martes, 7 de julio de 2009

Naturaleza de la Materia

José Fuerte Guillen
2do de licenciatura en educación secundaria con especialidad en química
LECTURA: Naturaleza de la materia
El tratamiento formal y matemático de la teoría cinética de los gases se deja normalmente para los cursos de nivel superior, realizándose en la teoría corpuscular con los alumnos de edades entre
· 12 y 16 años.
En función de los cambios que tienen lugar en un nivel microscópico o corpuscular.
Las principales ideas de la teoría corpuscular son:
I. El comportamiento de las sustancias puede explicarse si se asume que la materia esta constituida por pequeñas partículas.
II. Entre partícula y partícula no existe nada. Es el vacio.
III. Los corpúsculos están en movimiento permanente en los sólidos, líquidos y gases.
IV. Los gases se comportan como si sus partículas pudieran moverse libremente independientemente unas de otras.
V. Al aumentar la temperatura de una sustancia aumenta la energía de sus partículas.
VI. La presión ejercida por un gas sobre una superficie es el resultado del bombardeo de la superficie por muchas partículas.
VII. La difusión de una sustancia se debe al movimiento al azar de las partículas individuales.
VIII. Las partículas pueden unirse entre si dando lugar a un tipo diferente de partículas, con propiedades distintas a la de aquellas que la han formado.
Ideas previas respecto a la naturaleza discreta de la materia.
Conviene señalar que la utilización que hacen los alumnos del modelo corpuscular que se les ha enseñado tiene poco éxito cuando deben explicar fenómenos conocidos tales como ebullición, solidificación, etc.
Aproximadamente solo un tercio de los alumnos que ya han estudiado el modelo cinético corpuscular dan explicaciones basadas en las ideas corpusculares muchas de las cuales son incompletas.
Carácter continúo de la materia
Los niños, antes de recibir enseñanza sobre esos temas, ven la materia como algo continuo en concordancia con el aspecto microscópico que presenta.
Es posible que influya a los niños que están acostumbrados a oír hablar de gérmenes, virus bacterias e incluso de átomos que son cosas tan pequeñas que no pueden ver.
Queremos señalar sin, embargo, que nos estamos refiriendo únicamente al hecho de admitir la existencia de partículas.
El vacio no existe
Cuando los niños ya admiten que la materia está constituida de partículas, se les pregunta que es lo que hay entre partícula y partícula muy pocos señalan que nada. La mayoría señala que entre las partículas hay polvo, gérmenes, gases como el oxigeno o el nitrógeno, aire, etc.
Durante mucho tiempo se ha considerado que la naturaleza tenía horror al vacío y que este no podía existir. Esta influyo en la no aceptación de que esto no podía existir las ideas atomísticas. Con ocasión sobre los experimentos de hidrostática de Torricelli y Pascal.
Se ha encontrado en un estudio longitudinal realizado con alumnos desde escuela elemental hasta la universidad que solo una minoría de alumnos interioriza la idea del espacio vacío entre partículas.
Visión estática de la materia
No es fácil admitir que en un trozo de hierro los átomos que lo componen se están moviendo. Se distingue fácilmente entre el aire de calma y el aire en movimiento y no debe resultar sorprendente que el alumno atribuya a las partículas del aire las propiedades que en el aire tiene en su conjunto.
La dificultad para admitir el movimiento intrínseco de las partículas es también persistente.
No aceptar el movimiento intrínseco de las moléculas les lleva a buscar otras explicaciones a la propiedad que tiene los gases de llenar todo el volumen del recipiente que lo contiene.
En cuento a la distribución espacial, los alumnos tienden a sobrestimar la distancia entre las partículas de los líquidos y a subestimar la distancia entre las moléculas de los gases.

Ideas de los alumnos sobre el estado gaseoso.
Las expectativas que se hacen o que se citan en las clases utilizan el aire como gas. Para algunos niños los términos gas y aire son sinónimos.
Entre los alumnos mas jóvenes los gases son vistos como sustancias poco materiales el hecho de que muchos gases sean invisibles les da un cierto carácter inmaterial, algo así como una especie de espíritus o pensamientos, por esto quizás sea conveniente suministrar a los alumnos experiencias con gases coloreados además de las que ya tienen y de las que se proponen con el aire.
Entre los alumnos de los primeros niveles es frecuente asociar el aire al movimiento del mismo.
Cuando los niños distinguen entre aire y viento no dan automáticamente al primero la misma consideración que a las sustancias solidas y liquidas.
Ideas de los alumnos sobre las propiedades de los gases
El modelo cinético corpuscular explica la presión que ejercen los gases sobre las paredes de los recipientes que lo contienen cono resultados numerosos c hoques de las moléculas que contienen el gas con las paredes.
Para un numero elevado de alumnos los gases ejercen fuerzan solamente cuando están en movimiento o bien actúan sobre un objeto que se este moviendo.
Algunos alumnos indican únicamente la fuerza mientras se esta insuflando aire en la correo el brazo, pero no siente esta fuerza cuando dejamos de insuflar el aire.
Consecuencia de la enseñanza

Entre las propiedades que pueden ayudar a los alumnos a superar prejuicios sobre la naturaleza de los gases están
ü Ocupan volumen
ü Los gases tienen masa
ü Son distintos unos de otros.
La comprensión del movimiento intrínseco existe que se haya superado la asociación: entre la fuerza y el movimiento.
Cuando el alumno comprenda que no es necesario una fuerza para que un cuerpo este en movimiento, podrá admitir que las partículas de un gas estén en constante movimiento.
Debemos que tener en cuenta que los alumnos no tiende de manera espontanea a usar teorías o modelos mas completos, por eso si queremos que asuma algún modelo, y la teoría cinética es los suficiente importante es conveniente planear actividades para que lo apliquen en un numero de situaciones.
Las leyes de los gases ocupan un lugar destacado en la enseñanza de la física y química. Por desgracia solo se utilizan en la resolución de ejercicios numéricos en los que el alumno no ha de sustituir los valores cambiantes.
Un estudio mediante entrevistas sobre la naturaleza corpuscular de la materia
La mayor parte de los alumnos aceptaba que el aire estaba constituido por partículas mientras que un número menor decía que la interiorización de la partícula estaba el espacio vacio entre las partículas.

