Más que Más - Ciencias Naturales 4 Bonaerense - Libro del alumno

+ que MĂ S

segundo ciclo

Ciencias naturales

6 bonaerense

Proyecto didáctico y Dirección Editorial Pedro Saccaggio

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

Diseño de maqueta Natalia Fernández y Cecilia Aranda Diagramación Carolina Sesa Ilustración Favian Villarraga Martinez, Conrado Giusti, Nelson Castro 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

© 2012, Edelvives.

Av. Callao 224, 2º piso Ciudad Autónoma de Buenos Aires (C1022AAP), Argentina.

Miller, Ignacio David Naturales 6 bonaerense Serie + que MÁS / Ignacio David Miller; Laura Melchiore; Mariana Stein; ilustrado por Conrado Giusti; Favian Villarraga Martinez; Nelson Castro. - 1a. ed. - Buenos Aires: Edelvives, 2012.

160 p.; 27 x 22 cm.

ISBN 978-987-642-169-0 1. Enseñanza Primaria. 2. Ciencias Naturales. 3. Libros de Texto. I. Melchiore, Laura II. Stein, Mariana III. Giusti, Conrado, ilus. IV. Villarraga Martinez, Favian, ilus. V. Castro, Nelson, ilus.

CDD 372.357

Este libro se terminó de imprimir en el mes de noviembre de 2012.

Talleres Gráficos Edelvives (50012 Zaragoza) Certificado ISO 9001 Printed in Spain 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.

Referencia: a=arriba, ab= abajo, c=centro, d=derecha, i=izquierda Experiencias: Paula Bonacorsi. Página11: Stu Spivack/cc by-sa 2.0 (a-d); p.24: Alastair Roe/cc by-sa 2.0 (ab-i); p.25: Darío Sanches/cc by-sa 2.0 (ab-d); p.26: Manu25/cc by-sa 2.5 (i); p.28: 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.30: Chester Zoo/cc by 2.0 (ab-i), Darío Sanches/cc by-sa 2.0 (ab-c); p.31: Lomvi2/ cc by-sa 3.0 (d); p.32: Argmga/cc by-sa 3.0 (i), Liam Quinn/cc by-sa 2.0 (c), ©José Luis Bilbao (d); p.34: Facundo A.Fernández/cc by-sa 2.0 (a), p.35: Tomfriedel/cc by-sa 3.0 (i); p.38: Glen Fergus/cc by-sa 3.0 (a-d), Jim and Becca Wicks/cc by 2.0 (ab-i); p.39: 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.40: Böhringer Friedrich/cc by-sa 2.5 (c), Zinneke/cc by-sa 3.0 (d); p.41: Kolossos/ cc by-sa 3.0 (d); p.42:Adrian Michael/cc by-sa 3.0 (ab-i); p.43: Karen Hull/cc by 2.0 (d); p.44: Samuel Blanc/cc by-sa 3.0 (a-d); p.45: Derek Keats/cc by 2.0 (i), Linda Tanner/cc by 2.0 (c), Gille San Martin/cc by-sa 2.0 (d); p.46: Stef Maruch/cc by 2.0 (a), Vera Buhl/cc by-sa 3.0 (ab-i), www. Birdphotos.com/cc by 3.0 (c), Holger Casselmann/cc by-sa 3.0 (d); p.48: Colegota/cc by 2.5 (a), Minette Layne/cc by-sa 3.0 (a); p.51: Carl Chapman/cc by-sa 3.0, Joe Schneid Louisville Kentucky/cc by-sa 3.0 (c); p.52: Mitchael Bentley/cc by 2.0 (a-d); p.53: Rwh/cc by 2.0 (ab); p.54: ©Photowitch|Dreamstime.com; p.57: Steve Jurvetson/cc by 2.0 (a), Darío Sanches/cc by-sa 2.0 (ab-i), Dirk/cc by-sa 2.5 (ab-d); p.58: ©Saintho|Dreamstime.com; p.60: Przemyslaw Malkowsky/cc by 3.0 (a); p.61: Adrian Angelov/cc by 2.0 (i); p.62: ©Citalliance|Dreamstime. com; p.66: Orchi/cc by-sa 3.0 (a-i), Fir0002/cc by-sa 3.0 (a-d), Stephan-XP/cc by-sa 3.0 (ab-i); p.67: Henry Mühlpfordt/cc by-sa 30 (a), Mike´s Birds/cc by-sa 2.0 (ab-i), Nick Habgood/cc bysa 3.0 (ab-d); p.68: H.Zell/cc by-sa 3.0 (c); p.69: Dave Powell, USDA Forest Service/cc by 3.0 (a); Qwert1234/cc by-sa 3.0 (ab-i), Bff/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.70: Masaki Ikeda/cc by-sa 3.0 (ab-i), Alkomor.com/cc by 2.0 (ab-d); p.71: Tigerpython/cc by-sa 3.0 (a), Stormy Dog/cc by 2.0 (abi); p.73: ©David Davis|Dreamstime.com; p.76: Reg McKenna/cc by 2.0 (i), Brocken Inaglory/ cc by-sa 3.0 (d), Thamizhpparithi Maar/cc by-sa 3.0 (ab); p.77: Pingvellier/cc by-sa 3.0 (a), Salimfadhley/cc by-sa 3.0 (c), PJKADostie/cc by-sa 3.0 (ab); p.80: Rahul/cc by-sa 3.0, p.81: Art Farmer/cc by-sa 2.0 (ab-d), p.82: Michaelmcandrew/cc by-sa 3.0 (ab); p.83: Timohuemmel/cc by-sa 2.5 (a), Teipangshanloz/cc by-sa 3.0 (ab-c), Andthenpatterns /cc by-sa 2.0 (ab-d); p.87: CoolKoon/cc by-sa 3.0; p.89: Zantonyi Sándor/cc by-sa 3.0 (a); p.90: Pethrus/cc by-sa 3.0 (c); p.94: Bjorn Chrisitian Torrissen/cc by-sa 3.0 (a-i), Angelo1234/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.95:© Jack Cook (a), Woods Hole Oceanographic Institution, Howard Perlman, USGS (c); p.99: Kevmin/cc by-sa 3.0; p.100: Chmee2/cc by-sa 3.0 (i); p.101: Kadellar/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.108: J.M.Luijt/ cc by-sa 2.5; p.110: Jon Zander/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.114: Hans Hillewaert/cc by-sa 3.0 (a); p.116: C Eeckhout/cc by-sa 3.0; p.121: C Eeckhout/cc by-sa 3.0 (a-d), Moussa Direct Ltd/cc by-sa 3.0 (ab-i); p.123: Bruno Gilli/ESO/cc by-sa 3.0 (a); ESO/S.Brunier/cc by-sa 3.0 (ab-i), ESO/ cc by-sa 3.0 (ab-c), NASA;ESA (ab-d); p.126: Manoj.dayyala/cc by-sa 3.0 (a-i), Michael M./cc by-sa 3.0 (a-c); p.128: Amirber/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.130: 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).

