Llaves Fisicoquímica 2 - Recorré el libro

Fisicoquímica 2 La naturaleza corpuscular de la materia Fuerzas y campos El carácter

eléctrico de la materia El magnetismo y la materia

Llaves

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Fisicoquímica 2

Proyecto y dirección editorial Raúl A. González

es una obra de producción colectiva creada y diseñada por el Departamento Editorial y de Arte y Gráfica de Estación Mandioca de ediciones s.a., bajo proyecto y dirección de Raúl A. González.

Subdirectora editorial Cecilia González

Directora de ediciones Vanina Rojas

Directora de arte Jessica Erizalde

Edición

Lucía Rivas Ariadna Eva Serrano

Autoría y revisión de los contenidos de química Valeria Edelsztein

Autoría de los contenidos de física Matías Risaro Melina Marzán

Corrección Malena Asteggiano

Diagramación Eugenia San Martín Vivares Helena Maso

Edición gráfica Florencia Cortelletti

Ilustración

Tratamiento de imágenes, archivo y preimpresión Liana Agrasar

Secretaría editorial Lidia Chico

Producción industrial Lidia Chico Leticia Groizard

Fotografía Banco de Imágenes de Estación Mandioca, imágenes utilizadas conforme a la licencia de Shutterstock.com (licencia editorial exclusiva: Lev Radin, Georgios Kollidas), Wikimedia Commons: Alchemist-hp (CC by 2.0 SA), Cskey (CC by 3.0 SA), Julian Herzog (CC bySA 3.0), Mcukilo (CC by 3.0 SA), Omegatron (CC by 3.0 SA), Santeri Viinamäki (CC by 4.0 SA).

Las páginas web han sido consultadas entre junio y octubre de 2016.

Marcela Colace Nestor Taylor Zeta positivo

© Estación Mandioca de ediciones s.a.

José Bonifacio 2524 (C1406GYD) Buenos Aires – Argentina Tel./Fax: (+54) 11 4637-9001 ISBN: 978-987-4113-01-6 Queda hecho el depósito que dispone la Ley 11.723.

Impreso en Argentina. Printed in Argentina.

Primera edición: octubre de 2016.

Este libro no puede ser reproducido total ni parcialmente por ningún medio, tratamiento o procedimiento, ya sea mediante reprografía, fotocopia, microfilmación o mimeografía, o cualquier otro sistema mecánico, electrónico, fotoquímico, magnético, informático o electroóptico. Cualquier reproducción no autorizada por los editores viola derechos reservados, es ilegal y constituye un delito.

Edelsztein, Valeria Fisicoquímica 2 / Valeria Edelsztein ; Matías Ariel Risaro ; Melina Marzán. - 1.a edición para el alumno - Ciudad Autónoma de Buenos Aires : Estación Mandioca, 2016.

144 p. ; 28 x 22 cm. - (Llaves ; 1) ISBN 978-987-4113-01-6 1. Química Física. I. Risaro, Matías Ariel II. Marzán, Melina III. Título CDD 540

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Serie

Fisicoquímica 2 Autores de la obra

Melina Marzán; profesora de Biología con trayecto en Ciencias

Naturales. Actualmente es docente en aulas de escuelas de la provincia de Buenos Aires. Forma parte del plantel de Maestros Globe Argentina donde dirige proyectos activos sobre el estudio del suelo y el agua en la provincia de Entre Ríos.

Matías Ariel Risaro; físico experimental, recibido en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA). Actualmente realiza su doctorado en el Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (CITEDEF), donde además se desempeña como auxiliar de proyectos de investigación. En su doctorado estudia la interacción entre moléculas y radiación láser en el infrarrojo cercano.

Autoría y revisión crítica

Valeria Edelsztein

Doctora en Química por la Universidad de Buenos Aires, docente e investigadora adjunta del CONICET. También realiza tareas de comunicación pública de la ciencia, es autora de varios libros y columnista científica en medios radiales, gráficos, televisivos y digitales.

¿Cómo funciona

este libro?

Bloque

Apertura

Presenta los contenidos de los capítulos y la secuencia de estos.

Muestra los ejes temáticos que organizan el libro según el diseño curricular.

Texto integrador de los contenidos del capítulo e imagen disparadora acompañada de interrogantes que recuperan los saberes previos.

Actividades

A partir de una imagen y un texto, se plantean preguntas que indagan sobre los conocimientos previos.

Páginas de desarrollo Textos claros y precisos que reproducen los temas específicos del nivel. La presencia de imágenes, ilustraciones y esquemas facilita la comprensión de la lectura.

Palabras clave

Términos esenciales que se desprenden de las páginas de desarrollo.

Guía de estudio

Código QR

Copete

Enlaces a recursos didácticos que permiten profundizar los temas abarcados.

Al finalizar cada doble página, se proponen actividades variadas para afianzar los conocimientos aprendidos.

Acercamiento a los contenidos profundizados en las páginas.

Ciencia actual

Sección que relaciona las aplicaciones científicas novedosas con los temas abordados.

Glosario

Definiciones específicas y sintéticas respecto de conceptos de la disciplina mencionados en el texto.

Experiencia en acción Actividad práctica realizable en el aula o laboratorio, que permite aplicar los contenidos teóricos.

Revisión práctica Sección que propone una amplia variedad de ejercicios que integran y afiancen los contenidos desarrollados.

Revisión teórica Se plantean actividades de integración para resolver en el libro que refuerzan el aprendizaje.

Tabla periódica

Índice alfabético

Se anexa una Tabla periódica de los elementos que ofrece la información apropiada para el alumno, según el diseño curricular.

Las palabras y expresiones clave se organizan por orden alfabético y número de página para ser encontradas rápidamente.

Para cada elemento se informa el número atómico, el número másico, la electronegatividad y los números de oxidación.

Índice BLOQUE I

La naturaleza corpuscular de la materia

8

CAPÍTULO 01

Los estados de la materia.............. 10

ˇ ˇ

La materia ............................................................... 11 Átomos y moléculas. Masa y peso

ˇ

Los estados de agregación de la materia ........................................................14 Modelo de partículas

ˇ

Los cambios de estado ....................................16 Cambios de estado y teoría cinéticomolecular. Temperatura de fusión y ebullición

ˇ ˇ

Las propiedades de la materia ....................12 Tipos de propiedades. Relación entre propiedades intensivas y extensivas.

Solubilidad. Densidad. Conductividad

El estado gaseoso ...............................................18 Definición de gas ideal. Teoría cinético-molecular gaseosa. Variables que afectan al estado gaseoso Las leyes de los gases ..................................... 20 Ley de Boyle-Mariotte. Ley de Charles.

Ley de Gay-Lussac. Ley de gases ideales.

Ecuación de estado para los gases ideales

• Experiencia en acción

Un termómetro diferente ................................22

• Revisión teórica .................................................. 23 • Revisión práctica ................................................ 24

CAPÍTULO 02

CAPÍTULO 04

Las soluciones ............................................ 26

Los cambios de la materia ............ 54

ˇ ˇ

Los sistemas materiales homogéneos ....27 Sistemas materiales

ˇ

La concentración de las soluciones ........ 30 Relación entre soluto y solvente.

Saturación de las soluciones

ˇ

Las disoluciones ................................................. 32 Disolución de sólidos. Disolución y entropía. Disolución de gases

ˇ

La solubilidad en las soluciones .............. 34 Factores que influyen en la solubilidad.

Separación de componentes

La clasificación de las soluciones ........... 28 Componentes de las soluciones.

Soluciones líquidas. Soluciones sólidas.

Soluciones gaseosas

• Experiencia en acción

ˇ ˇ

Los cambios en el entorno .......................... 55 Transformaciones y entropía

ˇ

Las reacciones químicas ................................ 58 Balance de ecuaciones. Tipos de reacciones químicas

ˇ

Las reacciones de óxido-reducción .........60 Estado de oxidación. Oxidación y reducción. Reacciones de combustión

ˇ

Las reacciones ácido-base y de precipitación .............................................. 62 Ácidos y bases. pH. Reacciones ácido-base. Reacciones de precipitación.

Formación de sarro, estalactitas y estalagmitas

La solubilidad del dióxido de carbono .... 36

• Revisión teórica ...................................................37 • Revisión práctica ................................................ 38 CAPÍTULO 03

La estructura de la materia .......40

ˇ

El carácter eléctrico de la materia ...........41 Materiales eléctricos. Electrización de la materia

ˇ ˇ

Los primeros modelos atómicos ............... 42 Primeras ideas sobre la materia

ˇ

Las propiedades de los átomos ................. 46 Elementos químicos. Cuestión de masas.

Número atómico. Número másico.

Isótopos. Iones

ˇ

• Experiencia en acción

Cómo inflar un globo sin soplar ................. 64

• Revisión teórica .................................................. 65 • Revisión práctica ................................................ 66

BLOQUE II

Las fuerzas y los campos

Los componentes del átomo ....................... 44 Electrones. Protones. Neutrones. Modelo atómico actual

La tabla periódica..............................................48 Características: períodos y grupos.

Propiedades periódicas. Clasificación de los elementos

• Experiencia en acción

El fuego de colores ............................................ 50

• Revisión teórica ...................................................51 • Revisión práctica ................................................ 52

Las transformaciones físicas y químicas ............................................... 56 Cambios físicos. Cambios químicos.

Símbolos y fórmulas químicas.

Ecuaciones químicas

68

CAPÍTULO 05

Las fuerzas, las interacciones y los campos................................................. 70

ˇ ˇ

Las fuerzas..............................................................71 Definición de fuerza. Principio de inercia

ˇ

Las leyes de Newton ........................................74 Primera ley de Newton. Segunda ley de Newton. Tercera ley de Newton

ˇ

Las interacciones de contacto .....................76 Presión. Fuerza elástica. Fuerza normal.

