11 servilleta ¿En la segunda? bandita elástica o PASO  Coloquen sobre la servilleta una capa• de arena Revisamos qué aprendimos 1 poco de arena o tierra • En la carpeta, copien el siguiente párrafo reemplazando experiencia que realizaron al agua que contamina las • Agua de ••repollo colorado (se obtiene hirviendo hojas de les servirán para repasar los símbolos por las palabras que correspondan, según 1 recipiente con pico rociador que contenga una mezcla tierra. lo que observaron en la experiencia. de agua y vinagre napas subterráneas? repollo colorado) 9. Pinten cada cifra con el color que corresponda, según 11. Subrayen las unidades de tiempo que corresponden a El jugo de repollo es un indicador de acidez. Por los conceptos explicados. PASO  Rocíen la capa de arena o• tierra conPasolaa paso mezcla 1 gotero − ¿Se observan cambios al agregar jugo de repollo a la el dato al que se refiere. Tengan en cuenta que hay una la escala de tiempo geológico. eso, cuando se lo coloca en una mezcla de agua y Llenen uno de los vasos plásticos con agua y vinagre, cambia de *: pasa del * al *. cifra que sobra. siglo • eón • período • lustro • década • agréguenle unasdel gotas del jugo de repollo que preparade agua y vinagre hasta que el •agua caiga dentro segunda muestra de agua? ¿Cuáles? 1 bol de plástico ron. Observen lo que sucede con el agua y regístrenlo • Si tuvieran que diseñar una experiencia para determiquinquenio • era • milenio ende sus carpetas. nar cómo se relaciona la composición del suelo− (arcillorecipiente, tal como se observa • en1laservilleta fotografía que tela se ¿En qué se diferencia la primera muestra de3.900 agua deRevisamos qué aprendimos so, arenoso, pedregullo, etcétera) con la contaminación 400 Completen la mitad del bol de plástico con agua. de las napas subterráneas, ¿qué modificaciones harían encuentra al final de la actividad.• 1 bandita Cúbranlo la segunda? elástica con la servilleta y sujétenla con la bandita 4.600 Observen siguientes fósiles y anoten, debajo de 9. Pinten cada cifra con el color que corresponda, según 11. 12. Subrayen las unidades delos tiempo que corresponden a en el modelo? elástica. el dato al que se refiere. Tengan en cuenta que hay una la escala de tiempo geológico. cada uno, el nombre que corresponda. 65 • 1 poco de arena o tierra • En la carpeta, copien el siguiente párrafo reemplazando cifra que sobra. siglo • eón • período • lustro • década • Coloquen sobre la servilleta una capa de arena o PASO  Retiren la servilleta. Muevan suavemente el bol quinquenio • era • milenio 3.900 tierra. los símbolos por las palabras que correspondan, según • 1 recipiente con pico rociador que contenga una mezcla 400 la capa de arena o tierra con la mezcla para que el agua que cayó de la servilleta se Rocíen mezcle Millones de años transcurridos desde el surgimien- 12. Observen los siguientes fósiles y anoten, debajo de 4.600 agua y vinagre hasta que el agua caiga dentro del lo que observaron en la experiencia. de agua y derecipiente, vinagre cada uno, el nombre que corresponda. 65 to de la vida. tal como se observa en la fotografía que se bien. encuentra al final de la actividad. PASO 

PASO 

PASO 

PASO 

PASO 

Millones de años Millones transcurridos desdedesde la extinción de años transcurridos el surgimien-

la vida. de losPor dinosaurios. to deMillones El jugo de repollo es un indicador de acidez. de años transcurridos desde la extinción de lostranscurridos dinosaurios. Millones desde la aparición eso, cuando se lo coloca en una mezcla de agua y de años Millones de años transcurridos desde la aparición de los insectos. de los insectos. vinagre, cambia de *: pasa del * al *.

Retiren la servilleta. Muevan suavemente el bol Coloquen un poco del agua bol para enque elel otro Pasodela paso agua que cayó de la servilleta se mezcle bien. vaso de plástico (el que está vacío) y agréguenle unas Coloquen un poco del agua del bol en el otro PASO  Llenen uno de los vasos plásticos con agua y vaso de plástico (el que está vacío) y agréguenle unas gotas de jugo de repollo. Observen lo que sucede y rede jugo de repollo. Observen lo que sucede y reagréguenlegotas unas gotas del jugo de repollo que preparagístrenlo. gístrenlo. ron. Observen lo que sucede con el agua y regístrenlo en sus carpetas. PASO 

PASO 

10. Completen el acróstico con las palabras reemplazadas

en las oraciones porpalabras una estrella. reemplazadas 10. Completen el acróstico con las

• Si tuvieran que diseñar una experiencia para en lasdetermioraciones por una estrella. nar cómo se relaciona la composición del suelo (arcillo- B A so, arenoso, pedregullo, etcétera) con la contaminación Herramientas para trabajar en ciencias p. 148 C A F PASO  78 Completen la mitad del bol de plástico con agua. de las napas subterráneas, ¿qué modificaciones harían D E B Ó Cúbranlo con la servilleta y sujétenla con la bandita en el modelo? F elástica. C SG Herramientas para trabajar en ciencias p. 148

Al pie de la página hay una Coloquen sobre la servilleta una capa de arena o tierra.indicación que conecta el condeuna PASOcapítulo  Rocíen la capa arena página o tierra con de la mezcla de agua y vinagre hasta que el agua caiga dentro del la sección Herramientas paraque se recipiente, tal como se observa en la fotografía encuentra al final de la actividad. trabajar en ciencias.