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Ciencias naturales

6 bonaerense

Así es este libro

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1 Los materiales: mezclas y transformaciones 8 Mezclas y componentes 9 Los coloides 10 Emulsiones, soles y espumas 10 Geles 11 Aerosoles 11 Las soluciones 12 El agua como solvente 13 Agua salada, agua dulce y agua pura 13 El agua potable 13 Cómo separar mezclas heterogéneas 14 Separación de mezclas de sólidos 14 Separación de mezclas que tienen líquidos 15 Cómo separar soluciones 16 La concentración de las soluciones 17 Transformaciones físicas de los materiales 18 Transformaciones químicas de los materiales 19 La combustión 19 La oxidación 19 Ambiente y tecnología: Técnicas de separación de mezclas para depurar y potabilizar el agua 20 En práctica: Las transformaciones químicas 22 Revisamos qué aprendimos 23 2 Los ambientes que habitan los seres vivos 24 Componentes de los ambientes 25 Los factores abióticos 26 El suelo 26 El clima 27 Tipos de clima 27 Los ambientes acuáticos 28 Las lagunas 29 Los océanos 29 Los ambientes aeroterrestres 30 Las selvas 30 Los desiertos 31 Ambientes de la Argentina 32 Ecorregiones húmedas 32 Ecorregiones secas 33 Ambiente y tecnología: Modificaciones y preservación de los ambientes naturales 34 En práctica: Los suelos y la permeabilidad 36 Revisamos qué aprendimos 37 3 Los seres vivos: relaciones entre sí y con el ambiente 38 Las adaptaciones de los seres vivos 39 Adaptaciones a los ambientes acuáticos 40 Adaptaciones a los ambientes aeroterrestres 41 La organización de los seres vivos en los ambientes 42 Las especies 42 Las poblaciones y las comunidades 43

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Las relaciones de las poblaciones 44 Las relaciones intraespecíficas 44 Las relaciones interespecíficas 45 Las relaciones alimentarias 46 Productores, consumidores y descomponedores 46 Las cadenas y las redes alimentarias 47 Ambiente y tecnología: Extinción y conservación de especies 48 En práctica: Las relaciones entre los seres vivos y con el ambiente 50 Revisamos qué aprendimos 51 4 La digestión y la circulación 52 La nutrición 53 La digestión en el ser humano 54 El sistema digestivo 54 Las etapas de la digestión 55 La digestión en otros animales 56 La ingestión del alimento 56 La digestión y la absorción del alimento 57 La circulación en el ser humano 58 El sistema circulatorio 58 La circulación de la sangre 59 La circulación en otros animales 60 Sistemas circulatorios cerrados y abiertos 60 La circulación en los vertebrados 61 Ambiente y tecnología: Salud de los sistemas digestivo y circulatorio 62 En práctica: El proceso de absorción de nutrientes 64 Revisamos qué aprendimos 65 5 La reproducción 66 ¿Cómo se originan los seres vivos?

67 Dos modos de reproducción 67 La reproducción de las plantas 68 La reproducción sexual de las plantas con flor 68 La reproducción sexual de las plantas sin flor 69 La reproducción asexual en las plantas 69 La reproducción de los animales 70 La fecundación 70 El desarrollo embrionario 71 La reproducción en los seres humanos 72 El sistema reproductor femenino 72 El ciclo menstrual 72 El sistema reproductor masculino 73 Desarrollo y madurez sexual 73 La fecundación 74 El desarrollo del embrión 74 El desarrollo del feto 75 El parto 75 Ambiente y tecnología: Estrategias para la reproducción 76 En práctica: La flor: órgano reproductor 78 Revisamos qué aprendimos 79

6 La luz y los materiales 80 La luz 81 La luz y la visión de los objetos 82 La propagación de la luz 82 La velocidad de la luz 82 La interacción entre la luz y los materiales 83 La reflexión de la luz 84 Reflexión especular y reflexión difusa 84 La refracción de la luz 85 Los espejos 86 Las lentes 87 El ojo humano y el sentido de la vista 88 La dispersión de la luz y los colores 89 Ambiente y tecnología: Instrumentos ópticos 90 En práctica: Construcción de un periscopio 92 Revisamos qué aprendimos 93 7 La Tierra y sus cambios 94 Los subsistemas terrestres 95 La geosfera 96 Las placas tectónicas 96 El movimiento de las placas 97 Los bordes de las placas 97 Modificaciones lentas del paisaje 98 La formación de las montañas 98 La deriva continental 99 La erosión 100 La sedimentación 101 Modificaciones violentas del paisaje 102 Las erupciones volcánicas 102 Los terremotos y los tsunamis 102 Zonas de mayor peligro volcánico y sísmico 103 Ambiente y tecnología: El estudio de los terremotos 104 En práctica: La Tierra en movimiento 106 Revisamos qué aprendimos 107 8 La historia de la vida en la Tierra 108 La escala de tiempo geológico 109 Los fósiles 110 La diversidad de fósiles 110 La formación de los fósiles y su datación 111 La vida a lo largo de la historia de la Tierra 112 La vida en el precámbrico 112 La vida en la era paleozoica 112 La vida en la era mesozoica 113 La vida en la era cenozoica 113 Las extinciones en el pasado 114 Las extinciones graduales 114 Las extinciones masivas 115 La evolución de los seres vivos 116 El árbol de la vida 116 El surgimiento de nuevas especies 117

