Telebachillerato de Veracruz Quinto semestre

Experimentos

Temas Selectos de Química I

Experimentos de Temas Selectos de Química I

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Experimentos de Temas Selectos de Química I

INDICE: Introducción ------------------------------------------------------------------------------------- 2 Medidas de seguridad -----------------------------------------------------------------------

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Experimento 1. Pelota de ping pong ----------------------------------------------------- 3 Experimento 2. Presión atmosférica. ----------------------------------------------------- 5 Experimento 3. Cohesión molecular y tensión superficial ----------------------- 7 Experimento 4. Según como se mire. ----------------------------------------------------- 9 Experimento 5. Burbujas inflamables ---------------------------------------------------- 11 Experimento 6. Mapa conceptual -------------------------------------------------------

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Experimento 7. Máquina de vapor -------------------------------------------------------- 14 Experimento 8. La pila ------------------------------------------------------------------------- 15 Créditos --------------------------------------------------------------------------------------------- 17

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Experimentos de Temas Selectos de Química I

Introducción En este semestre se busca aumentar y reforzar los conocimientos ya obtenidos en la asignatura de Química I, para ello se han elaborado un conjunto de experimentos que a la par con el estudio de la guía, contribuirán a alcanzar dicho objetivo. Cabe mencionar que todos estos experimentos, aunque en apariencia son de fácil elaboración, requieren de un estudio analítico y responsable por parte del alumno, para obtener buenos resultados.

Medidas de seguridad 1. Cada grupo se responsabilizará de su zona de trabajo y de su material. 2. La utilización de bata es muy conveniente, pues evita que posibles proyecciones de sustancias químicas lleguen a la piel. 3. En el laboratorio no se podrán tomar bebidas ni comidas. 4. En los lugares donde se realicen las prácticas, no puede depositarse prendas de vestir, apuntes, etc., los cuales pueden entorpecer el trabajo. 5. Se deberán seguir las indicaciones del maestro para evitar algún accidente durante la práctica. 6. Conservar la calma y leer bien los procedimientos al realizar la práctica. 7. En caso de accidentes, leves o graves, se deberá dar aviso inmediato al profesor. 8. Al inicio y término de la práctica se lavarán los materiales de trabajo y se dejará todo debidamente ordenado.

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Experimento 1 Pelota de ping pong Número del Bloque: I Nombre del Bloque: aplicas las leyes de los gases. Tiempo asignado: 12 hrs. Objeto de aprendizaje: Ley de Gay – Lussac. Propósito Observar el fenómeno que ocurre al someter la pelota de ping pong a un cambio de temperatura. Introducción El principio físico que rige en este experimento es el que investigó Louis Joseph Gay-Lussac, allí por el año 1802. Según su teoría, si tenemos un gas dentro de un recipiente cerrado y aumentamos su temperatura, aumentará su presión. Por el contrario, si disminuimos la temperatura del mismo, la presión de gas disminuirá. Materiales y sustancias: Materiales Sustancias Una taza. Agua caliente. Pelota de Ping Pong. Procedimiento:  Coloca agua caliente en una taza.  Presiona con tus manos suavemente la pelota de ping pong hasta que la deformes un poco, pero sin romperla.  Mete la pelota de ping pong en la taza con agua caliente y observa.

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Análisis de resultados 1.- ¿Por qué cuando aplastas la pelota de ping pong no regresa a su forma original por sí sola? 2.- ¿Por qué al introducir la pelota de ping pong al agua caliente recupera su forma original? 3.- ¿Qué experiencia te deja el haber realizado este experimento?

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Experimento 2 Presión atmosférica Número del Bloque: I Nombre del Bloque: aplicas las leyes de los gases. Tiempo asignado: 12 hrs. Objeto de aprendizaje: Ley de Charles. Propósito Comprender qué pasa con el volumen de un gas en altas y bajas temperaturas. Introducción Aunque no lo notemos, la atmósfera es una gigantesca masa de gas que rodea al planeta, y como toda sustancia posee una masa. Como la tierra ejerce atracción sobre los cuerpos (la gravedad), también lo hace con los gases. Es por ello, que la atmósfera es atraída hacia la tierra. En este proceso, se genera una presión (presión atmosférica). Para que lo entiendas mejor, puedes compararlo con los océanos, cuya presión en el fondo es mucho mayor que en la superficie, por eso los buzos no pueden llegar hasta allí. O sea, a diario convivimos con un gas (atmósfera) a una determinada presión, pero nuestros organismos están adaptados a ella, por eso no la notamos. Materiales y sustancias: Materiales Sustancias Lata de refresco. Agua. Pinzas para hielo. Agua fría con hielo. Lámpara de alcohol. Cubeta o traste hondo de cristal o plástico.

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Procedimiento: 

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Lo que vamos a hacer, es colocar un poco de agua dentro de la lata de refrescos. No mucha, con 1cm o 1.5 cm de agua estará bien. Ahora, tienes que colocar la lata en la fuente de calor y dejarla hasta que el agua comience a hervir. Mientras esperas a que hierva, coloca agua bien fría en el recipiente. Cuando escuches el sonido de ebullición dentro de la lata, tómala con la pinza y la sumergela rápidamente en el agua fría, boca abajo (con su agujero hacia abajo).

