Ciencias+Naturales+II

MINISTERIO DE EDUCACIÓN DIRECCIÓN NACIONAL DE EDUCACIÓNPROYECTO DE REFUERZO ACADÉMICO PARA ESTUDIANTES DE EDUCACIÓN MEDIA DOCUMENTO PARA EL DOCENTE DE CIENCIAS NATURALES NOMBRE DEL ESTUDIANTE: _______________________________________________ INSTITUCIÓN EDUCATIVA: ________________________________________________ MODALIDAD DE BACHILLERATO: __________________________________________ SECCIÓN: _________________ NOMBRE DEL DOCENTE APLICADOR: ______________________________________ FECHA: _______________________________________________________________ PRAEM 2010 Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Actividades de refuerzo académico sugeridas para que los estudiantes superen las deficiencias mostradas en el desarrollo de los ítems de la prueba ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 1 y 2 Bloque de contenidos: Física. Contenidos: Ondas Indicador de logro: 5.1 Experimenta y diferencia con interés las ondas transversales y longitudinales por sus características. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem 1. No comprenden el concepto de onda, como una perturbación producida en diferentes materiales del entorno. 2. Desconocimiento de las propiedades físicas y el comportamiento que poseen las ondas. 3. Hay confusión al identificar los diferentes tipos de ondas que se producen en el medio. Actividad 1: Conociendo el movimiento ondulatorio Recursos: Texto con el contenido del movimiento ondulatorio.  Orientar al estudiante para que comprenda las características que presentan los movimientos ondulatorios.  Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo y proporcionarles a cada grupo un texto y ejemplos sobre los movimientos ondulatorios. Pedir que respondan las siguientes interrogantes: ¿Cómo se producen? ¿Cómo se propagan? ¿Tienen alguna utilidad o función práctica? ¿Cuáles son? u otras preguntas que se consideren pertinentes.  Proponer algunos ejercicios de aplicación de ondas para que los estudiantes los resuelvan.  Realizar una plenaria para exponer las conclusiones e interpretar los resultados y proceder a una ronda de preguntas y respuestas. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 2 Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Referencias teóricas Movimiento ondulatorio Si provocamos una perturbación golpeando con un martillo el extremo de una barra elástica, la perturbación se propaga a lo largo de la barra. En segundo lugar, es muy importante entender que en un movimiento ondulatorio no hay un flujo de materia, sino que se propaga el estado del movimiento, de una partícula a la siguiente y así, sucesivamente. Supongamos que tiramos una piedra a un estanque, se perturba la superficie del agua en el lugar donde cae la piedra. Dicha perturbación, se propaga en forma de movimiento ondulatorio hasta que llega a la orilla del estanque. No hay una corriente de agua que fluya radialmente desde el punto de impacto hasta la orilla, los distintos objetos que flotan en el agua oscilan, moviéndose hacia arriba y hacia abajo mientras dura la propagación del movimiento ondulatorio por la superficie del agua. Las posiciones de dichos objetos permanecen fijas en valor medio, a lo largo del tiempo. En la descripción de la propagación de un pulso y del movimiento ondulatorio armónico, observamos que el movimiento de la fuente de ondas representada por un émbolo se trasmite a las partículas adyacentes y de éstas a las siguientes y así sucesivamente. El movimiento ondulatorio se propaga con una velocidad que depende de las características del medio, tal como hemos deducido al describir las ondas transversales en una cuerda y las ondas longitudinales en una barra elástica. Velocidad de propagación Se deduce la fórmula de la velocidad de propagación de las ondas longitudinales en una barra elástica en términos de las propiedades mecánicas (módulo de elasticidad y densidad del material del que está hecha la barra). A medida que se propaga la perturbación, los elementos de la barra se deforman (se alargan y se contraen) y se desplazan Si las partículas del medio en el que se propaga la perturbación vibran perpendiculares a la dirección de propagación, las ondas se llaman transversales. Si vibran en la misma dirección se llaman longitudinales. Ejemplos de ondas transversales: las olas en el agua, las ondulaciones que se propagan por una cuerda, la luz… Ejemplos de ondas longitudinales: las compresiones y dilataciones que se propagan por un muelle, el sonido… Sugerir a los estudiantes visitar la siguiente página web: http://www.sociedadelainformacion.com/departfqtobarra/ondas/SONIDO/SONIDO.HTM Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 3 Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Las ondas pueden ser unidimensionales bidimensionales y tridimensionales según se propaguen en una sola dirección, en un plano o en las tres dimensiones del espacio. Ejemplos: Unidimensional: Onda transversal en una cuerda Bidimensional: Olas concéntricas en la superficie de un estanque Tridimensional: El sonido en el aire. La fórmula de la velocidad de propagación es   Y es el módulo de la elasticidad del material o módulo de Young (expresado en N/m2) es la densidad (expresada en kg/m3). Material Acero al carbono Aluminio Cinc Cobre Corcho Estaño Goma Hielo Hierro Latón Plomo Vidrio de cuarzo V. de las ondas longitudinales (m/s) 5050 5080 3810 3710 500 2730 46 3280 5170 3490 2640 5370 TEXTO OBTENIDO DE: Manual de Física, Koshkin N. I., Shirkévich M. G.. Editorial Mir (1975), http://enebro.pntic.mec.es/~fmag0006/op_applet_11.htm Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 4 Poca claridad en la forma como viaja la energía a través de las ondas. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada. 5. Desconocimiento de las características que presentan las ondas. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 5 . 2. 3.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 3 y 4 Bloque de contenidos: Física. representa y describe con interés la transmisión de energía y resonancia a través de las ondas. 3. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem: 1. Permitir que los estudiantes presenten sus resultados y los socialicen con el pleno. Indaga. 4. Realizar exploración de presaberes por medio de lluvia de ideas. Contenidos: Ondas Indicador de logro: 5. Proporcionar a los estudiantes información escrita y ejemplos de situaciones que involucren a las ondas y la resonancia. energía y resonancia Recursos para el desarrollo de la actividad  Material bibliográfico  Ejercicios propuestos  Papel bond Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. 2. desarrollen ejercicios relacionados al tema. su resonancia y transmisión de energía. 4. Dificultad para analizar situaciones de la vida cotidiana referida a la resonancia y la transmisión de energía. Actividad 1: Ondas.3. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Dificultad para realizar ejercicios de cálculos de las ondas. La velocidad del sonido depende de la proximidad que tengan entre sí las partículas que forman el medio. Las ondas acústicas son mecánicas y longitudinales. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 6 . cuando cesa la fuerza. Un modelo útil para entender esta situación se consigue uniendo pelotas de tenis (partículas) entre sí por medio de unos muelles (fuerzas elásticas). El sonido y su propagación Lo que se conoce como sonido es la información que se procesa y que es recibida por el oído como onda acústica. Cuando concluye un movimiento ondulatorio cada una de las partículas del medio vuelve a encontrarse en su posición inicial. La ecuación que indica el valor de la velocidad del sonido en el aire en función de la temperatura es: luego Siendo T el valor de la temperatura en grados Kelvin y v la velocidad en m/s. La producción de ondas acústicas es debida a la vibración de un foco emisor del que parte el sonido en todas direcciones. Lo que se está produciendo es una transmisión de energía.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Referencias teóricas Las ondas y la transmisión de energía Las partículas que realizan los movimientos armónicos oscilan alrededor de una posición de equilibrio y transmiten este movimiento a las que se encuentran a su alrededor mediante fuerzas elásticas. Las partículas de cualquier material se alejan de su posición de equilibrio vibrando a uno y otro lado. Si una fuerza desplaza a la pelota de su posición de equilibrio. la pelota comienza a moverse y ese movimiento se propaga alcanzando a las demás poco tiempo después. Cada una de las pelotas realiza un movimiento armónico y todo el conjunto un movimiento ondulatorio. La vibración pasa de unas partículas a otras sin que se produzca desplazamiento en el sentido de propagación del movimiento. 1 s. aunque se utiliza más su décima parte. mayor es su intensidad. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 7 . frecuencia y forma de onda. transmisión y características del sonido y de su relación con el sentido del oído. Se dice que tienen distinto timbre.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Características del sonido El oído humano solo percibe sonidos cuyas frecuencias se encuentren entre 20 y 20000 Hz y los transforma en sensaciones auditivas. El tono es la cualidad del sonido que permite clasificarlos en agudos (frecuencia alta) y graves (frecuencia baja). En el caso del sonido cuando esta reflexión es percibida por el hombre se denomina eco. La unidad de sonoridad es el bel. el decibelio. Refracción La refracción es el fenómeno por el que las ondas sonoras sufren un cambio de velocidad y dirección cuando pasan de un medio a otro o cuando varían las propiedades físicas del medio por el que se propagan. · La forma de onda es la característica que permite distinguir dos sonidos con la misma frecuencia e intensidad. · La intensidad es la cantidad de energía que transporta la onda y depende del valor de su amplitud. · La frecuencia es la cantidad de dilataciones o contracciones que pasan en un segundo por un punto. Esta propiedad está relacionada con la sonoridad que es la cantidad de sensación auditiva que produce un sonido. Para que el oído distinga el eco es preciso que entre un sonido y su reflejo haya una diferencia de tiempo de 0. Cuanto mayor es la amplitud de la onda. La acústica es la parte de la física que se encarga del estudio de la producción. Reflexión Todas las propagaciones ondulatorias sufren reflexión cuando chocan contra una superficie. Todas las sensaciones que llegan en este rango de frecuencias se pueden distinguir siempre y cuando difieran en alguna de las características fundamentales: intensidad. Fenómenos que experimentan las ondas sonoras Los fenómenos más importantes que experimentan las ondas sonoras en su propagación son la reflexión. la refracción y la resonancia. Leyes de la reflexión: El rayo incide. los rayos de luz. por comodidad. es la misma que la del resto de las ondas electromagnéticas. Un rayo de luz es la línea más fina que se puede obtener. este absorbe su energía comienza a vibrar con la máxima amplitud. La luz y su propagación La luz es una onda electromagnética. cuando un cuerpo absorbe todas las longitudes de onda se ve negro y cuando las refleja todas se ve blanco. Estas ondas tienen como origen una perturbación eléctrica (E) y otra magnética (B) que forman un ángulo de 90º y cuya vibración es transversal a la dirección de propagación de la luz. algunos rayos siguen viajando y otros son detenidos por el objeto. Este fenómeno se conoce como resonancia. depende de este fenómeno ya que un cuerpo refleja el color con que lo vemos y absorbe el resto. Los cuerpos que no seleccionan la luz que reflejan se denominan espejos. Varios rayos de luz propagándose en la misma dirección forman un haz. Cuando una onda sonora alcanza un cuerpo con su frecuencia propia. El color que es una característica de todos los cuerpos. La reflexión de la luz El fenómeno se da en la luz porque es una propiedad común a todas las ondas.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Resonancia La composición y forma de los cuerpos hace que tengan una frecuencia propia o natural que es la frecuencia con la que vibran espontáneamente cuando no están sometidos a influencia exterior. La velocidad de la luz. Este fenómeno permite deducir que la luz viaja en línea recta. En la superficie de los espejos la luz es reflejada tal y como llega. Para estudiar geométricamente el fenómeno de la reflexión se considera un solo rayo de luz que incide de forma oblicua sobre la superficie. Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 8 . formando lo que se denominan sombras y penumbras. el reflejado y la normal se encuentran en el mismo plano. En la actualidad se sabe que la velocidad máxima la alcanza en el vacío y es aproximadamente 300000 km/s = 300000000 m/s. Los medios que no absorben su radiación se denominan transparentes. Cuando un objeto no transparente se interpone en el camino de la luz. Para representar las ondas luminosas se utilizan. pdf Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 9 . también cambiará su valor. que es la relación que existe entre la velocidad de la luz en el vacío y en el medio considerado: La frecuencia de una vibración no varía al cambiar de medio. pero la longitud de onda si lo hace.educa. La refracción de la luz Cuando un rayo de luz incide de forma oblicua en la superficie de separación de dos medios. Como la velocidad depende de esta variable.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales.es/departamentos/fq/asignaturas/fisica2bac/materialdeaula/E nerg%EDa%20asociada%20a%20una%20onda. Fuente de información http://iesdmjac.aragon. Este segundo fenómeno se denomina refracción. parte de él se refleja y parte pasa al otro medio sufriendo una variación en su dirección y en su velocidad. Para caracterizar un medio se define el índice de refracción (n). g) ¿En qué consiste la diferencia entre las ondas transversales y las longitudinales? h) ¿Por qué en el seno de un líquido o gas no se propagan ondas transversales? i) ¿Qué es una onda plana?. Desconocimiento de los efectos. Permitir que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen con el pleno. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. d) ¿A qué se denomina longitud de onda? e) ¿Cómo está relacionada la velocidad de propagación de las ondas con la longitud de onda? f) ¿De qué depende la velocidad de propagación de una onda? Argumenta tu respuesta con algunos ejemplos. ¿y una onda esférica? j) ¿Por qué en las ondas circulares y esféricas. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 10 . utilidades y aplicación de las ondas mecánicas. estas pueden considerarse planas? 5. identifiquen las ondas mecánicas y sus efectos en los seres vivos y en los materiales. Hacer preguntas como las siguientes: a) ¿A qué se denomina onda mecánica? b) ¿Cuál es la característica fundamental del movimiento ondulatorio? c) Describe el proceso de transmisión de las oscilaciones. 2. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada. 3. Proporcionar a los estudiantes información escrita.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 5 y 6 Bloque de contenidos: Física. la amplitud de las oscilaciones disminuye al aumentar la distancia a la fuente.4 Representa y describe con seguridad las propiedades que caracterizan a las ondas mecánicas. ¿una onda circular?. 2. Actividad 1: La ondas mecánicas y sus efectos Recursos para el desarrollo de la actividad  Material bibliográfico Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. Contenidos: Ondas mecánicas Indicador de logro: 5. aunque no actúen fuerzas disipativas? k) ¿Por qué para una pequeña región muy alejada de la fuente generadora de ondas circulares o esféricas. 3. 4. Dificultad para reconocer el efecto de las perturbaciones causadas por las ondas mecánicas. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem: 1. Poca claridad para identificar las características de las ondas mecánicas. Concepto y características del movimiento mecánico ondulatorio Recordemos brevemente algunos ejemplos de movimiento ondulatorio y qué se entiende en general por una onda. se desplace como un todo. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 11 . ¿Cuáles son las características fundamentales de este tipo de movimiento? Detengámonos en esta cuestión de manera que puedas recordar y ampliar tus conocimientos sobre las características de las ondas. Esta importante característica puede ser convincentemente ilustrada mediante un experimento como el mostrado en la figura. Se denomina onda mecánica a la propagación de una perturbación de naturaleza mecánica en un medio. En primer término debemos señalar que las ondas mecánicas solamente pueden ser originadas en la sustancia (en cualquiera de sus estados de agregación). se pone a funcionar el timbre mientras exista aire en la campana se escucha sonido cuando se comienza a extraer el aire el sonido deja de percibirse poco a poco hasta que no se escucha. esta perturbación del estado mecánico provocada en dicho extremo se propaga a lo largo de la cuerda. Si se deja caer una pequeña piedra en el centro de una piscina estando la superficie del agua tranquila. Una campana de vidrio que se le puede extraer el aire y dentro se coloca un timbre. o simplemente onda mecánica.