Ambiente y tecnología: La reconstrucción de la vida del pasado 118 En práctica: El friso de la historia de la vida en la Tierra 120 Revisamos qué aprendimos 121 9 La observación y exploración del universo 122 La observación del cielo 123 Las fases de la Luna 124 El brillo de la Luna 124 Los movimientos de la Luna 125 ¿Por qué se producen las fases de la Luna? 125 Los eclipses 126 Umbra y penumbra 126 ¿Cómo se producen los eclipses? 127 Instrumentos para observar el universo 128 Los binoculares 128 Los telescopios 128 Tipos de telescopios 129 Los observatorios astronómicos 129 Otros instrumentos de observación del universo 130 Los satélites artificiales 131 Los viajes espaciales tripulados 132 Las sondas espaciales 133 Ambiente y tecnología: Rovers en el sistema solar 134 En práctica: Un modelo de las fases de la Luna 136 Revisamos qué aprendimos 137 Herramientas para trabajar en ciencias 138 Formular y confirmar hipótesis 140 Preparar un recorrido de exploración 142 Analizar una reseña de un documental 144 Analizar un experimento histórico 146 Confeccionar mapas conceptuales 148 Diseñar una experiencia 150 Utilizar modelos para comprender fenómenos naturales 152 Elaborar representaciones en escala y analogías 154 Buscar, seleccionar y organizar información actualizada 156 Repasar lo aprendido 158

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3

Los seres vivos: relaciones Tipos de telescopios entre sí y con el ambiente

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, 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. 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.

Así es este libro

Al comienzo de cada capítulo encontrarán algunas actividades para que ustedes comprueben lo que saben Los observatorios astronómicos acerca del tema que van a estudiar.

Para albergar los telescopios más grandes, se construyen edificios especial-

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rayos de luz ocular objetivo

Telescopio refractor. espejo plano

mente diseñados, llamados observatorios astronómicos. En los observatorios, los telescopios están, por lo general, protegidos por una cúpula, que se abre solo En las páginas que siguen, se desarrolla el tema 45º rayos Los seres vivos: relaciones cuando el telescopio está siendo utilizado. Esta cúpula, además, tiene la capaci- de luz dad de rotar para poder orientar el telescopio hacia distintas regiones del cielo. del capítulo a través de textos e imágenes entre sí y con el ambiente Además de telescopios, los observatorios cuentan con otros instrumentos para la investigación de los cuerpos y los fenómenos del cielo.

Las luces de las ciudades y la contaminación atmosférica dificultan la obserTipos de telescopios Hay dos tipos básicos de telescopios: los refractores y los reflectores. vación del cielo. Por eso, muchos observatorios son construidos en lugares aleja• Los telescopios refractores se basan en el uso de lentes para ampliar las Por lo común, poseen dos lentes: el objetivo, que captacon la luz, y el dos de las ciudades. Además, imágenes. se buscan lugares secos y altos, gran cantidad de ocular, que amplía la imagen y permite verla. telescopiosaltura, reflectores utilizan, en general, un espejo cóncavo, que noches despejadas al año. A• Los mayor la atmósfera tiene menos partículas y, Telescopio reflector. capta la luz, en lugar de una lente. Luego, un espejo plano desvía la luz hacia la lente ocular. Ofrecen que imágenespueden más nítidas que los telescopios refractores por lo tanto, se reducen las distorsiones provocar en la observación. y, además, pueden construirse de mayor tamaño y, por lo tanto, distinguir Los telescopios más grandes de la actualidad tienen espejos La mejor forma de evitarmayores las detalles. distorsiones que provoca la atmósfera terrestre, de entre cinco y diez metros de diámetro y tubos de varios metros de largo. sin embargo, es colocandoLoselobservatorios observatorio astronómico en el espacio, generalastronómicos los telescopios más grandes, se construyen edificios especialmente en órbita alrededor mente deParadiseñados, laalbergar Tierra. desventajas que tienen estos observallamadosLas observatorios astronómicos. En los observatorios, están, por lo general, protegidos por una cúpula, que se abre solo torios son su elevado costeloscuando ytelescopios lael telescopio dificultad suEstamantenimiento. está siendode utilizado. cúpula, además, tiene la capaci-El observatorio dad de rotar para poder orientar el telescopio hacia distintas regiones del cielo.

Además de telescopios, los espacial observatorios cuentan con otros instrumentos la espacial más conocido es el telescopio Hubble, que separaencuentra en funinvestigación de los cuerpos y los fenómenos del cielo.

Las luces de las ciudades y la contaminación atmosférica dificultan la obsercionamiento desde el año 1990. vación del cielo. Por eso, muchos observatorios son construidos en lugares alejados de las ciudades. Además, se buscan lugares secos y altos, con gran cantidad de Actividades noches despejadas al año. A mayor altura, la atmósfera tiene menos partículas y,

espejo cóncavo

.

ocular

rayos de luz

ocular

objetivo

Telescopio refractor.

espejo plano

rayos de luz

espejo cóncavo

45º

ocular

Telescopio reflector.