Fuerza de rozamiento. Tensión

ˇ

Las interacciones a distancia .......................78 Fuerza gravitatoria. Peso. Fuerza eléctrica. Fuerza magnética

ˇ

El concepto de campo .....................................80 Campo de fuerzas. Campo gravitatorio.

Campo eléctrico. Campo magnético

La representación de las fuerzas ...............72 Unidades de medida. Vectores y magnitudes escalares. Superposición de fuerzas

• Experiencia en acción

El elevador hidráulico ...................................... 82

• Revisión teórica .................................................. 83 • Revisión práctica ................................................84

BLOQUE III

El carácter eléctrico de la materia

86

BLOQUE IV El magnetismo y la materia

CAPÍTULO 06

Los materiales frente a la electricidad .......................................88

ˇ ˇ

El átomo y la electricidad ..............................89 Cargas eléctricas

ˇ

Los materiales y la electricidad ................. 92 Aislantes eléctricos. Conductores eléctricos. Semiconductores y superconductores

ˇ

Las fuerzas eléctricas ...................................... 94 Campo eléctrico y fuerza. Ley de Coulomb.

Tormentas eléctricas

La electricidad estática ..................................90 Electrización por frotamiento.

Electrización por inducción.

Aplicaciones electrostáticas

• Experiencia en acción

La construcción de un electroscopio ....... 96

• Revisión teórica ...................................................97 • Revisión práctica ................................................98 CAPÍTULO 07

La corriente eléctrica .......................100

ˇ ˇ

Las cargas eléctricas en movimiento .....101 Circulación de corriente

ˇ ˇ

Las distintas corrientes eléctricas ........104 Corriente continua. Corriente alterna

ˇ

Los circuitos eléctricos ................................108 Componentes de los circuitos.

Tipos de circuitos

ˇ

Los generadores de corriente .................. 110 Producción, transporte y distribución. Consumo domiciliario.

Seguridad eléctrica

La intensidad, la resistencia y el potencial ...................................................... 102 Ley de Ohm. Unidades. Medición de diferencia de potencial y corriente.

Efecto Joule y sus aplicaciones.

Potencia eléctrica

Las fuentes de corriente eléctrica ........106 Portadores de carga en líquidos y gases.

Portadores de carga en sólidos. Pilas y baterías

• Experiencia en acción

El juego del pulso ..............................................112

• Revisión teórica .................................................113 • Revisión práctica ...............................................114

CAPÍTULO 09

El magnetismo y sus aplicaciones ............................... 130

116

CAPÍTULO 08

Los imanes naturales y artificiales ...............................................118

ˇ ˇ

El magnetismo y los imanes........................119 Polos magnéticos. Atracción y repulsión

ˇ

La clasificación de los imanes ..................122 Materiales magnéticos. Diversidad de imanes

ˇ

Las fuerzas magnéticas ............................... 124 Interacciones magnéticas.

Campo magnético terrestre. Líneas de campo magnético

Los imanes y sus propiedades ................ 120 Modelo científico de magnetismo.

Desmagnetización. Partición de un imán.

Inducción magnética

• Experiencia en acción

ˇ ˇ

El campo geomagnético ................................131 Teorías sobre su origen. Aplicaciones.

ˇ

El electromagnetismo ................................... 134 Interacciones con corrientes eléctricas. Inducción electromagnética.

Electroimanes. Generadores eléctricos

ˇ

Las aplicaciones magnéticas .................... 136 Artefactos y electroimanes

La brújula ............................................................ 132 Origen de las brújulas. Polos geográficos y magnéticos. Inclinación y declinación magnética. Navegación.

Brújulas biológicas

• Experiencia en acción

El estudio de las relaciones entre electricidad y magnetismo .......................... 138

• Revisión teórica ................................................ 139 • Revisión práctica ..............................................140

Las propiedades de un imán ...................... 126

• Revisión teórica .................................................127 • Revisión práctica .............................................. 128

ˇ ˇ

Índice alfabético de contenidos .............. 142 Bibliografía .......................................................... 143

Capítulo

04

Los cambios de la materia

La materia sufre cambios continuamente. Estas transformaciones pueden ser físicas, como cuando ocurre un cambio de estado, o químicas, cuando se modifica la naturaleza de la materia y se producen sustancias diferentes. En este caso, se dice que ha ocurrido una reacción química. Existen muchos tipos de reacciones químicas con aplicaciones muy variadas en la industria y en la vida cotidiana.

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Secuencia de contenidos:

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Los cambios en el entorno Las transformaciones físicas y químicas Las reacciones químicas Las reacciones de óxido-reducción Las reacciones ácido-base y de precipitación

El término oxidación suele emplearse en la vida cotidiana: “Se oxidaron las bisagras y la puerta no abre bien”, “Hace mucho que no salgo a correr, estoy algo oxidado”, “Para que la manzana no se oxide, hay que agregarle jugo de limón”. Discutan las diferentes acepciones de la palabra oxidación. ¿Cuáles de los ejemplos anteriores hacen referencia a una reacción química? ¿Cuáles de los ejemplos no hacen referencia a una reacción? ¿Por qué creen que se utiliza, entonces?

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• 54 • [FISICOQUÍMICA 2]

Los cambios en el entorno Si un plato se cae al piso y se rompe, nunca volverá espontáneamente a su estado original, a menos que se produzca un cambio en el entorno: recoger las piezas, encastrarlas y pegarlas. Este tipo de procesos se denominan irreversibles porque ocurren espontáneamente en un solo sentido y no es posible retornar a la situación inicial. Veamos…

Transformaciones y entropía Las transformaciones que sufre la materia ocurren durante un determinado lapso de tiempo. Ese tiempo, a veces, es extremadamente corto y puede percibirse de manera instantánea; otras veces, los cambios requieren miles, millones o miles de millones de años para ocurrir.

En general, los procesos se producen en una dirección preferente. Por ejemplo, si se coloca un cubito de hielo sobre un plato a temperatura ambiente, se derrite, mientras que, si se coloca un poco de agua en un plato, no se forma espontáneamente un cubo de hielo.

La entropía es el concepto físico que permite comprender mejor cómo ocurren los procesos en la naturaleza, y puede pensarse como un concepto asociado a la medida del desorden que hay en un sistema: a mayor desorden, mayor entropía. La entropía es una función de estado: vale lo mismo para cualquier sistema si las condiciones son idénticas. No obstante, a la hora de analizar un proceso no importa tanto su valor numérico, sino su variación entre el estado final y el inicial, es decir, si aumenta, disminuye o se mantiene constante.

Cambios reversibles o ideales. Los procesos que

no necesitan compensación para volver al estado inicial se denominan reversibles. En estas transformaciones, se pasa lentamente por una sucesión de estados intermedios de equilibrio donde todos los parámetros que describen la transformación son conocidos (temperatura, presión, volumen). En estas condiciones, la variación de entropía del universo es nula y, en cualquier punto, es posible devolver al sistema a su estado inicial. Sin embargo, esta situación nunca puede darse en la naturaleza, porque requeriría un tiempo infinito y porque siempre hay procesos de disipación de energía (por fricción, liberación de calor, etcétera).

Los cambios reversibles no existen: son ideales. Sin embargo, a fines prácticos, si un proceso real se produce con suficiente lentitud, se puede considerar reversible.

Energía de activación

Para que se produzca una reacción química entre dos moléculas, es necesario que ambas choquen con una orientación determinada. A medida que las moléculas se aproximan, las nubes electrónicas de sus átomos se repelen. Si el sistema tiene suficiente energía, entonces se vence la repulsión y las moléculas se acercan de manera tal que se produzca el reordenamiento de sus enlaces. En 1899, Svant August Arrhenius introdujo el concepto de energía de activación (Ea) en referencia a la energía mínima que necesita un sistema para poder iniciar un determinado proceso [FIG. 67]. energía total

Cambios irreversibles. Si dos cuerpos que están

inicialmente a dos temperaturas distintas se ponen en contacto, la energía fluirá espontáneamente del cuerpo caliente al frío hasta que ambos lleguen a una temperatura de equilibrio intermedia, en la cual se mantendrán indefinidamente si no se produce un cambio externo al sistema.

Estos procesos unidireccionales son irreversibles porque el sistema, tras pasar al estado final, no puede regresar a su estado inicial a menos que se produzca una compensación o algún cambio en el entorno [FIG. 66]. En todo proceso irreversible, la entropía del universo aumenta.

[FIG. 67]

energía de activación

transcurso de la reacción

Guía de estudio 1. La mamá de Tomás insiste todo el tiempo con

[FIG. 66]

La caída de las hojas de ciertos árboles en otoño es un proceso irreversible.

que su hijo ordene el cuarto. Tomás aprovecha lo que estudió en la escuela y le dice que es imposible disminuir la entropía. ¿Qué opinan?

55

[CAPÍTULO 04] • 55 •

cambio de estado elemento Palabras clave: disolución molécula Las transformaciones físicas y químicas La materia experimenta cambios frecuentes y constantes. Estas transformaciones pueden ser físicas (si la naturaleza de la materia no varía), tal como ocurre en los cambios de estado, o químicas (si la sustancia se transforma en otras diferentes), como ocurre en las reacciones químicas. Veamos…

Cambios físicos Un cambio físico es una transformación que sufre la materia en su forma, volumen o estado, sin alterar su composición o naturaleza. Se producen cambios físicos cuando, por ejemplo, a un objeto se le aplica una fuerza que lo deforma, cuando una sustancia cambia de estado, cuando un metal se dilata por calentamiento o cuando un soluto se disuelve en un solvente.

