Este capítulo introduce el curso de química de tercer año y explica brevemente la importancia y ubicuidad de la química en la vida cotidiana. Señala que la química nos permite observar el entorno de una manera diferente y que procesos químicos están involucrados en la producción de libros, la visión, y otros aspectos de la vida diaria. El capítulo invita a los estudiantes a emprender un viaje fascinante para aprender sobre este mundo nuevo a través del curso.

1. transforma
todo se
QUÍMICA • 3er.
AÑO C.B.
Graciela Saravia
Bernarda Segurola
Mónica Franco
Mariella Nassi

2. TODO SE TRANSFORMA
© Editorial Contexto
Todos los derechos reservados
Montevideo - Uruguay
Tel./Fax: (02) 901 9493
(02) 707 3852
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1a
Edición - Febrero 2010
Por más información y contenidos adicionales, visite:
www.editorialcontexto.com.uy
Diseño Gráfico: grafica|mente
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Equipo:
Diseño: Fernando Saravia
Armado: Fernando Saravia
Todos los derechos reservados. Prohibida la reproducción total o parcial de este libro,
por ningún medio electrónico o mecánico, incluyendo fotocopiado, grabado o
cualquier sistema de almacenaje o recuperación, sin la autorización explícita del editor.

3. “Cada uno da lo que recibe,
luego recibe lo que da.
Nada es más simple, no hay otra norma:
nada se pierde todo se transforma.”
J. Drexler
Dedicamos este libro a nuestros maestros,
de quienes hemos recibido la enseñanza y el ejemplo.
Y a quienes fueron, son y serán nuestros alumnos;
a ellos tratamos de dar tanto como hemos recibido.
Bernarda, Graciela, Mariella y Mónica

4. Todo se transforma es un libro concebido como apoyo para el curso
de Química de Tercer año de Ciclo Básico, siguiendo la secuencia del
programa de la Reformulación 2006 de Educación Secundaria y que se
adecua a los temas propuestos para el curso del mismo nivel de Educa-
ción Técnico Profesional.
Por tratarse del primer acercamiento a la Química, se presentan los
conceptos estructurantes de esta disciplina en un lenguaje sencillo sin
perder rigurosidad, desarrollando con más extensión algunos temas
que resultan importantes para la formación científica de los ciudada-
nos. Así, cada docente podrá seleccionar el nivel de profundidad, ade-
cuando el curso al contexto, los intereses de sus alumnos y la realidad
del medio.
Se aportan referencias históricas que ayudan a entender la incidencia
que ha tenido la Química desde sus orígenes hasta nuestros días, en
estrecho vínculo con los procesos socio-económico-culturales de cada
época.
A lo largo del texto se trabajan siempre de manera paralela el nivel ma-
croscópico, descriptivo, el nivel corpuscular, interpretativo y el nivel
simbólico propios de la disciplina. Así, la modelización constituye uno
de los hilos conductores del texto, a lo largo del cual se van propo-
niendo modificaciones en la medida que se dispone de nuevos conoci-
mientos, siendo necesario en algunos casos la ampliación y en otros la
sustitución del mismo.
El texto se inicia con una introducción que aborda la importancia de
la experimentación, las normas para el trabajo seguro en el laborato-
rio. Se presentan los pictogramas correspondientes a los productos
químicos así como las frases de riesgo y seguridad de los mismos. A
continuación se desarrollan tres módulos divididos en capítulos, que
siguen la secuencia programática vigente en Educación Secundaria. Al
final, se incluye un cuarto módulo referido a las propiedades y aplica-
ciones de diferentes materiales -algunos de última tecnología- así como
las formas de reciclarlos o desecharlos, temas que hoy en día resultan
de relevancia para la toma de decisiones, especialmente las referidas al
cuidado del ambiente.
Presentación

5. Los temas se plantean con abordajes actualizados, producto de reflexi-
vos procesos de transposición didáctica. Asimismo, el libro presenta
una perspectiva de aplicación práctica de los conocimientos químicos,
de manera que los conceptos no resulten estructuras teóricas alejadas
del mundo cotidiano de los jóvenes.
Cada capítulo cuenta con una lectura bajo el título Ampliando el ho-
rizonte…, donde se aportan novedades en relación a las aplicaciones,
investigaciones, noticias, curiosidades y descubrimientos. En algunas
oportunidades se ha incluido una sección denominada Algo de his-
toria… para dar una visión contextualizada del tema. Su lectura no
resulta indispensable para el desarrollo de la secuencia de contenidos.
Asimismo se presentan ejemplos y situaciones desde un abordaje inter-
disciplinario que permite al estudiante reconocer las relaciones entre
las asignaturas que estudia.
Al final de cada capítulo se sugieren actividades de complejidad creciente
que consisten en situaciones problemáticas, ejercicios con aplicaciones
directas y -otras no tan obvias-, experimentos, encuestas, debates, uso de
las tecnologías de la información y la comunicación, juegos, adivinanzas,
historietas e informaciones suministradas parcialmente de modo que
puedan servir como disparadores de pequeñas investigaciones.
“En ciencias lo importante son las preguntas, las respuestas son siempre
provisorias”
Prof. Dr. Jorge Servián
Este libro ha contado con los invalorables y generosos aportes del
riquecedores comentarios.
Vaya también nuestro agradecimiento a:
Consejo de Educación Secundaria
Equipo Directivo del Liceo Nº 35 “I.A.V.A”
Prof. Olga Segurola
Droguería Industrial Uruguaya
Bromyros S.A.
Dr. Jorge Servián, así como las oportunas sugerencias de las Profesoras
Sonia Lazzerini, Perla Sulé y Silvia Mederos. Agradecemos todos sus
en

6. 8 todo se transforma Química • 3º C.B.
Unidad O......................................................................................11
Capítulo 1 Química: ¿para qué?.............................................................................. 12
Recorriendo juntos el camino de la Química.............................................................................................12
Actividades...................................................................................................................................15
Ampliando el horizonte..................................................................................................................17
Capítulo 2 El laboratorio........................................................................................18
El laboratorio, un lugar de trabajo compartido......................................................................................... 18
Precauciones en el laboratorio........................................................................................................... 18
Precauciones con las sustancias ........................................................................................................19
Precauciones con el material de laboratorio.........................................................................................19
Material de laboratorio...........................................................................................................................20
Etiquetas: pictogramas, frases R y S .......................................................................................................24
Pictogramas......................................................................................................................................24
Frases R y S.......................................................................................................................................26
Actividades..................................................................................................................................28
Ampliando el horizonte................................................................................................................. 30
Unidad 1 ..................................................................................... 31
Capítulo 1 Los estados físicos. Sus características..................................................32
Estado sólido......................................................................................................................................... 32
Estado líquido ....................................................................................................................................... 33
Estado gaseoso..................................................................................................................................... 33
Ejemplos .......................................................................................................................................... 34
Actividades.................................................................................................................................. 35
Ampliando el horizonte................................................................................................................. 37
Capítulo 2 Concepto de modelo..............................................................................38
Reglas del modelo................................................................................................................................. 39
Interpretación de los estados físicos utilizando el modelo discontinuo ....................................................40
Estado sólido....................................................................................................................................40
Estado líquido...................................................................................................................................40
Estado gaseoso..................................................................................................................................41
¿A qué se llama estados de agregación de la materia?.........................................................................41
Actividades..................................................................................................................................42
Ampliando el horizonte................................................................................................................. 43
Capítulo 3 Transformaciones de la materia. Los cambios físicos...............................44
Cambios de estado ................................................................................................................................ 45
Interpretación de los cambios de estado utilizando el modelo de partículas ............................................46
Evaporación......................................................................................................................................46
Fusión ...........................................................................................................................................46
Contenido