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 observatorios 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 acá

Empecemos por acá

• Los seres vivos se vinculan entre sí para procurarse el alimento, para protegerse del clima o de que otros seres vivos se los coman. Además, presentan características físicas que les permiten habitar en un ambiente determinado. Por ejemplo, los cardones de la Puna acumulan agua en su cuerpo y así logran vivir en un ambiente donde las lluvias son muy escasas. − ¿Por qué les parece que muchas aves hacen sus nidos en ramas de árboles? − ¿Qué tipo de animal se encuentra en la

cubierta del caracol? ¿Por qué les parece que se aloja allí? − ¿Por qué razón un animal de una especie persigue a uno de otra especie? − ¿Por qué les parece que seres vivos de una misma especie se agrupan y se desplazan juntos, como los cardúmenes de peces o las bandadas de pájaros? − ¿Qué ocurre con los peces si se los saca del agua durante un tiempo prolongado? ¿Por qué?

• Los seres vivos se vinculan entre sí para procurarse el alimento, para protegerse del clima o de que otros seres vivos se los coman. Además, presentan características físicas que les permiten habitar en un ambiente determinado. Por ejemplo, los cardones de la Puna acumulan 38 agua en su cuerpo y así logran vivir en un ambiente donde las lluvias son muy escasas. − ¿Por qué les parece que muchas aves hacen sus nidos en ramas de árboles? − ¿Qué tipo de animal se encuentra en la

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

3. Indiquen si las siguientes afirmaciones son correctas (C) o inco− ¿Por qué razón un animal de una especie rrectas (I).

Por lo general, los observatopersigue a uno de otra especie? rios astronómicos se ubican en las grandes ciudades.

En los telescopios refractores, la − ¿Por qué les parece que seres vivos de una imagen es ampliada por el ocular.

Los binoculares, además de lenmisma especie se agrupan y se desplazan tes, poseen prismas en su interior.

Los telescopios refractores puejuntos, como los cardúmenes de peces o Ellas Very Large Telescope (VLT), ubicado a El Hubble es un telescopio espacial reflector. den construirse de mayor tamaño más de 2.600 m de altura en el desierto de Desde su lanzamiento en 1990, ha obtenido que los reflectores.

Atacama, es uno de los observatorios más imágenes de regiones del universo nunca anbandadas de pájaros? avanzados. tes vistas. − ¿Qué ocurre con los peces si se los saca del El Very Large Telescope (VLT), ubicado a El Hubble es un telescopio espacial reflector. 129 agua durantemás un de tiempo prolongado? ¿Por 2.600 m de altura en el desierto de Desde su lanzamiento en 1990, ha obtenido qué?

Atacama, es uno de los observatorios más imágenes de regiones del universo nunca anavanzados.

Ambiente y tecnología

Ambiente y tecnología

3. 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.

Las actividades les

tes vistas.

ayudarán a revisar lo que estudiaron en las129 páginas de desarrollo.

Técnicas de separación de mezclas para depurar y potabilizar el agua Para que el agua que llega a nuestros hogares sea potable, hay que extraerle materiales sólidos, peces, microorganismos y algunas sustancias solubles que contiene en la fuente de donde proviene, por ejemplo, un río o un lago. Para ello, en las instalaciones de las plantas potabilizadoras, se aplican algunas técnicas que estudiaron en este capítulo.

Depuración del agua usada. El agua ya usada en las casas e industrias contiene restos de comida, materia fecal, microorganismos, detergentes y diversas sustancias que pueden ser perjudiciales para la salud de todos los seres vivos. Por esta razón, antes de ser vertida en el ambiente, debe ser “limpiada” o depurada.

1. Filtración a través de rejas para retener sólidos de gran tamaño.

2. Segunda filtración que retiene partículas medianas y finas.

3. Eliminación de las grasas, que flotan en la superficie.

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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.

Captación y primera filtración. Cuando el agua proviene de un gran río, se la capta a través de unas torres apoyadas en el lecho del río que están conectadas a la planta potabilizadora mediante una gran cañería. En la torre, a la entrada de esta cañería, hay unas rejas que filtran el paso de grandes objetos y peces. De allí, el agua llega a una cámara de carga.

Coagulación y sedimentación. A la salida de la cámara de carga, se le agrega una sustancia llamada “coagulante”, que hace que los granos de arcilla en suspensión se agrupen y formen coágulos. Entonces, el agua ingresa a unas piletas, como las que se observan en la imagen, llamadas decantadores, donde queda quieta durante unas horas para que los coágulos se depositen en el fondo.

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4. Sedimentación de partículas en suspensión.

5. Eliminación de sustancias contaminantes por la actividad 6. Coagulación de bacterias y sedimentación descomponedoras. de las bacterias descomponedoras.

Luego, el agua puede ser vertida en el ambiente.

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Esquema de planta depuradora de agua.

Consejos para no desperdiciar el agua Segunda filtración, cloración y alcalinización. El agua que sale de los decantadores entra a unos tanques, como los de la imagen, que contienen unos filtros de arena donde quedan atrapadas las pequeñas partículas que le daban un aspecto turbio. Al agua clara que sale de estos filtros se le agrega cloro, que mediante un proceso de oxidación elimina microorganismos, como bacterias y virus. Después de todos estos tratamientos, el agua queda ácida, entonces, se le agrega cal. Antes de ser distribuida para su consumo, se realiza un control de calidad. Así, se verifica que el agua quedó definitivamente potable.

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• En verano, cuando se riega un jardín o se limpia una vereda o un auto, es mejor hacerlo al atardecer. Eso evita perder agua por evaporación.

• Cuando se lavan los platos, hay que preparar un poco de agua con detergente, cerrar la canilla y enjabonar todo antes de volver a abrirla para enjuagar.

• No dejar correr el agua mientras nos cepillamos los dientes o antes de entrar a la ducha.

• Debemos controlar regularmente que las canillas y los depósitos de los inodoros no pierdan agua.

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En práctica La flor: órgano reproductor

Por medio de la siguiente actividad, podrán observar las estructuras que intervienen en la reproducción sexual de las plantas.