PASO 

F Ó S I L E

estromatolito • giganotosaurio • gliptodonte • trilobite

E F

13. Indiquen en qué era geológica surgieron los seres Referencias vivos que corresponden a los fósiles de la actividad A. Se denomina  a un fósil tan pequeño que no anterior. Agreguen otros dos seres vivos que hayan puede observarse a simple vista. surgido en esa era. B. Una de las formas de realizar la  de un fósil es a partir del estrato o capa del terreno en que se encuentra. Precámbrico: C. Por lo general, se fosilizan las partes duras de los estromatolito • giganotosaurio • gliptodonte • G animales, como los  y los dientes. trilobite D. Un bosque  es una zona donde se encuentran Era paleozoica: muchos fósiles de árboles. E. El carbón, el  y el gas natural son combustibles fósiles. Indiquen en qué era geológica surgieron los seres Era mesozoica: F. Los  paleontológicos son lugares que contienen vivos que corresponden a los fósiles de la actividad denomina unaagranuncantidad fósildetan fósiles.pequeño que no G. Según el  en que se encuentra un fósil, es posible anterior. Agreguen otros dos seres vivos que hayan observarse adeterminar simplesivista. Era cenozoica: este es anterior o posterior a otro.

E S

13.

Referencias A. Se puede B. Una de las formas de realizar la  de un fósil es a partir del estrato o capa del terreno en que se encuentra. C. Por lo general, se fosilizan las partes duras de los animales, como los  y los dientes. D. Un bosque  es una zona donde se encuentran muchos fósiles de árboles. E. El carbón, el  y el gas natural son combustibles fósiles. F. Los  paleontológicos son lugares que contienen una gran cantidad de fósiles. G. Según el  en que se encuentra un fósil, es posible determinar si este es anterior o posterior a otro. Herramientas para trabajar en ciencias p. 148

Retiren la servilleta. Muevan suavemente el bol para que el agua que cayó de la servilleta se mezcle bien.

PASO 

Coloquen un poco del agua del bol en el otro vaso de plástico (el que está vacío) y agréguenle unas gotas de jugo de repollo. Observen lo que sucede y regístrenlo.

PASO 

surgido en esa era. Precámbrico:

Era paleozoica:

Era mesozoica:

Era cenozoica:

Herramientas para trabajar en ciencias En esta sección podrán profundizar en algunos de los procedimientos que se 78 utilizan en el trabajo científico y entrenar algunas estrategias para estudiar.

Herramientas para trabajar en ciencias El turno de ustedes

Elaborar representaciones en escala y analogías

1. Además de la analogía con las 24 horas del día, es útil efectuar otra con los doce meses del calendario para visualizar los extensos períodos que abarca la historia de la Tierra. Para ello, utilicen la siguiente guía. a. Calculen a cuántos millones de años equivale un día del año. Esto pueden averiguarlo dividiendo en una calculadora 4.600.000.000 sobre 365. Redondeen el resultado y anótenlo a continuación.

Algunos temas que se estudian en ciencias plantean dimensiones que van más allá de nuestras experiencias cotidianas, ya sea en el espacio (como cuando se analizan las distancias en el universo) como en el tiempo (como en el caso del tiempo geológico). Para poder darnos una idea de esas dimensiones, es útil trasladarlas a una escala que permita una captación a simple vista. Por ejemplo, en la actividad de la página 94 se propone una representación en escala de las etapas en que se dividen los 4.600.000.000 de años que abarca la historia de la Tierra. Otro recurso que puede resultar útil en este caso consiste en establecer una analogía, es decir, una comparación, entre el tiempo geológico y alguna unidad de tiempo a la que estemos habituados, como el día o el año. Por ejemplo, Claudia y Martina confeccionaron una hoja de agenda que permite captar la historia de la Tierra estableciendo una analogía con la duración de un día.

1 día =

se forma la Tierra. En el primer segundo del día,

00:00

PRECÁMBRICO

00:30 01:00

12:00

13:00

14:00

02:00

14:30

02:30

15:00

03:00

años b. ¿Cuál fue la era que ocupó menos casilleros?

c. ¿En qué día surgieron los primeros seres vivos?

d. ¿Aproximadamente, en qué día del calendario que armaron se extinguieron los dinosaurios?

e. ¿En qué día del calendario aparecieron los primeros seres humanos?

15:30

03:30 04:00

2. Observen el calendario que confeccionaron en la actividad anterior y respondan las siguientes preguntas. a. ¿Cuál fue la era geológica que ocupó más casilleros en el calendario?

<sigue calendario como el que está en CN6 Los – 250.000.000 = 540.000.000 conocedores, CABA, C8, P84. Ocupa todo el anc. Dividan la duración de cada era por el valor que obcho de la página> tuvieron al principio. El resultado es la cantidad de días que ocuparía cada era geológica en un calendario de 365 días. Recuerden que también pueden redondear los resultados.