7. 9todo se transformaQuímica • 3º C.B.
Expresión simbólica de los cambios de estado........................................................................................ 47
Actividades..................................................................................................................................48
Ampliando el horizonte..................................................................................................................51
Capítulo 4 Sistemas...............................................................................................52
Interpretación de sistemas usando el modelo discontinuo ...................................................................... 53
Sistemas homogéneos...................................................................................................................... 53
Sistema heterogéneo ........................................................................................................................ 53
Actividades.................................................................................................................................. 54
Ampliando el horizonte..................................................................................................................57
Capítulo 5 Sistemas heterogéneos.........................................................................58
Métodos de separación de fases............................................................................................................. 59
Tamización ....................................................................................................................................... 59
Decantación......................................................................................................................................60
Sedimentación .................................................................................................................................60
Filtración........................................................................................................................................... 61
Centrifugación..................................................................................................................................62
Imantación........................................................................................................................................ 63
Otros métodos de separación de fases...............................................................................................64
Separación de fases de un sistema trifásico .......................................................................................64
Actividades.................................................................................................................................. 65
Actividades experimentales sugeridas...........................................................................................68
Ampliando el horizonte................................................................................................................. 69
Capítulo 6 Soluciones............................................................................................70
Representación de una solución con el modelo de partículas....................................................................71
Ejemplos de soluciones......................................................................................................................71
Proceso de disolución........................................................................................................................71
¿Por qué el azúcar se disuelve en el agua y el aceite no?..................................................................... 72
Representación del proceso de disolución usando el modelo de partículas .............................................. 72
El agua: ¿el solvente universal? ¿el solvente vital?................................................................................... 73
Otros solventes...................................................................................................................................... 73
¿Diluir o disolver? ................................................................................................................................. 74
Interpretación de una dilución usando el modelo de partículas............................................................75
Soluciones concentradas y diluidas.........................................................................................................75
Actividades.................................................................................................................................. 76
Ampliando el horizonte.................................................................................................................80
Capítulo 7 Métodos de fraccionamiento..................................................................81
¿Es posible extraer los componentes de una solución?........................................................................ 81
Cristalización.........................................................................................................................................82
Destilación 83
Cromatografía sobre papel.....................................................................................................................84
Conclusiones ........................................................................................................................................ 85
Actividades..................................................................................................................................86
Actividades experimentales sugeridas...........................................................................................88
Ampliando el horizonte.................................................................................................................89
Capítulo 8 Las sustancias.......................................................................................90
Representaciones empleando el modelo de partículas............................................................................. 91
Sustancias químicas ¿“buenas” o “malas”?............................................................................................ 92

8. 10 todo se transforma Química • 3º C.B.
Sustancias naturales y artificiales...................................................................................................... 93
Identificación de sustancias...................................................................................................................94
Actividades.................................................................................................................................. 95
Ampliando el horizonte................................................................................................................. 99
Capítulo 9 Sustancias puras: simples y compuestas...............................................101
Transformaciones de las sustancias puras..............................................................................................101
Primera actividad experimental.............................................................................................................102
Calentamiento de sacarosa...............................................................................................................102
Electrólisis del agua.........................................................................................................................104
Resumiendo.....................................................................................................................................105
Actividades................................................................................................................................ 106
Actividades experimentales sugeridas......................................................................................... 108
Ampliando el horizonte................................................................................................................109
Capítulo 10 Elemento químico.................................................................................110
Termólisis de sacarosa..................................................................................................................... 111
Electrólisis del agua......................................................................................................................... 111
Resumiendo..................................................................................................................................... 111
Interpretación de la descomposición del agua usando el modelo de partículas........................................112
Modificaciones a las reglas del modelo..................................................................................................112
Representación de la descomposición del agua usando el modelo de partículas................................. 113
Fórmulas químicas - Introducción...................................................................................................... 113
Elementos químicos .............................................................................................................................114
Los nombres....................................................................................................................................114
Los símbolos.................................................................................................................................... 115
Variedades alotrópicas..........................................................................................................................116
El elemento oxígeno y sus variedades alotrópicas..............................................................................116
El elemento carbono y sus variedades alotrópicas.............................................................................. 117
Resumen ..........................................................................................................................................118
Ejemplos ..........................................................................................................................................118
Algo de historia... Concepto de elemento...............................................................................................119
Actividades.................................................................................................................................120
Ampliando el horizonte................................................................................................................126
Capítulo 11 Transformaciones de la materia. Los cambios químicos......................... 127
¿Cómo se pueden reconocer los cambios químicos?..........................................................................127
Actividad experimental ........................................................................................................................ 128
Manifestaciones de las transformaciones químicas........................................................................... 128
Actividad experimental.........................................................................................................................129
Estudio de un cambio químico..........................................................................................................129
Comparando cambios físicos con cambios químicos..........................................................................130
Actividades.................................................................................................................................132
Actividades domiciliarias experimentales sugeridas......................................................................134
Actividades experimentales sugeridas. ........................................................................................135
Ampliando el horizonte................................................................................................................136

9. 11todo se transformaQuímica • 3º C.B.
Unidad O
Química: ¿para qué?
El laboratorio
Capítulo 1
Capítulo 2

10. Química: ¿para qué?Capítulo 1
Recorriendo juntos el camino de la Química
Estamos comenzando el curso de tercer año. Este es el momento
adecuado para asomarnos a un mundo nuevo y fascinante, para apren-
der a observar nuestro entorno a través de los ojos de la Química que
nos presentan la realidad bajo una mirada diferente.
No podemos escapar de la Química ni del uso que se hace de ella:
nos rodea, está junto a nosotros en todo momento, y aún más, está en
nosotros mismos… (fig.1).
En este momento, es posible leer estas líneas porque se han puesto
en funcionamiento muchos procesos químicos, tanto para editar este
libro como para realizar su lectura.
Piensa que para producir el libro fue necesario fabricar el papel y las
tintas de diferentes colores; anteriormente a ello, se produjo el creci-
miento de cada árbol de donde se extrajo la pulpa de celulosa, se realizó
el proceso de blanqueo de la misma, la obtención de diferentes colo-
rantes para preparar las tintas, etc. Así podemos seguir pensando por
ejemplo, en los materiales con los que están construidas todas las má-
quinas que se usaron en las distintas etapas y, en cada momento, se pue-
den identificar cambios químicos tanto naturales como provocados por
el hombre.
La luz que se refleja en esta página es captada por tus ojos y transfor-
mada en impulsos nerviosos que al llegar al cerebro provocan comple-
jos cambios químicos, haciendo posible que puedas ver e interpretar el
significado de todo lo que aquí estás leyendo (fig. 2).
Fig. 1. La Química en nuestra vida.
Fig. 2.
La Química es una ciencia expe-
rimental que estudia las propie-
dades de la materia, su compo-
sición y las transformaciones.
12 Capítulo 1 • Química: ¿para qué? Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

11. La sucesión que se describió, es un mínimo ejemplo que ilustra
cómo la Química está en todas partes, aunque no se perciba directa-
mente. En este instante, en todo el Universo, están sucediendo cambios
químicos: es importante aprender sobre ellos para entenderlos, modifi-
carlos y producir otros.
El acceso a los conocimientos químicos nos brinda la posibilidad de
comprender la contribución que esta rama de la ciencia ha tenido y tie-
ne para el desarrollo de la sociedad.
Además, nos permite entender mejor el mundo y favorece nuestra
formación como ciudadanos libres y responsables. Con estos conoci-
mientos seremos capaces de tomar decisiones acertadas en situaciones
tales como: comprar un producto u otro, utilizar determinado tipo de
envases y evitar otros, seleccionar los alimentos más adecuados, saber
cómo y dónde desechar diferentes clases de residuos…y más aún, po-
dremos opinar y votar leyes que hagan referencia a cuestiones ambien-
tales o energéticas por ejemplo. Y lo mejor de todo es que no lo haremos
caprichosamente, ni influidos por la publicidad ni las modas pasajeras,
sino porque conoceremos las ventajas y los inconvenientes de cada una
de las posibilidades o sabremos cómo y dónde informarnos.
Lo anteriormente mencionado nos permite descartar la idea gene-
ralizada de la presencia de la Química solo en el laboratorio ya que está
también en las fábricas, en la industria, en la naturaleza y en todas las
situaciones de la vida cotidiana ¡hasta nos acompaña en la cocina de
nuestra casa…!
La sensibilización que logremos en este curso quizás sea para algu-
nos el despertar de una vocación y para todos, el adquirir los conoci-
mientos químicos para asumir la necesidad de cuidarse y cuidar el am-
biente (fig. 3 y 4).
En diálogos con familiares o amigos cuando se tratan temas relacio-
nados con la Química, lo primero que surge es una imagen negativa,
asociándola a contaminación y materiales tóxicos.
Lamentablemente algunos accidentes en zonas cercanas a fábricas, el
inadecuado manejo de ciertos productos, la falta de tratamiento de re-
siduos y las noticias sensacionalistas contribuyen a reforzar esta visión.
Por otra parte, la expresión “producto químico” muchas veces se aso-
cia con algo peligroso, cuando no necesariamente es así. Es frecuente
escuchar que no se consume determinado alimento porque tiene mu-
chos “químicos” y sin darnos cuenta nos estamos expresando mal. Por
ejemplo, un simple pan, elaborado con harina de trigo, sal, levadura y
agua contiene muchos de los llamados “productos químicos” (en rea-
lidad, sustancias químicas) como glúcidos, sales minerales, vitaminas,
proteínas y hasta el agua utilizada es una sustancia química, que ade-
más es imprescindible para la vida.
Fig. 3. Cuidando el medio ambiente: si
clasificamos los residuos facilitamos el re-
ciclado de los mismos y disminuimos la
contaminación.
Fig. 4. Escultura en Punta del Este. En
nuestro país hay preocupación por el
cuidado del ambiente y por hacer llegar
el mensaje a todos los ciudadanos y a los
turistas.
13Química: ¿para qué? • Capítulo 1Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