Aquí encontrarán experiencias y otras actividades prácticas para aplicar lo que PASO  Separen los estambres del gineceo sin retirar el gineceo del receptáculo. aprendieron a lo largo del capítulo.

Elementos necesarios • varias flores de rosa china • agujas de disección En práctica • 1 lupa PASO  Esquematicen en detalle un estambre. Con la aguja de disección realicen un corte a lo largo de la an• lápices de colores reproductor tera. Con una lupa, observen el polen y registren sus • 1 cinta de pegarLa flor: órgano En práctica Por medio de la siguiente actividad, podrán observar las estructuras que intervienen • 1 folio observaciones. en la reproducción sexual dereproductor las plantas.

La flor: órgano • 1 hoja canson blanca Por medio de la siguiente actividad, podrán observar las estructuras que intervienen en la reproducción sexual de las plantas.

Elementos necesarios Elementos necesarios rosa china • varias flores•de varias flores de rosa china • agujas de disección • agujas de disección • 1 lupa • 1 lupa • lápices de colores • 1 cinta de pegar • lápices de colores • 1 folio • 1 cinta de pegar • 1 hoja canson blanca • 1 folio • 1 hoja canson blanca Rosa china.

Paso a paso Primera parte Rosa china. de PASO  Realicen en la carpeta un esquema coloreado Paso a paso la flor.

PASO 

PASO 

Separen los estambres del gineceo sin retirar el

Separen los estambres del gineceo sin retirar el gineceo delgineceo receptáculo.del receptáculo.

PASO 

PASO 

Revisamos qué aprendimos

Peguen los estambres sobre la hoja canson, resla posición que tienen en la flor.

Con petando la aguja de disección realicen un corte transPASO 

PASO 

8. Pinten cada cifra con el color que corresponda, según el dato al que se refiere. Tengan en cuenta que hay una la escala de tiempo geológico. cifra que sobra. siglo • eón • período • lustro • década • Revisamos qué aprendimos quinquenio • era • milenio 3.900 400 8. Pinten cada cifra con el color que corresponda, según 10. Subrayen las unidades de tiempo que corresponden a el dato al que se refiere. Tengan en cuenta que hay una la escala de tiempo geológico.

4.600 11.

Observen fósiles y anoten, debajo de cifra que sobra. siglo • eón • período • los lustrosiguientes • década • quinquenio • era • milenio 3.900 cada uno, el nombre que corresponda.

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versal porPASO la mitad ovario.

Observen los óvulos con Retiren del el gineceo del receptáculo.

Realicen un esquema detallado del gineceo. la lupa. Hagan un esquema de sus observaciones.

PASO  de Peguen los estambres PASO  Con la aguja disección realicen un corte trans-sobre la hoja canson, resversal por la mitad del ovario.

Observen los óvulos con en la flor.

Primera parte petando la posición tienen PASO  Peguen elHagan gineceo sobre la observaciones. hojaque canson, respela lupa. un esquema de sus PASO  Realicen en la carpeta un esquema coloreado de la flor. tando la posición que tiene en la flor.

Completen el diagrama con las partes de la flor.

PASO  Peguen sobre laelhoja canson, respePASOelgineceo Retiren gineceo del receptáculo. Realicen un tando la posición que tiene en la flor.

PASO  Completen el diagrama con las partes de la flor.

En conclusión esquema detallado del gineceo.

Rosa china.

Al final de cada capítulo, una serie de actividades les servirán para repasar los conceptos explicados.

10. Subrayen las unidades de tiempo que corresponden a

Esquematicen en detalle un estambre. Con la

 realicen Esquematicen endedetalle un estambre. Con la aguja dePASO disección un corte a lo largo la antera. Con lupa,de observen el polenla y registren sus corteresPeguen los una estambres sobre hoja canson, aguja disección realicen un a lo largo de la anpetando laobservaciones. posición tienen en la observen flor. tera.que Con una lupa, el polen y registren sus observaciones.

PASO  Retiren el gineceo del receptáculo. Realicen un esquema detallado del gineceo.

PASO 

400 4.600

En conclusión

el siguiente párrafo.

• Completen el siguiente párrafo.

• Completen Paso a paso PASO Con laqueaguja deplantas disección es la estructura uti- realicen un corte transLa flor esLa laflorestructura que algunas algunas plantas utilizan en versal la reproducción . El Observen los óvulos con por la mitad del ovario.

Primera parte es la estructura reproductiva lizan en la reproducción . El la lupa.

PASO  Realicen en la carpeta un esquema coloreado de queHagan contiene un al esquema de , sus observaciones. es la estructura reproductiva dentro del cual se encuentran los la flor. . El es la estructura que contiene al reproducti, PASO  Peguen el gineceo sobre va . Se encuentra formada por la hoja canson, respedel cual se encuentran losque PASO  Identifiquen los pétalos los sépalos dede la rosa , constituidos por filamentos tando la posición tienequeen la flor.

PASO  Completen el diagrama conylas partesdentro la flor. china. Retiren suavemente uno a uno; primero, los pésostienen la , donde se encuen. El es la estructura reproductitalos y, luego, los sépalos. Péguenlos en la hoja canson tran los granos de . va de la . Se encuentra formada por de manera que puedan componer la estructura En conclusión la hoja. de la rosa Herramientas para trabajar en ciencias p. 148 PASO  Identifiquen los pétalos y flor lossobre sépalos , constituidos por filamentos el siguiente párrafo. que • Completen china. Retiren suavemente uno a uno; primero, los pésostienen la La flor es la estructura , donde se queencuenalgunas plantas utitalos y, luego, los sépalos. Péguenlos en la hoja canson tran los granos lizan de . en la reproducción . El 78 de manera que puedan componer la estructura de la es la estructura reproductiva flor sobre la hoja.

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Herramientas para trabajar en ciencias p. 148

das en las oraciones por una estrella.