12: 30

13:30

01:30

d. Considerando los resultados obtenidos, pinten el calendario que figura al pie de esta página con un color diferente para cada era geológica.

b. Determinen cuántos millones de años duró cada era geológica (para esta actividad, consideren el Precámbrico como una era geológica). Por ejemplo, para calcular la duración de la era paleozoica, que comenzó hace 540 millones de años y finalizó hace 250 millones de años, tienen que efectuar la siguiente operación:

día La historia de la Tierra en un

bacterias. A las 4:00, aparecen las primeras

04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30

16:00 D

18:00

complejos Aparecen seres unicelulares más que las bacterias.

18: 30

02 09 16 23 30

03 04 10 11 17 18 24 25 31

20:00

ABRIL

MARZO V

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

01 08 15 22 29

02 03 04 05 06 07 09 10 11 12 13 14 16 17 18 19 20 21 23 24 25 26 27 28 30

01 02 06 07 08 09 13 14 15 16 20 21 22 23 27 28 29 30

peces. A las 21:50, aparecen los primeros

22:00

plantas terrestres. A las 22:04, aparecen las primeras

22:30

reptiles. A las 22:38, aparecen los primeros

23:00 11:00 23:30

MESOZOICO

y 1 minuto antes A las 23:40, se extinguen los dinosaurios, primeros seres humanos. de medianoche, aparecen los

150

SEPTIEMBRE

PALEOZOICO

21:30

OCTUBRE V

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

01 05 06 07 08 12 13 14 15 19 20 21 22 26 27 28 29

02 09 16 23 30

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

NOVIEMBRE V

03 04 10 11 17 18 24 25 31

AGOSTO J

03 04 05 10 11 12 17 18 19 24 25 26 31

20:30 21:00

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

JULIO

JUNIO S

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

19:30

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

MAYO D

19:00

10:30

11:30

01 05 06 07 08 12 13 14 15 19 20 21 22 26 27 28 29

17:00 17:30

FEBRERO

ENERO

16:30

10:00

DICIEMBRE V

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

CENOZOICO

151

31 07 13 22:20

Las mezclas

Empecemos por acá • Solemos realizar cambios en los materiales que nos rodean. Por ejemplo, cuando nos lavamos las manos, producimos agua jabonosa porque mezclamos agua y jabón. Y, cuando le agregamos azúcar a una taza de té, producimos té azucarado. − ¿Qué mezclas se realizaron para el desayuno de la fotografía? − ¿Piensan que podrían separar los componentes de alguna de ellas? ¿De qué modo?

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• Algunos materiales que utilizamos habitualmente están constituidos por un solo componente y otros son mezclas. Subrayen con azul los materiales que les parece que están formados por un solo componente y con rojo aquellos materiales que les parecen mezclas. Luego, conversen con sus compañeros acerca de cuáles son los componentes que constituyen esas mezclas. agua • tinta • azúcar • mayonesa • alcohol • salsa golf • mercurio de un termómetro

Mezclas y componentes A simple vista, es posible percibir que, en algunas mezclas, los componentes que las integran se diferencian claramente. Es lo que ocurre si se prepara un bol con frutos secos: las nueces y las pasas de uva se perciben como diferentes y, si se quiere, se las puede separar fácilmente. Lo mismo ocurre con los componentes de una ensalada. Estos son ejemplos de mezclas heterogéneas. En otras mezclas, en cambio, los componentes no se diferencian a simple vista. Sin embargo, cuando se las observa con una lupa o un microscopio, es posible comprobar que están formadas por dos o más componentes. Es el caso, por ejemplo, de la leche: a simple vista parece una única sustancia uniforme, pero, al observarla con el microscopio, se pueden percibir pequeñas gotas de grasa distribuidas en un líquido. Este tipo de mezclas heterogéneas se denominan coloides. A diferencia de los ejemplos anteriores, hay mezclas cuyos componentes no pueden distinguirse ni siquiera con un microscopio. Cuando, por ejemplo, se mezcla agua con azúcar, parece como si el azúcar desapareciera en el agua. Y si miramos una gota de esta agua azucarada a través de un microscopio, esta presentará un aspecto parejo, contrariamente a la leche. Sin embargo, si la probamos, nos daremos cuenta por el sabor de que la mezcla contiene azúcar. Lo mismo ocurre cuando se mezcla agua con sal de mesa. Se trata de mezclas homogéneas, lo que se conoce también con el nombre de soluciones. Finalmente, hay materiales que están constituidos por un solo componente, por ejemplo, el agua pura, el azúcar y el mercurio de los termómetros. En estos casos, se trata de sustancias. En la naturaleza, la mayoría de las sustancias puras se encuentran mezcladas con otras. Sin embargo, se las puede aislar para darles diversos usos. Por ejemplo, de minerales de roca se pueden extraer oro y cobre puros. Es importante notar que en todas las mezclas, tanto homogéneas como heterogéneas, se conserva la cantidad total de materia. Esto se puede comprobar fácilmente pesando los materiales antes y después de realizar la mezcla.