12. A veces encontramos etiquetas de alimentos donde se destaca “sin
agregado de químicos”, en una forma de publicidad que se basa en esta
idea latente y que al mismo tiempo la fortalece erróneamente. Quizás
lo más ético sería colocar en los envases “sin agregado de conservantes”
o también “sin aditivos” para que el mensaje al consumidor sea el co-
rrecto: que en la elaboración del alimento no se usó ninguna “sustancia
extra” para darle color, o intensificar el sabor o inclusive conservarlo
durante más tiempo.
Sin embargo, debemos reconocer que muchas veces el agregado de
pequeñas cantidades de estas “sustancias extra”, permitidas por las nor-
mas bromatológicas, hacen posible comprar un alimento que perdure
más tiempo o que su aspecto sea más apetecible.
Miremos ahora la otra cara de la moneda. Los estudios científicos y
el avance tecnológico han permitido mejorar nuestra calidad de vida al
desarrollar por ejemplo nuevos medicamentos cada vez más específicos
para el tratamiento de enfermedades.
La propia Química es capaz también de proveer soluciones a proble-
mas de contaminación y de toxicidad de algunos productos.
La Química contribuye también a cubrir necesidades de los seres
humanos, logrando producir nuevos materiales que pueden usarse en
la vestimenta, la construcción de instrumentos, casas o automóviles.
Estos nuevos materiales hacen posible que se potencien cualidades
de las materias primas originales como aumentar la conductividad eléc-
trica, disminuir las dimensiones del producto final, resistir la corrosión
o el ataque de los agentes climáticos, facilitar el moldeado, incrementar
las propiedades estéticas, almacenar más información en espacios más
reducidos y muchas veces, bajar costos, posibilitando el acceso a deter-
minados objetos por la mayoría de los consumidores (fig. 5).
Se produce también una importante variedad de productos como
fertilizantes, pesticidas, pinturas, detergentes, perfumes, cosméticos,
cada vez mejores al lograr que sean más efectivos en su finalidad y po-
tencialmente menos perjudiciales para el ambiente (fig 6).
Estos son algunos de los motivos por los cuales resulta tan impor-
tante el estudio de la Química, dando respuesta a la pregunta inicial:
¿para qué?
Podríamos seguir enumerando otros beneficios que obtenemos de
los avances científicos, pero iremos descubriéndolos mientras recorre-
mos el camino que hoy juntos iniciamos.
La Química no es ni buena ni
mala; lo que puede ser cuestio-
nado es el uso que de ella hace-
mos los seres humanos.
Fig. 5. Los nuevos materiales creados u
otros modificados químicamente tienen
múltiples aplicaciones que posibilitan
cambios en la vida cotidiana.
Fig. 6. Diferentes productos están a dis-
posición de los consumidores con pro-
puestas variadas y muy específicas para
satisfacer cada necesidad buscando a su
vez el menor impacto negativo en el am-
biente.
14 Capítulo 1 • Química: ¿para qué? Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

13. Aplicaciones y problemas
1) Lee la noticia de la figura 1 que ha sido extraída de un periódico
uruguayo, y publicada en agosto de 2008.
Piensa cuál debe ser la actitud de un ciudadano responsable antes
de opinar o votar en un posible plebiscito sobre el tema.
En el año 1997 se incluyó en el
artículo 27 de la ley 16.832 (ley
marco del sistema eléctrico)
el texto que prohíbe el uso de
energía de origen nuclear en
el territorio nacional. En el año
2005 se presentó un proyecto
de ley planteando la deroga-
ción de dicho artículo.
Ahora, debatir esta cuestión
cobró fuerza en el Uruguay
abriendo la posibilidad de ins-
talar una planta de energía nu-
clear.
Fig. 1. Ejercicio 1.
2) En la etiqueta de la figura 2 están los ingredientes del dulce de le-
che; muchos de ellos pueden llevar a la expresión “este alimento
tiene muchos químicos”.
a) ¿Cuáles de los ingredientes considerarías como “químicos”?
b) ¿Cuál es la vida útil aproximada de ese alimento y por qué? ¿Es
posible su exportación a países que no lo producen?
Encuesta y debate
3) a) Organiza un debate con tus compañeros de clase sobre el impac-
to de la Química en la vida actual y en el pasado.
Es más productivo si se distribuyen roles de defensores y opo-
sitores: industriales, químicos, productores agropecuarios, am-
bientalistas, ciudadanos comunes (no implicados en el uso di-
recto de la Química como oficinistas, amas de casa, estudiantes,
etc.), personas con cargos gubernamentales relacionados con el
desarrollo industrial, energético, con el cuidado ambiental, etc.
b) Sobre este tema puedes realizar una encuesta previa aplicando
un cuestionario a personas de diferentes ámbitos de manera que
te orienten en los planteos del debate.
Fig. 2. Ejercicio 2.
Actividades
15Química: ¿para qué? • Capítulo 1Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

14. Investiga y reflexiona
4) El uso de fertilizantes es un tema conflictivo debido a la posibilidad
de contaminación. Sin embargo ¿es posible aumentar la produc-
ción agrícola, en relación al aumento de la población, sin el uso de
ellos? Reflexiona al respecto (Sugerencia: puedes analizarlo junto
con los profesores de otras asignaturas como Geografía e Historia).
5) En el mercado se ofrece una línea de dermocosmética natural
Actenz a base de “marcela”. Estos productos surgen de investigacio-
nes científicas desarrolladas con el esfuerzo conjunto de la Facultad
de Química y el Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente
Estable del Uruguay (fig.3).
a) ¿Cómo se usa tradicionalmente la “marcela”?
b) ¿Qué propiedad importante tiene esta hierba?
c) ¿Cuál es la misión y los logros del Instituto Clemente Estable?
Fig. 3. Ejercicio 5.
6) En la actualidad es posible consumir alimentos de variados oríge-
nes aún de lugares alejados e inclusive fuera de la época tradicional
de cosecha.
¿Cómo participa la Química para lograr estos beneficios?
Busca información sobre cómo se conservaban los alimentos en la
antigüedad y sobre los métodos actuales.
Fig. 3. Ejercicio 5.
16 Capítulo 1 • Química: ¿para qué? Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