Análisis de resultados 1.- ¿Qué sucede con la lata después de introducirla súbitamente en el agua helada? 2.- ¿A qué conclusiones llegas después de realizar el experimento? 3.- ¿Sería el mismo resultado si enfrías la lata y después la introduces en agua hirviendo?, ¿por qué?

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Experimento 3 Cohesión molecular y Tensión superficial Número del Bloque: II Nombre del Bloque: explicas el estado líquido y sólido de la materia. Tiempo asignado: 12 hrs. Objeto de aprendizaje: características del estado líquido de la materia. Propósito Lograr comprender las diferentes características que influyen en un líquido para favorecer su utilización. Introducción Primero conozcamos un poco sobre la cohesión molecular. Se trata de una fuerza de atracción entre las moléculas. Como sabemos, la materia está compuesta por átomos, los cuales a su vez pueden formar moléculas. En el caso del agua, las moléculas de la misma se atraen fuertemente gracias a la cohesión, dando como resultado las conocidas “gotas de agua”. Si no fuera por estas fuerzas, cada molécula se dispersaría de las demás, como si fueran polvo. La Tensión superficial, se trata de una fina capa que se genera sobre líquidos como el agua, la cual actúa como una resistente membrana. Falta mencionar un pequeño fenómeno, el cual ayuda a que este experimento pueda lograrse. Se trata de la adhesión molecular, que permite que el agua se adhiera a otras superficies. Esto se debe a que las moléculas de agua poseen un gran potencial de polaridad y terminan “siendo atraídas” por otros materiales. Materiales y sustancias: Materiales Sustancias Vaso de cristal. Agua. Carta o naipe de un paquete de barajas. Monedas pequeñas de 10 centavos.

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Procedimiento: 

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Primero vamos a demostrar que sin el agua, la carta se caerá. Para ello, coloca justamente la carta haciendo equilibrio sobre el borde del vaso vacío. Apoya ahora una moneda sobre el extremo más alejado del vaso, y observarás como el naipe se inclina y se cae. Ahora llena el vaso con agua, hasta que resbale. Nuevamente coloca la carta como antes y haz lo mismo con la moneda.

Análisis de resultados 1.- ¿Qué sucede con las monedas cuando las colocaste con el vaso lleno de agua? 2.- ¿Qué otro ejemplo podría explicar este fenómeno del agua? 3.- ¿Por qué si colocas un objeto más pesado sobre el agua que contiene el vaso, se derrama el agua por los bordes?

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Experimento 4 Según como se mire Número del Bloque: II Nombre del Bloque: explicas el estado líquido y sólido de la materia. Tiempo asignado: 12 hrs. Objeto de aprendizaje: características del estado sólido de la materia. Propósito Identificar un sólido amorfo. Introducción El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser producido por el hombre. El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos. El vidrio es un tipo de material cerámico amorfo. El vidrio se obtiene por fusión a unos 1.500 °C de arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3). El término “cristal” es utilizado muy frecuentemente como sinónimo de vidrio, aunque es incorrecto en el ámbito científico, debido a que el vidrio es un sólido amorfo (sus moléculas no están dispuestas de forma regular) y no un sólido cristalino. Materiales y sustancias: Materiales Sustancias Frasco de vidrio con forma cilíndrica. Agua. Hoja de papel blanca. Colores (rojo, azul y negro). Procedimiento:  Realiza tres rectángulos en la hoja de papel blanca con cada uno de los colores, como se muestra en la foto.  Llena el frasco de vidrio con agua y tápalo.  Coloca el papel a una cierta distancia del frasco de vidrio lleno de agua y observa qué pasa con las figuras cuando miramos a través del frasco. -9-

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Análisis de resultados 1.- ¿Qué sucede con la imagen cuando la observas por el frasco lleno de agua? 2.- ¿Por qué sucede este fenómeno con la imagen? 3.- Describe la diferencia entre un sólido amorfo y uno cristalino

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Experimento 5 Burbujas inflamables Número del Bloque: III Nombre del Bloque: explicas las velocidades de reacción y el equilibrio químico. Tiempo asignado: 12 hrs. Objeto de aprendizaje: velocidad de reacción. Propósito Reconocer un catalizador en una reacción química. Introducción Los estudios de cinética química han demostrado la existencia de varios factores que pueden alterar la velocidad de reacción, esto facilita poder controlar alguna reacción química de interés. Materiales y sustancias: Materiales Sustancias Frasco de vidrio. Agua oxigenada. Cerillos. Dióxido de manganeso se extrae del interior de una pila alcalina. Procedimiento:  Corta por la mitad la pila alcalina para obtener el dióxido de manganeso (hacerlo con cuidado).  Vierte en el frasco de vidrio ¼ de agua oxigenada.  Introduce una cantidad pequeña del dióxido de manganeso en el frasco con el agua oxigenada.  Acerca a las burbujas un cerillo encendido y observa lo que sucede.

