Naturales 6b

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6.

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MI CARPETA DE Bonaerense

Ciencias naturales

2

Transformaciones de los materiales

Cambios físicos y químicos PARA HACER EN GRUPO

1.

Reúnan los objetos de la lista y obsérvenlos atentamente. Anoten las características más importantes de cada uno y una acción que podrían realizar sobre ellos para modificarlos en algún aspecto. a)

Vaso de vidrio con jugo:

b)

Pan:

c)

Globo inflado:

Todos los objetos que utilizamos han sido fabricados con distintos materiales que poseen características o propiedades específicas. En los materiales ocurren cambios, que pueden ser de dos tipos. Cuando las sustancias que los forman no se modifican, se trata de un cambio físico. En cambio, cuando la composición de los materiales varía, cuando las sustancias que los forman pasan a ser otras, se trata de un cambio químico.

© Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723

2.

Observá las siguientes imágenes y completá las frases describiendo qué transformación se observa y a cuál de los dos tipos pertenece.

El agua

.

Es un cambio porque

La plastilina

.

Es un cambio .

porque

El huevo

.

Es un cambio .

porque

.

23

Nombre: .............................................................................................................. Curso: ..................... Fecha: .....................

Cada material, en las condiciones habituales del ambiente, se presenta en un determinado estado de agregación: sólido, líquido o gaseoso. Sin embargo, ese estado puede modificarse si las condiciones ambientales varían. A este fenómeno se lo denomina cambio de estado y se trata de un cambio físico. Por ejemplo, cuando las sustancias absorben calor, pueden pasar del estado sólido al líquido (fusión) y del líquido al gaseoso (vaporización). Por el contrario, si las sustancias pierden calor, pasan del estado líquido al sólido (solidificación) y del estado gaseoso al líquido (condensación).

Otros cambios físicos se producen, por ejemplo, al realizar una mezcla o al mover un objeto de una posición a otra.

3.

Leé la siguiente historia y, luego, respondé las preguntas:

4.

a)

Hacé una lista de las transformaciones físicas que se mencionan en el texto.

b)

Para cada una de las transformaciones de la lista indicá el estado inicial y final de los materiales que se modificaron.

En el capítulo anterior, en las actividades 33 y 34, vimos cómo se separa una mezcla de sal y agua. a) ¿Qué cambio físico se encuentra involucrado en este método de separación?

b)

24

Explicá por qué este método de separación nos ayuda a demostrar que una mezcla es un cambio físico.

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Mariano fue a jugar a la pelota con sus amigos. Para sortear los equipos, Facu sacó un papel blanco, lo cortó en diez pedacitos y escribió los nombres de los jugadores. Durante el partido, Mauro, el arquero, pateó la pelota y la hizo llegar a la mitad de la cancha. Cuando el partido terminó, Mariano sacó de su bolsillo un chocolate, pero estaba derretido. Facu lo invitó a su casa a tomar la leche y su abuela preparó chocolatada disolviendo tres cucharitas de cacao en un vaso de leche fría. ¡¡¡Qué rica estaba!!!

5.

2. Transformaciones de los materiales

Transformaciones químicas

En cada uno de los siguientes ejemplos, indicá si las sustancias involucradas siguen siendo las mismas (M) o se transforman en otras (T). a)

La hoja de carpeta con la que hacés un avioncito.

b)

El grafito de la punta del lápiz que usaste para hacer un dibujo.

c)

La tinta de la lapicera cuando la borraste con el borratinta.

d)

El fósforo que usaste para prender la hornalla.

e)

El agua que herviste para hacerte un té.

Un fósforo está compuesto por un palito de madera y una cabeza, formada por distintas sustancias. Podemos partir ese fósforo por la mitad y aún tendremos las mismas sustancias.

Pero ¿qué ocurre si lo encendemos? Veremos que los materiales del fósforo se convierten en otros distintos, como cenizas y gases. En este caso se ha producido una transformación o reacción química, ya que las sustancias originales se convirtieron en otras diferentes.

Una reacción química suele venir acompañada de ciertos fenómenos, como cambios de color, liberación o absorción de calor, aparición o disolución de sustancias sólidas, liberación de gases o emisión de luz.

EXPERIENCIA ENTRE TODOS

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6.

Consigan un recipiente de vidrio con cuello o una botellita de plástico vacía, una cuchara, un globo, vinagre y bicarbonato de sodio.

1.° Coloquen dentro de la botella unas cinco cucharadas de vinagre y dentro del globo dos cucharadas de bicarbonato.

2.° Ajusten bien el globo al recipiente tratando de que no caiga el bicarbonato.