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Referencias teóricas Ondas Mecánicas El concepto de movimiento ondulatorio. las cuales pueden alcanzar e impresionar nuestros órganos auditivos. la perturbación provocada por la caída de la piedra se propaga en forma de pequeñas olas que forman círculos concéntricos. En estos apuntes ampliaremos y profundizaremos en las características fundamentales del movimiento mecánico ondulatorio. ¿A qué conclusión puedes llegar? Todas las películas de ciencia ficción donde se escucha un ruido ensordecedor en el espacio (sea el motor de una nave o una explosión) están completamente equivocadas. lo cual. y aplicar posteriormente estos conocimientos al estudio de las ondas electromagnéticas. Si se pulsa la cuerda de una guitarra. baste citar un ejemplo con el cual ya estamos familiarizados: el sonido. sin que por ello ocurra un desplazamiento neto del aire por el que se propagan las oscilaciones provocadas por la cuerda vibrante. nos permitirá dar una interpretación unificada a un gran número de fenómenos aparentemente diversos. Si al extremo de una cuerda de escalamiento le damos una sacudida. sin que esta. En la naturaleza. el movimiento mecánico ondulatorio es tan frecuente como el movimiento de objetos. Conocemos que en estos casos estamos en presencia de lo que denominamos movimiento mecánico ondulatorio. sin que por ello se desplace el agua. o más simplemente el concepto de onda. no nos resulta ajeno. las oscilaciones que tienen lugar en ella se propagan en forma de compresiones y enrarecimientos del aire que la rodea. sin que para ello medie el movimiento traslacional de las partículas de un punto a otro del medio. O sea. La ausencia del transporte neto (resultante) de sustancia en el movimiento ondulatorio constituye una característica fundamental de las ondas que distingue a este tipo de movimiento del corpuscular (partícula). Si la partícula se mueve en la misma dirección de propagación moviéndose atrás y adelante. el de la propagación de la onda y el movimiento de cada una de las espigas. pero no existe una traslación neta de las diferentes partes del resorte en el sentido en que se propaga la onda. un punto cualquiera alejado del extremo de la cuerda. la onda recibe el nombre de longitudinal. Un rumor se propaga sin que ninguna persona de las que toman parte para difundirlo haga el viaje para tal fin. y con ello. La onda consta de dos movimientos: uno es la vibración de las partículas y otro es la propagación de la onda en sí. por supuesto. Sin embargo el único movimiento que hacen las plantas es de vaivén.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Analicemos otra importante característica del movimiento ondulatorio: si el extremo de una cuerda se hace oscilar como se indica en la figura. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 12 . una onda mecánica se propaga a través de la cuerda. Tenemos aquí dos movimientos diferentes. al cabo de cierto intervalo de tiempo. durante el movimiento ondulatorio se trasmiten las oscilaciones (en general las perturbaciones). también comenzará a oscilar. Si el movimiento de cada partícula es " de arriba hacia abajo y viceversa" la onda se llama transversal. Notemos que todos los puntos de la cuerda se mueven (verticalmente en torno a la posición inicial que es la posición de equilibrio). Veamos otro ejemplo: el viento que pasa sobre un campo de trigo determina un movimiento en forma de onda que se difunde a lo largo de toda la extensión. la energía y la cantidad de movimiento de dichas oscilaciones. es decir. el del rumor y el de las personas en difundirlo. Encontramos nuevamente dos movimientos. que caracteriza la repetición de la configuración de la onda a lo largo de la dirección de propagación. se denomina periodo.0) la función que utilizaremos será la función seno (sen) . la onda se propagará más rápidamente. mientras que a los intermedios se los denomina elongación. La amplitud de una onda es la elongación máxima con que oscilan las partículas del medio por el cual se propaga la onda. Si la gráfica comienza en el punto (0. En dos resortes diferentes. Como en cada período T la onda recorre una distancia igual a una longitud de onda λ. Es decir. al intervalo de tiempo en que las partículas del medio por el que se propaga la onda. una onda viaja más rápidamente mientras más estirado esté el resorte. entonces la velocidad de propagación puede expresar en función de λ y T mediante la ecuación: v  T ó v = λf puesto que T  1 f No es difícil percatarse de que la velocidad de propagación de una onda depende de las características elásticas del medio y de la densidad. además de la periodicidad temporal que caracteriza la oscilación de cada uno de los puntos del medio por el que se propaga la onda. Si hacemos ondas con una soga nos dará ondas transversales mientras que un resorte puede transportar ambos tipos de ondas. la longitud de onda (λ) es la distancia mínima entre dos puntos que oscilan en fase.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 El sonido es una onda longitudinal mientras que la luz y cualquier onda electromagnética es transversal. Si seguimos nuestro análisis encontraremos que existen funciones matemáticas que responden a esta gráfica. ya que se repite. Esto significa que en el movimiento ondulatorio. pero si vemos que la gráfica comienza por el punto (0. e igualmente tensos. Esta periodicidad espacial se puede caracterizar cuantitativamente por la mínima distancia entre dos puntos que oscilan en fase y se denomina longitud de onda (λ). velocidad de propagación y amplitud En el caso del movimiento ondulatorio. Por ejemplo. longitud de onda. observaremos que existen valores máximos (eje y +) y mínimos (eje y . las funciones trigonométricas seno y coseno por ejemplo.1) entonces utilizamos la función coseno (cos) Periodo. en un mismo resorte. Podemos observar en la gráfica que la trayectoria que obtuvimos puede interpretarse matemáticamente como una función periódica. en el que la masa por unidad de longitud será menor. existe una periodicidad espacial. Si colocamos un par de ejes cartesianos. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 13 . realizan una oscilación completa. Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Ondas planas. En este sentido. Las ondas tienen lugar en el seno de un medio continuo líquido o sólido. pronto. por lo que no deberíamos hablar de circunferencias sino de esferas. Por razones análogas al caso de las ondas circulares. este igual que la piedra. circulares y esféricas En un cordón elástico o en un resorte. Las ondas representarían la superficie de estas esferas que irían aumentando de radio a medida que se alejan de la fuente que las crea. es la "fuente" de perturbaciones circulares. una onda será circular cuando los frentes de ondas sean circunferenciales. y planas cuando sean planos (recordemos que por extensión. En lo adelante. esféricas cuando sean esféricos. tienen un carácter longitudinal En este caso. a todos los puntos del medio que oscilan en fase cuando se propaga una onda bidimensional o tridimensional. la amplitud de las ondas esféricas disminuye a medida que aumenta la distancia a la fuente. A este tipo de ondas es a las que en rigor se les denomina planas. los puntos que oscilan en fase se encuentran sobre una superficie esférica. y a estas ondas se les denomina esféricas. al caer. se formarán olas. pero no instantáneamente. también se denominan planas a las ondas bidimensionales cuyo frente de onda sea rectilíneo). Imaginemos un estanque de agua quieta al que tiramos una piedra. A estas ondas se les denomina en general bidimensional. perturba el medio propagándose y alejándose de su fuente. todos. si la fuente es puntual y el medio homogéneo. Las ondas sonoras se propagan de manera tridimensional. Así como las ondas necesitaban al agua para poder difundirse. Así que realmente hablamos de superficies de ondas. en este caso las ondas se pueden propagar por toda la superficie de estos. Debemos notar que a grandes distancias del foco y para una pequeña región. constituyendo las planas bidimensionales un caso particular de estas. No ocurre así en la superficie de un líquido o de un sólido. las ondas circulares se pueden considerar aproximadamente como ondas planas. Resulta claro que a grandes distancias de la fuente emisora de ondas esféricas y para pequeñas regiones. Esas "olas" en realidad son ondas que se propagan desde el centro donde la piedra. las ondas pueden propagarse solamente en una dirección a lo largo de ellos. le denominaremos frente de onda. Si llevamos este ejemplo a un parlante. A estas ondas se les denomina en general unidimensionales. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 14 . los puntos del medio que oscilan en fase se encuentran localizados aproximadamente en un plano. el sonido necesita del aire para lograr lo mismo. Nótese que pueden existir ondas cuya amplitud sea variable. En otras palabras. Longitud de onda: Distancia que hay entre dos crestas consecutivas de dicho tamaño. 1 = Progresión de la onda 2 = Monte 3 = Valle Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 15 . es una simple repetición de valores por un período determinado. crezca o decrezca con el paso del tiempo.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Elementos de una Onda       Cresta: La cresta es el punto más alto de dicha amplitud o punto máximo de saturación de la onda. El movimiento elíptico de una partícula superficial se vuelve suave con la baja intensidad. Características A = En aguas profundas. B = En aguas superficiales. es decir. Valle: Es el punto más bajo de una onda. Frecuencia: Número de veces que es repetida dicha vibración. Amplitud: La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda. Período: El periodo es el tiempo que tarda la onda de ir de un punto de máxima amplitud al siguiente. Interferencia .hiru.. Fuente de información http://www. ejemplos incluyen ondas en una cuerda y ondas electromagnéticas. experimenta una trayectoria orbital porque las ondas no son simples ondas transversales sinusoidales.Ocurre cuando una onda. y usualmente es categorizada como longitudinal o transversal. Ondas en la superficie de una cubeta son realmente una combinación de ondas transversales y longitudinales. Cuando un objeto corte hacia arriba y abajo en una onda en un estanque.Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio. los puntos en la superficie siguen caminos orbitales. Onda de choque . ejemplos incluyen ondas sonoras. Una onda transversal son aquellas con las vibraciones perpendiculares a la dirección de propagación de la onda.doc Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 16 .cl/Media/IMedio/. Reflexión . Todas las ondas tienen un comportamiento común bajo un número de situaciones estándar. Refracción .com/fisika/fisika_01000. por lo tanto.Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono. cambia de dirección. al encontrarse con un nuevo medio que no puede atravesar. Efecto Doppler .sectorfisica.Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad./ApuntesOndasMecanicas.. Ondas longitudinales son aquellas con vibraciones paralelas en la dirección de la propagación de las ondas.Efecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de las ondas y el receptor de las mismas.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Las ondas periódicas están caracterizadas por crestas/montes y valles.html www. Todas las ondas pueden experimentar las siguientes:       Difracción .Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada. Contenidos: Escala de pH Indicador de logro: 6. Desconocimiento de los efectos. Dificultad para reconocer el efecto de la acidez y la basicidad en la escala de pH. Poca claridad para identificar las características de las sustancias básicas y ácidas. así como la utilidad de las diferentes sustancias ácidas o básicas. 3. diferencien las características de los compuestos básicos y ácidos.11 Determina con interés el pH de algunas sustancias útiles en la vida diaria. 2. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 17 . detergentes. utilidades y aplicación de la escala de pH. alimentos. 3. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem: 1. 4. 5.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 7 y 8 Bloque de contenidos: Química. Proporcionar a los estudiantes información escrita. entre otros. 2. Actividad 1: La escala de pH y sus aplicaciones Recursos para el desarrollo de la actividad  Material bibliográfico  Papel bond Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Permitir que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen con el pleno. Elabore preguntas generadoras sobre la utilidad de la escala de pH en la vida del ser humano. 4 Orina → pH 4. son los valores que indican la acidez. que van del 8 al 14. A continuación se relacionan algunas sustancias comunes con su pH:      Jugos gástricos → pH 1. Disoluciones neutras. por ejemplo.5 Saliva → pH 6. cuyas siglas significan. un pH= a 6. y éste a su vez es cien veces menos ácido que un pH= 5. la cual aumenta su intensidad. podemos manejar grandes cifras. punto de equilibrio entre la acidez y la basicidad. que varía su valor desde 0 a 14. es decir del número 7. de manera sencilla. un sólo punto de diferencia en la escala de pH. ―potencial de hidrógeno‖. siendo 7 el valor correspondiente al pH neutro. al ser logarítmica. Los valores de la escala se multiplican por 10 en cada unidad. es más fuerte que una solución con valor pH=8. significa una gran diferencia de concentración con el anterior y posterior valor en la escala. las disoluciones ácidas son aquellas con pH menor de 7. cuanto más se aleja el valor neutro. Disoluciones ácidas.4 – 6. se dice que.0 – 2. [H3O^+] < [ OH^-] → pH > 7. a una temperatura de 25ºC. una solución con un pH = 1.9 Leche de vaca → pH 6. De igual modo.    [H3O^+] > [ OH^-] → pH < 7 .Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Referencias teóricas El pH es una medida usada para la acidez o la alcalinidad. es decir del 0 al 6. Así. se consigue determinar la escala del pH. y teniendo en cuenta que Kw (producto iónico del agua) tiene un valor de 10^-14. Siguiendo la definición. siendo la parte derecha de la recta de valores la representante de los valores básicos. La escala del pH. definió el concepto de pH. los valores que separan cada unidad no son idénticos en la escala pero sí que incrementan el valor de manera proporcional a la distancia en la que se encuentren del punto de pH neutro. El químico danés Sorensen. siendo éste. [H3O^+] = [ OH^-] → pH = 7. Si representamos esta escala en una recta.8 – 7. el logaritmo negativo con base 10 de la concentración molar de los iones de hidrógeno: pH = -log[H^+] Gracias al término del pH. De éste modo. Disoluciones básicas. la parte izquierda de ésta. mayores de 7. es diez veces más ácido que un pH= 7. siendo las disoluciones alcalinas. que indica el valor de la concentración de iones hidronios [H3O^+] que se encuentran presentes en una solución.0 Jugo de limón → pH 2.5 Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 18 . un pH con un valor de 8. será 10 veces más alcalino que un valor 7 de pH. por ejemplo. o lo que es lo mismo. debido a esto. Por ejemplo una solución que tiene el pH 1 es más ácida o más fuerte que aquella que tiene un pH 6.En el agua pura se cumple que la concentración de iones H + es igual a la concentración de iones OH -. Esto es: pH = . De la misma manera.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010    Agua pura → pH 7. que va aumentando en intensidad cuando más lejos se está del 7.0 Sangre → pH 7. término (del francés pouvoir hydrogène. como sustancias químicas que hacen cambiar de color a las disoluciones en función a su carácter ácido o básico. Desde entonces. es simplemente un pH de 8 ya que : pH= . si no iones de OH . El agua y todas las soluciones acuosas contienen concentración de H + . es decir la concentración de iones de H + en una solución acuosa. aunque también es algo menos exacto que otros métodos. pero el método más simple y económico es sin duda el papel tornasol..son muy pequeñas. Como las concentraciones de iones H + de y OH . ' poder del hidrógeno') el pH también se expresa a menudo en términos de concentración de iones hidronios. ¿Qué es el pH? El pH es el grado de acidez de una sustancia. en 1909. evitando así el manejo de cifras largas y complejas. El sector izquierdo de la recta numérica indica acidez. el químico danés Sorensen definió el potencial hidrógeno ( pH ) como el logaritmo negativo de la concentración molar (mas exactamente de la actividad molar ) de los iones hidrógeno. Por ejemplo.00000001). el término pH ha sido universalmente utilizado por la facilidad de su uso. una base que tenga pH 14 es más fuerte que una que tenga pH 8.log [H + ].log[10-8] = 8 . hacia la derecha del 7 las soluciones son básicas y son más fuertes o más básicas cuanto más se alejan del 7. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 19 . por eso se dice que el agua es neutra.El número 7 corresponde a las soluciones neutras. una concentración de [H+] = 1x10-8 M (0.3 – 7.+. Interpretación de la escala de pH La escala de pH se establece en una recta numérica que va desde el 0 hasta el 14.4 Limpiador con amoniaco → pH 11 – 12 Una manera sencilla de determinar el pH en un medio es la utilización de indicadores. Por ejemplo. el ion amonio de la sal reacciona con el OH de la base y se forma nuevamente amoniaco y agua: NH4Cl + Na OH NH3 + NaCl + H2O Otros ejemplos de soluciones reguladores son el ácido fosfórico. Por ejemplo.