15. Ampliando el horizonte...
Luego de leer atentamente el artículo:
• Extrae de él el fundamento en el cual se basa la gastronomía molecular y
explícalo con tus palabras.
• Entabla un debate en clase distribuyendo roles que apoyen las posiciones
a favor y en contra de esta práctica culinaria.
Llegó la gastronomía molecular.
La gastronomía molecular es una nueva disciplina que ayuda-
ría a lograr platos con mayor calidad y sabor. Además de ollas y
cucharas tradicionales, se usan pipetas, tubos de ensayo, termó-
metros y sifones de nitrógeno.
Desde que el hombre primitivo descubrió el modo de hacer
fuego y empezó a preparar sus alimentos con toda la creatividad
de la que es capaz, los sabores y los aromas de las cocinas se con-
virtieron en tendencias que evolucionan al ritmo de necesidades
y gustos.
“Este es un momento en la historia de la cocina en el que ya
no basta con hablar de creatividad, sino que esa palabra debe ir
acompañadaporotra:investigación”,comentaelchefFerránAdriá.
Hoy existen varios lugares en el mundo donde se cocina usan-
do un nuevo“instrumental tecnológico”. El nitrógeno envasado en
sifones se usa para “crear nuevas texturas”. Por ejemplo, se puede
convertir una sopa en algo con la dureza de una cáscara de huevo.
Y algo para entender sobre sabores y calidad (atributos que según los
chefs moleculares se ven beneficiados con esta disciplina) se puede perci-
bir en la carne asada. Una vez que está fuera del horno, tiende a secarse y
a perder su buen tono y sabor. Un cocinero molecular puede utilizar una
jeringa para inyectarle la dosis exacta de agua para evitar ese“deterioro”.
Realizando observaciones a través de un microscopio electrónico se
comprobó que es mejor colocar la sal después de poner la carne al fuego.
No es cierto eso de que conviene antes porque así se va impregnando de a
poco. Un dato más, para hacer dulces o mermeladas de frutas, lo mejor es
usar una ollita de cobre: cuando las frutas se cocinan liberan moléculas de
pectina y el óxido de cobre que reviste el recipiente ayuda a que se reagru-
pen y que las jaleas resulten más sabrosas.
Si uno lo piensa bien, tienen mucho en común la ciencia y la cocina. El
ensayo y el error están sobrevolando cualquiera de sus proyectos. Por algo,
a los secretos gastronómicos de la abuela también se los conoce como
“fórmulas infalibles”.
Extraído y adaptado del artículo de Clarín.com tendencia : fisicos y quimicos trabajan junto a los chefs.
17Química: ¿para qué? • Capítulo 1Química • 3º C.B.
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16. El laboratorioCapítulo 2
El laboratorio, un lugar de trabajo compartido
En diferentes locales comerciales de nuestro país están a la venta
juegos de “química” para niños y jóvenes que incluyen un manual de
instrucciones para el manejo de sustancias y materiales aconsejando
además la presencia de adultos. Sin embargo, la Química no es un juego
y es necesario un espacio físico especialmente acondicionado para rea-
lizar las actividades experimentales de manera segura: el laboratorio.
El laboratorio debe ser un lugar amplio, luminoso, ventilado y con
aberturas adecuadas que permitan un fácil ingreso y salida del mismo.
Debe contar con piletas y saneamiento adecuados, un botiquín de pri-
meros auxilios, un extintor para fuegos, y en lo posible tener una cam-
pana con extractor para eliminar gases y vapores producidos en algu-
nos experimentos.
El trabajo compartido en el laboratorio implica asumir con respon-
sabilidad y compañerismo las tareas propuestas, adoptando conductas
que minimicen los riesgos para evitar daños personales o materiales
(fig. 1).
Para ello es necesario considerar algunas precauciones para realizar
un trabajo seguro.
Precauciones en el laboratorio
• el laboratorio es un salón de clase, donde no debes trasladarte in-
necesariamente ni consumir alimentos o bebidas
• con los integrantes de tu equipo habla lo necesario y en voz baja
¿Qué puedo
hacer?
TRABAJO
RIESGOS
DAÑOS
SIEMPRE el
Fig. 1. En el laboratorio trabajamos en
forma ordenada y responsable.
GENERA
PUEDEN ORIGINAR
18 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

17. • antes de trabajar, debes quitarte los abrigos, bufandas, etc, para fa-
cilitar los movimientos, dejándolos en el lugar destinado para ello
• coloca en la mesa solo los útiles necesarios para trabajar
• el cabello largo puede ocasionarte accidentes y para evitarlos pro-
cura no tenerlo suelto
• el cuidado del material es tu responsabilidad
• lee atentamente el procedimiento y las precauciones indicadas en
cada caso (fig.2)
• controla si dispones de todo el material necesario, de lo contrario
solicítalo a tu Profesor o al Ayudante Preparador
• al finalizar el trabajo, debes limpiar y ordenar las mesas
Precauciones con las sustancias
• no debes tocar, oler, ni probar ninguna de las sustancias
• si es necesario percibir el olor de una sustancia, no acerques la
nariz a la boca del recipiente; utilizando la mano como pantalla,
debes hacer llegar una pequeña cantidad de vapor a tu nariz.
• lee atentamente las etiquetas de los frascos antes de usarlos
• no devuelvas a los frascos de origen las sustancias sobrantes
• descarta adecuadamente los residuos
Precauciones con el material de laboratorio (fig. 3)
• el mechero debe permanecer apagado si no se está utilizando
• para calentar el material de vidrio se debe apoyar sobre la rejilla
metálica
• los tubos de ensayo se calientan directamente sobre la llama del
mechero, sosteniéndolos con pinza de madera y moviéndolos
suavemente en forma circular
• el material de porcelana se puede calentar directamente sobre la
llama durante períodos prolongados
• luego de calentar material de vidrio o porcelana apóyalo sobre
madera o similar; recuerda que tienen el mismo aspecto cuando
están calientes o cuando no lo están
Fig. 2. Para trabajar en el laboratorio de-
bemos conocer las normas de seguridad.
Se llama material de labora-
torio al conjunto de todos los
instrumentos y recipientes
usados en el laboratorio de
Química, por ejemplo balan-
zas, probetas, tubos de ensa-
yo, mecheros, etc.
Fig. 3. Material de Laboratorio.
Fig. 4. Laboratorio de Química I.A.V.A. ayer y hoy. El laboratorio es un lugar de trabajo compartido donde la experimentación
aporta significativamente a los procesos del aprendizaje de la Química. Esta tarea se desarrolla de manera segura cuando todos
conocen y asumen de manera responsable las normas de seguridad.
Cuídate, cuida a tus compa-
ñeros y cuida el ambiente.
¿Qué puedo
hacer?
Debemos CONOCER las
Normas de Seguridad
para trabajar
SIN causar DAÑOS
y debemos CUMPLIR
con estas Normas para
que los INCIDENTES
NO se transformen en
ACCIDENTES
19El laboratorio • Capítulo 2Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

18. Nombre
Vaso de Bohemia
Usado para:
contener,
calentar, baños
de agua
Nombre
Tubo de ensayo
Usado para:
contener,
calentar
Nombre
Probeta (vidrio,
plástico)
Usado para:
medir volumen
Nombre
Termómetro
Usado para:
medir
temperatura
Nombre
Cuentagotas o
pipeta Pasteur
Usado para:
agregar o extraer
líquidos por
goteo
Nombre
Varilla
Usado para:
agitar
Nombre
Piseta
Usado para:
colocar agua
destilada en
los tubos de
ensayo u otros
recipientes
Nombre
Matraz
Usado para:
contener y
calentar líquidos
Material de laboratorio
20 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

19. Nombre
Cristalizador
Usado para:
realizar
cristalizaciones
Nombre
Matraz aforado
Usado para:
preparar
soluciones
Nombre
Matraz
Erlenmeyer
Usado para:
calentar,
contener
Nombre
Mortero ( vidrio,
porcelana)
Usado para:
pulverizar
sólidos y/o
mezclarlos
Nombre
Embudo
Usado para:
filtrar y trasvasar
Nombre
Embudo de
decantación
Usado para:
separar líquidos
no miscibles
Nombre
Pipeta
graduada
Usado para:
medir volumen
Nombre
Pipeta aforada
Usado para:
medir volumen
Nombre
Vidrio de reloj
Usado para:
contener
pequeñas
cantidades de
sólidos
Nombre
Refrigerante
Usado para:
Condensar
vapores.
21El laboratorio • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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20. Nombre
Crisol
Usado para:
calentar
durante tiempo
prolongado a
temperaturas
elevadas
Nombre
Triángulo de pipa
Usado para:
sostener
cápsula o crisol
al realizar
calentamiento
directo sobre
la llama del
mechero
Nombre
Rejilla metálica
Usado para:
sostener los
recipientes de
vidrio y lograr
una distribución
uniforme del
calor en la base
de los mismos
Nombre
Trípode
Usado para:
sostener la rejilla
metálica o el
triángulo de pipa
Nombre
Soporte universal
y pinzas
Usado para:
sostener y
organizar el
material al
combinar aro
metálico y
diferentes pinzas
Nombre
Pinza de madera
Usado para:
sostener el
tubo de ensayo
para calentarlo
directamente a
la llama
Nombre
Mechero de
alcohol
Usado para:
calentar
Nombre
Mechero Bunsen
(de gas)
Usado para:
calentar
Nombre
Cápsula (metal o
porcelana)
Usado para:
calentar
durante tiempo
prolongado a
temperaturas
elevadas
22 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