Un trozo de granito es una mezcla heterogénea de minerales, entre los que se encuentran el cuarzo, el feldespato y la mica.

La leche es un coloide formado por agua y grasa, entre otras sustancias.

Una ensalada es una mezcla heterogénea.

El agua de mar es una solución formada por diversas sustancias, entre ellas, la sal común.

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Los coloides En la página anterior, vimos que en las mezclas llamadas coloides no se pueden diferenciar a simple vista los materiales que las componen, pero sí se pueden ver a través de un microscopio. En los coloides, uno de los componentes está formado por partículas muy pequeñas y se encuentra disperso en el otro componente. Las partículas, además, no se depositan ni decantan cuando se deja reposar la mezcla, como sí ocurre en el caso de las suspensiones, donde las partículas son de mayor tamaño.

Emulsiones, soles y espumas La salsa ketchup es una emulsión de salsa de tomate, vinagre, azúcar y especias.

Las cremas para el cuerpo son emulsiones.

Por lo general, las partículas de los coloides se encuentran dispersas en un líquido. Si esas pequeñas partículas son también líquidas, se forma una emulsión. En la cocina de nuestras casas, suele haber muchas emulsiones. La leche, que, como vimos en la página anterior, consiste en pequeñas gotas de grasa distribuidas en un líquido, es un ejemplo de emulsión. También son emulsiones la mayonesa, que se forma al batir aceite, yema de huevo, limón y vinagre, y muchos productos cosméticos, como cremas para el cuerpo y las manos. En otros casos, las partículas dispersas en el líquido son sólidas y forman mezclas llamadas soles. La sangre, por ejemplo, está formada por diferentes sólidos (glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas) dispersos en un líquido llamado plasma. También son soles muchas tintas, formadas por pigmentos mezclados con un líquido. También puede ocurrir que un gas se encuentre disperso en un líquido. Es el caso de las espumas, como la crema de afeitar, la crema chantillí y el merengue. Cuando este último se cocina, se transforma en una espuma sólida, es decir, en un gas disperso en un sólido. Otros casos de materiales formados por gases dispersos en sólidos son el telgopor, la piedra pómez y el caucho.

Microfotografía de una gota de sangre, que es un sol de diversas células en un líquido.

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La espuma de afeitar consiste en un gas disperso en un líquido.

Geles

Hay casos en que las partículas pequeñas que forman un coloide no se encuentran dispersas en un líquido, sino en un sólido. Es el caso de los geles, que son coloides de un líquido disperso en un sólido. Dos geles que forman parte de nuestra vida cotidiana son la gelatina y la jalea.

La gelatina seca está formada por proteínas de origen animal. Al mezclarla con agua caliente y, luego, dejarla enfriar, adquiere consistencia gelatinosa.

En las jaleas, el componente líquido (agua) está disperso en un componente sólido llamado pectina, que proviene de las frutas utilizadas en la preparación.

Aerosoles

Hay casos en que las partículas pequeñas que forman un coloide no se encuentran dispersas en un líquido, sino en un gas. Lo que conocemos comúnmente como aerosoles, como los desodorantes para el cuerpo o de ambiente o muchos insecticidas, son líquidos envasados a gran presión que, al salir del aparato pulverizador, se transforman en aerosoles formados por pequeñas partículas de líquido dispersas en el aire. En la atmósfera hay muchos otros aerosoles, algunos formados también por partículas líquidas dispersas en el aire y otros formados por partículas sólidas. Ejemplos del primer caso son las nubes y la niebla, formadas por pequeñísimas gotas de agua suspendidas en el aire. El humo, en cambio, es un tipo de aerosol en el que partículas sólidas muy pequeñas se mezclan con el aire.

La niebla, al igual que las nubes, está formada por pequeñas gotas de agua dispersas en el aire.

El humo consiste en pequeñas partículas sólidas dispersas en el aire.

Actividades 1. Copien las oraciones en la carpeta y complétenlas reemplazando los símbolos por las palabras o frases que correspondan. a. Si en un balde hay arena, fragmentos de roca y agua, la mezcla es c. b. Si los componentes de una mezcla heterogénea solo se pueden ver con una lupa o un microscopio, se trata de un e. c. En las emulsiones, un i está disperso en otro j. d. El humo es una dispersión de un v en un a.

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Las soluciones

Una taza o un vaso de té caliente es una solución de dos componentes: el té y el agua. Al añadirle azúcar, se forma una solución de tres componentes.

La soda es una solución formada por un gas disuelto en un líquido.