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 El Valor de pH El pH es de valor negativo del exponente de la concentración para conocer el pH de la ciudad Por ejemplo: Si la concentración es 10 –11 el pH es 11 Si la concentración es 10-4 el pH es 4 Para hallar la concentración de iones de Hidróxido dividimos: 10 –14 __________________________________ la concentración de la base Por ejemplo: Si el pH es 3.NH4Cl Base débil ácido sal de amonio Si se le añade una base a la sal. la concentración de iones hidronios es 10 –3 M y la concentración de iones de Hidróxido es: 10 –14 / 10 –3 M. el ácido carbónico y el ion bicarbonato http://quimica. se puede preparar una solución amortiguadora con la base débil amoniaco (NH3 ) y una sal de amonio.com/conceptos-basicos/escala-del-ph Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 20 . el NH3 . como cloruro de amonio (NH4Cl ). fosfato monopotásico.laguia2000. que es 10 –14-(-3) = 10 –11 M el pOH = 11 Amortiguadores de pH Un amortiguador es una solución que resiste los cambios de pH cuando se le agregan pequeñas cantidades de ácidos o de base. Las soluciones amortiguadoras se preparan con un ácido o una base débil y una de sus sales. Si se le añade un ácido. reacciona con los iones H + NH3 + H+Cl. 3. 4. las características del átomo de carbono y sus aplicaciones en la vida cotidiana. 3. Proporcionar a los estudiantes información escrita sobre el tema. 4. tales como alcanos. alquenos y alquinos. Orientar a los estudiantes para que realicen los modelos de los átomos y moléculas.1 Describe y representa con creatividad átomo de carbono. Revisar y apoyar a los estudiantes para solventar dudas relacionadas con la temática. Permitir que los estudiantes presenten sus respuestas a las preguntas. 8. Actividad 1: Diseñemos modelos con el átomo de carbono Recursos para el desarrollo de la actividad  Material bibliográfico  Guía de trabajo  Plastilina de dos colores  Una caja de palillos de dientes  Un plumón Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad. Confusión al describir las características del átomo de carbono. Desconocimiento de algunas de las utilidades del átomo de carbono en la vida cotidiana. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem 1. 2. Contenidos: Indicador de logro: Características del 7. Desconocimiento de la estructura del átomo de carbono. Establecer la constitución de hidrocarburos. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 21 . Determinar la fórmula condensada y la fórmula global de los alcanos. Confusión en el número de electrones de valencia y los enlaces del átomo de carbono. 6.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 9 y 10 Bloque de contenidos: Química. 7. 1. 2. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Realizar exploración de presaberes por medio de lluvia de ideas o la técnica Philips 66. realicen sus conclusiones y las socialicen con el pleno. alquenos y alquinos. 5. el Modelo atómico de la materia y enlace químico. hacer 14 bolitas de 1 cm de diámetro que representarán átomos de hidrógeno (no importa que sea exactamente este tamaño. Hidrocarburos Aromáticos Alifáticos Presentan anillos bencénico Saturados Alcanos Insaturados Alquenos Alquinos Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 22 . que representarán átomos de carbono (no importa que sea exactamente este tamaño). Marcar con un plumón la letra C en las esferas de mayor tamaño y con una H las de menor tamaño. ¿Por qué las esferas de mayor tamaño deben corresponder a las de carbono? Para responder. Además. se deben investigar las características del átomo de carbono. pero sí debe ser de menor tamaño que las anteriores). y otro pedazo de un color diferente.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Referencias teóricas Estructura del carbono Cada grupo debe recibir un trozo de plastilina y hacer 6 bolitas de un diámetro de 2 cm. a cada grupo se le deben entregar 30 palillos de dientes que utilizará para simbolizar los enlaces químicos. Este compuesto tiene dos átomos de carbono y seis átomos de hidrógeno. La terminación ―eno‖ se utiliza para un compuesto que tiene un doble enlace C-C. Determinar la fórmula global y dibujar la estructura de Lewis y la distribución espacial que tienen los átomos de carbono e hidrógeno en el: a. El prefijo ―prop‖ se utiliza para indicar la existencia de tres átomos de carbono en la molécula. Señalar y justificar el tipo de enlaces y la polaridad de la molécula. Señalar y justificar el tipo de enlaces y la polaridad de la molécula. Propeno c.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Considerando que la molécula de etano es espacial y no plana. que tiene dos átomos de carbono y un triple enlace carbono-carbono. Propano b. Propino ¿Cuál es la relación existente entre los átomos de hidrógeno y los de carbono en el propano. Averiguar qué figura geométrica permite tener la máxima separación entre los átomos y cuáles son sus ángulos. pedir a los estudiantes que construyan la estructura del compuesto utilizando las bolitas y los palillos de dientes para representar los enlaces. Luego dibujarla.1. que tiene dos átomos de carbono y un doble enlace carbono-carbono. Se debe cumplir con la regla del octeto y del dueto electrónico. Preguntar a sus estudiantes ¿Cómo calificarías el enlace carbono-carbono y el enlace carbono-hidrógeno? ¿Cómo estimas que es la polaridad de la molécula? Repetir las actividades anteriores para el eteno. El carbono es tetravalente y el hidrógeno monovalente. eteno y etino? Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 23 . y la terminación ―ino‖ cuando el hidrocarburo tiene un triple enlace C-C.5 y la del hidrógeno es 2. Repetir las actividades anteriores para el etino o acetileno. La electronegatividad del carbono es 2. propeno y propino? ¿Es la misma que existe entre el etano. Señalar y justificar el tipo de enlaces y la polaridad de la molécula de etano. mientras que la terminación ―ano‖ se refiere a que todos los enlaces C-C son simples. Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 A partir de las actividades anteriores, los alumnos y alumnas deben concluir que:     Los hidrocarburos son compuestos que están constituidos por átomos de carbono e hidrógeno que se distribuyen espacialmente de tal manera de quedar lo más separados entre sí posible. En el caso de los alcanos el ángulo de enlace es de 109,5º, que corresponde a un tetraedro regular, en el caso de los alquenos el ángulo de enlace donde se encuentra el doble enlace es 120º, mientras que en los alquinos el ángulo de enlace entre los átomos de carbono donde está el triple enlace es 180º. El carbono siempre tiene octeto electrónico, mientras que el hidrógeno cumple con el dueto electrónico. En los alcanos la fórmula general para todos ellos (y que indica la relación existente entre los átomos de hidrógeno y carbono), es CnH2n+2, mientras que para los alquenos es CnH2n y en los alquinos CnH2n-2. La construcción y uso de modelos moleculares permite que los alumnos y alumnas se familiaricen con las estructuras de las moléculas orgánicas, sus ángulos de enlace, su tipo de enlace y la polaridad de sus moléculas. Esta última propiedad permite explicar la solubilidad de estos compuestos en agua y en solventes orgánicos. Existen varios programas computacionales de libre acceso que permiten diseñar virtualmente moléculas donde se respetan los ángulos de enlace, por ejemplo, el de Chem Draw y el Isis Draw. Alquinos: Al menos un enlace triple Alcanos: Sólo enlaces simples Metano CH4 Etano CH3 – CH3 Propano CH3 – CH2 – CH3 Butano CH3 – CH2 – CH2 – CH3 Alquenos: Al menos un enlace doble Eteno CH2 = CH2 propeno CH2 = CH – CH3 Buteno CH2 = CH – CH2 – CH3 Penteno CH3 – CH = CH – CH2 – CH3 Etino o Acetileno CH 1-Propino CH 1-Butino CH 1-Pentino CH C CH2 C CH CH3 CH3 CH3 C CH2 CH2 Aromáticos Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 24 Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Actividad 2: Investiguemos sobre el diamante y el grafito Recursos para el desarrollo de la actividad  Material bibliográfico  Guía de trabajo Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. Orientar a los estudiantes para que investiguen las características del diamante y el grafito. 2. Identificar y explicar las diferencias entre las estructuras moleculares del diamante y el grafito, entre otros. 3. Pedir a sus estudiantes que presenten sus hipótesis y conclusiones acerca de las características y utilidad de cada compuesto. 4. Permitir que los estudiantes presenten sus respuestas, realicen sus conclusiones y las socialicen con el pleno. 5. Revisar y apoyar a los estudiantes para solventar dudas relacionadas con la temática. Referencias teóricas Mortero asfáltico Este tipo de tratamiento se emplea como capa de desgaste o de sello, por lo que no debe considerarse como parte estructural del pavimento. El mortero asfáltico consiste en una mezcla de materiales pétreos, emulsiones asfálticas, agua, aditivos y tapa agujeros, que proporcionan una mezcla homogénea que se aplica en una capa con textura rugosa, resistente, antideslizante y perfectamente adherida sobre la superficie de un pavimento desgastado, oxidado y con pequeñas grietas. Emulsiones asfálticas Una emulsión es una mezcla íntima de dos componentes no miscibles. Existen dos fases, la continua o dispersante, que en el caso de las emulsiones asfálticas es el agua y la otra fase es la discontinua o dispersada que es la sustancia bituminosa en forma de pequeños glóbulos de unas 5 micras de diámetro, llamados micelas. Si se mezcla asfalto fundido con agua caliente obtenemos una emulsión, pero en reposo se separan, se forman grumos (llamados flóculos). Por lo tanto es necesario un tercer componente, un emulsivo o emulsionante, que envuelva las partículas de la fase dispersa Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 25 Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 a modo de film. Este componente carga las partículas eléctricamente, por una reacción química, y se rechazan entre sí, evitando su unión y por lo tanto la rotura de la emulsión. Los elementos agregados pueden ser jabones (resinato de sodio, oleato de sodio, etc.). Un ejemplo más doméstico de una emulsión es el de la mayonesa casera. Cuando se mezcla el huevo con el aceite se forma una emulsión en la cual el huevo es la fase discontinua, que forma pequeñas gotas y el aceite es la fase continua. Pero si se deja de revolver las fases se separan, se rompe la emulsión. Es por eso que se le agrega un agente emulsivo para evitar esta rotura, y ese agente es el jugo de limón. Fuentes de información Friedl, Alfred. Enseñar ciencias a los niños. E. Editorial Gedisa, S. A. España, 2000. Págs. 86-89. http://cienciascolegiochile.files.wordpress.com/2009/10/ppt-el-petroleo.ppt#278,23 http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?GUID=123.456.789.000&ID =133179 http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?GUID=d0e9c1e6-2a0a47cf-94a8-e7c2f0fe5391&ID=106165 http://www.softonic.com/s/chemdraw:linux http://www.textoscientificos.com/quimica/hidrocarburos/productos-derivados Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 26 Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 11 y 12 Bloque de contenidos: Química. Contenidos: Hidrocarburos: alcanos, alquenos, alquinos, aromáticos. Indicador de logro: 7.2. Experimenta, identifica y describe correctamente y con interés las propiedades físicas y químicas de los hidrocarburos. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem 1. Poca claridad al referirse a las propiedades físicas y químicas de los hidrocarburos. 2. Desconocimiento de las características del benceno. 3. Desconocimiento de la composición de los hidrocarburos. Actividad 1: hidrocarburos Identifiquemos las características de los Recursos para el desarrollo de la actividad   Material bibliográfico Guía de trabajo Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Realizar exploración de presaberes por medio de la ―papa caliente‖ u otra técnica. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Proporcionar a los estudiantes información escrita sobre el tema. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada analicen y expliquen las características de los hidrocarburos y las aplicaciones den la vida cotidiana. Orientar a los estudiantes para que hagan un mapa conceptual con las características de los hidrocarburos. Pedir a los estudiantes que escriban un cuadro comparativo de las utilidades de los diferentes hidrocarburos. Permitir que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen con el pleno. Revisar y apoyar a los estudiantes para solventar dudas relacionadas con la temática. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 27 también conocidos como alcanos. presentan hibridación sp3. los cuales no tienen ningún enlace doble o triple entre los átomos de carbono. los cuales tienen al menos un anillo aromático (conjunto planar de seis átomos de carbono). Son menos densos que el agua y solubles en disolventes apolares. tienen uno o más enlaces dobles o triples entre los átomos de carbono. Los hidrocarburos son compuestos de carbono e hidrógeno que. Según los enlaces sean dobles o triples se los clasifica en: o alquenos : contienen uno o más enlaces dobles o alquinos : contienen uno o más enlaces triples Los alcanos Propiedades físicas Las temperaturas de fusión y ebullición aumentan con el número de carbonos y son mayores para los compuestos lineales pues pueden compactarse más aumentando las fuerzas intermoleculares. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 28 . atendiendo a la naturaleza de los enlaces. Conforman una estructura de carbono a la cual se unen átomos de hidrogeno. pueden clasificarse de la siguiente forma:   Hidrocarburos Aromáticos. Hidrocarburos Alifáticos.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Referencias teóricas Se denomina hidrocarburo a los compuestos orgánicos que contienen únicamente carbono e hidrogeno en sus moléculas. Los Hidrocarburos Alifáticos a su vez se clasifican en:   Hidrocarburos Saturados. se unen en cadenas abiertas. ya sea lineales o ramificadas. Hidrocarburos no Saturados. se encuentra localizado en yacimientos que se formaron durante los diferentes periodos geológicos. las gasolinas. en particular aromáticos. Los dobles enlaces son más estables cuanto más sustituidos y la sustitución en trans es más estable que la cis.En la refinación se separan las diferentes fracciones que se caracterizan por un intervalo definido de punto de ebullición. El enlace doble es una zona de mayor reactividad respecto a los alcanos. El carbono del doble enlace tiene una hibridación sp2 y estructura trigonal plana. Se obtienen así los gases. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 29 . Propiedades físicas Las temperaturas de fusión son inferiores a las de los alcanos con igual número de carbonos puesto que. de color oscuro y de composición variable según los diferentes yacimientos. pero a veces también hidrocarburos no saturados. El petróleo y sus derivados El petróleo es esencialmente una mezcla de hidrocarburos que resultan de la descomposición de materias orgánicas de origen animal y vegetal. Sin embargo la combustión es muy exotérmica aunque tiene una elevada energía de activación. contiene principalmente hidrocarburos saturados. No se ven afectados por ácidos o bases fuertes ni por oxidantes como el permanganato. Para obtener mayor provecho de le petróleo. los querosenos. Las reacciones más características de los alcanos son las de sustitución: CH4 + Cl2 ----> CH3Cl + HCl Obtención de alcanos La fuente más importante es el petróleo y el uso principal la obtención de energía mediante combustión. La mezcla de compuestos que contiene el petróleo es muy compleja y se estima que son por lo menos 500. los aceites lubricantes y los residuos sólidos como parafinas y asfaltos. El petróleo crudo es un líquido aceitoso. los gasóleos. se requiere de una destilación fraccionada denominada refinación. Alquenos Los alquenos contienen enlaces dobles C=C.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Propiedades químicas Son bastantes inertes debido a la elevada estabilidad de los enlaces C-C y C-H y a su baja polaridad. El doble enlace consta de un enlace sigma y otro pi. la rigidez del doble enlace impide un empaquetamiento compacto. Sus propiedades físicas y químicas son similares a las de los alquenos. no tiene nada que ver con el olor. La polimerización de dobles enlaces tiene lugar mediante un mecanismo de radicales libres. Otra reacción importante es la oxidación con MnO4. Otra característica química importante son las reacciones de polimerización. El benceno. el plexiglás. El carbono del enlace triple se enlaza mediante una hibridación sp que da lugar a dos enlaces simples sigma formando 180 grados y dos enlaces pi. membranas asfálticas prefabricadas y productos auxiliares. las emulsiones asfálticas. pinturas. En estas dos últimas se sigue la regla de Markovnikov y se forman los derivados más sustituidos. sino con un conjunto de propiedades que estudiaremos más adelante. que se caracterizaban porque las fuentes de donde se obtenían tenían olores agradables en unos casos y en otros era el propio hidrocarburo el que poseía el aroma agradable. etc. Mediante ellas se puede obtener una gran variedad de plásticos como el polietileno. debido a que el mecanismo transcurre mediante carbocationes y se forma el carbocatión más estable que es el más sustituido. Como productos y elementos derivados de los hidrocarburos tenemos: Los morteros asfálticos.