3.° Con mucho cuidado, levanten el globo dejando caer su contenido dentro del recipiente y observen lo que ocurre. a) ¿Cómo eran los materiales iniciales? ¿En qué se transformaron luego de la experiencia?

b) ¿Se trata de una transformación física o química? ¿Por qué?

25 Nombre: .............................................................................................................. Curso: ..................... Fecha: .....................

En una reacción química, las sustancias que se ponen en contacto para que reaccionen se conocen como reactivos, mientras que la o las sustancias que se obtienen como resultado de la reacción se llaman productos. Para representar estas reacciones suele utilizarse una ecuación química. Por ejemplo: Reactivo 1 + Reactivo 2 Producto 1 + Producto 2 En las reacciones químicas se produce intercambio de calor con el ambiente. Cuando el calor es necesario para que ocurra la reacción, este se indica junto con los reactivos. En cambio, cuando el calor se libera al producirse la reacción, se indica junto a los productos.

8.

9.

26

Se hacen reaccionar dos sustancias, A y B, para obtener un solo producto, denominado C, con liberación de calor. Marcá con una X la ecuación química que representa esta reacción. a)

A+B

C+D

c)

C + Calor

A+B

b)

A+B

C + Calor

d)

A+B

C

Observá la siguiente ecuación química y marcá con una X la expresión que describe el proceso que representa: Agua Hidrógeno + Oxígeno a)

Al someter el agua a una corriente eléctrica en ciertas condiciones, se logra descomponerla en hidrógeno y oxígeno.

b)

El hidrógeno y el oxígeno reaccionan para dar agua y liberan calor.

La reacción de dos sales minerales, el nitrato de plomo y el ioduro de potasio, da como resultado la formación de otras dos sales, el nitrato de potasio y el ioduro de plomo, una sustancia sólida de color amarillo que se deposita en el fondo del tubo. a)

Indicá cuáles son los reactivos, y cuáles, los productos.

b)

Escribí la ecuación química correspondiente.

c)

¿Qué fenómeno observable se produjo en esta reacción?

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7.

2. Transformaciones de los materiales

La oxidación EXPERIENCIA

10.

Veamos qué ocurre con algunas frutas y verduras cuando dejamos su pulpa expuesta. Necesitarás una manzana o una papa, un cuchillo, medio limón y un recipiente con agua.

1.° Cortá con cuidado la manzana o la papa en cuatro partes.

2.° Rociá un cuarto con jugo de limón y dejalo expuesto al aire. Colocá otro cuarto dentro del recipiente de modo que quede cubierto con agua.

3.° Dejá los otros dos cuartos expuestos al aire durante un largo rato. a) Completá la tabla con los resultados.

Manzana (o papa) expuesta al aire sola

Manzana (o papa) con jugo de limón

Manzana (o papa) sumergida en agua

Color inicial

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Color final b)

Si lavás debajo de la canilla uno de los cuartos que dejaste al aire sin limón, ¿vuelve a estar como antes?

c)

Después de realizar la experiencia, ¿a qué agente responsabilizarías por el cambio observado?

Algunos materiales, como la pulpa de algunas frutas o el hierro, sufren transformaciones químicas al ser expuestos al aire. Esto se debe a que el aire contiene oxígeno, un gas que actúa sobre determinadas sustancias provocando una reacción química llamada oxidación.

El producto de esta reacción es un compuesto llamado óxido. Además del oxígeno del aire, existen otros reactivos con gran poder oxidante, como la lavandina (hipoclorito de sodio disuelto en agua) y el agua oxigenada.

11.

La lavandina y el agua oxigenada son potentes oxidantes, lo que permite utilizarlos en diversas aplicaciones. ¿Cuáles se te ocurren?

27 Nombre: .............................................................................................................. Curso: ..................... Fecha: .....................

12.

Observá las siguientes imágenes y respondé las consignas. a) ¿Cómo es el aspecto de cada uno de los tornillos? ¿En qué se diferencian?

A

B b)

¿Qué creés que le ocurrió al tornillo A? ¿Se trata de una transformación física o química?

Algunos materiales, como la mayoría de los metales, experimentan un proceso lento de oxidación al estar expuestos a la acción de ciertos componentes del ambiente. Este proceso se conoce como corrosión. La humedad del ambiente y la salinidad del agua, como ocurre en el mar, favorecen esta transformación química. La corrosión de los distintos metales produce óxidos de diferentes colores. La del hierro, por ejemplo, produce un óxido de color pardo rojizo llamado herrumbre.

Observá las siguientes imágenes y respondé las consignas.

Hola, don Cosme.

Quiero una lata de antióxido para pintar la reja de mi casa.