Las soluciones se caracterizan porque no es posible distinguir sus componentes ni siquiera mediante un microscopio. Sin embargo, los componentes siguen estando allí. Cuando, por ejemplo, se echa azúcar en una taza de té, el azúcar no desaparece, aunque no pueda observarse, sino que se disuelve en el té. La prueba de que el azúcar no ha desaparecido es que, al probar el té, su sabor resulta más dulce que antes de agregarle azúcar. Según la proporción en que se hallan los materiales que componen una solución, se los denomina soluto y solvente. El solvente es el material que se encuentra en mayor proporción en la solución y que disuelve al soluto, que se encuentra en menor proporción. En el ejemplo del té con azúcar, el solvente es el té y el soluto es el azúcar. Las soluciones más conocidas son aquellas formadas por un sólido disuelto en un líquido (como el azúcar o la sal disueltos en el agua). Sin embargo, hay también otro tipo de soluciones. Por ejemplo, las que están formadas por un líquido disuelto en otro líquido, como el caso del alcohol medicinal, que es agua disuelta en alcohol. También los gases pueden encontrarse en solución. Así, la soda es un gas disuelto en un líquido (agua), y el aire es una solución compuesta por varios gases, como el oxígeno y el nitrógeno, entre otros. Además, dos o más sólidos pueden formar soluciones. Las más familiares son las aleaciones, donde un metal o más se mezclan con otros materiales. Para poder formar estas soluciones sólidas, es necesario calentar los materiales hasta que se fundan, es decir, hasta que pasen al estado líquido. Luego, se los mezcla bien y se deja enfriar la solución obtenida. Así se elaboran el latón, que es una aleación de cobre y zinc, y el acero, que es una solución sólida de hierro y carbono. La ventaja de las aleaciones es que son materiales con propiedades nuevas. por ejemplo, las piezas de latón se pegan fácilmente a piezas de otros materiales y, además, se pueden pulir y pintar.

Muchos picaportes se fabrican con bronce, que es una aleación de cobre y estaño.

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Las amalgamas dentales son aleaciones de mercurio con plata, estaño o cobre.

El agua como solvente El agua es un componente presente en una gran diversidad de mezclas, tanto heterogéneas como homogéneas. En las soluciones, el agua suele ser el solvente, ya que posee la propiedad de disolver muchas sustancias. Por eso, se dice con frecuencia que el agua es el solvente universal. Además de la propiedad de disolver gran cantidad de sustancias, el agua tiene otras ventajas como solvente. Por ejemplo, no es inflamable (es decir, no se prende fuego), no es tóxica (aunque puede contener sustancias tóxicas disueltas) y es muy abundante en nuestro planeta (más del 70% de la superficie de la Tierra está cubierta por agua).

Agua salada, agua dulce y agua pura

En la naturaleza, el agua suele encontrarse formando soluciones con diferentes sustancias. Según cuáles sean las sustancias disueltas o la proporción en que estas se encuentran, el agua recibe diferentes nombres; por ejemplo, agua salada o agua dulce. • El agua salada es una solución de diversas sales y gases en agua. La sal que contiene en mayor proporción es la que se utiliza comúnmente como sal de mesa. • El agua dulce es aquella que tiene muy bajo porcentaje de sustancias disueltas. Es la que forma los ríos y la mayoría de los lagos y las lagunas. Sin embargo, la mayor cantidad de agua dulce de nuestro planeta no se encuentra en los lagos y los ríos, sino en los glaciares y en los casquetes polares. También gran parte del agua que se acumula en el subsuelo es agua dulce, ya que proviene de las lluvias. • El agua que no contiene ningún tipo de sustancias disueltas se denomina agua pura. El agua no se encuentra en estado puro en la naturaleza, pero se puede obtener agua pura eliminando todas las sustancias que se encuentran disueltas en ella.

Actividades 2. Indiquen si las siguientes afirmaciones son correctas (C) o incorrectas (I). El solvente es el componente de una solución que se encuentra en mayor cantidad. El agua puede diluir todos los materiales. Todas las soluciones están formadas por materiales en estado líquido. El aguarrás mineral es un solvente derivado del petróleo.

Otros solventes

Si bien muchas sustancias se disuelven en agua, hay algunas, como las grasas, los aceites y muchas pinturas, que no lo hacen. Por eso, para disolver estas sustancias, se utilizan otros solventes. • Para rebajar o “adelgazar” algunas pinturas y barnices, se emplean, entre otras sustancias, el thinner y el aguarrás mineral, que son solventes derivados del petróleo, y el aguarrás vegetal, que es un solvente derivado de la resina de los pinos. • Para quitar el esmalte que se usa para pintarse las uñas, en cambio, se utiliza un líquido llamado quitaesmalte. Este líquido puede contener acetona u otros solventes. • El alcohol es también un solvente muy utilizado, ya que disuelve una gran cantidad de sustancias. Por ejemplo, se lo emplea como disolvente en pinturas y perfumes. El agua y el alcohol pueden mezclarse en todas las proporciones, de modo que se pueden formar soluciones de alcohol en agua o de agua en alcohol.

El agua no puede disolver el esmalte de uñas. Por eso, se utilizan otros solventes, como la acetona.

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Cómo separar mezclas heterogéneas Los componentes de las mezclas, tanto homogéneas como heterogéneas, pueden separarse. Para ello, se utilizan diferentes métodos, según los materiales que se quieran separar.

Separación de mezclas de sólidos

En la vida cotidiana, se utilizan diversos métodos de separación de mezclas. Por ejemplo, al cocinar fideos, se utiliza un colador para separar la mezcla que forman los fideos con el agua.

Mediante la tamización se puede separar, por ejemplo, una mezcla de harina y arroz, o de piedras y arena.