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Propiedades químicas Las reacciones más características de los alquenos son las de adición: CH3-CH=CH-CH3 + XY ------> CH3-CHX-CHY-CH3 Entre ellas destacan la hidrogenación. Hidrocarburos aromáticos El nombre de aromáticos. la halogenación. el poliestireno. impermeabilizantes. por ejemplo: Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 30 . en la actualidad. arde con una llama muy caliente (2800 oC) debido a que produce menos agua que absorbe menos calor. El deslocalización de la carga en el triple enlace produce que los hidrógenos unidos a el tengan un carácter ácido y puedan dar lugar a alquiluros. la hidrohalogenación y la hidratación. el teflón.u OsO4 que en frío da lugar a un diol y en caliente a la ruptura del doble enlace y a la formación de dos ácidos. El alquino más característico es el acetileno HCCH. Alquinos Se caracterizan por tener enlaces triples. La nominación de aromáticos data de los primeros compuestos de este tipo que fueron descubiertos. Las reacciones más características son las de adición. se evitan las consecuencias negativas de esta enfermedad. el ácido benzoico es inodoro. ésta se acumula y alcanza niveles excesivos en sangre y orina provocando retraso mental. es un pigmento amarillo que se encuentra en el hígado. que significa incienso de Java. fotofobia. controlando la dieta. petróleo. La riboflavina o vitamina B-2 (tiene también un componente aromático). como materiales iniciales para la fabricación de éstos. La benzoína es una palabra derivada del francés benjoin. conjuntivitis.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 La goma de benzoína (bálsamo que se obtiene de la resina de un árbol que crece en Java y Sumatra). pero puede aislarse fácilmente de la mezcla que constituye el material benzoína. En el suero de la leche se denomina lactoflavina y está presente en huevos. la riboflavina. levaduras y germen de cereales. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 31 . Los hidrocarburos aromáticos no tienen aplicación médica directa pero sirven. Si la enfermedad se detecta a tiempo. que se obtiene del árbol de tolú de América del Sur y ese bálsamo al igual que el tolueno tiene olor agradable.. El tolueno se obtiene del bálsamo de tolú. carnes y vegetales. su defecto en el organismo provoca índice reducido de crecimiento y dermatitis. por ejemplo: La fenilalanina (aminoácido esencial) tiene en su estructura un componente aromático: Cuando el organismo humano no puede oxidar a la fenilalanina a tirosina. etc. muchos de ellos. Los hidrocarburos aromáticos y sus derivados se encuentran presentes en muchas fuentes. animales y plantas y muchos de ellos o sus derivados constituyen compuestos importantes de estos organismos o también medicamentos de gran aplicación. la cual a su vez proviene del árabe luban jawi. 2. 3. Permitir que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen con el pleno. Michael Faraday Actividad 2: Conociendo acerca del benceno y sus utilidades Recursos para el desarrollo de la actividad   Material bibliográfico Guía de trabajo Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad. 1. 7. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 32 . 5.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 El representante por excelencia de los hidrocarburos aromáticos es el benceno C6H6. 6. El benceno (C6H6) fue descubierto por el científico inglés Michael Faraday en 1825 aislándolo del gas de alumbrado. Revisar y apoyar a los estudiantes para solventar dudas relacionadas con la temática. Proporcionar a los estudiantes información escrita sobre el tema. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada analicen las características del benceno y diseñen un mapa conceptual con las ideas más relevantes. Orientar a los estudiantes para que ilustren y describan un cuadro con los productos del benceno y sus utilidades en la vida cotidiana. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Realizar exploración de presaberes por medio de lluvia de ideas u otra técnica. 4. 3. Sus vapores son explosivos. La fórmula propuesta por Kekulé explicaba en parte las características estructurales del benceno. y puede resultar venenoso si se inhala en grandes cantidades. y una densidad relativa de 0.1 °C. y sólo recientemente se ha tenido en cuenta su condición de agente cancerígeno.88 a 20 °C. En 1865 el alemán August Kekulé propuso una estructura para el benceno.5 °C. El benceno puro arde con una llama humeante debido a su alto contenido de carbono. A partir del benceno se obtienen numerosos compuestos. En Europa era frecuente añadir al benceno mezclado con tolueno y otros compuestos asociados al combustible de los motores. El benceno y sus derivados se encuentran incluidos en el grupo químico conocido como compuestos aromáticos. Son conocidos sus efectos cancerígenos.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Referencias teóricas Propiedades del benceno El benceno tiene un punto de fusión de 5. Mezclado con grandes proporciones de gasolina constituye un combustible aceptable. y el líquido es violentamente inflamable. como el nitrobenceno. un punto de ebullición de 80.5 hexatrieno) Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 33 . Es un líquido incoloro de olor agradable (aroma dulce). (1. También es empleado en la producción de medicinas y de otros derivados importantes como la anilina y el fenol. con forma de anillo (se le llama anillo bencénico. El benceno es un líquido incoloro y muy inflamable de aroma dulce. 6 electrones p. Sin embargo esta estructura no justifica totalmente las características estructurales del benceno. 3. excepto la vitamina C. prácticamente todos los condimentos. Poseen 4n + 2 electrones p (n= 0. como decíamos al inicio. Un compuesto es aromático cuando: 1. ya que posee un olor característico) y puede considerarse una forma poliinsaturada del ciclohexano. Entre los compuestos aromáticos importantes se encuentran todas las hormonas y vitaminas. el concepto de aromaticidad no tiene nada que ver con el olor. 5. estructura geométrica plana.p) Distancia de enlace C-C todas iguales de un valor medio entre un doble y un simple enlace Sus reacciones típicas son de sustitución El benceno es un hidrocarburo poliinsaturado de fórmula molecular C6H6. mostrando alta insaturación. Características estructurales del benceno      Molécula plana Ángulos de enlace de 120º Alta insaturación ( 6e. de modo que la estructura molecular adquiere una gran estabilidad y elasticidad. 3. tanto sintéticos como naturales. En el benceno cada átomo de carbono ocupa el vértice de un hexágono regular. Posee al menos un sistema cíclico plano. En la actualidad. una tercera valencia con un átomo de hidrógeno y la cuarta denominada 'oculta' dirigiéndola hacia el centro del anillo hexagonal formada en algunos casos de carbono y en otros de alguna base nitrogenada. Posee elevada estabilidad. 4. con enlaces dobles alternos. 2. o aromático. con un punto de fusión relativamente alto.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Kekulé propone una molécula donde cada carbono tiene hibridación sp2. 2.…) Regla de Hückel. Tienen tendencia a las reacciones de sustitución y dificultades para las de adición. perfumes y tintes orgánicos. los alcaloides que no son alicíclicos (ciertas Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 34 . Presenta amplia deslocalización de electrones p. ocupa dos valencias con los dos átomos de carbonos adyacentes. 1. Cada átomo de carbono comparte su electrón libre con toda la molécula (según la teoría de orbitales moleculares). Colin. http://www.. Se encuentra en la lista de los 20 productos químicos de mayor volumen de producción. tinturas. resinas. Editorial Reverté.monografias. España. También se usa benceno para hacer ciertos tipos de gomas. Química ambiental. El benceno se usa en grandes cantidades en los Estados Unidos. lubricantes. Algunas industrias usan el benceno como punto de partida para manufacturar otros productos químicos usados en la fabricación de plásticos. medicamentos y pesticidas. S.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 bases alifáticas como la putrescina a veces se clasifican incorrectamente como alcaloides). nylon y fibras sintéticas como lo es el kevlar y en ciertos polímeros.es/baeza/cqtema9. Fuentes de información Baird.com/quimica/hidrocarburos http://www. Los volcanes e incendios forestales constituyen fuentes naturales de benceno.html http://www. gasolina y humo de cigarrillo.uv.shtml Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 35 .textoscientificos. detergentes.com/trabajos66/el-benceno/el-benceno2. 2001. A. y sustancias como el trinitrotolueno (TNT) y los gases lacrimógenos. El benceno es también un componente natural del petróleo crudo. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 36 . 2. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem 1. Poca claridad en la nominación de compuestos por la nomenclatura IUPAC. Indaga y aplica con compuestos orgánicos. 3. Confusión en la lectura de estructuras de los compuestos químicos. 6.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 13 y 16 Bloque de contenidos: Química. Permitir que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen con el pleno. Revisar y apoyar a los estudiantes para solventar dudas relacionadas con la temática. Desconocimiento de la aplicación de la reglas de nomenclatura para la expresión de compuestos orgánicos. 3. 2. Contenidos: Nomenclatura y Indicador de logro: propiedades de los 7. Realizar exploración de presaberes por medio de alguna estrategia. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Pedir a los estudiantes que analicen la información proporcionada y nominen algunos compuestos. 4. Actividad 1: Nominemos algunos compuestos Recursos para el desarrollo de la actividad  Material bibliográfico  Guía de trabajo Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. Proporcionar a los estudiantes información escrita sobre la nomenclatura de los compuestos orgánicos. seguridad las reglas de nomenclatura en la expresión de compuestos orgánicos. 5.3. sirve como nombre base de la molécula. Si se hubiera comenzado la numeración por el otro extremote la cadena. La cadena continua más larga no necesariamente debe ser parte de la molécula escrita en forma horizontal) 2. ( ver anexo 1). Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 37 . 4. los llamamos grupos alquilos. El sufijo que designa a un alcano es "ano". El nombre del alcano de cadena continua de la molécula que tenga el mismo número de átomos de carbono que hay en esta cadena más larga. ya que la cadena continua más larga tiene siete átomos de carbono. 3. Cada sustituyente se nombra indicando su posición mediante un número que corresponde al átomo de carbono al cual se encuentra unido.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Referencias teóricas Alcanos Los hidrocarburos de cadena y los hidrocarburos con sustituyentes o radicales simples se nombran con el sistema de la IUPAQ de acuerdo con las siguientes reglas: 1. y se encuentran unidos a un carbono de la cadena más larga. Se escoge la cadena con el mayor número de átomos de carbono unidos de forma continua. La numeración debe comenzar por el extremo que dé los números menores para los átomos que llevan sustituyentes. los sustituyentes hubieran quedado en C4 y C5. habrá sustituyentes en los C3 y C4. Para el siguiente compuesto el nombre base es heptano. La presencia de un grupo metilo (CH3-) sobre C3 se indica así: 3-metil y la presencia del grupo etilo (CH3-CH2-) sobre C4 se indica así: 4-etil (la nomenclatura para los grupos sustituyentes formados a partir de los alcanos. Un sustituyente es un átomo o grupo de átomos distintos de hidrógeno y se encuentra unido a un carbono de la cadena más larga. Numérese los átomos de carbono de esta cadena continua. Si la cadena básica del compuesto se enumera como se indica. Un sustituyente es un átomo o grupo de átomo. distintos del hidrógeno. Cicloalcanos Los cicloalcanos se nombran colocando el prefijo ciclo al nombre del alcano de cadena abierta correspondiente.4. De acuerdo con estas reglas. penta.6 – tricloro . Ejemplos: ciclo propano ciclohexano ciclo butano Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 38 . Si en una misma molécula se encuentra presente el mismo sustituyente dos o más veces. El nombre del compuesto se escribe en una sola palabra. tri. Los nombres del sustituyente se agregan como prefijos al nombre básico. La posición de cada sustituyente se indica mediante un número y varios números se separan mediante comas. 2. el número de sustituyentes iguales se indica mediante los prefijos di.3 – dimetil butano 3.3 – dietil – metil hexano 5. tetra.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 5. Los nombres se separan de los números mediante guiones y los números entre si mediante comas. de igual número de carbonos del anillo. unidos al nombre del sustituyente.4 – dietil – 2. etc.5.3 – dimetil octano Cada sustituyente debe tener un nombre y un número para localizarlo. el nombre del compuesto es: 4-etil-3-metil pentano. Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Los sustituyentes en el ciclo se nombran indicando sus posiciones por números. Este número se coloca antes del nombre base: 2. un cuadrado para el ciclo butano.penteno Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 39 . La cadena se numera de tal manera que los átomos de carbono del doble enlace tengan los números más bajos posibles. 3. Para indicar la presencia del doble enlace se cambia la terminación "ano" del nombre del alcano con el mismo número de átomos de carbono de la cadena más larga que contenga el doble enlace por la terminación "eno". para nombrar los alquenos se siguen una serie de reglas: 1. 4. Para el nombre base se escoge la cadena continua de átomos de carbono más larga que contenga al doble enlace. cloro-ciclo propano 1-etil-4-metil ciclohexano bromo-ciclo butano Por conveniencia. un hexágono para el ciclohexano y así sucesivamente ciclo propano ciclo butano ciclohexano Alquenos Al igual que en los alcanos. 2. un pentágono para el ciclo propano. usando la menos combinación de estos. La posición del doble enlace se indica mediante el número menor que le corresponde a uno de los átomos de carbono del doble enlace. los anillos alifáticos a menudo se representan por medios de figuras geométricas simples: un triángulo para el ciclo propano. Benceno Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 40 . excepto que la terminación "ino". Los sustituyentes tales como halógenos o grupos alquilo se indican mediante su nombre y un número de la misma forma que para el caso de los alcanos.5 – dicloro. reemplaza la de "eno".hexeno Alquinos Las reglas son exactamente las mismas que para nombrar los alquenos.etil – 2 – heptino Compuestos aromáticos La serie aromática se construye sobre la estructura del benceno. 2 . comenzando por el extremo de la cadena más cercano al triple enlace.2 – penteno 3 – propil – 1. y las posiciones de los sustituyentes y el triple enlace son indicadas por números. 5. El triple enlace se localiza numerando el primer carbono que contiene el triple enlace.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 5.metil – 3 – hexino 4 . La estructura principal es la cadena continua más larga que contiene el triple enlace. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 41 .Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Derivados del benceno Los derivados del benceno se nombran anteponiendo el nombre del sustituyente a la palabra benceno. el meta y el para. Por ejemplo etilbenceno nitrobenceno clorobenceno Algunos derivados del benceno se conocen por sus nombres comunes Tolueno anilina fenol ácido benzoico benzaldehído Los derivados disustituídos del benceno son tres el orto. orto meta para Y se nombran indicando las posiciones relativas de los sustituyentes. a. 1.3. Si los grupos son diferente.2.trinitrobenceno b.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Por ejemplo: O-dibromobenceno m-cloro nitrobenceno p-cloro tolueno Los derivados tri y poli sustituidos del benceno se nombran utilizando números que indiquen las posiciones relativas de las mismas.4-dinitrotolueno 3-bromo-5-cloronitro benceno 2-clor-4-nitrofenol Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 42 . Si los grupos son iguales la secuencia será la de menor combinación de números. 2. se escoge un grupo como 1 y los demás se numeran respecto a este. Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Nombre sistemático de los alcanos Una manera de organizar la familia de los alcoholes es clasificar a los alcoholes en primarios. secundarios o terciarios de acuerdo con el tipo de átomos de carbono enlazados al grupo OH. En la siguiente tabla se indican las estructuras de los alcoholes según su grado de sustitución: Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 43 . el peligro que involucra conducir bajo sus efectos y los problemas de adicción que puede producir su consumo. se propone entregar una guía teórica de Alcoholes y posteriormente realizar un foro donde se discutan los peligros que involucra el consumo de alcohol. Ejemplos: Metilo etilo Propilo isopropilo Isobutilo ter-butilo pentilo isopentilo El guión al final de cada grupo representa el enlace mediante el cual el grupo alquilo se une a otro grupo. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 44 . como lo nefasto de ingerir alcohol en forma desmesurada. Realizar esta actividad permite abordar objetivos de carácter transversal.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Para el estudio de los alcoholes. Grupos alquilo (anexo 1) Un grupo alquilo es un grupo formado por la eliminación de un átomo de hidrógeno de un hidrocarburo. Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Nombrar los siguientes compuestos: Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 45 . http://www.shtml Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 46 . 2001.es/Docencia/QO/tema3QO.sinorg. Burns. Química ambiental. España.. 1996.pdf http://www.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Fuente de información Baird. Editorial Prentice Hall. A.uji. México.com/trabajos28/reglas-nomenclatura/reglas-nomenclatura. Editorial Reverté. Colin. S. Ralph A. Fundamentos de química.monografias. en la segunda. 7. Desconocimiento de la utilidad de las biomoléculas en la producción de alimentos. En equipos de trabajo. lípidos. Tomar en cuenta que el mismo gas puede presentar varias funciones biológicas. 4. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Actividad 1: Conozcamos acerca de los gases Recursos para el desarrollo de la actividad   Material bibliográfico Guía de trabajo Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 14 y 15 Bloque de contenidos: Química. en la primera debe aparecer el nombre del gas. 8. Proporcionar a los estudiantes información escrita sobre los gases como biomoléculas. 3. Contenidos: Biomoléculas: Indicador de logro: carbohidratos. medicinas y la agroindustria. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada. Permitir que los estudiantes presenten un informe con sus conclusiones y las socialicen al pleno. 5. 2. Insertar una tabla en la que se recojan los gases más habituales encontrados en los seres vivos. medicinas y la agroindustria. Desconocimiento del proceso de saponificación de las biomoléculas. expliquen cómo los gases forman parte de las moléculas de los seres vivos. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 47 . la función biológica que tiene. (Si es factible) 6. Realizar exploración de presaberes por medio de alguna estrategia didáctica. 2. 7. Experimenta y describe la proteínas y ácidos nucleicos.5. Poca claridad en la función de algunas biomoléculas en la vida cotidiana. jabones. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem 1. importancia e impacto de las biomoléculas en la producción de alimentos. jabones. en la tercera. 3. La tabla debe tener tres columnas. Orientar a los estudiantes en el uso del Internet y el acceso a sitios recomendados para que indaguen acerca de los gases como biomoléculas. pedirles que analicen la información y respondan las preguntas en equipo. la composición química. ¡no debe confundirse un gas con un átomo! Se recomiendan las siguientes direcciones para recoger información sobre el tema:         Tabla periódica Oxígeno Nitrógeno CO2 Fotosíntesis Libro digital de Botánica Respiración Aire Actividad 2: Investiguemos la utilidad de los aminoácidos Recursos para el desarrollo de la actividad   Material bibliográfico Guía de trabajo Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. Estos gases también son Biomoléculas. 2. como biomoléculas Algunas moléculas que están presentes en los seres vivos son gases. Responder:    ¿Qué gases son considerados biomoléculas? ¿Dónde encontramos estos gases en los seres vivos? ¿Qué utilidad tiene cada gas para los seres vivos? Una advertencia. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Referencias teóricas Los gases. Realizar exploración de presaberes por medio de alguna estrategia didáctica. Revisar y apoyar a los estudiantes para solventar dudas relacionadas con la temática. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 48 .Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 9. Al realizar la investigación con la información que se puede obtener a través de Internet. Permitir que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen al pleno. 4. Investigar utilizando como herramienta la información que se puede obtener a través de Internet. Revisar y apoyar a los estudiantes para solventar dudas relacionadas con la temática. Un cartel puede contener la lista de todos los aminoácidos esenciales. una dieta vegetariana.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 3. siempre con permiso del profesor. expliquen cómo los aminoácidos forman parte de las moléculas de los seres vivos. luego responder las preguntas acerca de los aminoácidos como biomoléculas. 7. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada. 10. pedirles que analicen la información y respondan las preguntas en equipo. otro. Realizar una serie de carteles ilustrados a color para poder pegarlos en la pared de la institución. 8.      ¿Cuáles son los aminoácidos esenciales? ¿Qué aporte de aminoácidos conlleva una dieta vegetariana? ¿Qué recomendaciones dar ante una dieta para reducción de peso estricta? ¿Cuáles son los riesgos de autoaplicarse una dieta para reducir peso? ¿Cuáles son las ventajas de seguir una dieta recomendada por un especialista? Se recomiendan accesar a los siguientes vínculos para recoger información sobre el tema:      Lista de los aminoácidos Aminoácidos esenciales Peligro nutricional Dieta vegetariana Dieta equilibrada Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 49 . 9. Elaborar otro cartel ilustrado con los componentes necesarios que debe tener una dieta equilibrada. Referencias teóricas Los aminoácidos en la dieta Extrañas dietas que aseguran el adelgazamiento a adolescentes o adultos están proliferando actualmente en revistas de carácter poco o nada científico. Proporcionar a los estudiantes información escrita sobre los aminoácidos como biomoléculas. 5. Debemos estar informados sobre lo que requiere nuestro metabolismo para vivir y no hacer caso de recetas milagrosas de adelgazamiento. (Si es factible) 6. Estos carteles deben avisar sobre los peligros nutricionales de las dietas de adelgazamiento no controladas por un médico. En equipos de trabajo. En equipos de trabajo. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. 1 taza Glicerina pura. ahorrando el dinero que se gastaría en comprar jabones y geles comerciales. Dar tiempo para que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen con el pleno. 3. aprenderemos cómo hacer jabón líquido casero. con la higiene y salud de la piel. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 50 . tanto para el uso personal como para la higiene de la ropa. Cómo hacer jabón líquido casero Recursos para el desarrollo de la actividad           Material bibliográfico Guía de trabajo Un litro de agua Soda cáustica en escamas. Con muy pocos y económicos ingredientes. 1 cda Fragancia y colorante. Realizar exploración de presaberes por medio de lluvia de ideas u otra estrategia.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Actividad 3. Referencias teóricas La elaboración de jabones líquidos caseros es una forma de contribuir con la ecología y al mismo tiempo. pedirles que analicen la información y elaboren el jabón que ellos deseen. 6. permitir que hagan alguna variante para mejorar la fórmula. 5. 4. unas gotas a elección Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. 1 litro Sobrantes de jabón de tocador rallado. 25 g aceite de oliva. 125 cm Una pizca de sal Agua destilada. Proporcionar a los estudiantes información escrita sobre la elaboración de los jabones líquidos. Revisar y apoyar a los estudiantes para solventar dudas relacionadas con la temática. a partir de estas sencillas fórmulas y recetas se puede ir adaptando la fórmula a los gustos personales. hasta obtener una receta propia. 2. Conservar en un lugar fresco. antes de embotellar.html Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 51 . poco a poco y con mucho cuidado. con los aceites esenciales que más le gusten.com/s/c-jabones-artesanales/a-como-hacer-jabon-liquido.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/actividades.mec. en lo posible de acero inoxidable o enlozado.mec. se puede aromatizar el jabón líquido. Mantener la botella en un lugar fresco y oscuro. Receta para jabón líquido casero con reciclaje de jabón   Verter el agua en un recipiente apropiado.    Fuentes de información http://recursos.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Fórmula con soda cáustica para fabricar jabón líquido casero       Colocar el agua en un recipiente apropiado para guardar. puede ser una botella. con cuchara de madera. destapada. la soda cáustica.cnice. hasta que transcurra ese tiempo.htm http://recursos.innatia. durante alrededor de 15 días. Agregar. muy bien filtrado. Una vez disuelto. Añadir el jabón rallado y llevar a baño maría revolviendo constantemente.htm http://www. retirar del fuego y agregar la glicerina y el colorante.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/invesamino. Retirar del baño maría y añadir la fragancia. Mezclar dos veces al día. Mezclar y dejar enfriar. para que se diluya. Cerrar la botella y agitar para mezclar. puede ser con infusiones de plantas aromáticas o con zumos de frutas como limón o naranja.cnice. Revolver para asegurar que se disuelva completamente. Luego añadir el aceite y la sal. Una vez elaborado. Desconocimiento de la acción de los catalizadores en una reacción química. 4. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 52 . 1. e identifiquen los elementos de las mismas. (stoicheion). 2.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 17 y 18 Bloque de contenidos: Química. 2. Experimenta. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem 1. Indicador de logro: 6. Contenidos: Reacciones químicas. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada analicen y expliquen qué es una reacción química. Actividad 1: Conociendo acerca del benceno y sus utilidades Recursos para el desarrollo de la actividad   Material bibliográfico Guía de trabajo Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad. 3. 5. medida. 3. 6. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Proporcionar a los estudiantes información escrita sobre el tema. Desconocimiento de cómo se forma una reacción química. 7. Realizar exploración de presaberes por medio de lluvia de ideas u otra técnica. letra o elemento básico constitutivo y μετρον (métron). Referencias teóricas ESTEQUIOMETRÍA: Del griego στοιχειον.1. Revisar y apoyar a los estudiantes para solventar dudas relacionadas con la temática. Orientar a los estudiantes para que investiguen otras reacciones químicas que ocurren en la vida cotidiana e identifiquen sus componentes. Poca claridad al identificar los elementos de una reacción química. Permitir que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen con el pleno. describe y representa con interés una reacción química con sus componentes. dada la estequiometría de la reacción: HCl + NaOH  NaCl + H2O Para la reacción entre el ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio. como generalmente lo son. Ecuaciones Químicas. Las reacciones químicas se representan mediante. La reacción química se define como: el proceso mediante el cual una o más sustancias (elementos o compuestos) denominadas reactivos. Letras en ( ) = indican el estado de agregación de las especies químicas. cada mol de ácido sulfúrico necesita de dos moles de hidróxido de sodio para ser neutralizado. a la derecha productos. sufren un proceso de transformación o combinación para dar lugar a sustancias (elementos o compuestos) denominadas productos.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 La estequiometría: "el área de la Química que trata sobre las relaciones cuantitativas entre los elementos y los compuestos en reacciones químicas". 2 H2(g) + O2(g) Significados: Números = proporción de combinación (coeficientes estequiométricos). 2 H2O (g) Sus conocimientos de estequiometría aumentarán si observa que la mayor parte de las sustancias no son 100% puras. según lo muestra la siguiente ecuación: H2SO4 + 2 NaOH  Na2SO4 + 2 H2O En el caso de la neutralización del hidróxido de calcio con ácido clorhídrico. la reacción es mol a mol. que es la representación gráfica del proceso que se está llevando acabo. tal como lo ilustra la ecuación: Ca(OH) 2 + 2 HCl  CaCl2 + 2 H2O Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 53 . Signo (+) = "reacciona con". Signo ( ) = "produce" o "para dar". Al utilizar sustancias impuras. En una reacción química se produce desprendimiento o absorción de calor u otras formas de energía. Estequiometría de las reacciones ácido-base: En la reacción de neutralización de ácido clorhídrico con hidróxido de sodio. han de tenerse en cuenta algunas o todas las impurezas. Fórmulas químicas = a la izquierda de son reactantes. se requieren dos moles de ácido por cada mol del hidróxido. El término pureza (o impureza) suele indicar el "Tanto Por Ciento de Pureza". 4. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Referencias teóricas Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 54 . Permitir que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen con el pleno. 2. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada analicen y realicen las experiencias. 3.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Actividad 2: Experimentemos con reacciones químicas Recursos para el desarrollo de la actividad   Material bibliográfico Material que refiere cada experiencia Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. Revisar y apoyar a los estudiantes para solventar dudas relacionadas con la temática. Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 55 . educarchile.Base/Web/verContenido.cl/Portal.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Fuente de información http://www.educarchile.monografias.com/trabajos15/reaccion-quimica/reaccion-quimica.cl/Portal.shtml http://www.Base/Web/VerContenido.aspx?ID=133220&pt=12 http://www.aspx?GUID=34ec8d83-d2c84abf-9417-312adbdece75&ID=136072 Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 56 . 7. 2. Revisar y apoyar a los estudiantes para solventar dudas relacionadas con la temática. Experimenta. 4. describe e identifica con seguridad los principales tipos de reacciones químicas: combinación. Actividad 1: Clasifiquemos los tipos de reacciones químicas Recursos para el desarrollo de la actividad   Material bibliográfico Guía de trabajo Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. identificando el tipo de reacción que ocurre. 3. 2. Proporcionar a los estudiantes información escrita sobre la temática. Permitir que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen con el pleno. pedirles que investiguen otras reacciones químicas relacionadas con la vida cotidiana. Pedir a los estudiantes que analicen la información proporcionada y expliquen los diferentes tipos de reacciones químicas. descomposición. a través de un mapa conceptual. 3. Poca claridad al describir los principales tipos de reacciones químicas.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 19 y 20 Bloque de contenidos: Química. un cuadro comparativo. Confusión en la lectura de las ecuaciones químicas. Contenidos: Tipos reacciones químicas. En equipos de trabajo. de Indicador de logro: 6. desplazamiento y neutralización. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 57 . 5. entere otros. 6. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Desconocimiento de la forma cómo reaccionan los compuestos químicos para formar un producto.2. Realizar exploración de presaberes por medio de lluvia de ideas u otra estrategia. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem 1. además. existen numerosísimos cambios químicos en función de los reactivos que intervienen o de los compuestos que se forman. En ellas se forman uno o varios compuestos a partir de elementos o compuestos preexistentes. Para estudiar mejor las reacciones químicas resulta conveniente. en el aire. Algunos ejemplos son: N2 + 3 H2 ⇒ 2 NH3 (Formación de amoniaco) C + O2 ⇒ CO2 2 Mg + O2 ⇒ 2 MgO SO3 + H2O ⇒ H2SO4  Reacciones de descomposición. Al contrario que en el caso anterior.. Atendiendo a la estructura de las reacciones podemos clasificarlas en:  Reacciones de combinación o síntesis. 2 H2O ⇒ 2 H2 + O2 (Hidrólisis del agua) HgO ⇒ Hg + 1/ 2 O 2 PbO2 ⇒ Pb + O2 (NH4)2CO3 ⇒ 2 NH3 + CO2 + H2O  Reacciones de sustitución o desplazamiento.. un elemento desplaza a otro en un compuesto. Y. Pueden ser de oxidación-reducción o precipitación según las especies químicas presentes: Zn (s) + CuSO4 (aq) ⇒ Cu (s) + ZnSO4 (aq) Na (s) + H2O (l) ⇒ NaOH (aq) + H2 (g) Br2 (l) + 2 NaI (aq) ⇒ 2 NaBr (aq) + I2 (s) Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 58 . en esta ocasión tiene lugar la escisión de un compuesto en varios elementos o compuestos.