Modelo CORPUSCULAR

José Fuerte Guillen
2do d Licenciatura en Educación secundaria con especialidad en química
Del modelo cinético- corpuscular a los modelos atómicos reflexiones didácticas
Autora: Banarroch Alicia

Concepciones espontaneas:
Modelo corpuscular del alumno esta denominado fundamentalmente por lo perceptivo.
1. Supera lo que percibe y pasar a usar un modelo abstracto en el que la mayoría de los postulados son imperceptibles e incluso increíbles
2. Un proceso largo y difícil de construir.
Concepciones inducidas a través del lenguaje: el termino partícula tiene distintos significados según este modelo de referencia tenemos que identificar partícula por átomo.
2 La teoría cinético molecular y corpuscular como introducción al alumno al mundo conceptual de la química
Existen afirmaciones que la teoría corpuscular es uno de los núcleos conceptuales fundamental para la comprensión de la naturaleza química. Existen personas quienes piensan que la enseñanza de la Química no requiere la teoría cinético-corpuscular en una primera aproximación. Piensan que el punto de partida es una "teoría ingenua de la materia" es una teoría tecnología y no científico
Piensan que la teoría no es útil para la vida real de los alumnos, para la toma de decisiones etc.

La teoría atómica de Dalton es heredera de una tradición o visión de la materia que se ha llamado corpuscularismo químico cuyo desarrollo histórico se muestra independiente e incluso competitivo con el desarrollo del mecanicismo corpuscular.
El mecanicismo corpuscular no sería "universalmente" aceptado hasta ya entrado el siglo XIX, después de su desarrollo matemático por Maxwell (1831-1879) y Boltzmann (1844-1906) y después de que Perrin (1870-1942) aplicara en 1908 las ecuaciones del movimiento browniano de Einstein para calcular el tamaño de las partículas.

Podemos apreciar "concepciones alternativas" sobre la naturaleza corpuscular de la materia en químicos tan prestigiosos como Lavoisier y Dalton.
1. Lavoisier distingue entre cuerpos porosos y no porosos. "Los primeros están constituidos por el apilamiento de partículas elementales que se tocan por todas las superficies y los segundos los imaginó como un apilamiento que deja vacíos entre las partículas"

2. Dalton consideró que los átomos de su teoría atómica eran dilatables con el calor, aspecto que contradice la hipótesis primera de la teoría cinético-corpuscular de la materia.




Desde el punto de vista epistemológico también ocurre así:
No es imprescin­dible una visión mecanicista de la materia (visión física) para interpretar el mundo químico.
· Ejemplo: el átomo físico y el átomo químico incluyen opciones epistemoló­gicas distintas.

· El primero es teórico; el segundo es empírico. estudiando de modo empírico el comporta­miento de los gases y las leyes de las reacciones químicas, para llegar al concepto daltoniano de átomo como "la porción de masa más pequeña por unidad de volumen" de cada elemento que interviene en dichas reacciones. Por tanto, se podría desarrollar la química sin necesidad de teoría de partículas.
La teoría de las partículas en el ámbito de la química son fundamentalmente psicológicas y ni epistemológicas. Se tiene que tener en cuenta antes del dominio de los modelos corpusculares qué posibilidades y limitaciones cognoscitivas tienen los alumnos para su aprendizaje.
3. Análisis del dominio de validez de los modelos de materia

El modelo cinético corpuscular es suficiente para explicar y predecir, en una primera aproximación académica:
· Comporta­miento de la materia en una variedad muy amplia de fenómenos físicos, como los efectos del calor (dilatacio­nes, cambios de estado y variaciones de temperatura)

· El comporta­miento de los gases (compresio­nes y expansiones), los fenómenos moleculares de los líquidos, la difusión y ósmosis, las disoluciones, etc.

El modelo atómico-molecular y el cinético-corpuscular pueden quedar resumido que "las partículas (o moléculas), antes indivisibles, están ahora formadas por otras más pequeñas llamadas átomos". Por tanto, lo que caracteriza al modelo atómico de Dalton es la distinción entre las intensidades de las fuerzas intermoleculares respecto a las fuerzas intermoleculares.
Los programas oficiales contemplan los modelos de materia en la educación secundaria obligatoria, en los bloques de contenidos "Diversidad y unidad de estructura de la materia" y "Los Cambios Químicos"


Criterios de evaluación curriculares secuenciados

Primer ciclo
1. Utilizar la teoría cinética para explicar algunos fenómenos
· compresibilidad de los gases
· la dilatación
· los procesos de propagación de calor.
2. Obtener sustancias puras a partir de sus mezclas utilizando procedimientos físicos.
· (destilación, decantación y cristalización) basados en las propiedades características de las sustancias puras
3. Identificar algunos elementos y sustancias puras, muy comunes en el laboratorio y la vida cotidiana.
4. Aplicar el conocimiento de la composición universal de la materia para explicar hechos como la existencia de elementos químicos tanto en:
· Sustancias inertes como en seres vivos
· la diferencia entre elementos y compuestos.

Segundo ciclo
1. Utilizar la teoría cinética en la interpretación cualitativa de la presión y la temperatura

2. Utilizar algunos modelos de la teoría atómica para explicar:

· El comportamiento eléctrico de la materia la conservación de la masa en toda reacción química y la formación de nuevas sustancias a partir de otras.

3. Enumerar ejemplos de utilización de modelos en el estudio de algunos conceptos abstractos de la ciencia.
Aportaciones de una investigación didáctica sobre las explicaciones corpusculares de los alumnos
ü No hay esquemas explicativos directamente relacionados con lo microscópico.
ü Primeras explicaciones microscópicas fundamentadas en elementos percibidos.
ü Explicaciones corpusculares con huecos entre partículas (huecos llenos)
ü Explicaciones corpusculares con vacío entre partículas (huecos vacíos)
ü Explicaciones corpusculares con vacío, movimiento e interacciones entre partículas.