21. Nombre
Pinza de metal
Usado para:
manipular
material de
vidrio o de
porcelana que ha
sido calentado
Nombre
Gradilla
(madera,
plástico, metal)
Usado para:
apoyar tubos de
ensayo
Nombre
Espátulas/
cucharas
Usado para:
retirar sólidos de
los frascos
Nombre
Tubo de goma
Usado para:
hacer conexiones
Nombre
Pera de goma
Usado para:
cargar la pipeta
Nombre
Balanza
Usado para:
medir masa
Nombre
Frasco gotero
Usado para:
verter líquidos
por goteo
Nombre
Tapones de
goma
Usado para:
tapar frascos,
tubos, matraces
Nombre
Papel de filtro
Usado para:
separar sólido
pulverizado de
un líquido
Nombre
escobillas
Usado para:
limpiar el interior
del material de
vidrio
Mono y
biperforados
23El laboratorio • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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22. Etiquetas: pictogramas, frases R y S
Pictogramas
Es importante, al utilizar ciertos productos químicos en diferentes
ámbitos (en la industria, en el agro, en el laboratorio, en el hogar), co-
nocer las indicaciones de los riesgos en su manipulación y eliminación.
Al considerar estas advertencias se pueden tomar las precauciones ne-
cesarias y así trabajar en forma adecuada (fig. 5).
La seguridad se refiere tanto al cuidado personal como al cuidado
del ambiente. Por ejemplo, el supergás es inflamable y al transportarlo
se debe advertir sobre este hecho; los camiones que recogen la basu-
ra de los hospitales deben llevar la señalización bien visible que indica
“riesgo biológico” (fig. 6).
Para indicar los riesgos que pueden surgir al usar productos quími-
cos, se utilizan cada vez con mayor frecuencia determinados símbolos
que nos aportan esa información de manera clara.
A estas representaciones, se les denomina pictogramas. Ya conoces
algunos, por ejemplo, aquellos relacionados con las señalizaciones de
tránsito. Interpretar el significado de los mismos es, más que una nece-
sidad, una obligación.
Los pictogramas son representaciones que, combinando figuras
dibujos y colores, brindan información de manera concreta e
independiente del idioma.
En química, el uso de los pictogramas es imprescindible al etiquetar
los recipientes (fig. 7).
Fig. 7. Los pictogramas se encuentran también en las etiquetas de los productos que
se venden en las farmacias o droguerías.
Fig. 5. Mediante el uso de pictogramas
es posible dar mensajes de carácter uni-
versal para que puedan ser interpretados
salvando así las diferencias de idiomas.
Fig. 6. Recipiente para descartar mate-
rial contaminado.
24 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
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23. Pictogramas
Explosivo
sustancias
que reaccionan
violentamente
liberando
energía y
produciendo
gases
Corrosivo
sustancias
que en contacto
con los tejidos
vivos y ciertos
materiales
pueden provocar
la destrucción de
los mismos
Inflamable
sustancias
que arden
Extremadamente
inflamable
Peligroso
para el
entorno
sustancias que
contaminan el
ambiente
Tóxico
sustancias
que por inhala-
ción, ingestión
o absorción en
la piel pueden
causar daños
graves, agudos o
crónicos e inclu-
so la muerte
Muy tóxico
Irritante
sustancias
que producen
inflamación en
contacto con
ojos, piel y vías
respiratorias
Nocivo
sustancias
que producen
lesiones leves al
ser absorbidas
Comburente
- oxidante
sustancias
que facilitan la
inflamación de
los materiales
combustibles y
mantienen los
incendios
Riesgo biológico
Riesgo asociado
a la acción
de agentes
biológicos que
puedan causar
enfermedades
E
F
T
O
F+
T+
Xn
C
N
Xi
25El laboratorio • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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24. Frases R y S
En el proceso de etiquetado es fundamental registrar las caracterís-
ticas de un producto químico relacionadas con los riesgos y manejo se-
guro para evitar daños al ser humano y al ambiente.
Frases R: Riesgos Específicos
Las frases R indican los riesgos específicos al utilizar, transpor-
tar y eliminar sustancias.
Existe una clasificación de los diferentes riesgos con la que se ha ela-
borado una lista de frases R (frase de riesgo) acompañadas de un nú-
mero que las identifica (fig. 8).
Ejemplos:
Inflamable (R 10)
Provoca quemaduras (R 34)
Irrita los ojos (R 36)
Frases S: Consejos de Prudencia
Las frases S indican las conductas a seguir para trabajar de
manera segura.
En la etiqueta de algunos medicamentos y también en productos de
limpieza suele estar indicado:
“Mantener fuera del alcance de los niños”
Esta frase nos informa acerca de la conducta que debemos adoptar
para usar el producto de manera segura y es un ejemplo de lo que se
conoce como frase S (frase de seguridad) que además también tiene un
número que la identifica, en este caso: S 2 (fig. 9).
Otros ejemplos:
Consérvese en lugar fresco (S 3)
Evítese el contacto con la piel (S 24)
Manténgase el recipiente bien cerrado (S 7)
En las etiquetas de los recipientes para almacenar sustancias que se
usan en el Laboratorio debe constar la siguiente información (fig. 10):
• nombre de la sustancia • fórmula química
• pictogramas • frases R y S
• fecha de envasado • los peligros y las precauciones
• otros datos
Fig. 8. Las frases R son advertencias de
los riesgos.
R14 Reacciona violentamente
con el agua.
R23 Tóxico por inhalación.
R45 Puede causar cáncer.
Fig. 9. Las frases S indican la forma se-
gura de proceder para evitar accidentes.
Fig. 10. La etiqueta debe suministrar
toda la información necesaria acerca de
las propiedades de la sustancia que per-
mitan un manejo seguro evitando acci-
dentes.
26 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