Difusión. Cuando se abre un frasco de perfume o de

cualquier otro líquido volátil en una habitación, se percibe rápidamente el aroma dentro del recinto.

Las moléculas volátiles se evaporan, se mezclan con el aire y se distribuyen en todo el espacio circundante.

Este proceso es un ejemplo de un cambio físico llamado difusión, por el cual las partículas se introducen en un medio y aumentan la entropía del sistema [FIG. 68].

[FIG. 68]

A través de las membranas biológicas, los solutos se difunden de zonas de mayor a menor concentración. espacio extracelular

bicapa lípidica (membrana celular)

espacio intracelular

Cambios de estado. Al calentar agua se observa

que, luego de unos minutos, el líquido entra en ebullición y comienzan a aparecer burbujas de vapor de agua. Si se continúa con el calentamiento por un tiempo prolongado, al final toda el agua se evapora y el recipiente queda vacío. Durante este cambio de estado, las moléculas de agua no sufren ninguna transformación.

Por ende, la sustancia pasa del estado líquido al gaseoso manteniendo su naturaleza. Debido a esto, todos los cambios de estado son fenómenos físicos.

56

• 56 • [FISICOQUÍMICA 2]

Disolución. Cuando se disuelve azúcar en agua, las moléculas de sacarosa se rodean de moléculas de solvente y la estructura de la red cristalina se rompe. Sin embargo, a lo largo de todo el proceso, la naturaleza de ambos componentes permanece inalterada. De hecho, si se evapora el agua, es posible recuperar los cristales de azúcar intactos. En consecuencia, la disolución es un proceso físico. En otras situaciones, la disolución puede estar acompañada de cambios químicos. La cal viva es un polvo empleado por los agricultores para controlar la acidez del suelo y se elabora a partir de piedra caliza [FIG. 69].

Al colocarla en agua, podría pensarse que simplemente se disuelve, ya que el sólido desaparece y se obtiene una solución clara. Sin embargo, también se desprende calor, de modo que, al evaporar esta solución, no es posible recuperar la cal viva. En este caso, se dice que la cal viva sufrió un cambio o reacción química por estar en contacto con el agua.

[FIG. 69]

La cal se usa en la construcción como conglomerante, o para pintar paredes.

Cambios químicos Los cambios químicos son aquellos en los que las sustancias se transforman en otras diferentes, con naturaleza y propiedades distintas. A nivel microscópico, lo que se observa es la ruptura y formación de nuevos enlaces químicos [FIG. 70].

Las sustancias que existen antes de producirse el cambio, y que serán las que sufrirán la transformación, se denominan reactivos. Las sustancias resultantes, luego de producirse el cambio, se llaman productos.

Algunas evidencias de que se ha producido un cambio químico son los cambios de color, como cuando se prepara caramelo a partir de azúcar; de temperatura, como cuando se enciende una fogata; o la formación de burbujas en el sistema, como cuando las levaduras producen dióxido de carbono en una masa levada.

[FIG. 70]

Cuando una manzana está en contacto con el oxígeno del aire, se produce un cambio químico conocido como oxidación.

empírica

conservación de la masa

molecular

producto

reactivo

Símbolos y fórmulas químicas

Ecuaciones químicas

Todos los elementos químicos tienen un símbolo que los representa y hace referencia a su nombre (a veces en griego, latín u otro idioma) con una combinación abreviada y unívoca de letras en la que la primera siempre se escribe con mayúscula.

Las fórmulas químicas son representaciones de los elementos que forman un compuesto y la proporción en que se encuentran. De esta manera, los átomos de los elementos se expresan mediante símbolos, mientras que las moléculas que componen las sustancias, mediante fórmulas químicas [FIG. 71].

Las ecuaciones químicas son la forma de representar reacciones químicas, en las que todas las sustancias se expresan mediante fórmulas o símbolos químicos. Una ecuación química se escribe consignando los reactivos a la izquierda y los productos a la derecha de una flecha que indica el sentido de avance de la reacción. Es decir:

H

[FIG. 71]

La fórmula química del cloroformo es CHCl3. Posee un átomo de carbono (C), uno de hidrógeno (H) y tres de cloro (Cl).

CI

C CI

CI

Fórmula empírica y fórmula molecular

La fórmula molecular es la fórmula química que indica el número y tipo de átomos distintos presentes en la molécula. Algunas sustancias están formadas por átomos que, al unirse, forman moléculas que se pueden distinguir entre sí. En cambio, ciertos compuestos están constituidos por átomos que se unen y forman redes cristalinas tridimensionales, en cuyo caso la distinción de moléculas individuales se torna más complicada.

En el caso de que se trate de cristales, se habla de su fórmula empírica, la cual es una expresión que muestra la proporción más simple entre los átomos de un compuesto (y puede utilizarse para cualquier sustancia, no solo para cristales). Por esto, a veces, se la llama fórmula mínima y, en ciertas ocasiones, coincide con la fórmula molecular del compuesto [FIG. 72].

[FIG. 72]

La fórmula mínima de la sal (cloruro de sodio) es NaCl y no tiene fórmula molecular. La fórmula molecular y química del azúcar (sacarosa) es igual.

Para el butano, la fórmula molecular es C4H10, pero su fórmula mínima es C2H5.

A+B

C+D

A y B representan las fórmulas o símbolos químicos de reactivos, y C y D corresponden a los productos. En la ecuación también se puede indicar el estado de agregación de productos y reactivos según sean sólidos (s), líquidos (l) o gaseosos (g). Por ejemplo, la ecuación química para la reacción de oxidación del hierro es:

Fe (s) + H2O (g)

Fe3O4 (s) + H2 (g)

Los reactivos son el hierro metálico Fe (s) y el vapor de agua H2O (g), mientras que los productos son el óxido de hierro Fe3O4 (s) y el hidrógeno que se libera en forma de gas H2 (g) [FIG. 73].

Esta ecuación expresa de modo cualitativo la naturaleza de las sustancias que participan, pero no cumple con la ley de conservación de la masa. En una reacción química, la materia no se crea ni se destruye, sino que los átomos que forman los reactivos se reagrupan para dar lugar a los productos. Por lo tanto, el número de átomos debe permanecer invariable y ser el mismo a ambos lados de la flecha. Si se mira la ecuación con detenimiento, se observa que esta condición no se cumple. Para escribirla correctamente, es necesario balancearla.

[FIG. 73]

La corrosión es el deterioro de un material como consecuencia de una reacción química.

Guía de estudio 1. Al abrir una botella de gaseosa, salen

cloruro de sodio

sacarosa

butano

burbujas; al mezclar vinagre con bicarbonato de sodio, también. ¿Qué tipo de cambios ocurren en cada caso? ¿Por qué se ven burbujas en ambos?

57

[CAPÍTULO 04] • 57 •

ácido-base inorgánica Palabras clave: endotérmica exotérmica Las reacciones químicas Una reacción química es un proceso en el cual los reactivos se transforman en productos por ruptura y formación de enlaces de sus átomos. Las reacciones químicas se clasifican de diferentes maneras: según el tipo de energía intercambiada en el proceso, en función de su estructura, del tipo de partícula intercambiada, o de la naturaleza orgánica o inorgánica de los compuestos involucrados. Veamos…

Tipos de reacciones químicas Cuando se quema un papel o se toma un antiácido para combatir la sensación de acidez, se está en presencia de una transformación química. Sin embargo, estas transformaciones no son todas iguales y conocer sus rasgos distintivos, las características que comparten y sus diferencias es sumamente útil [FIG. 75].

Balance de ecuaciones Para balancear una ecuación, debe colocarse delante de cada fórmula o símbolo químico un número (entero o fracción) que corresponda al menor número de moléculas o átomos necesarios para que el proceso tenga lugar.

Estos números se llaman coeficientes estequiométricos.

En la oxidación del hierro, la ecuación correctamente igualada es:

3 Fe (s) + 4 H2O (g)

Fe3O4 (s) + 4 H2 (g)

De esta manera, el tipo y número de átomos se mantienen inalterados. Estas ecuaciones balanceadas aportan una relación cuantitativa entre las cantidades de reactivos y productos. La ecuación de formación del óxido de hierro indica que tres moles de átomos de hierro reaccionan con cuatro moles de moléculas de agua para dar lugar a un mol de moléculas de óxido de hierro y a cuatro moles de moléculas de hidrógeno. Es importante considerar que los coeficientes estequiométricos se refieren a toda la fórmula química de una sustancia. En el ejemplo, 4H2O debe leerse como cuatro moles de moléculas de agua para la reacción. Esto quiere decir que estarán involucrados ocho moles de átomos de hidrógeno (porque hay dos moles de átomos de hidrógeno en un mol de moléculas de agua) y cuatro moles de átomos de oxígeno.

La forma más sencilla para ajustar las ecuaciones químicas es el método del tanteo, que se basa en modificar los coeficientes de uno y otro lado de la ecuación hasta que se cumpla la ley de conservación de la masa, es decir, que la masa consumida de los reactivos sea igual a la masa obtenida de los productos [FIG. 74].

[FIG. 74]

Antoine Lavoisier (1743-1794) elaboró la ley de conservación de la masa en 1785. Sin embargo, en 1745 Mijaíl Lomonósov propuso la misma ley en forma independiente.

58

• 58 • [FISICOQUÍMICA 2]

[FIG. 75]

Una reacción de combustión tiene características propias que la diferencian de una reacción ácido-base.