9. Completen el grafigrama con las palabras reemplazaA F das en las oraciones por una estrella. Ó B C D

A

E

B

Al pie de la página hay una indicación que conecta el capítulo con una página de la sección Herramientas para trabajar en ciencias.

S

F Ó

F

G

C

S

I L E S

estromatolito • giganotosuario • gliptodonte • trilobite

Referencias A. Se denomina  a un fósil tan pequeño que no puede observarse a simple vista.

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 G fósiles de árboles. muchos 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.

D

I

E

12. Indiquen en qué era geológica surgió cada uno de los seres vivos de la actividad anterior. Agreguen otros dos seres vivos que hayan surgido en esa era.

L

F

Precámbrico:

E S

Era paleozoica:

estromatolito • giganotosuario • gliptodonte • trilobite

Era mesozoica:

Referencias A. Se denomina a un fósil tan pequeño que no puede observarse a simple vista.

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.

78

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

11. Observen los siguientes fósiles y anoten, debajo de cada uno, el nombre que corresponda.

Millones de años 65transcurridos desde el surgimienMillones de años transcurridos desde el surgimiento de la vida. to de la vida.

Millones de añosMillones transcurridos desdedesde la extinción de años transcurridos la extinción de los dinosaurios. de los dinosaurios.

Millones de años transcurridos desde la aparición Millones de años transcurridos desde la aparición de los insectos. de los insectos. 9. Completen el grafigrama con las palabras reemplaza-

12. Indiquen en qué era geológica surgió cada uno de los seres vivos de la actividad anterior. Agreguen otros dos seres vivos que hayan surgido en esa era.

Era cenozoica:

Precámbrico:

121

Era paleozoica:

Era mesozoica:

Era cenozoica:

Herramientas para trabajar en ciencias 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 120 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,

PRECÁMBRICO

00:30 01:00

12:00

13:00

14:00

02:00

14:30

02:30

15:00

03:00

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

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?

D

18:00

complejos Aparecen seres unicelulares más que las bacterias.

M

18: 30

M

J

V

S

D

L

M

L

M

M

20:00

J

V

S

D

L

M

M

ABRIL

MARZO V

S

D

L

M

M

J

V

S

02 09 16 23 30

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

D

L

J

V

S

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

D

L

M

M

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

SEPTIEMBRE

PALEOZOICO

21:30

D

MESOZOICO

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

L

M

M

J

OCTUBRE V

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

M

M

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

L

J

02 09 16 23 30

V

S

S

D

L

M

M

M

J

V

S

D

L

J

D

L

M

M

J

V

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

NOVIEMBRE V

03 04 10 11 17 18 24 25 31

M

AGOSTO J

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

20:30 21:00

D

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 J

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

M

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

L

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

17:00 17:30

FEBRERO

ENERO

16:30

10:00

154

años

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 00:00

121

El turno de ustedes

Elaborar representaciones en escala y analogías

DICIEMBRE V

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

M

M

J

V

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

CENOZOICO

155

7

1

Los materiales: mezclas y transformaciones

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. Cuando cocinamos una torta, transformamos una masa blanda en un sólido. −−¿Qué mezclas se realizaron para el desayuno de la fotografía? −−¿Pueden separar los componentes de alguna de ellas? −−¿Cómo les parece que se obtuvo el pan lactal?

8

• 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, mejor aun, a través de 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. En las industrias, también se obtienen puros el oxígeno y el alcohol.

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.

9

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.

10

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.

11

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.

12

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.

Aunque muchas sustancias pueden disolverse en el agua, esto no significa que pueda disolver todos los materiales. No puede disolver, por ejemplo, ni el barniz ni la laca. Para disolver estas sustancias, se usan líquidos, como el aguarrás o el diluyente conocido como thinner.

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. 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 es el agua pura.

En algunos lugares, el agua potable contiene mucho calcio y magnesio. Cuando esto ocurre, se la denomina agua dura. No es peligrosa para la salud, pero forma sarro, que se acumula en las cañerías.

El agua mineral es agua potable con ciertos minerales disueltos, como el calcio y el magnesio.

El agua potable

A diferencia del agua salada y del agua pura, una parte del agua dulce de los ambientes es potable, es decir, es apta para el consumo humano. Para que el agua dulce sea potable, debe cumplir ciertas condiciones, como no contener sustancias peligrosas para la salud (cromo, arsénico, plomo o desechos cloacales) ni microorganismos que puedan causar enfermedades. Además, el agua potable suele contener disueltos, en pequeñas cantidades, minerales y otras sustancias. Mientras que algunos de estos componentes no afectan la salud, otros son beneficiosos; por ejemplo, el calcio es necesario para el desarrollo y el mantenimiento de los huesos.

En la actualidad, si bien existen diversas fuentes naturales de agua potable, no son suficientes para abastecer a todas las personas. Además, los desechos provenientes de algunas actividades humanas contaminan esas fuentes de agua. Por estos motivos, el agua es sometida a diversos procesos antes de llegar a las viviendas, a fin de que sea potable. En las ciudades grandes, estos procesos se realizan en plantas potabilizadoras y depuradoras. En las páginas 20 y 21 encontrarán más información acerca del funcionamiento de estas plantas.

En nuestro país, hay muchas fuentes de agua dulce para obtener agua potable. Sin embargo, en otras regiones, como en varios países del norte y centro del continente africano y de Asia, el agua es un recurso muy escaso.

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 agua dulce es siempre potable.

13

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.

14

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

1

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 en 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.

Actividades 4. Realicen la siguiente experiencia para comprobar cómo puede recuperarse la sal disuelta en agua. Necesitarán los siguientes materiales.