25. Algo de historia…
La Alquimia
El punto de partida de la Alquimia parece encontrarse en la Alejandría Helénica en
el siglo I a.C. donde un elevado número de aplicaciones experimentales se fundieron
con la filosofía griega y las religiones orientales.
La Alquimia no es por su origen solo un arte aplicado que ennoblece metales y fabri-
ca colores, sino que también posee un componente religioso y de visión del mundo.
El proceso de trasmutación, a pesar de no ser el objetivo final, es una parte esencial
de la Gran Obra -el Magnum Opus- que
consiste en alcanzar tanto la perfección
material como espiritual; encontrar la
Piedra Filosofal permitiría ambas trans-
formaciones. La Alquimia y el trabajo
del alquimista, en ningún momento de
la historia ha sido una práctica compar-
tida, más bien fue secreta y oculta de
manera de no proporcionar resultados
obtenidos para permitir que cada perso-
na realice su propia sublimación.
Es increíble el aporte que realizó la Al-
quimia en relación a procedimientos
experimentales, obtención de sustan-
cias, conocimiento de sus propiedades
y fabricación de instrumentos, algunos
aún utilizados por la Química.
La obtención de licores, de brebajes,
de una medicina universal (“Elixir de la
Larga Vida”) que no solo curara enfer-
medades, sino que también diera “Vida
Eterna”, puso a la Alquimia en estrecho
contacto con la Medicina.
La destilación, la fusión, el calentamien-
to indirecto en baño de agua o María
(su inventora, una alquimista: María la
Judía) entre tantos otros procedimientos
fueron utilizados por los alquimistas.
Los alquimistas a través de sus imágenes
y colores, han expresado de una forma
ingeniosa el mundo interior y más pro-
fundo. Este arte ha sido practicado en
especial por chinos, hindúes, egipcios,
griegos y árabes. Todos ellos contribu-
yeron a darle la forma que, finalmente,
presentaba en la Edad Media.
Fig. 13. Laboratorio de alquimistas.
Fig. 12. Esta reja de hierro forjado mues-
tra los símbolos de la farmacia que desde
la cultura babilónica se han mantenido
hasta nuestros días: la copa que contiene
los medicamentos y la serpiente sagrada
que les confiere la fuerza de curación.
Fig. 11. Ouroboros, víbora que se muer-
de su propia cola, simboliza la naturaleza
cíclica y eterna del Universo. El colori-
do forma parte del mensaje: el verde es
el color de la iniciación; el rojo se asocia
con el objetivo de la Gran Obra.
Fig. 14. Cuatro importantes alquimistas
presiden la Obra: Geber, Arnaldo de Vi-
llanova, Rhasis y Hermes Trismegisto. El
ayudante de la izquierda está machacan-
do la materia bruta en un mortero; los
dos del medio controlan para que absor-
ba continuamente la humedad que ella
misma desprende; el de la derecha, bajo
los auspicios de Hermes, está “cociendo
lo blanco” repetidas veces para hacerlo
germinar.
27El laboratorio • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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26. Aplicaciones y problemas
1) Para trabajar en el laboratorio de Química se deben conocer y po-
ner en práctica ciertas normas de seguridad.
Argumenta sobre cuál es la razón por la cual se indica:
• no devolver a los frascos de origen las sustancias sobrantes
• recoger el cabello largo durante el trabajo
• apagar los mecheros si no están en uso
• apoyar sobre madera o similar el material de vidrio o porcelana
luego del calentamiento
2) Nombra dos ejemplos del siguiente material de laboratorio:
Material de laboratorio: 1er. ejemplo 2do. ejemplo
de vidrio, con graduación
de porcelana
de vidrio sin graduación
para calentamiento
para sostener recipientes
para medir volumen
para contener
3) Nombra los materiales que se encuentran en la foto de la figura 1 e
indica cuál es el uso de cada uno de ellos.
4) En el momento de limpiar y ordenar las mesas de trabajo es nece-
sario tirar las sustancias con las se ha realizado el experimento, y
para ello hay que tener en cuenta que generalmente se descartan de
la siguiente forma:
• si son sólidos, se envuelven en papel y se tiran en la papelera;
• si son líquidos, se abre la canilla y se tiran en la pileta, dejando
correr abundante agua antes, durante y después de hacerlo
Explica por qué se eliminan de manera diferente y la razón de usar
abundante agua cuando se trata de líquidos.
5) Menciona tres precauciones a tener en cuenta cuando se manipu-
lan sustancias en el laboratorio de Química
Fig. 1. Ejercicio 3. Material de laboratorio.
Actividades
28 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
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27. 6) Para un experimento se necesita calentar un líquido hasta evapo-
rarlo totalmente, para luego observar si en el fondo del recipiente
queda o no residuo.
a) ¿Cuál de los recipientes aptos para el calentamiento te parece el
más adecuado y por qué?
b) ¿Qué otros materiales necesitas para realizar dicho calentamien-
to? Realiza una lista de los mismos.
7) a) ¿Qué es un pictograma?
b) ¿Cuál es la ventaja del uso de pictogramas con respecto a los
mensajes expresados con palabras?
8) Es conocido que el pelar cebolla produce lagrimeo a la persona
que lo está haciendo e inclusive a las que se encuentran muy cerca
(fig. 2). Si tuvieras que indicar ese inconveniente con un pictogra-
ma, ¿cuál elegirías?
9) En la etiqueta de la figura 3 se indica una de las frases R para la sus-
tancia cloro.
a) ¿Por qué se indica la frase R tanto con el mensaje escrito como
con el número correspondiente?
b) Completa la etiqueta con el pictograma adecuado.
Investiga y reflexiona
10) El material de vidrio que permite medir volúmenes de líquidos
puede ser graduado o aforado. Investiga cuál es la diferencia entre
ellos tanto en el uso como en la precisión lograda en la medida.
11) El pictograma de la figura 4 indica riesgo biológico y se puede
encontrar tanto en los camiones que recogen basura hospitalaria
como en las papeleras que hay en algunos consultorios.
a) ¿Cuál es esa basura y por qué no se tira en una papelera común?
b) ¿Cuáles son los riesgos de la basura hospitalaria?
12) Los pictogramas analizados corresponden al código europeo.
Existe también el código americano (NFPA) donde los riesgos de
las sustancias se indican mediante colores (azul, rojo, amarillo y
blanco) y el grado de peligrosidad mediante números (de 0 a 4).
a) Investiga el significado de los colores y de los números.
b) Indica cuál es la información que aparece en una etiqueta de un
frasco que contiene ácido acético puro (fig. 5).
c) Reflexiona sobre cuál de los dos códigos, el europeo o el ameri-
cano, es de más fácil lectura.
Fig. 3. Ejercicio 9.
Fig. 2. Ejercicio 8.
Fig. 4. Ejercicio 11.
Fig. 5. Ejercicio 12.
CLORO
R 26 - Muy tóxico por inhalación.
29El laboratorio • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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28. Ampliando el horizonte...
Lee y analiza el texto.
Realiza una recorrida por la cocina de tu casa y anota:
• productos utilizados (componentes indicados en las etiquetas)
• instrumentos de uso frecuente (tradicionales y de tecnologías más
actuales)
• algunas recetas y los procedimientos que en ellas se indican
La química en la cocina
Todos los cocineros y las cocineras son químicos –aunque
muchos no lo sepan– y todos los químicos son cocineros, aun-
que también lo desconozcan.
De hecho la Química empezó en la cocina y fueron los
primeros hombres y mujeres los que produjeron reacciones
químicas y transformaciones moleculares, asando alimentos,
cociéndolos, mezclándolos, haciendo emulsiones, sazonán-
dolos, friéndolos, filtrándolos, espesando salsas y destilando
líquidos, llegando incluso a dominar empíricamente algunas
operaciones bioquímicas, como la fermentación para producir
cerveza y miles de clases de quesos, panes y vinos.
Todas estas operaciones, que comprendieron infinitos expe-
rimentos, se efectuaron para conservar los alimentos y hacerlos
más digeribles y atractivos modificando su estructura molecular.
Los primeros aparatos y operaciones de los alquimistas se tomaron
prestados de la cocina, y las ollas, los peroles, los alambiques, los morteros,
los hornos y las grandes cucharas para revolver las mezclas fueron los ins-
trumentos con los que se comenzó a trabajar con el mercurio, el azufre, el
carbón y toda clase de mejunjes en búsqueda de recetas para producir oro,
la piedra filosofal y la eterna juventud.
Estos aparatos y procedimientos se fueron modificando poco a poco y
algunos se devolvieron a la cocina notablemente mejorados, por ejemplo
la olla a presión.
Pero la Química sobre todo aportó a la cocina el conocimiento del por
qué de las cosas y cuál es la influencia de los diferentes ingredientes y ope-
raciones en los resultados finales, permitiendo así cocinar mejor.
Visto con los ojos de un experto, la cocina está llena de productos quí-
micos para cocinar, como pueden ser el agua, el cloruro de sodio (sal co-
mún), los aceites y grasas, el ácido acético (componente del vinagre), la
sacarosa (azúcar), proteínas (en huevos, carne, pescado), almidón (papas y
harina) y las vitaminas (en frutas y verduras).
Extraído y modificado de QUÍMICA Y FUTURO Boletín de Noticias elaborado por la Federación Empresarial de la
Industria Química Española (FEIQUE) www.feique.org
30 Capítulo 2 • El laboratorio Química • 3º C.B.
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29. 31todo se transformaQuímica • 3º C.B.
Unidad 1
Los estados físicos. Sus características.
Concepto de modelo.
Transformaciones de la materia.
Los cambio físicos.
Sistemas.
Sistemas heterogéneos.
Soluciones.
Métodos de fraccionamiento.
Las sustancias.
Sustancias puras: simples y compuestas.
Elemento químico.
Transformaciones de la materia.
Los cambio químicos.
Capítulo 1
Capítulo 2
Capítulo 3
Capítulo 4
Capítulo 5
Capítulo 6
Capítulo 7
Capítulo 8
Capítulo 9
Capítulo 10
Capítulo 11
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s
s