Las reacciones químicas pueden clasificarse según diferentes criterios: Energía intercambiada. Hay reacciones en las que se libera o absorbe energía térmica (calor); otras, como la fotosíntesis, que dependen de la energía lumínica; y también aquellas en las cuales la energía intercambiada es eléctrica, como en el caso de las pilas.

Estructurales. Se dividen en reacciones de sustitución, descomposición o síntesis [FIG. 76].

• •

[FIG. 76]

El hidróxido de sodio (soda cáustica), usado para destapar cañerías, se obtiene por una reacción de sustitución entre el hidróxido de calcio y el carbonato de sodio.

•

Reacciones orgánicas e inorgánicas. Las reacciones orgánicas son aquellas en las que al menos uno de los reactivos es un compuesto orgánico, es decir, un compuesto químico que contiene átomos de carbono unidos a átomos de hidrógeno y a otros átomos de carbono. Cuando ninguno de los reactivos es un compuesto orgánico, entonces la reacción es inorgánica.

Partícula intercambiada. Las reacciones inorgánicas se dividen en dos grandes grupos: ácido-base, cuando ocurre una transferencia de protones, y óxido-reducción, cuando las partículas involucradas son electrones.

•

producto

reactivo calor óxido-reducción orgánica descomposición

Reacciones endotérmicas y exotérmicas

Cuando se lleva a cabo una reacción química, algunos enlaces de los reactivos deben romperse y formarse otros nuevos para dar lugar a productos diferentes.

Para poder romper los enlaces existentes, es necesario suministrar una energía, la energía de activación, que permite que la transformación química comience.

Si los productos de la reacción tienen menos energía que los reactivos, la propia reacción liberará energía y continuará por sí sola: es una reacción exotérmica. Pero, para iniciarla, seguirá siendo necesario suministrar la energía de activación. Así, para encender un fósforo, basta frotarlo con la caja. Una vez iniciada la combustión, esta continuará por sí sola.

Si los productos tienen más energía que los reactivos, la reacción no liberará energía, sino que la consumirá y será necesario suministrar energía constantemente para que ocurra: es una reacción endotérmica. Al cocinar, se deben mantener los alimentos sobre el fuego porque, en el momento en que dejan de calentarse, la reacción se detiene y los alimentos quedan crudos o a medio cocer. Otro ejemplo de reacción endotérmica ocurre en las plantas durante la fotosíntesis. En este proceso, la energía aportada proviene del la energía lumínica del sol [FIG. 77].

6 CO2(g) + 6 H2O(l)

C6H12O6 (s) + 6 O2(g)

[FIG. 77]

La fotosíntesis es un proceso químico que tiene lugar en las plantas con clorofila.

Ciencia actual La química en el deporte Muchas veces, los deportistas sufren lesiones y necesitan aplicar frío en la zona lastimada. En otros casos, necesitan calor para aliviar dolores musculares. Es habitual que los médicos les proporcionen unas pequeñas bolsas llenas de agua que se enfrían o calientan al instante. Al golpear las bolsas, se libera una sal dentro del agua contenida en su interior. Esta disolución puede ser endotérmica (en el caso de las bolsas de frío) o exotérmica (en el caso de las bolsas de calor).

Las bolsas de frío contienen nitrato de amonio, que, al disolverse en agua, causa un descenso brusco de la temperatura. Las bolsas de calor contienen cloruro de calcio anhidro, que, por el contrario, libera calor al disolverse en agua.

Reacciones de sustitución

En las reacciones de sustitución o desplazamiento, una sustancia sustituye el lugar de alguno de los componentes de los reactivos. En estos procesos, las sustancias que intervienen sufren cambios en su estructura para dar origen a otras AC + B. sustancias. Se representa por la ecuación: AB + C Si la sustitución es doble, se produce un intercambio: AC + BD. Por ejemplo, en la reacción de formaAB+CD ción del ioduro de plomo (insoluble):

Pb (NO3)2 (ac) + 2 KI (ac)

PbI2 (s) + 2 KNO3 (ac)

Reacciones de síntesis

Las reacciones de síntesis o combinación son aquellas en las que dos sustancias se unen para formar un único producto.

C. OcuSe representan mediante la ecuación: A + B rren, por ejemplo, cuando los óxidos reaccionan con agua para formar hidróxidos:

Na2O(s) + H2O(l)

2NaOH (ac)

Reacciones de descomposición

Las reacciones de descomposición son aquellas en las cuales, a partir de un compuesto, se forman dos o más sustancias. Se denominan descomposiciones simples si una sustancia compuesta se desdobla en sus componentes en una reacción inversa a la síntesis.

B + C. Por ejemplo, la desSe representan como: A composición de dióxido de carbono en oxígeno gaseoso y carbono:

CO2(g)

C(s) + O2(g)

Puede ocurrir también que la sustancia requiera de un reactivo para su descomposición. En ese caso, su repreAC + BC. sentación es: AB + C Un ejemplo de este tipo es la reacción de descomposición del sulfuro de zinc:

2 ZnS (s) + 3 O2 (g) → 2 ZnO (s) + 2 SO2 (g) Guía de estudio 1. Si a una cucharada de bicarbonato de sodio

se le agrega un poco de vinagre, burbujea, pero si se le sigue agregando vinagre, en algún momento ya no se observa reacción. ¿Por qué?

59

[CAPÍTULO 04] • 59 •

semirreacción electrón Palabras clave: número de oxidación Las reacciones de óxido-reducción Las reacciones de óxido-reducción (o redox) son aquellas en las cuales ocurre una transferencia de electrones desde uno de los reactivos (agente reductor) hacia el otro (agente oxidante). La combustión de los hidrocarburos, la obtención de varios metales a partir de sus minerales, el proceso de respiración y las reacciones que ocurren en las pilas y baterías son algunos ejemplos de este tipo de reacciones. Veamos…

Estado de oxidación En química, el estado o número de oxidación (EO) es un indicador del grado de oxidación de un átomo que forma parte de un compuesto u otra especie química [FIG. 78].

Puede ser positivo, negativo o nulo y suele indicarse como superíndice en el lado derecho del símbolo químico.

Se puede pensar el EO de un átomo como la cantidad de electrones que ese átomo recibe (signo menos) o cede (signo más) cuando forma un compuesto.

Algunas reglas prácticas para conocer el EO de los átomos en un compuesto son: En las sustancias simples, formadas por un solo elemento, el número de oxidación es 0.

El oxígeno, cuando está combinado, se encuentra casi siempre con EO –2, excepto cuando forma compuestos llamados peróxidos, donde es –1.

El hidrógeno actúa con número de oxidación +1 cuando se combina con un no metal (HCl) y con –1 cuando está combinado con un metal (NaH).

En los iones monoatómicos, el número de oxidación coincide con la carga. Por ejemplo: Na⁺ (EO +1), S⁻2 (EO -2), Al⁺3 (EO +3).

Los halógenos (grupo VII) tienen siete electrones en su último nivel de energía y siempre tienden a ganar uno para completarlo, por eso se combinan con EO –1.

La suma de los EO de todos los átomos de un compuesto es cero (a menos que se trate de iones), porque las moléculas son eléctricamente neutras. Por ejemplo, para el Na2SO3, se tiene EONa +1, EOO -2 y EOS +4. De esta manera: 2 x (-1) + 4 + 3 x (-2) = 0.

• • • •

• •

[FIG. 78]

Actualmente, algunas esculturas de hierro están protegidas con sustancias antioxidantes.

60

• 60 • [FISICOQUÍMICA 2]

Oxidación y reducción La oxidación es el proceso en el cual una especie química (átomos, moléculas, iones) pierde electrones y aumenta su número de oxidación.

La reducción es el fenómeno mediante el cual una especie química gana electrones y reduce su número de oxidación.

Ambos fenómenos son simultáneos y no pueden ocurrir en forma independiente. Siempre que un compuesto se oxida, hay otro que se reduce y viceversa.

Por ejemplo, la reacción entre zinc metálico y sulfato de cobre permite obtener sulfato de zinc y cobre metálico:

Zn + CuSO4

Cu + ZnSO4

En este caso, el zinc se oxida porque su EO pasa de 0 a +2.

El cobre, en cambio, se reduce porque su EO pasa de +2 a 0.

Se dice, entonces, que el zinc es el agente reductor de la reacción, porque al oxidarse provoca la reducción del cobre. A su vez, el sulfato de cobre es el agente oxidante porque, al reducirse, causa la oxidación del zinc.

Semirreacciones

Como una reacción redox implica necesariamente que un compuesto se oxide y otro se reduzca, muchas veces, en lugar de escribirse la ecuación química general de óxido-reducción, se escriben las dos semirreacciones correspondientes y se indican explícitamente los electrones transferidos. Para el caso de la reacción entre el zinc metálico y el cobre, la ecuación es: SEMIRREACCIÓN DE OXIDACIÓN:

Zn0

Zn+2 + 2e-

SEMIRREACCIÓN DE REDUCCIÓN:

Cu+2 + 2e-

Cu0

Esta reacción química redox fue una de las primeras en ser utilizada para obtener corriente eléctrica por medio de un dispositivo que permitía que las semirreacciones se desarrollaran en dos partes físicamente separadas.

Cuando ambas partes se conectaban con un cable, el movimiento de los electrones a través de él generaba una corriente eléctrica.

estado de oxidación

combustible

comburente

Reacciones de combustión Generalmente, la reacción de cualquier sustancia con el oxígeno recibe el nombre de oxidación y es exotérmica, es decir, libera calor. Pero en ciertas ocasiones, la reacción es tan exotérmica que, además de calor, hay emisión de luz y se observan llamas. En este caso, las reacciones reciben el nombre especial de combustiones [FIG. 79].