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Existen muchos métodos para separar mezclas heterogéneas. Estos métodos pueden clasificarse según el estado de agregación en que se encuentran los materiales que forman la mezcla. En el caso de una mezcla formada por dos sólidos, algunos de los métodos de separación que se emplean son la tamización, la imantación y la flotación. Tamización. Un tamiz es una rejilla que permite el paso de partículas de un tamaño menor al de los agujeros que posee. Se utiliza para separar mezclas de dos sólidos cuyas partículas son de diferente tamaño: unas más grandes que los agujeros del tamiz y otras más pequeñas. De este modo, las partículas más pequeñas pasan por el tamiz y son recolectadas en un recipiente, mientras que las partículas grandes quedan retenidas en el tamiz. Imantación. Los imanes tienen la capacidad de atraer algunos metales. Si, en una mezcla, uno de los componentes puede ser atraído por un imán y otro no, entonces, puede utilizarse la imantación para separarlos. El método consiste, simplemente, en acercar un imán a la mezcla, de modo tal que atraiga a uno solo de los componentes y lo separe del resto. Flotación. Algunos materiales flotan en el agua, mientras que otros se depositan en el fondo. Esto puede aprovecharse para separar algunas mezclas heterogéneas. De este modo, se coloca la mezcla en un recipiente, se le agrega agua, se espera que uno de los materiales flote y que el otro se deposite en el fondo, y luego se los separa.

La imantación puede utilizarse para separar limaduras de hierro (que son atraídas por un imán) del azufre (que no es atraído).

Para separar una mezcla de hierro y azufre, puede utilizarse la flotación, ya que el azufre flota en el agua, mientras que el hierro se hunde.

Separación de mezclas que tienen líquidos

Entre los métodos usados para separar los componentes de una mezcla heterogénea formada por un líquido y un sólido, se pueden mencionar la filtración y la sedimentación. Algunas mezclas heterogéneas formadas por dos líquidos, por su parte, pueden separarse mediante la decantación. Filtración. Es un método similar a la tamización, aunque, en este caso, sirve para separar un sólido de un líquido. En lugar de un tamiz, se emplea un filtro (similar a los que se usan para preparar café), que puede ser de diferentes materiales, como papel o tela. El procedimiento consiste en verter la mezcla, poco a poco, en el filtro. Entonces, el líquido atraviesa el filtro y es recolectado en un recipiente, mientras que el sólido queda retenido. Sedimentación. Este método puede utilizarse para separar un líquido de un sólido que forme sedimentos en el fondo del recipiente. Consiste en dejar reposar la mezcla hasta que el sólido se deposite en el fondo. Luego, se puede retirar el líquido, por ejemplo, transvasándolo, es decir, pasándolo del recipiente en que se encuentra a otro. Decantación. Este método es parecido a la sedimentación, pero se utiliza para separar dos líquidos que no forman soluciones entre sí, como el agua y el aceite. Se realiza mediante el empleo de un recipiente especial, llamado ampolla de decantación. En ella se coloca la mezcla de líquidos y se la deja reposar. Al cabo de un rato, uno de los líquidos (el agua, en el caso de una mezcla de agua y aceite) se sitúa o “decanta” en la parte inferior y el otro (el aceite) en la parte superior, flotando sobre el primero. Luego, se coloca un recipiente debajo de la ampolla de decantación y se abre una llave que tiene la ampolla, para separar el líquido que se encuentra abajo (en este caso, el agua). Cuando este líquido ha pasado completamente, se cierra la llave, de modo que el otro líquido (el aceite) quede retenido en la ampolla.

La filtración puede emplearse para separar una mezcla de agua y de un sólido formado por partículas muy pequeñas, como la arcilla.

Actividades 3. Indiquen el método que consideren más adecuado para separar las siguientes mezclas heterogéneas. • Clavos y tarugos de plástico: • Azúcar impalpable y arroz: • Alcohol y trocitos de vidrio: • Aceite y vinagre: • Agua y harina:

La sedimentación sirve para separar, por ejemplo, una mezcla de agua y de un material sólido de partículas gruesas, como la arena.

Mediante una ampolla de decantación, puede separarse fácilmente el agua del aceite.

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Cómo separar soluciones El destilador solar La destilación solar es un procedimiento que utiliza la radiación del Sol como fuente de energía para obtener agua potable. Este tipo de destilación permite eliminar los contaminantes del agua. Actualmente, es utilizado para desalinizar el agua de mar. En su forma más simple, un destilador solar consiste en un recipiente cubierto por un vidrio. El agua sin purificar se almacena en el recipiente y se expone a través del vidrio al calor de los rayos solares. De esa forma, el agua se evapora y, cuando llega hasta el vidrio, se condensa. Luego, las gotitas de agua se deslizan por el techo hasta un canal recolector.