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Referencias teóricas Los cambios químicos se producen de manera continua en la naturaleza: en los seres vivos. clasificarlas de alguna manera. en el suelo. En ellas. por tanto. La vida no sería posible sin él. Pero para que se produzca una reacción de combustión hace falta también un combustible. sin embargo. Las piedras o el casco de un bombero. el butano o la madera son combustibles. se podrá escribir dicha reacción de la siguiente forma: Cu±2AgCl —> CuCl2+2Ag  Reacciones de doble desplazamiento. tampoco. en las combustiones incompletas en los calentadores de agua o en los motores de los coches mal regulados. Por ejemplo. de forma que todo proceso de oxidación va unido necesariamente a otro de reducción. El principal protagonista de la combustión es el oxígeno. y reducción como la reacción inversa. existe «un intercambio» de elementos en dos o más compuestos de la reacción: NaCl (aq) + AgNO3 (aq) ⇒ AgCl (s) + NaNO3 (aq) HCl (aq) + NaOH (aq) ⇒ NaCl (aq) + H2O (l)  Reacción de combustión Es importante saber sobre los peligros del monóxido de carbono. no son combustibles. y la combustión. De esta forma se tendrá que: Cu + 2 Ag~ —> Cu2~ + 2 Ag Puesto que los cationes deben ir acompañados de un anión. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 59 . entre otros. Actualmente se considera que oxidación es un proceso de pérdida de electrones y reducción es el proceso inverso de ganancia de electrones.   El alcohol. Una reacción de oxidaciónreducción es una reacción en la que hay transferencia de electrones desde la sustancia que se oxida a la que se reduce. De forma que: Cu —> Cu2~ ± 2 e es una oxidación 2 Ag~ + 2 e —> 2 Ag es una reducción Ambos procesos no existen de forma independiente.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010  Reacciones de oxidación-reducción En un principio se definió oxidación como toda reacción de combinación de cualquier sustancia con el oxígeno. de pérdida de oxígeno de una sustancia. Como su nombre indica. la cual permite diferenciar las sustancias que arden de las que no arden. tienen un sabor agrio. Se recomienda el siguiente vínculo para saber más sobre Bases que necesitan ácidos y viceversa: picaduras de insectos .Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 La combustibilidad es una propiedad característica de la materia. forman parte de un tipo de sustancias que llamamos ácidos.    Butano + oxígeno ⇒ dióxido de carbono + agua Alcohol + oxígeno ⇒ dióxido de carbono + agua Carbono + oxígeno ⇒ dióxido de carbono Las reacciones de combustión son exotérmicas: desprenden energía. La reacción entre un ácido y una base es una reacción de neutralización. el ácido y la base son los reactivos. como el vinagre o el zumo de limón. Otras. Combustible Madera Carbón (antracita) Gasolina Gas natural Hidrógeno  Reacción de neutralización Valor energético ~18 kJ/g 31 kJ/g 49 kJ/g 53 kJ/g 142 kJ/g Algunas sustancias. como el bicarbonato de sodio. y la sal y el agua. Fijémonos en los siguientes ejemplos. son bases. los productos: ácido + base sal + agua HA(ac) + BOH(ac)  BA(ac) + H2O Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 60 . En una reacción de neutralización. una de las aplicaciones más importantes es que se utilizan como fuente de energía. La combustión es un tipo de reacción química en la que los reactivos son el combustible y el oxígeno del aire. Energía desprendida en la combustión de un gramo de sustancia. y los productos suelen ser (aunque no siempre) dióxido de carbono y vapor de agua. por ejemplo. que influye negativamente en el medio ambiente. En los seres vivos. molecular o iónica.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Los ácidos y bases tienen una gran importancia en la economía de cualquier país. Ya en la antigüedad se conocían las características de los ácidos y bases. Son importantes en diversos ámbitos:      En la industria química. A finales del siglo XIX y a principios del siglo XX se formularon las grandes teorías acerca de la naturaleza y el comportamiento de los ácidos y de las bases. destruyendo bosques o deteriorando los monumentos. molecular o iónica. Base es toda especie química. ya que está presente en una gran cantidad de procesos químicos. establece que: Ácido es toda especie química. OH-. En los productos de limpieza. capaz de recibir un ión hidrógeno de otra sustancia. La Teoría de Arrhenius establece que: Ácido es toda sustancia que en solución acuosa se disocia y libera iones hidrógeno.(ac) La Teoría de Lowry-Brönsted. conocidas hoy como las teorías de Arrhenius. lo que en general se puede expresar como: HA(ac)  H+(ac) + A. por ejemplo. En el medio ambiente. capaz de ceder un ión hidrógeno a otra sustancia. Algunos aditivos son sustancias ácidas: ácido cítrico. Nuestro estómago. Es tan importante que a veces se emplea la cantidad de ácido sulfúrico producida por un país como un indicador de su nivel de industrialización. de Lowry-Brönsted y de Lewis. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 61 . segrega jugos gástricos que resultan fundamentales en el proceso de la digestión. El ácido sulfúrico es un componente fundamental para la industria química. H+. pero desde el siglo XVIII se pretendió encontrar una relación entre las propiedades de los ácidos. En la alimentación. Determinadas actividades humanas generan compuestos tóxicos que dan lugar a la llamada lluvia ácida. las bases y su constitución química.(ac) Base es toda sustancia que en solución acuosa se disocia y libera iones hidroxilos u oxidrilos. lo que en general se puede representar por: BOH(ac)  B+(ac) + OH. Los jabones y detergentes se elaboran con sustancias básicas que permiten disolver las manchas con gran eficacia. htm Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 62 . Designando a los miembros de un par conjugado con el mismo subíndice.cl/Portal. consiste en la transferencia de un ión hidrógeno desde un ácido a una base. se definen como reacciones de neutralización.html?x=20070924klpcnafyq_111. donde existe una transferencia de H+ desde un ácido a una base. la reacción ácido-base se formula así: Ácido1 + Base2  Ácido2 + Base1 Estas reacciones ácido-base.Base/Web/verContenido. Se puede considerar las reacciones ácido-base como reacciones en equilibrio. En general.html?x=20070924klpcnafyq_111. o bien. es decir.kalipedia. La reacción ácido-base. de la base.Kes&ap=0 http://www.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Los conceptos de ácido y base son complementarios: el ácido solamente actúa como dador de iones hidrógeno en presencia de alguna sustancia capaz de aceptarlos. se puede expresar como: Un par conjugado lo constituyen un ácido y su base conjugada. y es una reacción de transferencia de protones en la que ocurre la formación de sal más agua.kalipedia. una base y su ácido conjugado.com/fisica-quimica/tema/clasificacion-reaccionesquimicas. en las que las sustancias formadas pueden también transferir un ión hidrógeno entre ellas.educarchile. Ejemplo: 2HCl±Ca(OH)2 ⇒ CaCl2+2H2O Fuente de información http://www.educared. la base solo puede aceptar algún ión hidrógeno si reacciona con un ácido que se lo transfiera. A su vez. La reacción de un ácido con una base se denomina reacción de neutralización. entonces.Kes&ap=1 http://www..aspx?ID=133220&pt=12 http://www. según la teoría de Lowry-Brönsted.com/fisica-quimica/tema/reaccioncombustion.net/concurso2001/410/reaccion. Balancea correctamente ecuaciones químicas mediante diferentes métodos: por tanteo. Desconocimiento del proceso de óxido reducción de los compuestos químicos.6. Poca claridad en el balanceo de ecuaciones químicas. 7. Recursos para el desarrollo de la actividad  Material bibliográfico  Guía de trabajo Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. pedirles que analicen la información y realicen los ejercicios sugeridos u otros.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 21 y 22 Bloque de contenidos: Química. algebraico y óxido reducción. 2. Observar la siguiente ecuación: 2 C4H10(g) + 13 O2(g) --> 8 CO2(g) + 10 H2O(g) + 872 kJ Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 63 . Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem 1. Permitir que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen con el pleno. 6. 3. 5. Revisar y apoyar a los estudiantes para solventar dudas relacionadas con la temática. expliquen los diferentes métodos para balancear una ecuación química. En equipos de trabajo. Proporcionar a los estudiantes información escrita sobre el balanceo de ecuaciones químicas. Actividad 1: Aprendamos a balancear reacciones químicas. Contenidos: Balanceo de reacciones químicas: por tanteo. Desconocimiento de los compuestos que funcionan como agentes oxidantes y como reductores. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Realizar exploración de presaberes por medio de lluvia de ideas u otra estrategia. 3. 2. Referencias teóricas En este tema aprenderemos a determinar los coeficientes para balancear una ecuación. 4. Indicador de logro: 6. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada. método algebraico y óxido reducción. Para escribir la ecuación de esta reacción. ¿Cuáles son esos números? Para determinar los coeficientes se puede hacer por dos métodos: A) Por tanteo B) Por oxido-reducción. en los productos el Fe tiene un subíndice 2. 3. Contar la ―cantidad‖ que hay de cada elemento. lentamente se va oxidando. entonces hay 3. éste es un ejemplo de reacción química. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 64 . 4. precisamente el balanceo de ecuaciones consiste en que se busquen ―coeficientes‖. Escribes esta información. al contacto con el aire. Ejemplo en los reactantes el Fe no tiene subíndice. le faltan los ―coeficientes‖ que indican que la ecuación está balanceada. hasta transformarse en un polvo caférojizo. después una flecha que indica la transformación y enseguida los productos. significa que son dos. por lo tanto hay dos y el oxígeno tiene un tres. empieza con el dos. Fe + O2 Fe2O3 Reactantes Productos Fe 1 2 O23 2. La ecuación no esta balanceado porque las cantidades de Fierro y Oxígeno son diferentes en los reactantes y en los productos. 13. si no da. Para esto observar si los elementos tienen subíndice. El hierro Fe. volver a contar la cantidad de cada elemento en cada intento. si no tienen número significa que es uno. 8 y 10 se llaman coeficientes ¿De dónde salieron? ¿Para qué sirven? Balancear significa buscar un ―punto de equilibrio‖ entre dos partes. entonces hay uno . se debe anotar para que la ―cantidad‖ de cada uno de los elementos que está en los reactantes se iguale con la de los productos. intenta con el que sigue y así sucesivamente. ¿Cómo los encontraremos?. este número indica la cantidad. el oxigeno tiene subíndice 2. etc. el siguiente paso es anotar un coeficiente 2. primero anotamos las sustancias que están reaccionado. debajo de la ecuación. A) Balanceo por tanteo Pasos: 1. que son el fierro (Fe) y el oxígeno (O2). hasta que la ecuación quede balanceada. La ecuación queda de la siguiente manera: Fe + O2 Fe2O3 Pero esta ecuación no está completa.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Los números 2. no te desanimes si no puedes a la primera vez. si le ponemos un 2 no nos sirve porque serian 4 oxígenos en los reactantes ( el subíndice 2 del oxígeno se multiplica por el coeficiente 2) y en los productos hay tres. inténtalo. BALANCEA LAS SIGUIENTES ECUACIONES Sabes que es necesario ser perseverante.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Veamos que sucede si anotamos como coeficiente un 2 al Fe (Recuerda el lugar donde se escriben los coeficientes) 2 Fe + O2 Fe2O3 Reactantes Productos Fe 2 2 O23 Con este 2 queda balanceado el Fe. pero que coeficiente le ponemos al O2. 3 para el O2 y 2 para el Fe2O3. cuantas veces sea necesario. 1) Mg + O2 ___ MgO 2) Na + H2O _____ NaOH 3) Mg + N2 ____ Mg3N2 4) MnO2 + Al ____ Al2O3 + Mn 5) H2 O ____ H2 + O2 6) Ca + O2 ___ CaO 7) P4O10 + H2O _____ H3PO4 8) Ca + N2 ____ Ca3N2 9) CdCO3 ____ CdO + CO2 10) C2H6 O + O2 ____ CO2 + H2O Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 65 . pero que sucede si le anotamos un 3 4Fe + 3O2 2Fe2O3 Reactantes Productos Fe 4x1 =4 2x2 =4 O 3x2 = 6 2x3 =6 Los coeficientes son 4 para el Fe. N2. pera. Reglas para determinar los números de oxidación. Mg. ¿Qué es la oxidación? Para dar respuesta a estas preguntas.educastur. limón etc. por ejemplo ¿Qué le sucede a una manzana. Ba es de +2 d) Para el Al es de +3 e) Si en la fórmula hay más de dos elementos. Para el oxigeno –2 x 4 = -8 . Cu.htm BALANCEO DE ECUACIONES QUIMICAS OXIDO-REDUCCIÓN Antes de que aprendas a balancear por el método de oxido-reducción.htm El H tiene +1. Dijimos que ocurre una reacción que se llama OXIDACIÓN. si le quitas la cáscara y la dejas por un tiempo al aire libre? ¿Qué le pasa a tu cabello si le añades agua oxigenada? ¿Qué le pasa a un trozo de tubo de cobre si esta en un lugar húmedo? Recuerdas que mencionamos lo que le pasa al clavo y a la ventana de hierro (Fe). Consultar página de Internet Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 66 .fortunecity. KH hidruro de potasio) que tiene -1 a) El O tiene -2 excepto en los peróxidos (H2O2 peroxido de hidrógeno) que tiene -1 b) Para el Na y K es de +1 c) Para el Ca. pero. aguacate. Los números de oxidación del K es de +1 S es de +6 O es de -2 En este caso antes de sumar.es/proyectos/biogeo_ov/Animaciones/Indice_anim. identificaras las valencias y los números de oxidación de los elementos. es necesario conocer las reglas para determinar los números de oxidación. la suma de los números de oxidación debe ser igual a cero f) Para un elemento que no está combinado con otro es de ―cero‖ Los números de oxidación se anotan en la parte superior del elemento. Ejemplos El número de oxidación del O2. ¿Que es lo que le pasa a estas sustancias?. Cl2. Consultar pag. En el K2SO4.com/campus/dawson/196/numoxid. para el potasio será +1 x 2 = +2. La suma es +2 +6 –8 = 0. Fe porque no están combinados con otro elemento es de cero "0" En el NaOH los números de oxidación del Na es +1. Lo que tu observas en las frutas y en el clavo de hierro es una reacción química y se representa por una ecuación química.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 En esta página encuentras algunas animaciones de reacciones químicas http://web. excepto en los hidruros (NaH hidruro de sodio.princast. O es de -2 y H es de +1 observa que la suma es igual a cero: +1-2+1=0. De Internet http://www. multiplica el número de oxidación por el subíndice. a un plátano. Hay un tipo de reacciones que tu cotidianamente observas. misrespuestas. 1) C + HNO3 _____ N2 + CO2 + H2O 2) CO + Fe2O3 _____ Fe + CO2 3) HCl + HClO3 _____ Cl2 + H2O 4) Cu + HNO3 ______ Cu (NO3)2 + NO + H2O Fuente de información http://quimicadosmartha.html Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 67 .blogspot.blogspot.com/2009/02/balanceo-de-ecuaciones-quimicas-por.html http://quimicadosmartha.pdf Determinar los números de oxidación de cada elemento en las siguientes ecuaciones.org/download/citizens/co-sp-12-6.html http://www../Acero_Inoxidable/Oxido1.jpg http://www.clu-in.com/2009/02/balanceo-de-ecuaciones-quimicasoxido. escribir en la parte superior.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 www.org/.fondear.com/que-es-la-oxidacion.. 2. Pedir que respondan las siguientes interrogantes: ¿Cómo se producen las reacciones químicas? ¿Cómo se conforman? ¿Tienen alguna utilidad o función práctica? ¿Cuáles son? u otras preguntas que se consideren pertinentes. Orientar al estudiante para que comprenda las características que presentan los movimientos ondulatorios.3 Experimenta. Actividad 1: Conociendo las reacciones químicas Recursos para el desarrollo de la actividad  Texto con el contenido del movimiento ondulatorio  Guía de trabajo Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. Desconocimiento de las propiedades de los reactivos y reactantes en una reacción química. Proponer algunos ejercicios de aplicación de ondas para que los estudiantes los resuelvan. 2. representa y analiza con interés la velocidad de las reacciones químicas y factores que las afectan: la concentración de los reactantes. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem 1. 3. 4.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 23 y 24 Bloque de contenidos: Química Contenidos: Reacciones químicas Indicador de logro: 6. la temperatura del sistema. No comprenden la dependencia de la reacción química de un factor energético. Dificultad para analizar el papel que juega la temperatura dentro de una reacción química. la naturaleza de los reactantes. 3. . Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 68 . Realizar una plenaria para exponer las conclusiones e interpretar los resultados y proceder a una ronda de preguntas y respuestas. el estado de los reactantes y la presencia de catalizadores. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo y proporcionarles a cada grupo un texto y ejemplos sobre los movimientos ondulatorios. para originar 2 moléculas de yoduro de hidrógeno. Los cambios químicos que llevan implícita una transformación de la estructura atómico-molecular. que no implican una alteración en la naturaleza atómicomolecular de la materia. escribiremos la reacción mediante: H-H+I-I — 2H-I Los enlaces que se rompen son los de hidrógeno-hidrógeno (H—H) y yodo-yodo (I—I). pasando por las que tienen lugar en los motores de explosión de los coches y llegando hasta las más sofisticadas. como en el caso del fraguado del cemento o en la oxidación del hierro. pero ¿de dónde procede esta energía? Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 69 . cada una de las cuales con un enlace hidrógeno-yodo (H—I).Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Referencias teóricas Los cambios que ocurren en la naturaleza en dos categorías:  Los cambios físicos.  