[FIG. 79]

En una combustión se desprende una gran cantidad de energía en forma de calor y luz.

En toda combustión existe un elemento que arde, denominado combustible, y otro que produce la combustión, llamado comburente, que generalmente es el aire por su contenido de oxígeno gaseoso.

Combustibles

Los combustibles se clasifican de diversas maneras.

Algunas de ellas son: Según su estado de agregación. Ejemplos de combustible sólido son el carbón o la madera; un combustible líquido es el kerosene; y combustibles gaseosos son el butano o el gas natural.

Según su origen. Los combustibles fósiles provienen de restos orgánicos vegetales y animales y que se extraen de la naturaleza, como el petróleo y sus derivados [FIG. 80]. También existen los biocombustibles como el biodiésel, bioalcohol o biogás.

• •

[FIG. 80]

Del petróleo se obtiene nafta, gas oil, kerosene, entre otros.

Temperatura

completa

Para que se produzca una combustión, la mezcla de combustible y comburente debe alcanzar una temperatura mínima necesaria: la temperatura de ignición. Una vez conseguida, el calor producido por la propia combustión mantendrá la temperatura por encima de este valor y la reacción continuará hasta que se agote el combustible o el comburente.

incompleta

Combustión completa e incompleta

En una reacción de combustión completa, todos los elementos que forman el combustible se oxidan completamente y los productos finales son agua y dióxido de carbono. En algunos casos, pueden formarse óxidos de azufre o nitrógeno dependiendo del combustible, la temperatura, la cantidad de oxígeno en la reacción y, sobre todo, la presión.

Sin embargo, en ocasiones, el comburente no es suficiente para oxidar completamente al combustible. Se dice entonces que ocurre una combustión incompleta.

Como resultado, se produce monóxido de carbono (CO) y también puede generarse carbón, entre otros productos.

Monóxido de carbono y toxicidad

El monóxido de carbono (CO) es un gas tóxico, incoloro e inodoro conocido como el "asesino invisible". Su toxicidad se debe a que tiene una enorme afinidad por la proteína transportadora de oxígeno en la sangre, la hemoglobina.

Por lo tanto, si se inhala en concentraciones suficientemente altas, el CO interfiere en el mecanismo de transporte de oxígeno a los tejidos. Esto ocasiona una intoxicación aguda con síntomas como dolor de cabeza, disminución de la visión y de la coordinación muscular y llega, en situaciones extremas, a causar la muerte.

El CO de origen natural no representa un problema, dado que se produce en cantidades muy pequeñas y su concentración normal en el aire no contaminado suele ser muy baja. El gran inconveniente es que, a menudo, este gas también se produce en los hogares por combustión incompleta cuando la estufa o el calefón no funcionan bien. Como generalmente estos artefactos se utilizan en invierno y las ventanas suelen estar cerradas, la concentración del gas aumenta y puede traer graves consecuencias. goo.gl/YJ3x9m Escaneen el código QR para aprender más sobre el fuego.

Guía de estudio 1. Hagan el siguiente experimento. Necesitan 1

frasco de vidrio, 3 velas de distintas alturas y 1 encendedor. Peguen las velas con cera sobre una superficie, enciéndanlas y tápenlas con el frasco. ¿En qué orden se apagan? ¿Por qué?

61

[CAPÍTULO 04] • 61 •

cede Palabras acepta clave: exotérmico protón Las reacciones ácido-base y de precipitación Una reacción ácido-base, también conocida como reacción de neutralización, es una reacción química que ocurre entre un ácido y una base, a partir de la cual se produce una sal y agua. Una reacción de precipitación es aquella en la que uno de sus productos es insoluble en el medio de reacción y se observa como un precipitado. Veamos…

Ácidos y bases La primera teoría formal acerca de los ácidos y bases la postuló Arrhenius, quien sugirió que los ácidos eran compuestos que, en solución acuosa, se disociaban y liberaban protones (H+), y las bases, como contrapunto, liberaban oxhidrilos (OH⁻).

Años más tarde, Brönsted y Lowry propusieron que el carácter ácido de las sustancias no se debía exclusivamente a su capacidad de producir protones en solución acuosa, sino también a su facilidad para cederlos a otras especies. Así, llamaron ácidos a las sustancias que cedían protones y bases a las sustancias que aceptaban protones.

Con esta teoría resultaba evidente que ningún ácido podría ceder protones si no había una base que los aceptara.

HCl

+

NaOH

ácido clorhídrico hidróxido de sodio (ácido, cede H+) (base, acepta H+)

H2O + NaCl

Lewis definió a los ácidos como sustancias capaces de aceptar un par de electrones para formar un enlace y a las bases como sustancias capaces de cederlos con el mismo fin. Esta definición permitió abarcar muchos compuestos no incluidos en las teorías previas.

pH Existen distintos tipos de ácidos: por ejemplo, el ácido sulfúrico es tan fuerte que puede producir quemaduras, mientras que el ácido bórico es débil y se utiliza para el lavado de ojos. Lo mismo ocurre con las bases: la leche de magnesia se bebe para calmar la acidez, mientras que el hidróxido de sodio (o soda cáustica) se emplea para destapar cañerías y es capaz de disolver el cabello humano. La medida de la acidez o alcalinidad de una sustancia en una solución acuosa es el pH y se expresa con una fórmula determinada:

62

pH = -log [H+]

• 62 • [FISICOQUÍMICA 2]

La escala de pH va desde el 0 hasta el 14. Si la solución tiene un pH inferior a 7, es ácida, y si es superior a 7, es básica. El 7 corresponde al pH neutro, que es el que tiene el agua pura [FIG. 81].

[FIG. 81]

El pH puede estimarse con tiras reactivas, las cuales consisten en un papel impregnado con un indicador universal que toma distintos colores según el pH.

Como los valores reales de concentración de protones [H⁺] en las soluciones son muy pequeños, se utiliza un logaritmo en la escala de pH . Al usar una escala logarítmica, la diferencia entre una unidad de pH y la siguiente corresponde a un cambio de potencia 10. Es decir, que una muestra con un valor de pH 5 es diez veces más ácida que una muestra de pH 6.

Reacciones ácido-base La reacción entre un ácido y una base se conoce como neutralización y generalmente es exotérmica.

Cuando participan un ácido y una base de Brönsted, se obtienen una sal y agua. Esta es la definición más extendida.

KOH + HNO2

hidróxido de potasio (fuerte)

ácido nítrico (fuerte)

H2O + KNO3 agua

nitrato de potasio (sal)

Las reacciones de neutralización son especialmente útiles como técnicas de análisis cuantitativo y se conocen como valoraciones ácido-base. Permiten determinar una concentración desconocida de un ácido, a partir de una solución de una base de concentración conocida [FIG. 82].

[FIG. 82]

En las valoraciones ácidobase, el punto final de la neutralización se puede detectar gracias a un indicador que hace que la solución cambie de color.

precipitación oxhidrilo básico ácido ph-metro endotérmico Lluvia ácida

El agua de lluvia tiene normalmente un pH de entre 5 y 6.

Sin embargo, en las últimas décadas, ciertas regiones del planeta sufrieron una fuerte contaminación atmosférica con óxidos de azufre y de nitrógeno emitidos como producto de la combustión en centrales termoeléctricas, los motores de automóviles y aviones, entre otros. Estos óxidos reaccionan con el agua y forman ácido sulfúrico y nítrico que se disuelven en las gotas de lluvia, formando la lluvia ácida. El agua arrastra los ácidos presentes en la atmósfera y puede alcanzar valores de pH 2 [FIG. 83].

[FIG. 83]

La lluvia ácida afecta seriamente la vegetación de los bosques, el suelo y los animales.

Formación de sarro, estalactitas y estalagmitas En la corteza terrestre, una de las sales más abundantes es el carbonato de calcio (CaCO3), componente principal de muchos minerales como la calcita o aragonita y de las calizas, rocas sedimentarias formadas por depósitos de caparazones y esqueletos de animales marinos.

Cuando llueve sobre zonas en las que hay gran cantidad de rocas calizas, el dióxido de carbono disuelto en el agua reacciona con el carbonato de calcio, insoluble, y se forma bicarbonato de calcio. Este compuesto es soluble en agua y se filtra entre las grietas de la tierra. Cuando el agua llega hasta el techo de una cueva, debido a los cambios de presión y temperatura, el dióxido de carbono escapa de la solución y las gotas que caen dejan tras de sí un depósito de carbonato de calcio precipitado, que forma la estalactita [FIG. 85].

[FIG. 85]

Reacciones de precipitación Las reacciones de precipitación son aquellas en las que se forma un producto insoluble, es decir, que no se disuelve en el medio de la reacción. A este producto se lo denomina precipitado y su aparición dependerá de la naturaleza de los reactivos, la temperatura de reacción y el solvente empleado, entre otros factores.

Los casos más habituales se dan con solutos iónicos en agua. Por ejemplo, al mezclar una solución acuosa de nitrato de plomo con una de ioduro de potasio, los iones de ambas sales reaccionan para formar un precipitado de ioduro de plomo [FIG. 84].

Pb (NO3)2 (ac) + 2 KI (ac)

PbI2 (s) + 2 KNO3 (ac)

Cuando se disuelve sal en agua, las moléculas del solvente se asocian con las moléculas del soluto. Este proceso, denominado solvatación, logra vencer las interacciones entre los iones en la red cristalina, por lo que el soluto se mezcla con el solvente y pasa a la solución. Cuando se forma un precipitado al mezclar dos soluciones es porque las fuerzas de atracción entre los iones superan las fuerzas de interacción con el solvente.