Barreras entre los sucesivos modelos:
A) Barrera entre el nivel 2 y el 3: Es la barrera de mayor magnitud. Tiene una naturaleza operatoria caracterizada por un nivel lógico transicional al formal.
B) Barrera entre el nivel 3 y el 4: Es de naturaleza específica caracterizada por la diferenciación entre materia y no materia para favorecer la construcción de la noción de vacío necesario.
C) Barrera entre el nivel 4 y el 5: Es de naturaleza específica caracterizada por los aspectos dinámicos del modelo (fuerzas y movimiento de partículas).
Educación Secundaria:
ü Se podría hacer la presentación formal del modelo cinético-corpuscular y un uso del mismo en todo su campo de validez (no sólo fenómenos físicos, sino también su diferencia con los químicos y las relaciones entre mezclas y sustancias puras).
ü En este proceso, habría que diferenciar explícitamente entre materia y no materia

5. Conclusiones: propuestas de mejora para la iniciación curricular en el ámbito de los modelos de materia.

Modelo cinético-corpuscular presenta entre sus limitaciones la imposibilidad de distinguir
ü las sustancias puras, entre sustancia simple y sustancia compuesta, así como alcanzar el concepto de cambio químico como reorganización atómica.

ü En este momento, frente a la alternativa de seguir un proceso rigurosamente histórico, optamos por presentar el modelo atómico-molecular como inclusivo del anterior, asociando los conceptos de partícula y molécula, por un lado, y en segundo lugar y más importante, en este nuevo modelo, la molécula es divisible pues está formada por átomos.

ü El átomo pasa a ser la partícula indivisible de la materia.

ü El cambio físico quedaría identificado con la "reorganización molecular" y el químico con la "reorganización atómica", haciendo hincapié en el hecho de que las moléculas (y, por tanto, las sustancias puras) se conservan en los cambios físicos, mientras que en las reacciones químicas se destruyen y tiene lugar una reorganización de sus átomos.
Separación de sustancias: decantación
Docente en formación: José Fuerte Guillen

La decantación es un método que se utiliza para separar dos líquidos que no son miscibles, por ejemplo, agua y aceite. En esta experiencia vamos a ver cómo podemos fabricar un embudo de decantación en nuestras casas.
¿Qué necesitamos?
· Agua y aceite
· Una botella de agua mineral, de plástico, cortada por la mitad.
· Un alfiler
· Tijeras
¿Cómo se prepara el embudo de decantación?
1. Corta la botella por la mitad, utilizando unas tijeras.
2. Tomando la mitad superior, aprieta el tapón y clava un alfiler en el centro (del tapón). Si está muy duro o te cuesta trabajo puedes calentar un poco el alfiler. Pero no mucho, porque el alfiler tiene que quedar clavado sin holgura.
3. La parte inferior de la botella sirve como recipiente para recoger el líquido separado.

4. Coloca el embudo como se ve en la figura. Si no tienes soporte puedes apoyar la parte superior de la botella (embudo) en la inferior.
¿Cómo hacemos la decantación?
1. Prepara en un vaso una mezcla de agua y aceite y agítala bien.
2. Vierte la mezcla en el embudo y espera hasta que las dos partes estén bien separadas, una encima de otra.
3. Coloca el embudo encima del recipiente de recogida y quita el alfiler.
4. El agua comenzará a gotear, más o menos lentamente en función del tamaño del agujero.

5. Cuando acabe de caer el líquido cambia el recipiente de recogida y puedes empezar a recoger el segundo componente de la mezcla.

Separación de sustancias: decantación
Docente en formación: José Fuerte Guillen

La decantación es un método que se utiliza para separar dos líquidos que no son miscibles, por ejemplo, agua y aceite. En esta experiencia vamos a ver cómo podemos fabricar un embudo de decantación en nuestras casas.
¿Qué necesitamos?
· Agua y aceite
· Una botella de agua mineral, de plástico, cortada por la mitad.
· Un alfiler
· Tijeras
¿Cómo se prepara el embudo de decantación?
1. Corta la botella por la mitad, utilizando unas tijeras.
2. Tomando la mitad superior, aprieta el tapón y clava un alfiler en el centro (del tapón). Si está muy duro o te cuesta trabajo puedes calentar un poco el alfiler. Pero no mucho, porque el alfiler tiene que quedar clavado sin holgura.
3. La parte inferior de la botella sirve como recipiente para recoger el líquido separado.

4. Coloca el embudo como se ve en la figura. Si no tienes soporte puedes apoyar la parte superior de la botella (embudo) en la inferior.
¿Cómo hacemos la decantación?
1. Prepara en un vaso una mezcla de agua y aceite y agítala bien.
2. Vierte la mezcla en el embudo y espera hasta que las dos partes estén bien separadas, una encima de otra.
3. Coloca el embudo encima del recipiente de recogida y quita el alfiler.
4. El agua comenzará a gotear, más o menos lentamente en función del tamaño del agujero.

5. Cuando acabe de caer el líquido cambia el recipiente de recogida y puedes empezar a recoger el segundo componente de la mezcla.

Modelo Cinético Molecular

MODELO CINETICO MOLECULAR
A lo largo de la historia del pensamiento humano se ha elaborado un modelo a cerca de como está constituida la materia, se conoce con el nombre de MODELO CINÉTICO MOLECULAR.
Según éste modelo de materia, todo lo que vemos está formado por unas partículas muy pequeñas, que son invisibles aún a los mejores microscopios y que se llaman moléculas. Las moléculas están en continuo movimiento y entre ellas existen fuerza atractivas, llamadas fuerzas de cohesión. Las moléculas al estar en movimiento, se encuentran a una cierta distancia unas de otras. Entre las moléculas hay espacio vacío.
En el ESTADO SOLIDÓ las moléculas están muy juntas y se mueven oscilando alrededor de unas posiciones fijas; las fuerzas de cohesión son muy grandes.
En el ESTADO LIQUIDO las moléculas están más separadas y se mueven de manera que pueden cambiar sus posiciones, pero las fuerzas de cohesión, aunque son manos intensas que en el estado sólido, impiden que las moléculas puedan independizarse. En el ESTADO GASEOSO las moléculas están totalmente separadas unas de otras y se mueven libremente; no existen fuerzas de cohesión.