Los componentes de una solución también pueden separarse. Para separar una mezcla de agua y sal, basta con calentarla hasta que el agua hierva: la sal, entonces, queda retenida en el recipiente, mientras que el agua pasa al estado gaseoso. Este método se denomina evaporación. La evaporación, sin embargo, presenta un inconveniente: uno de los componentes de la solución se pierde (el agua, en el ejemplo de la solución de agua y sal). Cuando se quiere recuperar también el solvente de una solución de un sólido disuelto en un líquido, o de dos líquidos, se emplea otro método, llamado destilación. Este método se basa en la evaporación de uno de los componentes, pero permite recuperar todos los materiales que forman la mezcla. Si la mezcla está formada por un sólido y un líquido, el líquido se evapora y es recuperado, mientras que el sólido permanece en el recipiente. Si, en cambio, la solución está formada por dos líquidos, el líquido que hierve a menor temperatura se evapora primero y es recuperado, mientras que el otro líquido permanece en el recipiente. Para realizar la destilación, se emplea un dispositivo especial, llamado destilador. En la siguiente imagen, se muestran las partes principales de un destilador y se explica su funcionamiento.

2 1. La solución se coloca en un balón de vidrio térmico y se calienta por medio de un mechero. 2. Al alcanzar una determinada temperatura, uno de los componentes de la mezcla comienza a evaporarse y pasa, en forma de vapor, a un tubo refrigerante. 3. El tubo refrigerante consiste en un conducto rodeado de otro conducto por el cual circula constantemente agua fría. Al pasar por uno de los conductos del tubo refrigerante, el vapor se enfría, hasta que vuelve a pasar al estado líquido. 4. Como el tubo refrigerante está inclinado, el líquido cae y es recolectado en un recipiente.

tubo refrigerante

3 4 balón

recipiente

mechero

salida de agua fría

entrada de agua fría

Mediante la destilación, es posible obtener agua pura, es decir, agua sin partículas minerales disueltas. Por eso, a veces se la llama agua destilada.

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La concentración de las soluciones Se puede preparar una solución con mayor o menor cantidad de un determinado soluto. Por ejemplo, si a un vaso con agua se le agrega una cucharada de azúcar y se revuelve, el azúcar se disuelve en el agua. Sin embargo, si se continúa agregando azúcar, llega un momento en que el agua no puede disolver más azúcar y, por lo tanto, esta se deposita en el fondo del vaso. Además, la cantidad de un soluto que puede disolverse en un solvente depende, en parte, de la temperatura. En general, cuanto mayor es la temperatura del solvente, mayor es su capacidad para disolver sustancias sólidas. Por otra parte, el tamaño de las partículas del soluto influye en la velocidad a la que este se disuelve. Por esta razón, un soluto formado por partículas pequeñas se disuelve más rápidamente que otro formado por partículas más grandes. Podemos observar este fenómeno en la cocina: la sal fina se disuelve en el agua más rápidamente que la sal gruesa. Según la proporción de soluto que contengan, las soluciones pueden clasificarse en diluidas, concentradas y saturadas. • Las soluciones diluidas son aquellas que tienen poca cantidad de soluto respecto de la que podrían contener. Es el caso de la disolución de 1 gramo de sal en 1 litro de agua. • Las soluciones concentradas son aquellas que contienen mucha cantidad de soluto, por ejemplo, una solución preparada con 240 gramos de sal en un litro de agua. • Las soluciones saturadas son aquellas que contienen todo el soluto que puede disolverse en ese solvente a una temperatura determinada. A partir de ese punto, si la temperatura ambiente disminuye, el soluto comienza a depositarse en el fondo del recipiente.

La lavandina es una solución concentrada de hipoclorito de sodio y agua. Se emplea para la limpieza diluyéndola con más agua.

A medida que se le agrega soluto al agua, la solución se hace más concentrada, hasta que parte del soluto se deposita en el fondo.

Actividades 4. Ordenen del 1 al 6 los pasos de la destilación. El vapor se enfría y se condensa. Se calienta la solución con un mechero. La solución se coloca en un balón.

Uno de los componentes de la solución comienza a evaporarse. El líquido cae y es recolectado. El vapor pasa a un tubo rerigerante.

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Ambiente y tecnología

Técnicas de separación de mezclas aplicadas a la industria y la tecnología En los procesos que se desarrollan en las diferentes industrias y, también, dentro de muchos de los artefactos que usamos en la vida cotidiana, es necesario separar mezclas. Para ello, se aplican algunas de las técnicas que estudiaron en este capítulo. Filtros de aire. Los aires acondicionados incluyen filtros en las entradas de aire para mejorar la calidad del aire en el interior de las viviendas y, de ese modo, ayudan a evitar diversos problemas de salud. Estos filtros, que pueden estar hechos de telas de algodón o de materiales sintéticos, dejan pasar el aire, pero retienen y separan muchas de las partículas contenidas en él, como polvo y pelos. Actualmente, también se usan filtros más avanzados que atraen las partículas del aire mediante cargas eléctricas. Estos filtros también retienen hongos y bacterias que pueden provocar enfermedades. cinta transportadora

Separación de metales. El primer paso para el reciclado de los materiales es su separación. Para separar los metales magnéticos de otros materiales se puede emplear el método de imantación. Para ello, se hacen pasar los materiales a través de una cinta transportadora. Luego, un potente imán ubicado sobre la cinta atrae las piezas metálicas magnéticas y las separa del resto de los materiales. En otros sistemas, como el que se muestra en la ilustración, los imanes separadores se ubican en un tambor, al final de la cinta transportadora. En este caso, los metales quedan adheridos al imán y caen, después que el resto de los materiales, en un contenedor diferenciado.