[FIG. 84]

Las soluciones de nitrato de plomo y de ioduro de potasio son incoloras.

Al reaccionar, forman un precipitado amarillo conocido como lluvia de oro.

En las Cuevas de Nerja, España, se encuentran estalactitas de 60 metros de altura y 18 de diámetro. Se estima que comenzaron su formación hace unos 450.000 años.

Además, la misma gota de agua que cae de la punta de una estalactita llega al suelo y, al evaporarse, deposita más carbonato de calcio. En consecuencia, comienza a crearse otra estructura, que va ascendiendo desde el suelo hacia el techo de donde el agua se filtra: así nacen las estalagmitas.

Cuando, en lugar de depositarse en las cuevas, el carbonato de calcio insoluble se deposita en las cañerías de los hogares o las industrias, las incrustaciones pueden obturar tuberías, conexiones y maquinarias. Estos depósitos se conocen como sarro y se suelen observar en lugares donde hay agua dura, es decir, que tienen un alto nivel de minerales (especialmente calcio y magnesio) [FIG. 86].

[FIG. 86]

El sarro que se incrusta en las cañerías provoca enormes inconvenientes en las industrias.

Guía de estudio 1. Preparen un indicador de pH con repollo

colorado: trocen 5 hojas, remójenlas unos minutos en agua caliente y recuperen el líquido.

Experimenten con distintas sustancias.

63

[CAPÍTULO 04] • 63 •

Experiencia en acción y…

Cómo inflar un globo sin soplar A lo largo de este capítulo estudiaron las transformaciones físicas y químicas de la materia. En la siguiente experiencia, analizarán con más profundidad las reacciones ácido-base.

Materiales

• Botellas de gaseosa vacías (600 ml) • Globos • Vinagre • Bicarbonato de sodio • Tiza triturada • Cáscara de huevo triturada

• Jugo de limón • Vasos descartables • Cucharitas • Bandita elástica • Embudo

Procedimiento

a. Preparen en los vasos descartables las siguientes

mezclas: Vaso 1: Jugo de limón + Vinagre Vaso 2: Jugo de limón + Tiza triturada Vaso 3: Jugo de limón + Bicarbonato de sodio Vaso 4: Jugo de limón + Cáscara de huevo triturada Vaso 5: Vinagre + Tiza triturada Vaso 6: Vinagre + Bicarbonato de sodio Vaso 7: Vinagre + Cáscara de huevo triturada Vaso 8: Agua + Tiza triturada Vaso 9: Agua + Bicarbonato de sodio Vaso 10: Agua + Cáscara de huevo triturada

• • • • • • • • • •

b. Registren todos los cambios observados. c. Elijan la mezcla que les parezca más conveniente,

teniendo en cuenta que el objetivo final es inflar un globo. d. Coloquen el líquido elegido dentro de la botella. e. Coloquen el sólido elegido dentro del globo con la ayuda de un embudo. f. Ajusten la boca del globo a la boca de la botella con una bandita elástica y vuelquen el contenido del globo dentro.

Observaciones y conclusiones

1.

2.

3.

¿Qué ocurrió al mezclar los reactivos en cada vaso? ¿Por qué no observaron los mismos resultados en todos los casos? ¿Qué mezcla eligieron para inflar el globo? ¿Por qué?

Si quisieran utilizar otra mezcla, ¿qué cambios creen que deberían realizar para poder inflar el globo?

64

• 64 • [FISICOQUÍMICA 2]

…revisión teórica.

•

Lean el siguiente texto y resuelvan las actividades.

2. La fuente más importante de mercurio es un mi-

Durante los siglos XVIII y XIX, en Inglaterra era muy común la profesión de sombrerero. En esa época, los sombreros se elaboraban con fieltro, un tipo de textil que no se teje sino que se obtiene “apilando” con vapor y presión varias capas de fibras de lana o pelo de animales, gracias a la capacidad que tienen de adherirse entre sí.

Para separar el pelo de la piel, los sombrereros utilizaban nitrato de mercurio. Como los talleres eran pequeños y tenían poca ventilación, con el correr de los días los sombrereros inhalaban los vapores de mercurio a los que estaban expuestos y, al cabo de un tiempo, empezaban a mostrar síntomas de intoxicación. Por eso la frase “loco como un sombrerero” era de uso habitual. Algunos autores sugieren que esta expresión inspiró a Lewis Carroll para crear el personaje de Alicia en el país de las maravillas. Actualmente, a esta enfermedad se la denomina hidrargirismo y, si bien ya no la sufren los sombrereros, suele ocurrir por consumo de agua o pescado con altos niveles de mercurio.

3. Otra forma de obtener mercurio puro a partir de

neral llamado cinabrio, compuesto por sulfuro de mercurio (HgS). El metal puro suele obtenerse por un proceso llamado tostación en el que se lo calienta a 700 °C y se lo hace reaccionar con el oxígeno del aire.

Si el punto de fusión del mercurio es -39 °C y el punto de ebullición es 357 °C, ¿en qué estado de agregación se encuentra el mercurio obtenido en la reacción?

cinabrio consiste en hacerlo reaccionar con limaduras de hierro, a partir de lo cual se obtiene como subproducto sulfuro ferroso (FeS).

a. Escriban la ecuación química balanceada para la obtención de mercurio por reacción con hierro metálico.

b. Completen la siguiente tabla con el estado de oxidación de todos los átomos involucrados en la reacción.

COMPUESTO

1. Cuando se calienta nitrato de mercurio, ocurre lo

HgS

siguiente: Hg(NO₃)₂ → Hg + NO₂ + O₂.

a. ¿Qué

elementos químicos forman el nitrato de mercurio?

ELEMENTO S

Fe

Fe

Hg

Hg

FeS

ESTADO DE OXIDACIÓN

Hg

Fe S

c. b. ¿Se trata de un cambio físico o químico?

¿Qué tipo de partículas se intercambian en esta reacción? ¿De qué tipo de reacción se trata?

d. ¿Qué átomos cambian su estado de oxidación durante la reacción? c.

Balanceen la ecuación química.

e. ¿Quién es el agente oxidante?

d. ¿Qué tipo de reacción estructural es?

f.

¿Quién es el agente reductor?

65

[CAPÍTULO 04] • 65 •

Revisión práctica 1. Las reacciones en fase gaseosa suelen ser más

rápidas que en fase líquida, y estas, a su vez, más rápidas que en fase sólida. ¿Cómo podrían explicar este hecho experimental?

2. Para comprobar la ley de conservación de la masa, Nahuel disolvió una pastilla efervescente de 2 g en un vaso que contiene 200 g de agua. Sin embargo, al pesar el contenido total del vaso tras la disolución, la balanza indicó 200,5 g. Nahuel concluyó que esta reacción no cumple con la ley de conservación.

g. ¿Pueden predecir cuál será el volumen de gas desprendido si se utilizan 750 mg de bicarbonato de sodio? ¿Y si se emplean 2 g? h. Uno de los alumnos decide reemplazar el bicarbonato de sodio por hidróxido de sodio sólido (NaOH).

Al hacer la reacción con ácido clorhídrico, no observan aparición de burbujas pero el sólido desaparece.

• Escriban la ecuación química que representa la reacción.

• ¿Por qué no se observan burbujas?

a. ¿Es correcta la conclusión de Nahuel? b. ¿Cómo explicarían lo que ocurrió en este caso? c. ¿Cómo harían para corroborar si su hipótesis es

i. Al querer repetir el experimento, los alumnos se dan cuenta de que ya no hay más ácido clorhídrico en el laboratorio. ¿Con cuál/es de los siguientes reactivos podrían reemplazarlo? ¿Por qué?

3. En un experimento de laboratorio, los alumnos ha-

• jugo de limón • sal de mesa • azúcar • vinagre

correcta?

cen reaccionar en un tubo de ensayo 1 ml de ácido clorhídrico acuoso HCl (ac) (37 %m/m) con 500 mg de bicarbonato de sodio NaHCO3 (s). Observan que el sólido desaparece por completo y ocurre un burbujeo.

La ecuación química que representa a la reacción es: NaHCO3 (s) + HCl (ac)

CO2 (g) + H2O (l) + NaCl (ac)

a. ¿Qué tipo de partículas se intercambian en esta reacción? b. ¿De qué tipo de reacción se trata? c. ¿Por qué se desprenden burbujas en la reacción? ¿En algún momento deja de burbujear? d. Los alumnos repiten el experimento y capturan el gas desprendido colocando un globo en la boca del tubo (volumen A = 270 cm3). Deciden volver a hacer el experimento pero, esta vez, utilizan 1 g de bicarbonato de sodio y obtienen el doble de volumen de gas (volumen B = 540 cm3). ¿Por qué? Elaboren hipótesis que expliquen lo observado. e. Una vez más, los alumnos realizan el experimento pero agregan 1,5 g de bicarbonato de sodio. Para su sorpresa, obtienen el mismo volumen de gas (volumen C = 540 cm3) que cuando agregaron 1 g y, además, notan que en el fondo del recipiente hay restos de bicarbonato de sodio sin disolver. ¿Cómo explicarían estos resultados? f. Con los resultados obtenidos en los experimentos, realicen un gráfico de volumen de dióxido de carbono desprendido (cm3) en función de la masa de bicarbonato agregada (g), si se mantiene la cantidad de HCl constante.