Sí aumentamos la temperatura de un sistema material sólido, sus moléculas se moverán más rápidamente y aumentarán la distancia medía entre ellas, las fuerzas de cohesión disminuyen y llegará un momento en que éstas fuerzas son incapaces de mantener las moléculas en posiciones fijas, las moléculas pueden entonces desplazarse, el sistema material se ha convertido en líquido.
Si la temperatura del líquido continúa aumentando, las moléculas aumentarán aún más su rapidez, la distancia media entre ellas irá aumentando y las fuerzas de cohesión van disminuyendo hasta que finalmente las moléculas pueden liberarse unas de otras, ahora el SISTEMA MATERIAL 0 conjunto de moléculas está en estado gaseoso.
Si disminuimos la temperatura de un SISTEMA MATERIAL en estado gaseoso, disminuye la rapidez media de las moléculas y esto hace posible que al acercarse las moléculas casualmente, las fuerzas de cohesión, que siempre aumentan al disminuir la distancia, puedan mantenerlas unidas, el SISTEMA MATERIAL pasará al estado líquido.
Si disminuye aún más la temperatura, al moverse más lentamente las moléculas, la distancia media entre ellas sigue disminuyendo, las fuerzas de cohesión aumentarán más y llegará un momento que son lo suficientemente intensas como para impedir que las moléculas puedan desplazaras, obligándolas a ocupar posiciones fijas, el SISTEMA MATERIAL se ha convertido en un sólido.

Gabriela Fuentes Abrego.

Naturaleza de la materia

“NATURALEZA DE LA MATERIA”
Hierrozuelo, J. y A. Montero

Las principales ideas que se introducen en la enseñanza de la teoría corpuscular de la materia son:
El comportamiento de las partículas depende la constitución de la materia a través de las partículas.
Entre partícula y partícula existe el vacio.
Los corpúsculos están en movimiento en los sólidos (las partículas ejercen movimientos de rotación y vibración) y en los líquidos (las partículas se encuentran cerca unas de otras ejerciendo atracciones entre ellas).
El comportamiento de las partículas de los gases, se encuentran libres ocupando el espacio o volumen disponible del recipiente.
Al aumento de temperatura de una sustancia incrementa el nivel de energía de las partículas.
La presión ejercida de un gas sobre una superficie, tiene un límite ya que las partículas no encuentran espacio disponible para ocuparlo.
La expansión de una sustancia se debe al movimiento al azar de las partículas individuales.
Las partículas pueden unirse entre sí para formar otro tipo de partículas con propiedades distintas mediante una reacción química.
Para admitir la existencia de las partículas como constituyente de la materia es necesario considerar y aceptar la existencia del vacío entre partícula y partícula, y que estas se encuentran en constante movimiento (a pesar de que conformen al estado sólido) y si se propicia un aumento de temperatura se genera una aceleración entre las partículas ya que se dilatan.



DEL MODELO CINÉTICO-CORPUSCULAR A LOS MODELOS ATÓMICOS. REFLEXIONES DIDÁCTICAS
Alicia Benarroch
La teoría atómica de Dalton es una visión de la materia, que se ha denominado corpuscularismo químico (Solís, 1985). Lo que caracteriza al modelo atómico de Dalton es la distinción entre las intensidades de las fuerzas intermoleculares (sustancias puras para formar mezclas, a través de un cambio físico) respecto a las fuerzas intramoleculares (Interviniendo cambios químicos, haciendo que las moléculas se rompan en sus átomos individuales y se formen moléculas nuevas)
El modelo cinético corpuscular explica y predice, el comporta­miento de la materia en una variedad muy amplia de fenómenos físicos, como los efectos del calor (dilatacio­nes, cambios de estado y variaciones de temperatura), el comporta­miento de los gases (compresio­nes y expansiones), los fenómenos moleculares de los líquidos, la difusión y ósmosis, las disoluciones, etc.
Las causas del porque los alumnos confunden las concepciones, de acuerdo a Pozo y otros (1991) las agrupan en:
a) Concepciones espontáneas: influencia de la percepción.
b) Concepciones inducidas a través del lenguaje.
c) Concepciones analógicas: son productos de enseñanzas erróneas o no adaptadas al nivel de conocimientos y de potencialidades cognoscitivas del alumno.
Los currículos oficiales insisten que los alumnos deben aprender sobre el modelo corpuscular para explicar la estructura de la materia, en la que integren concepto de de átomo, como componente diferenciador de cada elemento químico, y de esta manera explicar la estructura concreta de las sustancias más importan­tes y sus características.
Criterios de evaluación y aplicación de las teorías.
Primer ciclo
1. Utilizar la teoría cinética para explicar algunos fenómenos que se dan en la naturaleza, tales como la disolución, la compresibilidad de los gases, la dilatación y los procesos de propagación de calor. (Teoría cinética...fenómenos físicos)
2. Obtener sustancias puras a partir de sus mezclas utilizando procedimientos físicos (destilación, decantación y cristalización) basados en las propiedades características de las sustancias puras, describir algún procedimiento que permita descomponer éstas en sus elementos y valorar algunas aplicaciones prácticas de estas técnicas. (Experimental... mezcla / sustancia pura / elemento)
3. Identificar algunos elementos y sustancias puras, muy comunes en el laboratorio y la vida cotidiana por su aspecto o comportamiento, e indicar algunas de sus aplicaciones. (Experimental....elementos y compuestos)
4. Aplicar el conocimiento de la composición universal de la materia para explicar hechos como la existencia de elementos químicos tanto en sustancias inertes como en seres vivos y la diferencia entre elementos y compuestos. (Teoría atómica...elementos y compuestos)
Segundo ciclo
1. Utilizar la teoría cinética en la interpretación cualitativa de la presión y la temperatura, que permite comprender el comportamiento de los gases, la existencia de materia en distintos estados de agregación y diferenciar la temperatura del calor. (Teoría cinética...fenómenos físicos)
2. Utilizar algunos modelos de la teoría atómica para explicar el comportamiento eléctrico de la materia, la conservación de la masa en toda reacción química y la formación de nuevas sustancias a partir de otras. (Teoría atómica.....fenómenos químicos)
3. Enumerar ejemplos de utilización de modelos en el estudio de algunos conceptos abstractos de la ciencia, haciendo una valoración del papel que desempeñan y de su provisionalidad. (Naturaleza de la ciencia).
F´tima Mendoza.