• 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 con tela metálica. a. Coloquen el agua en el recipiente de vidrio. Luego, agreguen la sal y revuelvan hasta que la sal se disuelva completamente en el agua. b. Con una lupa, comprueben que la sal no puede diferenciarse del agua.

c. Coloquen el mechero sobre una mesa. Luego, ubiquen el trípode sobre el mechero y la tela metálica sobre el trípode. Finalmente, coloquen sobre la tela metálica el recipiente con la mezcla de agua y sal. d. Pídanle a un adulto que encienda el mechero. Esperen hasta que el agua hierva y se evapore. Luego, pídanle a un adulto que apague el mechero. Observen atentamente lo ocurrido y regístrenlo en la carpeta. e. 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? ¿Por qué?

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Transformaciones físicas de los materiales

Un tronco de madera puede partirse en fragmentos si se lo golpea con un hacha.

El azúcar puede molerse en partículas muy pequeñas, y así obtener azúcar impalpable.

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Como se mencionó al inicio del capítulo, los materiales experimentan de manera más o menos continua diversos cambios, muchos de los cuales ocurren al mezclar dos o más componentes, como la preparación de una ensalada o la disolución de la sal en el agua. Sin embargo, estas no son las únicas transformaciones que pueden producirse en los materiales.

Si se corta un tronco de árbol o se pulveriza un terrón de azúcar, en un caso, se obtendrán pedazos de leña y, en el otro, azúcar en polvo. Pero, en ambos casos, después del cambio, los materiales seguirán siendo los mismos que al principio: madera y azúcar. Cuando esto ocurre, se ha producido una transformación física. La fragmentación, la rotura o la deformación de un material son transformaciones físicas.

Otros ejemplos de transformaciones físicas son los cambios de estado. Cuando un cubito de hielo se derrite, pasa al estado líquido. Si, luego, se calienta el agua líquida hasta que hierve, el agua se vaporiza y pasa al estado gaseoso. Sin embargo, durante todos estos cambios, el agua sigue siendo agua: cambia el estado, pero no cambia el material. En efecto, el vapor de agua puede enfriarse hasta que pasa al estado líquido y, a su vez, el agua líquida puede colocarse en el freezer o en el congelador para obtener nuevamente el cubito de hielo.

Las mezclas que se han estudiado en este mismo capítulo son también cambios físicos. En las mezclas heterogéneas, es fácil darse cuenta de que los materiales no han cambiado. Basta con observarlas a simple vista, en algunos casos, o a través de una lupa o de un microscopio, en otros casos, para darse cuenta de que los materiales que integran la mezcla siguen siendo los mismos aunque estén mezclados.

En las soluciones, el cambio físico es un poco más difícil de percibir. Al disolver agua y sal, podría pensarse que la sal y el agua se transforman en un material diferente: el agua salada. Sin embargo, si se pone a calentar el agua y se espera hasta que esta se evapore, puede comprobarse que, aunque no pudiera percibirse ni siquiera con el microscopio, el agua y la sal estaban allí, mezclados, y que cada uno conserva sus propiedades particulares.

La rotura de un vidrio es una transformación física: el vidrio continúa siendo vidrio aunque se haya partido en pedazos.

El agua (al igual que muchos materiales) puede cambiar de estado; sin embargo, no por eso deja de ser agua.

Transformaciones químicas de los materiales Si se quema la leña, la madera se transforma en cenizas. Si se calienta el azúcar, esta se transforma en caramelo, que es una sustancia más oscura, con un sabor menos dulce. Entonces, luego de estos cambios, los materiales ya no son los mismos porque se han convertido en otros, con propiedades diferentes. Cuando esto ocurre, se ha producido una transformación química.

La combustión

La combustión es el cambio químico que se produce cuando algún material se quema. La madera que arde es un ejemplo de combustión. También el gas encendido de las hornallas de la cocina y la cera y la mecha de una vela prendida que se consumen son combustiones.

El material que se quema en una combustión se denomina combustible.

Para que la combustión se produzca, además, se necesita que haya oxígeno y que la temperatura sea lo suficientemente elevada como para iniciar el proceso. Por eso, para encender el gas, se suele utilizar el fuego de un fósforo. Además, durante la combustión, se produce calor. Por esta razón, se aprovecha, entre muchos otros usos, para cocinar y para calentar las casas.

Como sucede en las transformaciones químicas, los materiales que intervienen en una combustión se convierten en otros. Por ejemplo, la madera se convierte en cenizas, y además, en combinación con el oxígeno, genera vapor de agua y dióxido de carbono.

Los motores de los automóviles funcionan por la combustión de la nafta, que es el material combustible.

La oxidación

Cuando un objeto de hierro queda al aire libre durante varias semanas, se forma sobre su superficie un polvo rojizo llamado óxido. El proceso por el cual se forma el óxido es un cambio químico que recibe el nombre de oxidación. Con el tiempo, el proceso de oxidación puede llegar a desgastar y descomponer por completo un objeto de hierro, lo que se llama corrosión. El agua es el principal causante de este proceso, junto con el oxígeno.

La oxidación no solo afecta los metales: un trozo de manzana expuesto al aire se oscurece al poco tiempo porque ciertas sustancias químicas de la fruta también se oxidan.

Para proteger el hierro y otros materiales metálicos de la oxidación, se los cubre con pinturas anticorrosivas.

Actividades 5. Subrayen con rojo los enunciados en los que se describe una transformación física y con azul aquellos en los que se describe una transformación química.

• El vapor de agua de la atmósfera se condensa.

• Una hoja es movida por el viento.

• Se agrega un puñado de sal al agua.

• Un poco de maíz se transforma en pochoclo al calentarlo.

• Un papel se quema.

• Un clavo se oxida después de estar expuesto al aire libre.

• Un vidrio se rompe en pedazos.

• Se cocina un huevo duro.

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Ambiente y tecnología

Técnicas de separación de mezclas para depurar y potabilizar el agua Para que el agua que llega a nuestros hogares sea potable, hay que extraerle materiales sólidos, peces, microorganismos y algunas sustancias solubles que contiene en la fuente de donde proviene, por ejemplo, un río o un lago. Para ello, en las instalaciones de las plantas potabilizadoras, se aplican algunas técnicas que estudiaron en este capítulo.