30. La materia junto con la energía, constituye todo el Universo.
Los estados físicos de la materia son: sólido, líquido y gaseoso, cada
uno de ellos tiene determinadas características macroscópicas.
Puede considerarse un cuarto estado: el plasma, aunque es posible
estudiarlo como una forma especial del estado gaseoso.
Analizaremos las propiedades que los cuerpos poseen en los dife-
rentes estados físicos, entendiendo por cuerpo toda porción de materia.
Estado sólido
Los cuerpos en estado sólido
se caracterizan por tener forma
y volumen propios. Una barra de
hierro o un plato, no cambian la
forma si se ubican en otro lugar u
otra posición (fig 1).
Otra característica es la esca-
sa dilatación, es decir que experi-
mentan variaciones de volumen
poco apreciables a simple vista al
recibir energía en forma de calor.
Si se someten a presión, su
volumen no se modifica en for-
ma visible: son prácticamente
incompresibles.
Macroscópico: significa “que
se ve a simple vista”.
Cuerpo es una porción de
materia.
Los estados físicos
Sus características
Capítulo 1
Fig. 1. Los cuerpos en estado sólido no
cambian de forma ni de volumen aunque
cambien de lugar o posición.
32 Capítulo 1 • Los estados físicos. Sus características. Química • 3º C.B.
©EditorialContexto2010-Obsequioparadocentessinvalorcomercial-www.editorialcontexto.com.uy-(02)9019493