tambor magnético

materiales magnéticos

materiales no magnéticos

La destilación fraccionada. Para obtener los distintos componentes del petróleo (nafta, gasoil, querosén, etc.) se utiliza un método llamado destilación fraccionada. Esta destilación se realiza en enormes columnas de fraccionamiento cilíndricas, que tienen distintas bandejas de salida ubicadas a diferentes alturas de la torre. En las columnas, el petróleo crudo se calienta a altas temperaturas. Como los diversos componentes del petróleo se evaporan y se condensan a desigual temperatura, al calentar la mezcla, los componentes se separan y salen por diferentes lugares de la torre: los que se evaporan a menor temperatura salen por las bandejas superiores y los que se evaporan a mayores temperaturas, por las inferiores.

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Técnicas de separación de mezclas en la elaboración del azúcar. La elaboración del azúcar a partir de la caña es un proceso de varias etapas. En algunas de esas etapas, como la evaporación y la clarificación, se utilizan técnicas de separación de los materiales. 1. Se cosecha la caña de azúcar.

2. Se transporta la caña de azúcar hasta el ingenio.

3. Se hace pasar la materia prima por máquinas con cuchillas, que desmenuzan y desfibran las cañas.

4. Se mezcla la caña desmenuzada con agua y se la comprime. De este modo, se obtiene un jugo de caña.

5. El jugo de la caña es desinfectado y clarificado. Esto se realiza en tanques, mediante el agregado de sustancias que hacen que las impurezas sólidas se agrupen y decanten.

6. El jugo clarificado se calienta para que se evapore el agua. Como resultado se obtiene un melado, que es una sustancia de consistencia similar a la miel.

Los restos sólidos del prensado, llamados bagazo, se pueden utilizar como combustible en la misma fábrica.

Los residuos de esta etapa se llaman cachaza y se aprovechan como abono.

8. La masa cocida se hace pasar por máquinas centrifugadoras, que separan el azúcar de los restos de miel.

9. Se hace pasar el azúcar por secadores rotativos, que eliminan casi toda la humedad.

7. El melado se cuece. De este modo, se forman los cristales característicos del azúcar. El resultado es una masa cocida, mezcla de azúcar y “miel”.

10. Finalmente, se embolsa el azúcar y se la distribuye para su venta.

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En práctica La evaporación

Por medio de la siguiente actividad, podrán comprobar experimentalmente cómo puede recuperarse la sal disuelta en un recipiente con agua.

Elementos necesarios • 150 cm3 de agua. • Un recipiente de vidrio térmico de 250 cm3. • Una cucharada sopera de sal fina. • Una cuchara. • Una lupa. • Un mechero de gas. • Un trípode. • Tela metálica para el trípode. Tengan en cuenta que, para realizar esta actividad, necesitarán la ayuda de un adulto, porque hay que trabajar con fuego y agua hirviendo.

metálica sobre el trípode. Finalmente, coloquen sobre la tela metálica el recipiente de vidrio con la mezcla de agua y sal. Les quedará armado un dispositivo como el que se muestra en la siguiente fotografía.

Paso a paso PASO 1 Coloquen el agua en el recipiente de vidrio térmico de 250 cm3. Agreguen una cucharada sopera de sal fina y revuelvan con la cuchara hasta que la sal se disuelva completamente en el agua.

PASO 2

Pídanle a un adulto que encienda el mechero. Esperen hasta que el agua hierva y se evapore por completo.

PASO 5

Una vez que el agua se haya evaporado en su totalidad, pídanle a la persona adulta que los está ayudando que apague el mechero. Con mucho cuidado, observen atentamente lo ocurrido y regístrenlo en la carpeta.

PASO 6

Con una lupa, comprueben que la sal no se diferencia del agua.

PASO 3

Coloquen el mechero de gas sobre una mesa. Luego, ubiquen el trípode sobre el mechero y la tela

En conclusión Respondan en la carpeta estas preguntas. • ¿Qué ocurrió con la sal cuando el agua se evaporó? ¿Por qué? • ¿Cualquier mezcla se puede separar de esta forma? Justifiquen la respuesta y, si contestaron que no, mencionen ejemplos de mezclas que no puedan separarse mediante este método. • En grupos de cuatro o cinco chicos, diseñen una experiencia similar a la que realizaron, pero en la que se recupere el agua evaporada.

PASO 4

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Herramientas para trabajar en ciencias p. 140

Revisamos qué aprendimos 5. Completen la siguiente red conceptual. Mezclas pueden ser

homogéneas formadas por

formadas por, al menos,

solvente

dos líquidos pueden separarse mediante

pueden separarse mediante tamización

evaporación

6. Unan con flechas cada nombre con el tipo de coloide que corresponda. aerosol

gas en líquido

emulsión

líquido en líquido

espuma

líquido en sólido

gel

líquido o sólido en gas

sol

sólido en líquido

pueden separarse mediante

sedimentación

7. Indiquen qué combinación de métodos utilizarían para separar los componentes de las siguientes mezclas. • Arena, arroz y agua:

• Agua, sal y clavos:

• Trocitos de corcho y agua:

pueden separarse mediante

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