Los cambios químicos ocurren mediante la existencia de reacciones químicas. y la reacción consiste en un proceso de ruptura de unos enlaces y el establecimiento de otros nuevos. En primer lugar mediante la combustión de madera o de carbón. también en estado gaseoso. pudiéndose definir una reacción química como un proceso en el que unas sustancias se transforman en otras por la reordenación de sus átomos mediante la rotura de unos enlaces en los reactivos y la formación de otros nuevos en los productos. pudiéndose expresar la reacción química de la siguiente forma: H2 + I2 — 2 Hl Todas las especies que intervienen en la reacción son compuestos de naturaleza covalente. que tienen lugar en los motores de propulsión de las naves espaciales. Una reacción muy estudiada es la que tiene lugar entre el yodo y el hidrógeno gaseoso para producir yoduro de hidrógeno. Para averiguar los enlaces rotos y formados. Las reacciones químicas van acompañadas en unos casos de un desprendimiento y en otros de una absorción de energía. La energía de las reacciones químicas La humanidad ha utilizado desde el principio de su existencia reacciones químicas para producir energía. como en el caso de la dilatación del mercurio en un termómetro. según se dé desprendimiento o absorción de calor. etc. Lo cual nos lleva a definir otro concepto. y de esta forma puedan reaccionar las cantidades que existan de reactivos. Las reacciones químicas pueden entonces clasificarse en: exotérmicas o endotérmicas. por tanto. las reacciones químicas se pueden dividir en: Reacciones rápidas. si para que se efectúe la reacción. es igual al balance de energía interna entre los productos y los reactivos. que depende de las energías cinética y potencial de las partículas constituyentes: átomos. Por ello. Si. se absorbe energía. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 70 . el de velocidad de reacción como la cantidad de una sustancia que se transforma en una reacción química en la unidad de tiempo. se desprende energía. Por tanto. se define el tiempo de reacción como el tiempo en el que transcurre una reacción química. por el contrario. se puede afirmar que los reactivos de una reacción química poseen un determinado contenido energético propio (energía interna) y los productos otro diferente. Si existe desprendimiento de energía. la reacción se denomina exoenergética y. por lo que el calor desprendido o absorbido en una reacción química. electrones y núcleos. la velocidad de reacción se puede representar tanto por la cantidad de uno de los reactivos que desaparece en la unidad de tiempo. pero habitualmente se manifiesta en forma de calor. Velocidad de reacción Hemos visto que para que tenga lugar una reacción química se necesita un tiempo. La energía desprendida o absorbida puede ser en forma de energía luminosa. Si en una reacción química disminuye la energía interna del sistema. se llama calor de reacción y tiene un valor característico para cada reacción.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Cada átomo y cada molécula de una sustancia posee una determinada energía química o energía interna característica. la reacción se llama endoenergética. Según sea el valor del tiempo de reacción. Reacciones lentas. en unas determinadas condiciones da presión y temperatura. se requiere el aporte de energía. por el contrario. eléctrica. Puesto que en una reacción la sustancia transformada de reactivos produce otra cantidad de productos. como por la cantidad de uno de los productos que se forman en la unidad de tiempo. aumenta la energía interna. La energía de una reacción es la energía que se pone en juego en la reacción y. De esta forma.htm Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 71 . Pero esto es imposible porque la energía desprendida se gasta en calentar el aire circundante. podemos afirmar que hay reacciones químicas. las distintas sustancias que intervienen (reactivos y productos) suelen formar una mezcla homogénea. los gases producidos (CO2 y vapor de H2O) se dispersan. en óxido cálcico (cal) y dióxido de carbono. A alguien se le podría ocurrir aprovechar la energía desprendida y regenerar el papel a partir de los productos obtenidos. el óxido cálcico y el dióxido de carbono. el carbonato cálcico. éstos pueden combinarse entre sí para dar nuevamente los reactivos primitivos. mediante la ecuación: CaCO3 CaO + CO2 Pero si la reacción se efectúa en un recipiente cerrado y se deja después enfriar. Reacciones reversibles e irreversibles La combustión de un trozo de papel es una reacción exotérmica que proporciona CO 2 y vapor de H2O. Se denominan a este tipo de reacciones químicas reacciones reversibles y se presentan de la siguiente forma: A±B C+D que quiere decir que el reactivo A reacciona con el B para dar los productos más D.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 En muchas reacciones. por lo que como medida de la cantidad de sustancia se suele utilizar la concentración. que una vez formados los productos de reacción. como la descomposición del carbonato de calcio. yeso o mármol. en estos casos. a una temperatura de 1 200 0C. Por otro lado. formados se vuelven a combinar entre sí. como productos más significativos. se puede descomponer mediante el calor. Por otro lado.educared.net/concurso2001/410/reaccion. imposibilitando las colisiones entre sus moléculas para formar de nuevo papel. Fuente de información http://www. La transformación química será. volviéndose inaprovechable. incompleta. expresada en unidades de Molaridad. regenerando el carbonato de calcio. que se encuentra en la naturaleza como piedra caliza. 2. Referencias teóricas Factores que afectan la velocidad de una reacción química. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 72 . Proporcionar a los estudiantes información escrita y ejemplos de situaciones que involucren a los factores que afectan la velocidad de las reacciones químicas. Permitir que los estudiantes presenten sus resultados y los socialicen con el pleno. Realizar exploración de presaberes por medio de lluvia de ideas.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Actividad 1: Conozcamos los factores que afectan las reacciones químicas Recursos para el desarrollo de la actividad Material bibliográfico Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. 4. 3. elaboren un reporte sobre el tema. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada. la colisión entre las partículas. el carbón arde más rápido cuanto más pequeños son los pedazos. Muy baja. si queremos cocinarlos. la de la plata es muy lenta y la velocidad de la oxidación del hierro es intermedia entre las dos anteriores. la reducción a partículas de menor tamaño. y entonces será muy rápida. ya que este ataque es mucho más violento cuanto mayor es la concentración del ácido. ya que facilita el contacto entre los reactivos y. Así. Esto explica por qué para evitar la putrefacción de los alimentos los metemos en la nevera o en el congelador. al haber más partículas en el mismo espacio. Naturaleza química de los reactivos que intervienen en la reacción Dependiendo del tipo de reactivo que intervenga. la velocidad se duplica. El resultado es una mayor velocidad en la reacción. más alta será la velocidad de la reacción en la que participen. es decir. los introducimos en el horno o en una cazuela puesta al fuego. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 73 . y entonces será muy lenta. cuanto mayor sea su concentración. de manera aproximada. también lo hace la velocidad a la que se mueven las partículas y. aumentará el número de colisiones y la violencia de estas.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Temperatura Al aumentar la temperatura. aumenta enormemente la velocidad de reacción. la oxidación del sodio es muy rápida. y si está finamente pulverizado. El ataque que los ácidos realizan sobre algunos metales con desprendimiento de hidrógeno es un buen ejemplo. una determinada reacción tendrá una energía de activación:   Muy alta. por tanto. ya que. Por ejemplo. Se dice. arde tan rápido que provoca una explosión. que por cada 10 °C de aumento en la temperatura. Por el contrario. la pulverización. Grado de pulverización de los reactivos Si los reactivos están en estado líquido o sólido. Concentración de los reactivos Si los reactivos están en disolución o son gases encerrados en un recipiente. aumentará el número de colisiones. por tanto. por ejemplo. si tomamos como referencia la oxidación de los metales. Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 La variación de la velocidad de reacción con los reactivos se expresa.Kes&ap=2 Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 74 . Los catalizadores se añaden en pequeñas cantidades y son muy específicos. cada catalizador sirve para unas determinadas reacciones. En ningún caso el catalizador provoca la reacción química. de manera general. http://uy. Catalizadores Los catalizadores son sustancias que facilitan la reacción modificando el mecanismo por el que se desarrolla.kalipedia. es decir.com/fisica-quimica/tema/reacciones-quimicas/factores-afectan-velocidadreaccion. puesto que no es reactivo ni participa en la reacción. La constante de velocidad k.html?x=20070924klpcnafyq_116. en la forma: v = k [A]α [B]β donde α y β son coeficientes que no coinciden necesariamente con los coeficientes estequiométricos de la reacción general antes considerada. El catalizador se puede recuperar al final de la reacción. depende de la temperatura. no varía su calor de reacción. Actividad 1: Frentes de ondas y rayos Recursos para el desarrollo de la actividad  Material bibliográfico Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. Dificultad para analizar situaciones de la vida cotidiana referidas al frente de ondas y los rayos. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. desarrollen ejercicios relacionados al tema. 4. 4.6. 2. Indicador de logro: 5. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem: 1. Dificultad para realizar ejercicios de frentes de ondas y rayos. Realizar exploración de presaberes por medio de lluvia de ideas. 3. 2. Poca claridad en la forma como se comportan los frentes de ondas. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada. 5. Referencias teóricas Propagación de ondas: frente de onda y rayos Para describir el movimiento de ondas que se propagan en dos o tres dimensiones son útiles los conceptos de frente de onda y de rayo.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 25 y 26 Bloque de contenidos: Física. Proporcionar a los estudiantes información escrita y ejemplos de situaciones que involucren a los frentes de ondas y los rayos. Permitir que los estudiantes presenten sus resultados y los socialicen con el pleno. 3. Contenidos: Frentes de onda. Describe y ejemplifica con interés los fenómenos de frentes de onda y rayo. Desconocimiento de las características que presentan las ondas. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 75 . cuyo centro común es la fuente. planas. la dirección de propagación puede cambiar al pasar de un medio a otro.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Se define el frente de onda como el conjunto de puntos del medio alcanzados por el movimiento ondulatorio en el mismo instante. etc. se llaman puntos correspondientes. cilíndricas. que se propaga a lo largo de los radios a partir del eje del cilindro. Si el foco es puntual y el medio es isótropo (posee propiedades idénticas en todas las direcciones). Si la onda se propaga a través de una sucesión de medios de estas características. pues no hay razón para que éstos se desvíen hacia un lado u otro. las distancias entre puntos correspondientes deben depender de la velocidad del movimiento ondulatorio en cada punto. donde la velocidad es la misma en todos los puntos y en todas las direcciones. Si el foco emisor posee forma lineal se obtiene una onda cilíndrica. y en un medio homogéneo e isótropo. se dibujan los frentes separados una longitud de onda. las ondas se denominan esféricas. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 76 . los sucesivos frentes de onda son esferas concéntricas. Los puntos de diferentes superficies de onda unidos por un rayo dado. Tratándose de ondas bi o tridimensionales1 la fase se escribirá k r ± wt y el frente de onda estará determinado por la relación: k r. Por tanto. las esferas frentes de onda tendrán radios muy grandes y podrán considerarse planos. si el medio es bidimensional. resultan circunferencias concéntricas. o dicho con mayor precisión. Es evidente que el tiempo requerido para que la onda avance entre dos frentes de onda es el mismo cualquiera que sea el rayo según el cual se mida. Las ondas planas pueden considerarse monodimensionales. ± wt = constante La forma geométrica del frente de onda depende de la forma de la fuente de ondas y del medio en el cual se propaga. ya que la propagación es según una dirección particular. Las líneas perpendiculares a los sucesivos frentes de onda se denominan rayos y corresponden a líneas de propagación de la onda. Atendiendo a la forma del frente de onda. la separación entre dos superficies de onda debe ser la misma en todos los puntos correspondientes. Si examinamos la onda en puntos muy alejados de la fuente productora. Para representar las ondas. Otro hecho importante es que en un medio homogéneo e isótropo los rayos son líneas rectas. el lugar geométrico de todos los puntos del medio con igual fase de vibración. Se dirige hacia los +x. Permitir que los estudiantes presenten sus resultados y los socialicen con el pleno. Se dirige hacia los +x. circular. 5. x=0. y una longitudinal cuando las partículas oscilan en la misma dirección que viaja la onda. Referencias teóricas * Una onda es un transporte de energía. desarrollen ejercicios relacionados al tema. si para t=0. 3. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. Realizar exploración de presaberes por medio de lluvia de ideas. Resolvamos ejercicios de frentes de ondas Recursos para el desarrollo de la actividad    Material bibliográfico Ejercicios resueltos (para el docente) Ejercicios planteados para los estudiantes Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. y=A. 2. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 77 . * La ecuación de una onda es y=Acos(wt – kx). 4. siendo T la tension de la cuerda en Newtons (N) y μ la densidad lineal en kg/m. * Frente de onda es la superficie o la curva que pasa por todos los puntos del medio alcanzados por la onda al mismo tiempo (onda esférica. Proporcionar a los estudiantes información escrita y ejemplos de situaciones que involucren a los frentes de ondas y los rayos. si para t=0. plana…) y los rayos son las rectas perpendiculares a los frente de onda (rayos luminosos. * La velocidad de las onda transversales es v=√(T/μ). y=0. sonoros). * La longitud de onda es λ=vT = v/f y el numero de onda es 2π/λ. Siendo T el periodo. * La ecuación de una onda es y=Asen(wt – kx). x=0.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Actividad 2. Tenemos una onda transversal cuando las partículas oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. ¿Cuál es el período de estas ondas? Solución La distancia entre dos máximos es λ λ= vT donde T=3/15=0. o sea. para t=0 Aquí tenemos: A=4cm. para que se cumpla la condición y=o. y que la distancia entre dos máximos es de 3cm. La velocidad de las ondas en la superficie del agua es 50cm/s. Entonces: Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 78 . ¿Cual es la elongación de una molécula de la superficie situada a 10 cm del vibrador a un t=2 s? En la ecuación de la onda reemplazamos a x y t Y= 4sen(10π*2 – π*10/5) = 4sen18π=0 Ejercicio 3 Un hilo de caucho tiene una longitud natural de 1 m y una masa de 30 gramos. ¿Cuál es la vmax de una molécula de la superficie? Como vimos anteriormente vmax=Aw=4*10π = 40π cm/s d. ¿Cuál es la ecuación del movimiento del vibrador? Si la elongación es 0 para t=0 Solución La ecuación debe ser de la forma y=Asenwt.2 s Ejercicio 2 Sobre la superficie de una piscina. Para doblar su longitud se necesita una tensión de 4 N. F=kx X es el alargamiento y equivale a 1 m. ¿Cuál es la constante de este hilo de caucho? Se puede admitir la Ley de Hooke para el caucho. λ=v/f=50/5 =10cm k=2π/10 = π/5 rad/s Entonces la ecuación de la onda nos queda: y=4sen(10πt –πx/5) c. w=2πf=10πrad/s Y la ecuación del vibrador es: y=4sen10πt b. un vibrador vertical tiene un movimiento armónico simple de amplitud 4cm y de frecuencia 5Hz. ¿Cual es la ecuación de la onda que se produce? La ecuación es de la forma y=Asen(wt-kx) con k=2π/λ. a. ¿Cuál es la amax de una molécula de la superficie? amax=Aw2=4(10π)2 =400π2 cm/s e. a.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Ejercicio 1 Un estudiante nota que las ondas en una cubeta corren a una velocidad de 15cm/s. ¿Cual es la velocidad de propagación de una onda transversal en este hilo? Hay que calcular la tensión en el hilo que se alargo 0.5 = 2 N La densidad lineal es respecto a la longitud final.es/departamentos/fq/asignaturas/fisica2bac/materialdeaula/Pr opagaci%F3n%20de%20ondas.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 4=k*1 entonces k=4 N/m b. Se dispone este hilo entre dos puntos separados 1.5/10 =.5 m.aragon.educa. T=kx=4*0.5 V=10 m c. Por ultimo tenemos: v=√T/μ = √2/(30*10--3 )/1.5 m.pdf Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 79 . ¿Que tiempo emplea una onda para recorrer todo el hilo? T=1.15 s Fuente de información http://iesdmjac. aytolacoruna.9 Representa. resonancia. Proporcionar a los estudiantes información escrita. Desconocimiento de los efectos. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 80 .es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeo metrica/reflex_Refrac/Refraccion.educaplus. 2. explica y mide con precisión el ángulo de refracción de un rayo al pasar de un medio a otro.edu. Poca claridad para identificar las características de los frentes de ondas.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 27 y 28 Bloque de contenidos: Física. Dificultad para reconocer el efecto de las perturbaciones causadas por las ondas: reflexión.6 Describe y ejemplifica con interés los fenómenos de frentes de ondas y rayos. Contenidos: Frentes de ondas Indicadores de logro: 5. 4. refracción.org/luz/refraccion. en la vida cotidiana. Permitir que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen con el pleno. 2. 5. 3. 3. Actividad 1: El principio de Huygens Recursos para el desarrollo de la actividad  Material bibliográfico Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. identifiquen los fenómenos relacionados a las ondas. Sugiera que con anterioridad revisen las siguientes direcciones electrónicas (si es factible): http://teleformacion. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem: 1.htm http://www. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo.html 5. difracción. utilidades y aplicación de los fenómenos producidos por las ondas. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada. ya que parte de la energía que lleva la onda pasa al segundo medio y parte de la energía permanece en el mismo medio. Estos fenómenos vienen acompañados de unos cambios en la dirección de propagación conocidos como reflexión (la onda no cambia de medio) y refracción (la onda cambia de medio). Cuando el movimiento ondulatorio alcanza los puntos de un frente de onda. El siguiente frente de onda será la superficie envolvente de todas las ondas secundarias. En este principio se considera que la amplitud de las ondas secundarias no es uniforme en todas las direcciones. cada partícula del mismo. la refracción y la difracción. el movimiento ondulatorio se propaga alcanzando nuevos puntos de ese medio. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 81 . Cuando el frente de onda avanza en el medio. sino que varía continuamente desde un máximo en la dirección y sentido de propagación de la onda hasta un mínimo en sentido opuesto. El Principio de Hüygens puede enunciarse: Todo punto de un frente de ondas se convierte en punto de partida de una serie de ondas secundarias (ondas elementales) en todos los sentidos. que pueden explicarse fácilmente analizando el paso de un frente de onda al siguiente. se convierte en una fuente de ondas secundarias que alcanzan a las sucesivas partículas del medio. se producen dos fenómenos muy importantes. que constituye el Principio de Hüygens.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Referencias teóricas Principio de Huygens: aplicaciones En el estudio de la propagación de una onda aparecen una serie de fenómenos como la reflexión. La repetición del proceso da como resultado la propagación de la onda a través del medio. A) Reflexión y refracción Cuando la onda llega a la superficie de separación de dos medios distintos (distintas velocidades de propagación). Christian Hüygens (1629-1695) apoyándose en esta sencilla idea visualizó una construcción geométrica para pasar de una superficie de onda a otra. La segunda ley puede demostrarse teniendo en cuenta la figura adjunta.El cociente entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es constante. Las leyes experimentales que cumplen la reflexión y la refracción son: 1ª...El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión iˆ = rˆ 3ª. Las tres leyes anteriores pueden verificarse experimentalmente sin gran dificultad. el reflejado y el refractado están en un mismo plano. el caso de ondas planas (el frente de onda es un plano). que es normal a la superficie de separación y. contiene la normal a la superficie. Esto se denomina ley de Snell y se expresa senr/ seni = n21 Donde n21 se denomina índice de refracción relativo del medio 2 respecto al medio 1 y depende de la naturaleza de la onda y de las propiedades de los medios. aunque las leyes que enunciamos seguidamente siguen siendo válidas cuando el frente de onda no es un plano. que se propaga por el medio1. por sencillez.El rayo incidente. por lo tanto. Al llegar a la superficie de separación con el medio 2.. En ella se representa la porción de un frente de onda plana. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 82 . La primera ley se puede justificar indicando simplemente que no hay ninguna razón para que las ondas reflejadas y refractadas se separen del plano formado por la dirección de incidencia y la normal. 2ª. limitado por dos rayos A y B. y la superficie de separación entre los medios tampoco.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Consideremos. el frente de onda vuelve propagándose por el medio 1. Se pueden probar teóricamente usando los conceptos básicos de la propagación de ondas (principio de Hüygens). por ejemplo. El término difracción se aplica a los fenómenos relacionados con el efecto resultante producido por una porción limitada de un frente de onda. según el tamaño del mismo. el nuevo frente de onda reflejado será A''B'' B) Difracción Con el nombre de difracción se conoce un fenómeno característico del movimiento ondulatorio. una vez que todos ellos hayan alcanzado la superficie de separación. considerando el mismo proceso para todos los puntos del frente de onda. el punto A' es un foco emisor de ondas secundarias. las ondas secundarias de A' habrán avanzado una distancia A'A'' . las ondas se extienden alrededor de los obstáculos interpuestos en su camino. La difracción se observa cuando una onda en su propagación se encuentra con un obstáculo cuyas dimensiones son comparables a su longitud de onda. La etimología alude al fenómeno por el que una onda puede contornear un obstáculo en su propagación. El término difracción viene del latín diffractus que significa quebrado. son los que mejor oímos cuando nos colocamos no alineados con el foco sonoro. El obstáculo puede ser una pantalla con una abertura pequeña. las ondas luminosas que atraviesan la rendija AB (de tamaño comparable a la longitud de onda) alcanzan puntos como el P. mientras el punto B' pasa a ocupar la posición B''.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 De acuerdo con el principio de Hüygens. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 83 . pero si aquel es mayor (rendija CD) las ondas siguen la propagación rectilínea y sólo se observa luz dentro del cono CFD. las ondas sonoras pueden oírse al volver una esquina y los sonidos graves. al tener una longitud de onda comparable al tamaño de las ventanas y puertas. alejándose del comportamiento de rayos rectilíneos. de modo que. Debido a la difracción. Consideremos un tren de ondas que llega a una pared en la que hay un orificio. la propagación de las ondas deja de ser rectilínea una vez pasado aquel. Así. un pequeño objeto o un borde de un objeto. la difracción se utiliza en Óptica para medir longitudes de onda. Por ejemplo. de acuerdo con el cual cabe considerar cada punto de un frente de onda como origen de una onda secundaria. se suprime una parte de este frente de onda. en Astrofísica para el conocimiento de la constitución de las estrellas. con lo que se romperá el frente de onda que ya no será plano. siendo el fenómeno más notable a medida que el obstáculo tiene dimensiones más próximas a la longitud de onda de las ondas. si una onda plana luminosa llega a un obstáculo con una rendija estrecha. En el experimento de Young consideramos la interferencia producida por dos fuentes puntuales coherentes y en el caso que nos ocupa el número de fuentes forma un continuo y al fenómeno lo llamamos difracción. Los hechos principales observados en los fenómenos de difracción pueden predecirse con ayuda del principio de Huygens. La difracción tiene una gran importancia dentro de la Física. Fuente de información http://iesdmjac. en lugar de hallar el nuevo frente de onda por el simple proceso de construir la envolvente de todas las ondas secundarias. Esto se explica considerando que los puntos de la rendija se convierten en focos secundarios emisores de ondas en todas las direcciones. Sin embargo. un diagrama de difracción (distribución de intensidades en máximos y mínimos). dando lugar a una distribución de intensidades en máximos y mínimos según cuál sea la diferencia de fase entre las ondas que interfieren. así: el diagrama de difracción observado cuando los rayos X se hicieron incidir en un cuerpo cristalino dio lugar al descubrimiento de la naturaleza ondulatoria de dichos rayos y la existencia de redes cristalinas. es con las ondas luminosas con las que revisten mayor interés. No obstante.es/departamentos/fq/asignaturas/fisica2bac/materialdeaula/Pr opagaci%F3n%20de%20ondas.aragon.pdf Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 84 . etc. Aunque los fenómenos de difracción se producen con cualquier tipo de ondas.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 El proceso por el cual se producen los efectos de difracción tiene lugar continuamente en la propagación de cada frente de onda.educa. paralela al plano de la rendija y a gran distancia de ella. cuyo plano suponemos paralelo al frente de onda. hemos de componer estas ondas secundarias de acuerdo con los principios de interferencia. pero sólo se observa si. Las ondas elementales producidas por los puntos de la rendija interferirán entre sí. ambos son efectos de superposición. que a menudo ocurren simultáneamente. se obtendrá en otra pantalla. mediante un obstáculo. los demás puntos del frente de onda serán detenidos por el obstáculo. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo. 3. Presentar ejercicios propuestos sobre pH y que los estudiantes los resuelvan. Proporcionar a los estudiantes información escrita. Contenidos: El Potencial de Hidrógeno. Dificultad para resolver problemas relacionados a la determinación del pH. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 85 . así como la utilidad de las diferentes sustancias ácidas o básicas. Indicador de logro: 6. 2. Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem: 1. 2. 4. 5. 3. 6. 6. Permitir que los estudiantes presenten sus conclusiones y las socialicen con el pleno. Poca claridad para identificar las características de las sustancias básicas y ácidas. Elaborar preguntas generadoras sobre la utilidad de la escala de pH en la vida del ser humano.10 Describe con interés la escala de pH y los métodos para su medición. Actividad 1: La importancia del pH en la vida del ser humano Recursos para el desarrollo de la actividad  Material bibliográfico Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad 1. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada. diferencien las características de los compuestos básicos y ácidos. Desconocimiento de los efectos y utilidades y aplicación de la escala de pH.12 Resuelve con interés problemas de cálculo para encontrar el pH de algunas sustancias.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 29 y 30 Bloque de contenidos: Química. 4. Dificultad para reconocer el efecto de la acidez y la basicidad en la escala de pH. su unidad es mol / L En esta escala. el pH posee una escala propia que indica con exactitud un valor. si el pH es > 7. la solución se considera alcalina. más cerca del 0 estará. podemos observar que el pH varía en forma inversa a la concentración de protones H+ (en realidad la concentración varía en forma inversa a través de un factor exponencial** ). La tabla que se muestra a continuación. en particular la Química. Ácido es toda sustancia que en solución acuosa libera protones (ácido. se limita con seguridad. el pH 7 es el que simboliza la neutralidad. Recuerde que [H+] es concentración molar de protones. y mientras más básica o alcalina el resultado se aproximará a 14. el –log(1) será 0. Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 86 . Si el pH es < 7 la solución es considerada ácida. se puede deducir que si el pH = 7. La deducción de la constante del agua a 25ºC.es que se ha obtenido la neutralidad de la solución Si la solución posee un pH siete. Sin embargo el pH siete neutro. se puede describir por la siguiente expresión Ke = 10-14 = [H+] [OH-] 2). pero también se puede utilizar para gases. lo que nos indica esta igualdad entre la concentración de protones y la de iones OH. si la concentración de protones es 10.log [H+] 1) * De acuerdo a la expresión 1). Las sustancias alcalinas aportan el ión hidroxilo (OH-) al medio. Mientras más ácida la solución. el pH puede ser negativo ** Al despejar la concentración de H+ resulta [H+] = 10-pH Si la concentración de protones es 1 M. Por lo general. para evaluar la acidez o la alcalinidad de una solución. Como cualquier medida. es considerada neutra. según Arrhenius). el pH es una medida de la acidez de una solución que depende de la concentración de H+. la medida se realiza en estado líquido. Por lo tanto. pero puede extenderse en ambos extremos). por el contrario.7 M. entonces la concentración de OHes también 10 -7 M. hay otras definiciones de sustancias ácidas o básicas que son más generales que la de Arrhenius (la de Lowry y la de Lewis). que va de pH = 0 a pH= 14 (normalmente usada*. tan sólo a las soluciones acuosas. entonces el pH será 7 y así sucesivamente.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Referencias teóricas El pH es una medida utilizada por la ciencia. Esto se debe a que se define el pH de acuerdo a la siguiente expresión: pH = . De la expresión 2). Otra desventaja que presentan los papeles tornasol es que no pueden ser utilizados para ciertas sustancias.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Hay distintas formas de medir el pH de una solución. El pHmetro mide la diferencia de potencial entre el electrodo de referencia (Ag+/AgCl) y el de cristal que es sensible a los iones de hidrógeno. Un pHmetro es un voltímetro que posee dos electrodos. por lo general. es utilizando un pHmetro y dos electrodos. aquellas que son muy coloreadas o turbias. pese a la evolución que han experimentado los papeles en cuanto a su exactitud. Este método no es tan preciso como otros. La manera más exacta para la medición del pH. como por ejemplo. de pH= 4 y de pH = 10. se utilizan tampones de pH=7 . generan una corriente eléctrica. dependiendo a que tipo de solución se le medirá su pH Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 87 . pues indica ambiguamente qué tan ácida o qué tan alcalina es la solución. uno de referencia y otro de cristal. La más sencilla es sumergir un papel indicador o tornasol en la solución durante algunos segundos. Esta corriente eléctrica dependerá de la concentración de iones de hidrógeno que presente la solución. éste cambiará de color según si es ácida (color rosa) o alcalina (color azul). En la calibración de un pHmetro. Las soluciones tampones se pueden preparar con un valor de pH bien definido. se debe calibrar el pHmetro con soluciones llamadas buffer o tampones que mantienen casi invariable el pH de una solución cuando a ésta se le agrega ácido o base o la solución se diluye. Para obtener con exactitud el pH de una solución. éstos al ser sumergidos en una solución. log [OH-] = . entonces pOH = 14 .Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 Ejercicios resueltos de pH 1) Se mezclan 1.12 = 2 Þ [OH-] = 10-2 .log 0.30 = 13. Calcular el pH de la disolución. El equilibrio de transferencia de protones es: La constante tendrá la expresión: (1) A través del pH se puede calcular [OH-] Si pH = 12. La mezcla se disuelve en agua y se diluye hasta 100 ml.8x10-5. Luego en un litro: [OH-] = 0. Solución: Pm KOH = 56 g/mol y Pm NaOH = 40 g/mol. Los moles que tenemos son: Como ambas bases son fuertes estarán completamente disociadas y tendremos: 0.7 2) Calcule la concentración de una disolución acuosa de amoniaco si se desea que tenga un pH = 12 y evalúe su grado de ionización a esta concentración.en los 100 mL.5 = 0.5 M.025 + 0. sustituyendo en (1) Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 88 .4 g de hidróxido potásico y 1 g de hidróxido sódico.05 moles de OH.30 pH = 14 – 0. pOH = . Kb = 1.025 = 0. HNO3 (o moles pues valencia = 1) nº equivalentes de NaOH = V’ x N’ 0.pdf http://www. Calcular el pH de la disolución. Se trata de una NEUTRALIZACIÓN ácido-base y puede ocurrir: a) más base que ácido b) más ácido que base c) igual ácido que base Calculemos en número de equivalentes: nº equivalentes de HNO3 = V x N = 0.5 M.cl/Revista23/11BASAEZ.Ministerio de Educación Dirección Nacional de Educación PRAEM 2010 A partir de aquí se calcula c x _ = 1x10-2 es decir.cl/html/cree/asignaturas/material_profesor/material_qgeneral/ejercicios_de_ soluciones. un porcentaje de disociación del 0.5 = 1. de hidróxido de sodio 0. sobran 1x10-1 eq.ust. (o moles) de NaOH Concentración de NaOH que sobra: http://www.5 M y 300 ml. NaOH (o moles pues valencia = 1) Se concluye que sobra NaOH Como hay más base que ácido sobra NaOH.3 x 0.5x10-1 eq.18 % 3) Se ha preparado una disolución formada por 100 ml de ácido nítrico 0.pdf Actividades de Refuerzo de Ciencias Naturales – Segunda Prueba de Avance 89 .5 = 5x10-2 eq.ciencia-ahora.1 x 0.