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Análisis de resultados 1.- En el experimento que realizaste, ¿quién funge como catalizador para acelerar la reacción química? 2.- ¿Qué observaste al acercar el fuego del cerillo a las burbujas de la reacción química? 3.- ¿A qué conclusión llegaste en este experimento?

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Experimento 6 Mapa conceptual Número del Bloque: III Nombre del Bloque: explicas las velocidades de reacción y el equilibrio químico. Tiempo asignado: 12 hrs. Objeto de aprendizaje: equilibrio químico. Propósito Reconocer todos los conceptos que influyen en el equilibrio químico. Introducción El equilibrio químico es el estado en el que las actividades químicas o las concentraciones de los reactivos y los productos no tienen ningún cambio neto en el tiempo. Normalmente, este sería el estado que se produce cuando una reacción reversible evoluciona hacia adelante en la misma proporción que su reacción inversa. Materiales: Materiales Pliego de papel bond color blanco. Plumones de colores. Procedimiento:  Con ayuda de tu guía y de una investigación por tu cuenta, elabora un mapa conceptual de los temas que conforman el objeto de aprendizaje de equilibrio químico, explicando cada uno de ellos y que te faciliten la comprensión del tema.  Expón tu mapa conceptual con el grupo y realiza una mesa de debate para llegar a una sola conclusión. Análisis de resultados 1.- ¿En qué conclusiones coincide todo el grupo acerca del objeto de aprendizaje? 2.- ¿Cómo podrías complementar este experimento para obtener mejores resultados? - 13 -

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Experimento 7 Máquina de vapor Número del Bloque: IV Nombre del Bloque: cuantificas los cambios energéticos del entorno. Tiempo asignado: 12 hrs. Objeto de aprendizaje: Primera Ley de la Termodinámica. Propósito Identificar el principio, la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. Introducción Analizando esta ley, podemos concluir que la energía presente en el universo debe ser constante, pero esta puede fluir a través de varios sistemas en dos formas: calor o trabajo. Materiales y sustancias: Materiales Sustancias Lámpara de alcohol. Agua. Tripie elaborado con alambre. Lata de refresco. Vaso de plástico. Popote.

Procedimiento:  Corta el popote en tres partes iguales, introduce en una de ellas, a un costado, el vaso de plástico en la parte inferior.  Vierte un poco de agua en la lata de refresco y tapa con el vaso de plástico la salida de la lata.  Coloca la lata en el tripié de alambre y prende la lámpara de alcohol.  Espera que el agua se caliente y observa qué sucede a la salida del popote.

Análisis de resultados 1.- ¿Qué resultado obtienes a la salida del popote después de calentar el agua? - 14 -

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2.- ¿En dónde encuentras este principio en nuestro entorno y como facilita nuestras vidas?

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Experimento 8 La pila Número del Bloque: IV Nombre del Bloque: cuantificas los cambios energéticos del entorno. Tiempo asignado: 12 hrs. Objeto de aprendizaje: la energía y su importancia. Propósito Ver como una sustancia con ayuda de un metal crea electricidad. Introducción Es posible que hasta el momento te preguntes sobre la importancia del estudio de la termodinámica, la respuesta es que para las actividades humanas son necesarios los combustibles. Imagínate qué sería de nuestro mundo sin una pila eléctrica, la gasolina o el diesel, sin un refrigerador, etcétera. Materiales y sustancias: Materiales Sustancias 10 monedas de cobre del mismo tamaño. Sal. Papel aluminio. Agua. Servilleta grande de papel absorbente. Cable con centro de cobre. Cinta de aislar. Tijeras. Cuchara sopera. Vaso de cristal. Procedimiento:  Corta 10 pedazos de papel aluminio y del papel absorbente del tamaño de las monedas.  En el vaso con agua vierte 10 cucharadas de sal y mézclala.  Introduce uno a uno cada pedazo de papel absorbente en la mezcla de agua con sal.

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Coloca una moneda, después un papel mojado en el agua con sal y después el pedazo de papel aluminio, realiza este paso con todas las demás monedas hasta terminarlas. Corta dos tramos de 8 cm del cable con centro de cobre y quita el aislante de sus extremos. Coloca por debajo y por arriba de la torre de monedas el alambre y fíjalo con cinta aislante. Apaga las luces y cierra el circuito juntando las puntas libres de los cables y observa lo que sucede.

Análisis de resultados 1.- ¿Cuál fue el resultado del experimento al juntar los extremos de los cables ya conectados con las monedas? 2.- ¿Por qué crees que la mezcla de sal con agua ayudara a crear electricidad? 3.- Menciona algunos tipos de energía y la importancia de cada uno de ellos en la sociedad.

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Créditos Osvaldo Pérez Pérez Director General de Telebachillerato Rosa Edith Ferrer Palacios Subdirectora Técnica Julián De la Rosa Martínez Subdirector de Evaluación y Supervisión Escolar Arlethe del Rosario Ibáñez Salcedo Jefa del Departamento Técnico Pedagógico Diana Karely Ortíz Olivas Jefa de la Oficina de Planeación Educativa

Juana Isabel Bautista Ovando Jefa de la Oficina de Desarrollo Educativo Jorge Alvarado Blanco Elaboración del Manual

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