Captación y primera filtración. Cuando el agua proviene de un gran río, se la capta a través de unas torres apoyadas en el lecho del río que están conectadas a la planta potabilizadora mediante una gran cañería. En la torre, a la entrada de esta cañería, hay unas rejas que filtran el paso de grandes objetos y peces. De allí, el agua llega a una cámara de carga.

Coagulación y sedimentación. A la salida de la cámara de carga, se le agrega una sustancia llamada “coagulante”, que hace que los granos de arcilla en suspensión se agrupen y formen coágulos. Entonces, el agua ingresa a unas piletas, como las que se observan en la imagen, llamadas decantadores, donde queda quieta durante unas horas para que los coágulos se depositen en el fondo.

Segunda filtración, cloración y alcalinización. El agua que sale de los decantadores entra a unos tanques, como los de la imagen, que contienen unos filtros de arena donde quedan atrapadas las pequeñas partículas que le daban un aspecto turbio. Al agua clara que sale de estos filtros se le agrega cloro, que mediante un proceso de oxidación elimina microorganismos, como bacterias y virus. Después de todos estos tratamientos, el agua queda ácida, entonces, se le agrega cal. Antes de ser distribuida para su consumo, se realiza un control de calidad. Así, se verifica que el agua quedó definitivamente potable.

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Depuración del agua usada. El agua ya usada en las casas e industrias contiene restos de comida, materia fecal, microorganismos, detergentes y diversas sustancias que pueden ser perjudiciales para la salud de todos los seres vivos. Por esta razón, antes de ser vertida en el ambiente, debe ser “limpiada” o depurada.

1. Filtración a través de rejas para retener sólidos de gran tamaño.

2. Segunda filtración que retiene partículas medianas y finas.

3. Eliminación de las grasas, que flotan en la superficie.

1 2 3

4. Sedimentación de partículas en suspensión.

5. Eliminación de sustancias contaminantes por la actividad 6. Coagulación de bacterias y sedimentación descomponedoras. de las bacterias descomponedoras.

Luego, el agua puede ser vertida en el ambiente.

4 5 6

Esquema de planta depuradora de agua.

Consejos para no desperdiciar el agua • En verano, cuando se riega un jardín o se limpia una vereda o un auto, es mejor hacerlo al atardecer. Eso evita perder agua por evaporación.

• Cuando se lavan los platos, hay que preparar un poco de agua con detergente, cerrar la canilla y enjabonar todo antes de volver a abrirla para enjuagar.

• No dejar correr el agua mientras nos cepillamos los dientes o antes de entrar a la ducha.

• Debemos controlar regularmente que las canillas y los depósitos de los inodoros no pierdan agua.

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En práctica Las transformaciones químicas

Por medio de la siguiente actividad, podrán comprobar experimentalmente los cambios que sufren los materiales durante las transformaciones químicas.

Elementos necesarios • Vinagre de alcohol • 1 botella de vidrio chica (vacía) • 1 embudo pequeño • 1 puñado de bicarbonato de sodio • 1 globo • 2 tiras de papel indicador de pH Paso a paso PASO 1 Observen y describan los materiales originales, es decir, el vinagre y el bicarbonato de sodio.

PASO 2

Viertan vinagre de alcohol en la botella de vidrio hasta llenar unas tres cuartas partes.

PASO 3

Sumerjan una tira de papel indicador en el vinagre, dejen secar, comparen el color obtenido en la tira con los colores de la escala y determinen qué tipo de sustancia es el vinagre.

PASO 4

Con el embudo, coloquen un puñado de bicarbonato de sodio en el interior del globo.

Con mucho cuidado, ajusten el orificio por donde se infla el globo en el pico de la botella de vidrio.

Análisis de los resultados • ¿Podrían afirmar que al mezclar bicarbonato de sodio y vinagre ocurre una transformación química? ¿Por qué?

• Describan los materiales que se obtienen luego de la reacción química. Comparen esta descripción con la que realizaron al comienzo de la experimentación y señalen las diferencias.

En conclusión • Copien el siguiente fragmento en la carpeta y complétenlo con las palabras y las frases que correspondan.

PASO 5

PASO 6

Enderecen el globo, de modo que el bicarbonato caiga adentro de la botella y entre en contacto con el vinagre. Observen qué sucede y registren sus observaciones en la carpeta.

PASO 7

Retiren el globo y sumerjan otra tira de papel indicador en el líquido de la botella. Comparen con la escala y determinen qué tipo de sustancia se formó.

En las transformaciones químicas, los materiales se combinan de manera que los productos que se obtienen son de los materiales originales o reactivos.

La cocción, la y la son ejemplos de transformaciones químicas.

Cuando se pone en contacto bicarbonato de sodio sólido y líquido, ocurre una transformación química en la cual se origina una sustancia líquida que, a diferencia del vinagre, que es ácido, es . Además, se forma dióxido de carbono . Este gas permite .

Herramientas para trabajar en ciencias p. 140

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Revisamos qué aprendimos 6. Completen la siguiente red conceptual.

Mezclas pueden ser

homogéneas formadas por

formadas por, al menos,

solvente

un sólido y un líquido pueden separarse mediante

evaporación

7. Indiquen qué combinación de métodos utilizarían para separar los componentes de las siguientes mezclas.

• Arena, arroz y agua:

pueden separarse mediante tamización

pueden separarse mediante

pueden separarse mediante

sedimentación

8. En el esquema que sigue, se muestra el proceso de preparación de una torta. Anoten dentro de cada flecha “física” o “química” para indicar el tipo de transformación que ocurre en las diversas etapas del proceso. harina

• Agua, sal y clavos:

+ agua +

• Trocitos de corcho y agua:

masa

torta

azúcar + huevo

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+ que MĂ S

Ciencias naturales

segundo ciclo

6

4 3 1 0 9 9

789876

421690