DEFINICIONES
La teoría cinético corpuscular es un modelo para explicar el comportamiento de la materia y que al aplicarle diversos factores, tal como el aumento de temperatura, presión o cambio en el estado de agregación las partículas representaran un comportamiento distinto de acuerdo a las características micro y macroscópicas de las moléculas.
En el vacio no existe absolutamente nada entre partícula y partícula.

Naturaleza de la materia

“NATURALEZA DE LA MATERIA”
Hierrozuelo, J. y A. Montero

Las principales ideas que se introducen en la enseñanza de la teoría corpuscular de la materia son:
El comportamiento de las partículas depende la constitución de la materia a través de las partículas.
Entre partícula y partícula existe el vacio.
Los corpúsculos están en movimiento en los sólidos (las partículas ejercen movimientos de rotación y vibración) y en los líquidos (las partículas se encuentran cerca unas de otras ejerciendo atracciones entre ellas).
El comportamiento de las partículas de los gases, se encuentran libres ocupando el espacio o volumen disponible del recipiente.
Al aumento de temperatura de una sustancia incrementa el nivel de energía de las partículas.
La presión ejercida de un gas sobre una superficie, tiene un límite ya que las partículas no encuentran espacio disponible para ocuparlo.
La expansión de una sustancia se debe al movimiento al azar de las partículas individuales.
Las partículas pueden unirse entre sí para formar otro tipo de partículas con propiedades distintas mediante una reacción química.
Para admitir la existencia de las partículas como constituyente de la materia es necesario considerar y aceptar la existencia del vacío entre partícula y partícula, y que estas se encuentran en constante movimiento (a pesar de que conformen al estado sólido) y si se propicia un aumento de temperatura se genera una aceleración entre las partículas ya que se dilatan.



DEL MODELO CINÉTICO-CORPUSCULAR A LOS MODELOS ATÓMICOS. REFLEXIONES DIDÁCTICAS
Alicia Benarroch
La teoría atómica de Dalton es una visión de la materia, que se ha denominado corpuscularismo químico (Solís, 1985). Lo que caracteriza al modelo atómico de Dalton es la distinción entre las intensidades de las fuerzas intermoleculares (sustancias puras para formar mezclas, a través de un cambio físico) respecto a las fuerzas intramoleculares (Interviniendo cambios químicos, haciendo que las moléculas se rompan en sus átomos individuales y se formen moléculas nuevas)
El modelo cinético corpuscular explica y predice, el comporta­miento de la materia en una variedad muy amplia de fenómenos físicos, como los efectos del calor (dilatacio­nes, cambios de estado y variaciones de temperatura), el comporta­miento de los gases (compresio­nes y expansiones), los fenómenos moleculares de los líquidos, la difusión y ósmosis, las disoluciones, etc.
Las causas del porque los alumnos confunden las concepciones, de acuerdo a Pozo y otros (1991) las agrupan en:
a) Concepciones espontáneas: influencia de la percepción.
b) Concepciones inducidas a través del lenguaje.
c) Concepciones analógicas: son productos de enseñanzas erróneas o no adaptadas al nivel de conocimientos y de potencialidades cognoscitivas del alumno.
Los currículos oficiales insisten que los alumnos deben aprender sobre el modelo corpuscular para explicar la estructura de la materia, en la que integren concepto de de átomo, como componente diferenciador de cada elemento químico, y de esta manera explicar la estructura concreta de las sustancias más importan­tes y sus características.
Criterios de evaluación y aplicación de las teorías.
Primer ciclo
1. Utilizar la teoría cinética para explicar algunos fenómenos que se dan en la naturaleza, tales como la disolución, la compresibilidad de los gases, la dilatación y los procesos de propagación de calor. (Teoría cinética...fenómenos físicos)
2. Obtener sustancias puras a partir de sus mezclas utilizando procedimientos físicos (destilación, decantación y cristalización) basados en las propiedades características de las sustancias puras, describir algún procedimiento que permita descomponer éstas en sus elementos y valorar algunas aplicaciones prácticas de estas técnicas. (Experimental... mezcla / sustancia pura / elemento)
3. Identificar algunos elementos y sustancias puras, muy comunes en el laboratorio y la vida cotidiana por su aspecto o comportamiento, e indicar algunas de sus aplicaciones. (Experimental....elementos y compuestos)
4. Aplicar el conocimiento de la composición universal de la materia para explicar hechos como la existencia de elementos químicos tanto en sustancias inertes como en seres vivos y la diferencia entre elementos y compuestos. (Teoría atómica...elementos y compuestos)
Segundo ciclo
1. Utilizar la teoría cinética en la interpretación cualitativa de la presión y la temperatura, que permite comprender el comportamiento de los gases, la existencia de materia en distintos estados de agregación y diferenciar la temperatura del calor. (Teoría cinética...fenómenos físicos)
2. Utilizar algunos modelos de la teoría atómica para explicar el comportamiento eléctrico de la materia, la conservación de la masa en toda reacción química y la formación de nuevas sustancias a partir de otras. (Teoría atómica.....fenómenos químicos)
3. Enumerar ejemplos de utilización de modelos en el estudio de algunos conceptos abstractos de la ciencia, haciendo una valoración del papel que desempeñan y de su provisionalidad. (Naturaleza de la ciencia).
F´tima Mendoza.