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¿Antióxido o convertidor de óxido?

a)

¿Por qué necesita Juancito pintar la reja de su casa con un producto especial?

b)

¿Qué diferencia existe entre el antióxido y el convertidor de óxido? ¿En qué casos usarías uno u otro?

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13.

2. Transformaciones de los materiales

La combustión PARA HACER EN GRUPO

14. Preparen una lista de cinco materiales que puedan utilizar como combustible para encender un fuego.

15. En la página 25 mencionamos que cuando se quema un fósforo se trata de una transformación química. a) Escribí una ecuación química que describa esa transformación. Debe incluir los términos gases, madera del fósforo, cenizas y calor.

b)

¿Por qué creés que debemos raspar el fósforo o acercarlo a una llama para encenderlo?

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Prender un fósforo, encender el gas de la hornalla o hacer andar el motor de un auto son ejemplos de combustión. La reacción de combustión es una oxidación rápida, en la que se emiten cantidades importantes de energía, en forma de luz y calor.

Para lograr una combustión es necesario contar con tres elementos esenciales: t combustible que es el material que arde (madera, gas, etcétera). t comburente que es el reactivo oxidante (por lo general, oxígeno gaseoso). t temperatura de ignición que es la mínima temperatura con la que se inicia la reacción (puede lograrse con una llama o una chispa).

16. ¿Cuál es el combustible en cada uno de estos casos? ¿Y el comburente?

29 Nombre: .............................................................................................................. Curso: ..................... Fecha: .....................

PARA HACER EN GRUPO

Lean el texto, observen las imágenes y respondan las preguntas.

La mayoría de los automóviles se mueven gracias a una reacción de combustión que ocurre dentro de los cilindros del motor del auto.

La nafta vaporizada se mezcla con aire y ambos ingresan dentro de cada cilindro a través de una válvula. Esta mezcla es encendida por una chispa generada en la bujía. Cuando la nafta se inflama, produce una pequeña explosión que empuja un pistón hacia abajo. Este pistón, a su vez, mueve varias piezas que convierten el movimiento lineal del pistón en un movimiento circular, que se transmite hasta las ruedas.

18.

30

Bujía Cilindro Pistón Biela

a)

Indiquen cuál es el combustible y cuál es el comburente en el proceso que se describe.

b)

¿Cómo se alcanza la temperatura de ignición?

c)

¿Qué es lo que produce el funcionamiento mecánico del motor?

En el campamento, Juan y Mariana tenían que ayudar al “profe” Fernando a encender el fuego para cocinar. Buscaron ramitas secas y fósforos, pero las ramitas tardaban mucho en encenderse y se apagaban enseguida. Hasta que la maestra de Ciencias naturales se acercó y les explicó que debían colocar unas bolitas de papel y sobre ellas las ramitas, dejando espacios de aire.

Primero debían encender el papel y este encendería la madera. a)

¿Por qué primero encienden el papel y no las maderitas?

b)

¿Por qué es importante que las maderitas estén secas?

c)

¿Por qué creen que debe quedar espacio de aire entre las maderitas?

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17.

2. Transformaciones de los materiales

Combustión completa y combustión incompleta

19. Considerá las siguientes características de la combustión: o se trata de un proceso de oxidación; o cuando es completa, los reactivos se transforman en dos gases diferentes.

Con esa información, escribí la ecuación química de la combustión completa teniendo en cuenta los siguientes reactivos y productos, mencionados en orden alfabético: combustible, dióxido de carbono, oxígeno, vapor de agua. ¿Dónde pondrías las palabras “luz” y “calor”? Colocalas.

EXPERIENCIA

20. Con mucho cuidado, prendé una vela y una hornalla. ¿Qué diferencias observás entre ambos tipos de llamas?

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Con la ayuda de un adulto, colocá al mismo tiempo un fósforo a 1 cm por encima de cada una de las llamas. ¿Qué fósforo enciende primero? ¿Qué llama te parece que está a mayor temperatura, la de la vela o la de la hornalla? ¿Podrías explicarlo?

En una combustión, los reactivos –combustible y comburente– no siempre reaccionan en su totalidad. Por eso, además de calor y luz, los productos obtenidos pueden variar. t En una combustión completa, los productos son dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua (H2O). Esta reacción ocurre cuando la cantidad de oxígeno es apropiada, como se observa en las llamas celestes de una hornalla. t En una combustión incompleta, solo parte de los reactivos se transforman en CO2 y vapor de agua; el resto genera monóxido de carbono y partículas de carbono (cenizas u hollín), entre otros. Esto suele ocurrir cuando el oxígeno presente no alcanza para completar la reacción y se observan llamas amarillentas, como en el caso de la vela.