66

• 66 • [FISICOQUÍMICA 2]

4. Indiquen si los siguientes enunciados son verdaderos (V) o falsos (F). Justifiquen sus respuestas y corrijan aquellos falsos.

a. En la digestión de los alimentos se producen transformaciones físicas. b. La fotosíntesis es un proceso químico, ya que las sustancias iniciales se transforman. c. Disolver una cucharada de sal en un plato de sopa es un proceso físico. d. Al colocar una pastilla efervescente en agua, ocurre un proceso químico. e. Al abrir una botella de gaseosa, ocurre un proceso físico. f. En la lluvia ácida precipita ácido clorhídrico, de ahí su nombre. g. En la corrosión de un metal, este reacciona con oxígeno. h. Sin oxígeno no puede producirse un incendio. i. Una reacción química puede producir electricidad. j. La electricidad puede provocar una reacción química. k. Los ácidos en solución acuosa se disocian y liberan oxidrilos. l. Las reacciones de descomposición son aquellas en las que dos sustancias se unen para formar un único producto.

5. En las preparaciones de pastelería es muy común

utilizar alguno de los tres tipos de agentes leudantes: físicos, químicos y biológicos.

a. El más común de los agentes biológicos son las levaduras, que se alimentan de azúcar y liberan, por fermentación, dióxido de carbono (CO2) y etanol (C2H6O).

Investiguen y escriban la ecuación química que representa la fermentación de las levaduras. ¿Qué producto es el responsable del leudado? ¿Por qué? b. ¿Conocen otros productos consumidos por las personas que requieran agentes leudantes biológicos? c. Las levaduras necesitan activarse con agua tibia, a alrededor de 37 °C. ¿Por qué? ¿Qué ocurre si el agua está muy caliente? d. ¿Qué ocurre con el etanol durante la cocción? e. En otras preparaciones, se suelen utilizar agentes químicos como el bicarbonato de sodio. En este caso, es necesario que la preparación contenga algún ácido. ¿Por qué? f. Escriban la reacción química entre el bicarbonato de sodio y un ácido. ¿Qué producto es el responsable del leudado? ¿Por qué? g. A veces, también se utiliza el bicarbonato de amonio como agente leudante. Además de reaccionar con ácidos, se descompone por calor para dar amoníaco y dióxido de carbono. Investiguen y escriban la ecuación química correspondiente. ¿Qué producto es el responsable del leudado? ¿Por qué? h. Los polvos para hornear contienen una mezcla sólida de bicarbonato y distintos ácidos. Mientras no se los mezcle con agua, no reaccionan entre sí. ¿Por qué?

6. El ácido sulfúrico (H2SO4) es capaz de atacar materiales formados por carbonato de calcio (CaCO3) como la piedra caliza y el mármol. Por este motivo, la Acrópolis de Atenas fue sufriendo un gran deterioro químico con el paso del tiempo. a. ¿De dónde creen que proviene el ácido sulfúrico

que disolvió el mármol de la Acrópolis? b. Sabiendo que en la reacción se producen sulfato de calcio (CaSO4), agua y un gas, escriban la ecuación química correspondiente. c. ¿Cuál es el gas que se produce en la reacción? d. ¿Qué manifestación física esperarían ver al colocar carbonato de calcio en una solución de ácido sulfúrico? e. ¿Este fenómeno tiene alguna relación con la lluvia ácida? Expliquen sus hipótesis.

7. Lucas y Sofía preparan un té para merendar. Sofía

le agrega al suyo azúcar, mientras que Lucas le agrega un poco de jugo de limón. El color del té de Sofía no cambia pero el de Lucas se vuelve mucho más clarito.

Al ver este resultado, Lucas piensa que, al agregar un líquido, el té se diluyó y por eso se puso más clarito.

Sofía, en cambio, cree que el ácido del jugo de limón es el responsable del cambio de color.

a. Diseñen un experimento que les permita corroborar cuál de las dos hipótesis es verdadera. b. Realicen el experimento y verifiquen si se cumplen sus predicciones. c. Investiguen por qué el té cambia de color cuando se agrega jugo de limón. ¿Qué nombre se les da a los compuestos responsables de ese cambio?

8. El agua oxigenada (H2O2) es un compuesto químico que se descompone muy lentamente en agua y oxígeno gaseoso. Sin embargo, al agregar unos miligramos de dióxido de manganeso (MnO2), la reacción se acelera apreciablemente. La ecuación química que representa a la reacción es: H2O2 (ac)

H2O (l) + O2 (g)

a. ¿De qué tipo de reacción se trata? ¿Cómo se dieron cuenta? b. ¿Cuál es la función del dióxido de manganeso? ¿Por qué no aparece en la ecuación química? c. Balanceen la ecuación química.

9. Un experimento muy divertido

consiste en agregar unos miligramos de dióxido de manganeso a una mezcla de agua oxigenada con unas gotas de detergente y colorante. Escaneen el código QR para observar la reacción.

goo.gl/wSYYO8

a. ¿Por qué este experimento se conoce con el nombre de “pasta de dientes de elefantes”? ¿Cómo explicarían lo que ocurre? b. Ahora que conocen esta reacción, ¿cómo explicarían que al colocar agua oxigenada en una herida se observen burbujas? Investiguen qué componente de la sangre cumple la misma función que el dióxido de manganeso.

67

[CAPÍTULO 04] • 67 •

voltaje

electroimán

corriente

Transformador. Dispositivo que modifica el voltaje

(V) y la intensidad de la corriente eléctrica. La energía, que viaja por medio de los cables eléctricos, se disipa en forma de calor y, para disminuir dicha pérdida, se utiliza alto voltaje y baja intensidad. Para la seguridad de su uso debe haber bajo voltaje y alta intensidad.

Por ejemplo, al salir de una central eléctrica, se eleva el voltaje a unos 300.000 V y su intensidad será de 330 amperes (A), lo cual no implica pérdidas importantes.

En las afueras de las ciudades existen subestaciones de transformación que reducen el voltaje a niveles más seguros (aproximadamente 10.000 V) para la distribución por el interior de la ciudad. Asimismo, existe otra serie de transformadores que reducen el voltaje a 220 V para ser utilizado en los hogares [FIG. 194].

Relé. Dispositivo electromecánico formado por un electroimán y una bobina. Funciona como un interruptor y se utiliza para el arranque de motores de ascensores y para accionar cualquier circuito eléctrico a distancia, como por ejemplo la cerradura automática de los porteros eléctricos. Además, puede funcionar con corriente de bajo voltaje.

Electroimanes superconductores. Son mate-

riales que no tienen resistencia al paso de la corriente eléctrica y, por lo tanto, no se calientan a su paso. Los electroimanes con bobinas de materiales superconductores generan campos magnéticos con una intensidad superior a cualquier otro material y sin desperdicio de energía en forma de calor. Este tipo de electroimanes se utiliza, por ejemplo, en aparatos para resonancias magnéticas y en los trenes Maglev.

central generadora

centro de transformación

bobina circuito

Timbre eléctrico. Electroimán que está formado

por diversas partes: botón, armadura de hierro, martillo y campanilla. Al presionar el botón, circula corriente eléctrica por el circuito, lo que genera que el electroimán atraiga una armadura de hierro unida al martillo que golpea la campanilla. Instantáneamente, el circuito queda abierto en la zona de “contacto”, el electroimán cesa su acción y el martillo regresa a su posición inicial.

Cuando el martillo vuelve a tocar, el contacto cierra nuevamente el circuito y se repite el proceso. Cada vez que el martillo es atraído golpea la campanilla, pero al ser en forma repetitiva y muy rápida genera la sensación de ser un sonido continuo [FIG. 195]. electroimán campanilla

botón martillo armadura de hierro

[FIG. 195]

Guía de estudio 1. Expliquen la diferencia entre una grúa electromagnética y un motor eléctrico.

2. Investiguen en qué consiste el efecto Meissner y cómo se aprovecha en los trenes Maglev.

subestación de transformación

[FIG. 194]

estación transformadora de distribución

residencia

137

[CAPÍTULO 09] • 137 •

Experiencia en acción y…

El estudio de las relaciones entre electricidad y magnetismo Al suministrarle a un imán una energía eléctrica, este adquiere características de un imán de duración limitada. Esta experiencia tiene varios objetivos: verificar el campo magnético producido por un conductor eléctrico, comprobar que el campo magnético de una espira es mayor que el de un conductor recto, construir un electroimán y comprobar sus propiedades.

Materiales

• Un clavo de hierro de entre 5 cm y 10 cm • Cinta adhesiva • 3 metros de cable fino simple • Alfileres • Una pinza para pelar cables • Pila D

Procedimiento

a. b.

Pelen los extremos del cable de 3 metros.

Enrollen el cable desde uno de los extremos del clavo de hierro hasta cubrirlo por completo. Dejen a cada extremo unos 5 cm de cable libre. c. Unan uno de los extremos libres a uno de los bordes de la pila, teniendo en cuenta que el contacto de estas partes es muy importante. Afirmen esta unión con cinta adhesiva. El otro extremo de cable queda libre.

d. Ya pueden hacer funcionar el electroimán, uniendo el extremo que quedó libre del cable con el borde libre de la pila. Recuerden que el cable se calienta, por lo que no conviene hacerlo funcionar durante mucho tiempo. e. Coloquen los alfileres en una superficie, acerquen el electroimán y háganlo funcionar.

Observaciones y conclusiones

1.

2.

¿Qué sucedió cuando acercaron los alfileres? ¿Creen que esto pasaría con cualquier material? ¿Cómo podrían aumentar la intensidad del campo generado por el electroimán?

138

• 138 • [FISICOQUÍMICA 2]

…revisión teórica.