DEFINICIONES
La teoría cinético corpuscular es un modelo para explicar el comportamiento de la materia y que al aplicarle diversos factores, tal como el aumento de temperatura, presión o cambio en el estado de agregación las partículas representaran un comportamiento distinto de acuerdo a las características micro y macroscópicas de las moléculas.
En el vacio no existe absolutamente nada entre partícula y partícula.
FÁTIMA MENDOZA CASTRO
2° DE QUÍMICA.
METALES ALCALINOS
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.
Son aquellos que están situados en el grupo IA de la tabla periódica (excepto el Hidrógeno que es un gas).
Todos tienen un solo electrón en su nivel energético más externo, con tendencia a perderlo (esto es debido a que tienen poca electronegatividad).
Los alcalinos son los del grupo I A y la configuración electrónica del grupo es 1 ns. Por ello se dice que se encuentran en la zona "s" de la tabla.
PROPIEDADES
Reaccionan fácilmente con los halógenos, para formar sales iónicas (haluros)
Reaccionan con el agua para producir H y OH.
Reaccionan con él O.
METALES ALCALINOTERRÉOS.
Los metales alcalinotérreos son un grupo de elementos que se encuentran situados en el grupo 2 de la tabla periódica y son los siguientes: Be, Mg, Ca, Sr, Ba y Ra. Este último no siempre se considera, pues tiene un tiempo de vida media corto.
Proviene del nombre que recibían sus óxidos, tierras, que tienen propiedades básicas (alcalinas). Poseen una electronegatividad ≤ 1,3 según la escala de Pauling.
PROPIEDADES
Configuración electrónica ns2
Baja energía de ionización, aunque mayor que los alcalinos del mismo período, tanto menor si se desciende en el grupo.
Metales de baja densidad, coloreados y blandos.
Todos tienen sólo dos electrones en su nivel energético más externo, con tendencia a perderlos.
ELEMENTOS TÉRREOS B, Al, In, Ga, Ta.
Los elementos térreos o boroideos son los que están situados en el grupo 13 de la tabla periódica. Su nombre proviene de Tierra, ya que el aluminio es el elemento más abundante en ella, llegando a un 7.5%.
Tienen tres electrones en su nivel energético más externo.
Su configuración electrónica es ns2 np1.
CARBONOIDEOS
El grupo 14 de la tabla periódica de los elementos, también se conoce como grupo del carbono (el carbono es el elemento cabecera de este grupo). El grupo lo comprenden los siguientes elementos: C, Si, Ge, Sn y Pb.
Al bajar en el grupo, estos elementos van teniendo características cada vez más metálicas: el carbono y el silicio son no metálicos (aunque a veces se clasifica al silicio como semimetal), el germanio es un semimetal, y el estaño y el plomo son metálicos
ANFIGENOS
El grupo de los anfígenos o calcógenos es el grupo 6 o VIA de la tabla periódica de los elementos, formado por los siguientes elementos: O, S, Se, Te, Po.
El término anfígeno significa formador de ácidos y bases.
Aunque todos ellos tienen seis electrones de valencia, sus propiedades varían de no metálicas a metálicas, en cierto grado conforme aumenta su número atómico.
HALOGENOS
Formador de sales, son elementos no metálicos, excepto por el At.
El estado físico de los halógenos en condiciones ambientales normales oscila entre el gaseoso del flúor y el cloro y el sólido del yodo y el astato; el bromo, por su parte, es líquido a temperatura ambiente.
Kangel, C.E (1987)
¿Qué son los materiales?
Los materiales de la civilización
Mexico, D.f


¿Qué son los materiales?

Los materiales son aquellos que el hombre ha creado para satisfacer sus necesidades y mejorar su calidad de vida, pero para hacerlo debe buscar la materia en la naturaleza y encontrarle un uso al nuevo material, es decir sino uno esto dos elementos (materia y uso) no existiera no seria un material.

Recursos renovables y no renovables

Para diferenciar los recursos renovables de lo que no lo son y los recursos sobreproducidos, existe se maneja una formula:
X=Xo + (a-b) t
Esto quiere decir que cuando a se ha mayor que b, el producto será sobreproducido, ya que su rapidez de regeneración (a) es más rápida que al de consumo (b)
Cuando a sea igual a b el recurso será renovable, pues su rapidez de regeneración será igual a la de su consumo. Y cuando b sea mayor que a el recurso es no renovable, por su rapidez de consumo es mayor que la de regeneración. Para que se pueda crear una materia existe un proceso, que va desde la obtención hasta su reincorporación al suelo.

Problemática de los materiales

Los materiales están relacionados con la sociedad, la cual ha determina el uso de los mismos según sus necesidades de vivienda, alimentación, energía, comercio y cultura. Además los materiales están relacionados con el materialismo, en donde el hombre necesita de materiales para su satisfacción.

La ciencia de los materiales

Para la fabricación de un material, existen un área de conocimiento, la cual se encarga de trabajar e investigar acerca de las características de la materia, para tener llegar a la construcción de un material (siempre pensando su uso) y esta área esta íntimamente ligado a la ingeniería de materiales, la cual se encarga de buscar la mejor metodología para conseguir el material.

Los materiales de polímetros o plásticos

A través de la manipulación química del hombre, se han generado materiales como los polímeros, algunos de ellos se obtienen de forma natural y se agrupan en grande cadenas de átomos, estos son los materiales que común conocemos como plásticos y a lo largo de al historia ha ido sustituyendo otros materiales. Su es variado pueden ser empleados, en la electrónica, trasporte, consumo, etc. Un riego de los la fabricación de plásticos es que su materias primas son recursos no renovables.