31 Nombre: .............................................................................................................. Curso: ..................... Fecha: .....................

21. El mechero de Bunsen es un dispositivo sencillo utilizado en los laboratorios químicos, capaz de proveer una llama potente y estable. Este mechero tiene un quemador en forma de tubo que incorpora aire a través de dos orificios laterales que tiene en su base. A este tubo lo rodea otro más corto, que permite tapar o descubrir esos orificios laterales.

A partir de los datos mencionados, indicá en qué mechero los orificios están cerrados, y en cuál, abiertos. Justificá tu respuesta.

A

B

Quemador Orificio

Tubo corto

Entrada de gas

PARA HACER EN GRUPO

22. Una combustión incompleta —por ejemplo, cuando el cale-

32

c)

Averigüen qué precauciones hay que tomar para evitar ese riesgo.

d)

Investiguen cómo se debe proceder ante una persona intoxicada por monóxido de carbono.

e)

Armen una lámina con toda la información recolectada. Colóquenla en la cartelera de la escuela para compartir los datos con otros compañeros.

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fón o la estufa funcionan mal, o no tienen la correspondiente salida al exterior— puede representar un peligro mortal, ya que libera monóxido de carbono, que es sumamente tóxico.

Busquen en diarios artículos sobre este tema y, luego, resuelvan las consignas. a) Identifiquen la idea principal de cada relato. b) ¿Cuál fue la causa común en todas las noticias?

¿QUÉ APRENDÍ?

Completá: Transformaciones de los materiales

Las sustancias iniciales no cambian

Se forman nuevas sustancias oxidación

mezclas lenta

combustión Ecuaciones químicas:

+

Oxidación/corrosión: hierro +

+ óxido de hierro (

Combustión completa (llama de color combustible +

1.

+ vapor de agua

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a) b)

2.

Oxidación

):

CO2 + vapor de agua +

Te presentamos algunas transformaciones: Fusión Ebullición Solidificación Combustión

)

):

Combustión incompleta (llama de color combustible +

2. Transformaciones de los materiales

Para repasar e integrar

Condensación

Clasificalas en dos grupos: transformaciones físicas y químicas.

De la lista que te dimos elegí dos ejemplos de reacciones en las que se absorbe calor, y dos, en las que se pierde.

Explicá cuál es la diferencia entre los siguientes pares de conceptos. a) Oxidación y corrosión. b) Combustión completa y combustión incompleta. c) Reactivo y producto. d) Oxidante y comburente.

3.

+

Señalá si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F) y fundamentá tu respuesta: a) Las sustancias que forman los materiales son las mismas antes y después de una reacción química. b)

Si en una ecuación química el calor se ubica del lado de los productos, significa que se deben calentar los reactivos para producir la reacción.

c)

En una reacción de combustión se producen oxígeno y vapor de agua.

d)

Al disolver azúcar en agua se produce una transformación química.

33

Nombre: .............................................................................................................. Curso: ..................... Fecha: .....................

4.

¿Sabías que en las cocinas se produce una gran variedad de transformaciones físicas y químicas? Observá lo que pasa en una de ellas y mencioná al menos tres transformaciones físicas y tres químicas que ocurren durante la preparación de las comidas.

5.

En esta serie de imágenes indicá cuál no debería estar incluida y por qué.

Escribí las ecuaciones químicas de las siguientes reacciones: a) Combustión incompleta de un tronco de madera. b) Combustión completa del gas de la hornalla. c) Oxidación de la pulpa de una banana. d) Corrosión de un caño de hierro.

8.

En la casa de María se cocina con gas y las ollas se mantienen bastante brillantes. Su abuela, en cambio, que vive en el campo, cocina casi siempre con leña y sus ollas están muy tiznadas. ¿Cómo explicarías esto?

9.

¿Qué es un matafuego y cómo funciona?

Buscá información sobre los distintos tipos de matafuegos y de qué manera logran combatir los incendios. Armá un afiche para compartir en clase.

En esta serie, indicá qué imágenes corresponden a combustiones incompletas y cómo te diste cuenta.

¿CÓMO ME FUE?

Antes de seguir avanzando con los capítulos, nada mejor que parar y revisar el proceso de estudio.

Realizá una lista de ideas principales y compartila con dos compañeros. ¿Hay algunas que ellos incluyeron y vos no? ¿Te parece que son importantes como para agregarlas? ¿Por qué? ¿Cómo te fue con el aprendizaje de esas ideas? Asignale un valor simbólico a cada una de ellas. Para ello, utilizá las siguientes figuras.

Bien

34

Mal

Más o menos

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