1. Anoten, al lado de cada definición, el concepto al

b. Las cartas náuticas son imprescindibles en la navegación porque…

a. Extensión del campo magnético terrestre que for-

muestran líneas isógonas e isóclinas. marcan rutas que deben seguirse. se actualizan con el movimiento de las líneas magnéticas.

que hace referencia.

ma la capa más externa de la atmósfera.

b. Instrumento de orientación que aprovecha los polos magnéticos de la Tierra. c.

Fenómeno por el cual un imán produce una corriente eléctrica.

d. Dispositivos que modifican el voltaje y la intensidad de una corriente eléctrica, por lo que son indispensables en el transporte de energía eléctrica.

2. La siguiente imagen muestra una bobina por la que circula corriente que genera sus respectivos campos magnéticos. Observen y luego tachen lo que no corresponda para responder las preguntas propuestas.

c.

El campo electromagnético aumenta… al aumentar el número de espiras de la bobina. al utilizar un imán más grande. al aumentar el movimiento del imán inductor.

4. Completen la siguiente red conceptual con los conceptos que correspondan.

MAGNETISMO terrestre

en atmósfera

asociado a la

en núcleo genera el fenómeno denominado

CAMPO GEOMAGNÉTICO

+

-

se aprovecha en la orientación con ocasiona el fenómeno meteorológico

con múltiples aplicaciones

ELECTROIMÁN

a. ¿Cómo se ve que la circulación de la corriente es

en el mismo sentido ¿Qué tipos de fuerzas se establecen entre estos electroimanes? Atracción/Repulsión.

b. ¿Qué deberían invertir para generar la fuerza contraria? Ambos circuitos/Uno de los circuitos. c.

¿Qué representan las flechas punteadas?

Campo eléctrico/Campo magnético.

3. Marquen con un ✓ la/s opción/es correcta/s para completar las siguientes afirmaciones.

MOTOR ELÉCTRICO

requiere correcciones basados en movimientos de rotación por campos magnéticos, generan

DECLINACIÓN

sus mediciones se utilizan en cartas naúticas para trazar

su intesidad depende de

a. Las imprecisiones de las brújulas se deben a... que no son instrumentos fiables. la declinación e inclinación magnéticas. los materiales utilizados en su fabricación.

ISÓGONAS

MOVIMIENTO

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[CAPÍTULO 09] • 139 •

Revisión práctica 1. Busquen información sobre cómo se producen las tormentas magnéticas y las consecuencias y daños que pueden ocasionar. ¿Qué medidas existen para evitar dichos daños?

2. ¿Qué fenómenos magnéticos conocen? ¿Existe alguna relación entre el magnetismo y la electricidad?

12. Teniendo en cuenta la composición interna de la Tierra y la magnetósfera, se puede decir que, en realidad, la corteza se encuentra entre dos campos magnéticos. El principal y más fuerte es el interno; el otro, generado por las partículas ionizadas que provienen del Sol, es mucho más débil en comparación.

cuál es el objeto de estudio del arqueomagnetismo. ¿Será la disciplina apropiada para estudiar los fenómenos magnéticos que ocurrieron en la Tierra hace 4 millones de años?

a. ¿Podría una brújula indicar cambios en la magnetósfera? b. Investiguen qué son los magnetómetros. c. Busquen información sobre observatorios geomagnéticos en nuestro país.

4. Averigüen los datos de la inclinación y declinación

13. La siguiente imagen corresponde al disco rígido

3. Busquen

magnética de la ciudad en la que viven.

5. Sabiendo que los polos de igual signo se repelen,

¿por qué la aguja de una brújula apunta con su extremo norte al polo norte terrestre, en lugar de generarse una fuerza de repulsión?

de una computadora. El cabezal tiene un electroimán que lee y graba los datos. Expliquen cómo funciona a partir de lo aprendido en el capítulo.

6. Las primeras brújulas consistían en un recipiente

lleno con agua en el que flotaba una aguja magnetizada. ¿Podría haber sido de cualquier material el recipiente utilizado? Expliquen.

7. ¿De qué manera se puede aumentar la intensidad de

la corriente en un conductor? Dibujen cómo imaginan el espectro del campo electromagnético generado utilizando líneas de fuerza.

8. Si se construye un electroimán con menos espiras

en la bobina, ¿qué cambiaría? ¿Se origina algún tipo de corriente eléctrica en una espira que tiene adentro un imán en reposo? Expliquen sus respuestas teniendo en cuenta lo aprendido en el capítulo.

9. Existen dos maneras de aumentar la intensidad de

la corriente en la inducción electromagnética. Relean con atención el capítulo y expliquen cuáles son.

10. ¿Cuál de los componentes de un motor eléctrico permite que gire el electroimán sobre su eje?

11. Las válvulas de seguridad de los calefones, las co-

cinas y las estufas a gas funcionan con un electroimán que recibe corriente eléctrica cuando se calienta un metal cercano a la llama. Busquen información al respecto. ¿Podrían explicar cómo funciona este electroimán al abrir o cerrar el paso de gas?

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14. Determinen si las siguientes afirmaciones son

verdaderas (V) o falsas (F). Justifiquen las incorrectas y ejemplifiquen o amplíen las correctas.

a. Las auroras son el resultado de la interacción entre la magnetósfera y la gravedad terrestre. b. Los polos magnéticos y geográficos no se encuentran en la misma ubicación. c. La inclinación y declinación magnéticas son producto de la forma de la Tierra. d. El ser humano presenta magnetosomas. e. El generador eléctrico transforma energía mecánica en eléctrica. f. Las grúas que elevan pesos muy grandes utilizan imanes gigantes.

15. Expliquen la necesidad de cambiar el voltaje y la

intensidad eléctrica por medio de transformadores para la distribución domiciliaria de energía eléctrica.

16. ¿A qué fenómeno hacen referencia los términos

aclina, isóclina, isógona? Definan cada uno con sus palabras.

17.

A continuación se da un acróstico resuelto.

Escriban en sus carpetas las referencias que permitieron resolverlo.

a. b. c. d. M A G N E T e. E L E f. A M

B R B O C P g.

h.

O E R S T E D

B L Ú O R R Í

I E J M O E N

N A U L A A M A G N E T I S M O A M O

18. ¿Podría generarse corriente inducida con un anillo metálico y un imán, moviendo este último en su interior como muestra la figura? Desarrollen.

N

S

19. ¿Qué tienen en común el motor eléctrico y el generador eléctrico? ¿Qué utilidad se le da a cada uno?

20. Investiguen quién fue Mario Báncora y cuáles fueron sus aportes a la ciencia argentina.

21. Las guitarras eléctricas son instrumentos mu-

sicales que funcionan por medio de principios de electromagnetismo. Las pastillas son un imán permanente con una bobina de cobre y las cuerdas tienen un núcleo de hierro y níquel que, al moverse, generan una corriente inducida en la bobina proporcional a la amplitud del movimiento. El sonido de la guitarra se ve influido por la cantidad y ubicación de las pastillas.

Investiguen qué tipo de pastillas existen y cómo afectan al sonido de la guitarra.

22. Las afirmaciones que se encuentran a continua-

23. Ciertas especies animales realizan migraciones,

es decir, desplazamientos periódicos de un hábitat a otro. Los científicos han observado variaciones en las migraciones de aves, peces, mamíferos e insectos.

a. ¿Cómo se relaciona este comportamiento con el magnetismo? Justifiquen su respuesta en no más de un párrafo. b. Investiguen y armen un informe sobre tres especies que utilicen este sentido. Incluyan la descripción del recorrido de su migración.

24. Las tarjetas de crédito y débito, así como los

carnets de obras sociales, tienen un funcionamiento basado en la inducción electromagnética. La banda magnética de estas tarjetas está compuesta por líneas de imanes diminutos dispuestas como un código de barras. Como la distancia entre ellas es muy pequeña, se puede almacenar mucha información. Al pasar la tarjeta por un lector a determinada velocidad, se crea una corriente eléctrica que se traduce a datos mediante un código binario.

a. Investiguen qué material se utiliza para las líneas de la banda magnética. b. Algunas bandas son negras y otras marrones: ¿cuál es la diferencia en cuanto a composición y funcionamiento? Relaciónenlo con la propiedad denominada coercitividad. c. Si no se pasara la tarjeta por el lector, ¿funcionaría? ¿Por qué? d. La creencia popular dice que no se deben guardar las tarjetas magnéticas cerca de los celulares o monederos con cierres imantados. ¿Creen que es un mito o es verdad? Justifiquen su respuesta. e. ¿Creen que no es conveniente limpiarlas frotando con un paño de lana? ¿Por qué?

25. Expliquen con ejemplos por qué es incorrecta la

ción presentan ciertos errores. Redáctenlas de nuevo de manera tal que sean correctas.

siguiente afirmación: “Una corriente eléctrica puede generar un campo magnético, pero un campo magnético no puede producir una corriente”.

a. Al colocar un fragmento de hierro dentro de una

26. Expliquen las similitudes y diferencias entre los

bobina, se construye un electroimán. b. Una brújula está formada por una aguja suspendida que se orienta según el campo magnético terrestre. c. El científico Oersted observó que, al acercar una brújula a un material conductor, se producía circulación de corriente.

siguientes pares de conceptos.

• Polos geográficos/polos magnéticos • Campo eléctrico/campo magnético • Polos geográficos/polos magnéticos • Electromagnetismo/inducción electromagnética

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Después de tanto reaccionar y con mucha fuerza y energía, este libro se terminó de imprimir en el mes de octubre de 2016, en los talleres gráficos de Gráfica Pinter S. A., Diógenes Taborda 48, Buenos Aires, Argentina.