Los semiconductores

Estos materiales han venido a sustituir a otros materiales, ya que han tenido mejores beneficios para la electrónica y la comunicación, como el de ser mucho más pequeños, resistentes, no necesitan calentarse para poder funcionar, etc.

martes, 9 de junio de 2009

EL PERMANGANATO DE POTASIO




Docente en formación: José Fuerte Guillen
2do de licenciatura en educación secundaria con especialidad en química

EL PERMANGANATO DE POTASIO
Es un compuesto químico donde intervienen:

Compuesto: Iones potasio (K+) y permanganato (MnO4−).

Utilidad:
1. Agente oxidante en muchas reacciones químicas en laboratorio y la industria
2. Se utiliza como desinféctate o aromatizante
3. Se utiliza para tratar algunas enfermedades parasitarias de los peces
4. Tratamiento del agua potable
5. Antídoto en los casos de envenenamiento por fósforo

Molécula de permanganato de sodio
Mezclado con glicerina pura provocará una reacción fuertemente exotérmica
Cadena del permanganato de sodio


EXPERIMENTACIÓN
“Como realizar perfume”

Aceite de ricino:
Obtención: obtiene a partir de la planta Ricinus communis, que contiene aproximadamente un 40-50 por ciento del aceite
Aplicaciones:
El aceite de ricino es un producto que forma parte de la fabricación
· Plásticos
· Lacas
· Pinturas
· Lubricantes
· Cosméticos.
Silicato de sodio:
Nombre alternativo: vidrio soluble
Sustancia: Inorgánica,
Fórmula: Na2SiO3
Encuentra: Soluciones acuosas y también en forma sólida en muchos compuestos:
Ø Cemento
Ø Impermeabilizadores
Ø Refractores,
Ø Procesos textiles.

Formación:
El carbonato de sodio y el dióxido de silicio reaccionan formando silicato de sodio y dióxido de carbono
(Los silicatos son el grupo de minerales de mayor abundancia, pues constituyen más del 75% de la corteza terrestre, además del grupo de más importancia geológica por ser petrogénicos, es decir, los minerales que forman las rocas).

Cuestionamiento
¿Qué veo la utilización de elementos para general productos?
Es necesario que las propias personas generen sus propios productos ya que en ocasiones no se sabe que elementos están agregando en un material que se pone a la venta al público y que puede ser dañino para la salud del ser humano. No es necesario que solo consumamos y no generemos productos que satisfagan nuestras necesidades, ya que es nuestra propia responsabilidad ver que alimentos o productos que nos llevamos a la boca o que respiramos día con día e incluso, tenemos que informarnos de que están hechos esos materiales que consumimos y darnos cuenta si valen la pena la compra o no.

PRÁCTICA DE DECANTACIÓN

Separación de sustancias: decantación
Docente en formación: José Fuerte Guillen

La decantación es un método que se utiliza para separar dos líquidos que no son miscibles, por ejemplo, agua y aceite. En esta experiencia vamos a ver cómo podemos fabricar un embudo de decantación en nuestras casas.
¿Qué necesitamos?
· Agua y aceite
· Una botella de agua mineral, de plástico, cortada por la mitad.
· Un alfiler
· Tijeras
¿Cómo se prepara el embudo de decantación?
1. Corta la botella por la mitad, utilizando unas tijeras.
2. Tomando la mitad superior, aprieta el tapón y clava un alfiler en el centro (del tapón). Si está muy duro o te cuesta trabajo puedes calentar un poco el alfiler. Pero no mucho, porque el alfiler tiene que quedar clavado sin holgura.
3. La parte inferior de la botella sirve como recipiente para recoger el líquido separado.

4. Coloca el embudo como se ve en la figura. Si no tienes soporte puedes apoyar la parte superior de la botella (embudo) en la inferior.
¿Cómo hacemos la decantación?
1. Prepara en un vaso una mezcla de agua y aceite y agítala bien.
2. Vierte la mezcla en el embudo y espera hasta que las dos partes estén bien separadas, una encima de otra.
3. Coloca el embudo encima del recipiente de recogida y quita el alfiler.
4. El agua comenzará a gotear, más o menos lentamente en función del tamaño del agujero.

5. Cuando acabe de caer el líquido cambia el recipiente de recogida y puedes empezar a recoger el segundo componente de la mezcla.

Solución, disolución y Coloides

Salvador Mosqueira, Química 1

Soluciones

Una solución esta formada por el disolvente y el soluto. La sustancia que existe en mayor cantidad se llama disolvente. La sustancia que esta disuelta en el disolvente, o sea la que esta en menor cantidad es el soluto. Se dice que una solución es diluida cuando la cantidad de soluto es muy pequeña con respecto a la cantidad del disolvente. En una solución concentrada hay gran cantidad de soluto, es decir, que la solución estará cerca del grado de saturación. Saturada es aquella en que se ha disuelto la máxima cantidad de soluto y en la que se hallan cristales de este. Solución sobresaturada. Si una solución saturada a temperatura de 40ºC y se le elimina el exceso de soluto que contiene, por filtración y luego se enfría a 20ºC la solución estará en forma inestable: es decir, contendrá mayor cantidad de soluto que una solución saturada a 20ºC. a esta solución que existe en forma inestable se le llama solución sobresaturada.

Suspensiones

En las soluciones el tamaño de las moléculas del soluto es menor que 10 ángstrom. Las suspensiones son sistemas heterogéneos al microscopio, pues valiéndose de el se pueden observar las partículas que forman la fase dispersa. Pero a simple vista una suspensión es un sistema homogéneo.
Estos sistemas, heterogéneos al microscopio, no son muy estables por lo que pueden sedimentar, es decir, que la fase dispersa de las partículas microscópicas se precipitan, formando un precipitado en el fondo de la suspensión, que se puede separar por simple filtración, pues las partículas son tan pequeñas que pueden atravesar los poros del papel filtro.

A. Garritz J.A. Chamizo, Química

Disoluciones, coloides y suspensiones
En una mezcla homogénea –o aparentemente homogénea- por lo general existe una sustancia que se presenta en mayor cantidad y otra en menor proporción que se encuentra dispersa en la primera. Así, hablamos de una fase dispersora y una fase dispersa. Se acostumbra clasificar las dispersiones en disoluciones, coloides y suspensiones, en función del tamaño de las partículas de la fase dispersa.

Disoluciones
Cuando en una mezcla homogénea las partículas de la fase dispersa tienen el tamaño de átomos o moléculas se habla de una disolución. El componente que esta en exceso se denomina disolvente. El componente o los componentes que se encuentran en menor proporción se llaman solutos. Las disoluciones pueden ser sólidas, liquidas o gaseosas.



Coloides
Cuando las partículas de una mezcla homogénea tienen aproximadamente un tamaño de 10 a 10000 veces mayor que los átomos y moléculas, tenemos un sistema coloidal. En lugar de hablar de disolvente y soluto, se acostumbra a emplear los términos, fase dispersora y fase dispersa.
Podemos tener sistemas coloidales con sustancias en los diversos estados de agregación.

Medio dispersor
Fase dispersora
Nombre común
Ejemplo
gas



liquido



solidó
Liquido
Solidó

Gas
Liquido
Solidó

Gas
Liquido
Solidó
Aerosol liquido
Aerosol solidó

Espuma
Emulsión
Sol

Espuma sólida
Emulsión sólida
Sol sólido
Nubes, “spray”
Humo

Merengue, jabonadura
Leche, mayonesa
Gelatinas, pinturas

Malvavisco, piedra pómez
Queso, mantequilla
Perlas


Suspensiones
Si el tamaño promedio de las partículas de la mezcla es mayor que en el caso de los coloides hablamos de suspensiones. Las suspensiones acaban por sedimentarse y presentar dos fases, en forma de mezcla heterogénea. Muchos medicamentos se presentan en forma de suspensiones; por eso tiene sentido el letrero que dice: “agítese antes de usar”.

Eliécer Braun, Irma Gallardo “El universo de la ciencia: Química”

Disolución
Una disolución esta formada por dos o mas sustancias y tiene características propias. El soluto siempre se encuentra en menor proporción con respecto a la cantidad del disolvente. No es posible reconocer al soluto a simple vista por que las partículas son pequeñísimas.

Suspensiones
El tamaño de las partículas es ahora mayor que en el caso de las disoluciones y por eso se sedimentan en el fondo del recipiente que la contenga. En este caso se dice que hay dos fases: una es sólida y la otra es liquida.
En las suspensiones siempre se advierten las fases de las sustancias que intervienen, por eso no pueden separarse por decantación o filtración.




Coloides
Mezcla una cucharada de almidón en medio vaso de agua, observa lo que ocurre y anótalo. Las partículas de almidón adquieren un aspecto de pequeños gránulos que se mueven en el agua. Además, la mezcla deja de ser transparente, como sucede en una disolución.
Las partículas de la mezcla anterior tienen un tamaño intermedio entre las que tienen en las disoluciones y las suspensiones; en este caso, se dice que la mezcla es un coloide. Las partículas del soluto en un coloide se mueven constantemente, sin una trayectoria definida, debido a que están chocando unas contra otras, este movimiento se llama movimiento Browniano, con esto se manifiesta el movimiento continuo de la materia.
Dentro de los coloides la luz se difunde en todas direcciones, debido a que las partículas del soluto reflejan la luz que reciben.
En un coloide se advierte una fase dispersa que son las partículas y una fase dispersora, que es en donde se dispersan las partículas.

Cuando las partículas dispersas del coloide se mueven libremente en el medio dispersante, al coloide se le llama sol; un ejemplo es el almidón en el agua.
Si las partículas dispersas en el medio dispersante adquieren aspecto viscoso, al coloide se le llama gel; por ejemplo, los productos para fijar el pelo.
Cuando el sistema coloidal consiste en dos líquidos, es necesaria una sustancia que una ambas fases, y entonces se forma una emulsión, como la leche, el queso, la mantequilla, la mayonesa y el asfalto.

Diferentes presentaciones de un coloide.

Tipo
Fases
Producto
Solidó
Solidó en solidó
Rubí, turquesa, perla
Gel
Solidó en liquido
Jalea, gelatina, clara de huevo
Humo
Solidó en gases
Polvo
Emulsión
Liquido en solido
Queso, mantequilla
Emulsión
Liquido en liquido
Mayonesa, leche, asfalto
Aerosol
Liquido en gas
Neblina
Espuma
Gas en solido
Piedra pómez
Espuma
Gas en liquido
Nata batida, merengue, crema de afeitar.










Características de disoluciones, suspensiones y coloides.

Disoluciones
Suspensiones
Coloides
Son homogéneas
Son heterogéneas
Hay una fase presente
Se advierten dos fases
No se separan al reposar
Se separan al reposar
No se separan al reposar
Son transparentes
No son transparentes
Son semitransparentes

lunes, 8 de junio de 2009

Elementos de la tabla Periòdica

El descubrimiento de los diferentes elementos quìmicos ha llevado a diferentes situaciones de ordenamiento, para ello ha sido necesario hacer muchos estudios que desde la antiguedad se precisaban, sin embargo los mùltiples factores que existìan para llegar a un acuerdo en la organizaciòn de èstos, no habìa un acuerdo, ya que en ocasiones se alteraban por cuestiones de la masa molecular de cada uno de èstos elementos.
Posteriormente se descubre la ley de los octetos, en dònde las cuestiones del Bario aparecieron significamente para no poder ordenar de la mejor manera posible.

martes, 17 de febrero de 2009

Este blog, ha sido creado para ser una herramienta en la asignatura de Materia II. Estructura que se lleva a cabo en el cuarto semestre de la Licenciatura en Educación Secundaria Especialidad en Química.