31. Estado líquido
Los cuerpos en estado líquido poseen un volumen determinado,
pero su forma es variable y en general fluyen con facilidad. Si un litro
de agua está contenido en una jarra, el líquido adopta la forma de la ja-
rra. Sin embargo, si se derrama, tiene el mismo volumen (un litro) pero
cambia notoriamente su forma (fig 2 ).
En este estado los cuerpos pueden comprimirse poco por acción de
la presión: son algo compresibles. Experimentan mayor variación de
volumen por efecto del calor que los cuerpos en estado sólido. Esta pro-
piedad, la dilatación, se utiliza como fundamento para la construcción
de algunos termómetros.
Estado gaseoso
Los cuerpos en estado gaseoso no tienen forma propia y ocupan
todo el espacio disponible. Por eso, es frecuente decir que no tienen for-
ma ni volumen propios.
Los globos usados en publicidad se llenan con gas helio (menos den-
so que el aire) para mantenerlos suspendidos. Si se desinflan, el gas que
escapa ocupará un volumen mayor, es decir, todo el espacio disponible.
Si hay una pérdida de gas de una garrafa, éste ocupará todo el volumen
del armario donde se encuentra o todo el volumen de la cocina (fig 3).
En comparación con los sólidos y los líquidos, en las mismas condi-
ciones, los cuerpos en estado gaseoso experimentan mayores dilatacio-
nes. Sometidos a presión su volumen se reduce considerablemente: son
muy compresibles.
Fig 4. Estados físicos y sus características macroscópicas. Estas son generales, exis-
tiendo excepciones que muchas veces dependen de las condiciones de trabajo.
CARACTERÍSTICAS
CUERPOS EN
ESTADO SÓLIDO
CUERPOS EN
ESTADO LÍQUIDO
CUERPOS EN
ESTADO GASEOSO
Tienen forma
propia.
No tienen forma
propia.
No tienen forma
propia.
Tienen volumen
propio.
Tienen volumen
propio.
No tienen volumen
propio.
Prácticamente
no se pueden
comprimir.
Se comprimen más
que los sólidos.
Son muy
compresibles.
Se dilatan muy
poco.
Se dilatan más que
los sólidos y menos
que los gases.
Se dilatan mucho
más que los sólidos
y los líquidos.
Fig. 2. Cuando los líquidos se trasvasan
o se derraman cambian la forma pero el
volumen permanece invariable.
Fig. 3. Los cuerpos en estado gaseoso no
tienen forma propia y ocupan todo el es-
pacio disponible.
33Los estados físicos. Sus características. • Capítulo 1Química • 3º C.B.
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32. EJEMPLOS
Estado sólido
La “nieve carbónica” y el “hielo seco” son dióxido de carbono en es-
tado sólido.
Se le llama:
•• hielo, porque su aspecto es similar al hielo común (agua sólida)
•• seco,porquepasadirectamentedelestadosólidoalestado gaseoso
Como la temperatura de sublimación es –78,5ºC resulta muy útil
para conservar helados en un recipiente de paredes aislantes. La baja
temperatura de los trozos de hielo seco evita que los helados se “derri-
tan” con la ventaja que no se mojan porque el hielo seco se convierte al
estado gaseoso sin pasar por el estado líquido.
Estado líquido
Etanol o alcohol etílico es el nombre químico del líquido llamado
comúnmente “alcohol” de uso doméstico y medicinal.
Se vende en diferentes presentaciones:
•• “alcohol rectificado”, incoloro, de alto grado de pureza. Se emplea
como desinfectante por su acción bactericida y en las bebidas
alcohólicas
•• “alcohol azul”, coloreado artificialmente. Contiene impurezas que
no lo hacen apto para uso medicinal, ni para ser ingerido, pero sí
como combustible para lámparas, mecheros, etc. y para limpieza
Otras presentaciones: alcohol bórico, alcohol yodado, alcohol euca-
liptado, etc., preparados para usos específicos con distintos aditivos.
Estado gaseoso
Los tanques pintados de color verde que se encuentran en hospitales
y sanatorios contienen dióxígeno a alta presión, que es utilizado para
mejorar la respiración de algunos pacientes.
En la naturaleza este gas, O2
, está presente en el aire y también di-
suelto en el agua. En ambos casos es imprescindible para la vida, pues
es necesario para la respiración de los seres vivos tanto en la superficie
terrestre como en el mundo acuático.
Estado gaseoso. Ejemplo: dioxígeno (O2
).
Estado sólido. Ejemplo: “hielo seco” y “nie-
ve carbónica” son anhídrido carbónico
o dióxido de carbono en su estado sólido
(CO2
).
Estado líquido. Ejemplo: alcohol etílico
formando parte de diferentes mezclas lí-
quidas según sus aplicaciones.
34 Capítulo 1 • Los estados físicos. Sus características. Química • 3º C.B.34 Capítulo 1 • Los estados físicos. Sus características. Química • 3º C.B.
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33. Aplicaciones y problemas
1) Explica con un ejemplo la siguiente expresión y argumenta su vali-
dez: “los líquidos tienen volumen propio pero no forma propia”.
2) Si se produce una pérdida en la cañería de gas de la cocina; ¿por qué
se percibe muchas veces el olor al ingresar a la casa? (fig.1).
3) La dilatación de los sólidos es mínima; sin embargo, esta propie-
dad debe ser considerada cuando se emplean ciertos materiales en
construcción, por ejemplo:
• las actuales membranas usadas para impermeabilizar azoteas
son elásticas, característica que no tenían las de épocas ante-
riores (fig 2)
• se debe considerar esta propiedad para construir las paredes
vidriadas de las fachadas de edificios (muros cortina) (fig. 3)
a) Elabora una explicación válida para fundamentar los ejemplos
citados.
b) Busca otros ejemplos en los que también deba considerarse la
dilatación de los sólidos.
c) Escribe comentarios referidos a esta propiedad relacionándolos
con las figuras 2 y 3.
Fig. 1. Ejercicio 2. Mediante el olor des-
agradable del gas de cañería o del super-
gás es posible detectar si hay un escape.
Para este fin se les incorporan sustancias
que los odorizan.
Fig. 2. Ejercicio 3.
Fig. 3. Ejercicio 3.
Actividades
35Los estados físicos. Sus características. • Capítulo 1Química • 3º C.B. 35Los estados físicos. Sus características. • Capítulo 1Química • 3º C.B.
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34. Investiga y reflexiona
4) El aire es una mezcla gaseosa.
a) Busca información sobre cuáles son los gases que lo forman y en
qué porcentaje está presente cada uno.
b) ¿Cómo se obtiene el aire líquido? ¿Qué aplicaciones tiene? (fig. 4).
5) El “incinerador de plasma” (fig. 5) permite transformar la basura a
elevadas temperaturas (20.000ºC). Una de las ventajas radica en ob-
tener los residuos en forma muy reducida, tan compacta que puede
utilizarse para relleno de terrenos.
Parece ser la solución ideal para la inmensa cantidad de basura pro-
ducida diariamente; sin embargo, presenta múltiples desventajas.
Investiga
• ¿Cómo se produce el proceso de incineración?
• ¿Cuáles son las desventajas de este método?
• Algunos afirman que el plasma no es el cuarto estado de la ma-
teria ¿cómo lo consideran?
6) El Condensado Bose-Einstein (BEC) puede ser considerado como
el quinto estado de la materia. Se logra este “condensado” enfriando
ciertos materiales a temperaturas muy próximas al cero absoluto
(-273ºC) .
Investiga
• ¿Cuándo se pudo producir este estado?
• ¿Cuáles son sus aplicaciones?
Fig. 4. Ejercicio 4.
Fig. 5. Ejercicio 5.
36 Capítulo 1 • Los estados físicos. Sus características. Química • 3º C.B.
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35. Ampliando el horizonte...
Luego de leer atentamente el texto responde acerca del plasma:
• ¿dónde se encuentra en mayor porcentaje?
• ¿qué propiedad importante tiene?
• ¿cuáles son las aplicaciones actuales?
¿Es el plasma el cuarto estado de la materia?
Cuando se habla de los estados de agregación de la materia, se piensa
en sólido, líquido y gaseoso. Pero resulta que estos tres estados solo cons-
tituyen el 1% del total de la materia que, por el momento, sabemos forma
el Universo. El plasma es el estado en el que se encuentra la materia que
constituye los cuerpos más abundantes del Universo: las estrellas. Sin ir
más lejos, el Sol es, en sí mismo, una masa gigantesca en estado de
plasma.
“Los plasmas”conducen la corriente eléctrica, característi-
ca que el hombre ha aprovechado para desarrollar diversas
aplicaciones. Las lámparas o tubos fluorescentes contienen
una pequeña cantidad de vapor de mercurio y un gas inerte
que suele ser argón. Al pasar la corriente eléctrica se forma el
estado de plasma.
Las lámparas fluorescentes presentan una eficiencia ener-
gética considerablemente superior comparada con las lám-
paras comunes de filamento incandescente. Los carteles de
neón y las lámparas del alumbrado urbano usan un principio
similar.
Sin embargo, si algo ha hecho famoso al plasma no son ni los tubos
fluorescentes ni los carteles de neón, sino los denominados televisores de
plasma. Estos presentan una resolución superior a los convencionales, si
bien hay que recordar que la duración de una pantalla de plasma no es in-
definida (entre doce y diecisiete años).
Lectura extraída y adaptada de:
http://www.portaleureka.com/accesible/quimica/81-quimica/212-plasma-el-cuarto-estado-materia
37Los estados físicos. Sus características. • Capítulo 1Química • 3º C.B.
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36. Algo de historia...
Desde la antigüedad se intentó ex-
plicar la ubicación de la Tierra en el
Universo.
De acuerdo a los conocimientos de
cada época el modelo fue cambian-
do. Es así que la Teoría Geocéntrica
colocaba a la Tierra en el centro del
Universo y los astros, incluido el Sol,
giraban alrededor de ella (geo: Tie-
rra; centrismo: centro).
En el siglo XVI la Teoría Geocéntri-
ca fue cuestionada por Copérnico y
surgió el modelo heliocéntrico (He-
lios: Sol) que establece que la Tierra
y los demás planetas giran alrede-
dor del Sol.
Fig. 1. Representación del modelo helio-
céntrico.
Concepto de modeloCapítulo 2
El término modelo tiene varias acepciones aplicables en diferentes
ámbitos. Para el estudio que realizaremos en este curso consideraremos:
un modelo es un conjunto elaborado de ideas, cuyo propósito es
interpretar los fenómenos observables.
Todo modelo se construye con ideas o reglas a partir de las obser-
vaciones realizadas y de datos experimentales obtenidos acerca de los
sistemas y de las transformaciones que se busca explicar.
Por tratarse de ideas, no tienen existencia real: los modelos son cons-
trucciones teóricas (fig. 1).
Por otra parte, un modelo debe permitir hacer predicciones sobre el
comportamiento de los sistemas en circunstancias diferentes a las que
se intentó explicar inicialmente.
En síntesis, un modelo tiene dos características fundamentales:
• es explicativo, ya que constituye un conjunto de ideas que
permite interpretar los sistemas y sus transformaciones
• es predictivo, porque anticipa qué debería suceder en otras
situaciones
38 Capítulo 2 • Concepto de modelo. Química • 3º C.B.
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37. Un modelo es válido si las explicaciones que se desprenden de él son
coherentes con los hechos observados y si se cumplen las predicciones
que anticipa.
En determinadas circunstancias un modelo pierde validez parcial o
total si no puede explicar las observaciones. Ello puede ocurrir cuando
se dispone de nuevos instrumentos que aportan datos antes desconoci-
dos o cuando se encuentran situaciones hasta el momento no estudiadas.
En esos casos pueden suceder dos cosas:
• una modificación del modelo propuesto inicialmente, que permi-
ta explicar las nuevas observaciones
• la sustitución del modelo inicial por otro
Avanzaremos en el estudio de la Química basándonos en un mode-
lo: el modelo discontinuo de la materia (fig. 2).
Emplearemos el modelo discontinuo de la materia para explicar las
situaciones que se van planteando. Si en algún momento concluimos que
este modelo no es adecuado para interpretar las evidencias experimen-
tales o si las predicciones que con él pudiéramos enunciar no se cum-
plen, tendríamos que introducirle modificaciones o sustituirlo por otro.
¡Te proponemos este desafío para el resto del curso!
Muchas veces, para entender mejor cuáles son las reglas de un mo-
delo se construyen representaciones usando objetos o dibujos que per-
miten “visualizar” las situaciones que se están analizando.
Para ello previamente será necesario establecer cuáles son las reglas
del modelo y tenerlas en cuenta al usarlo.
Reglas del modelo
Vamos a considerar que:
• la materia está formada por partículas tan pequeñas que no
pueden ser vistas
• entre las partículas hay espacio vacío
• las partículas que forman un mismo “tipo de materia” son
iguales entre sí (fig. 3)
• aunque la materia experimente transformaciones las partícu-
las no se modifican
Fig. 2. Diferencia entre continuo y dis-
continuo.
¿Qué significa discontinuo?
Consideremos el siguiente ejemplo:
esta estrella está dibujada con trazo
continuo.
esta otra estrella está dibujada con
trazo discontinuo.
Fig. 3.
Por ejemplo el hierro lo consi-
deramos un “tipo de materia”
diferente al cobre, por lo tan-
to las partículas de hierro son
iguales entre sí y diferentes a
las partículas del cobre.
39Concepto de modelo. • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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38. Interpretación de los estados físicos
utilizando el modelo discontinuo
Estado sólido
Para poder explicar, que los sólidos tienen una forma determinada y
un volumen propio aplicando el modelo, es posible pensar que sus par-
tículas están muy juntas y por lo tanto el espacio vacío entre ellas debe
ser mínimo.
Considerando entonces que no existe prácticamente espacio entre
las partículas, éstas deben estar ubicadas en posiciones fijas y el único
movimiento posible sería el de vibración en el lugar. Si las partículas
que constituyen los sólidos se mantienen muy juntas y sin posibilidad
de movimiento de traslación, debe ser por la existencia de fuerzas de
atracción intensas entre ellas.
Todo lo anteriormente afirmado permite explicar por qué los sólidos
prácticamente no pueden comprimirse (fig. 4).
Si el sólido absorbe calor, aumentará la energía de las partículas y por
lo tanto vibrarán más en su lugar, lo que nos permite explicar que a nivel
macroscópico no se produzca cambio visible en el volumen del cuerpo.
Usando el modelo, se ha podido interpretar por qué al aumentar la tem-
peratura la dilatación en los sólidos es escasa.
Estado líquido
Aplicando el modelo discontinuo, se puede explicar que los líquidos
adoptan la forma del recipiente que los contiene si se piensa que las par-
tículas no ocupan posiciones fijas sino que se mueven, acomodándose
de distintas maneras (fig. 5).
Este desplazamiento de las partículas será posible si consideramos
que el espacio vacío entre ellas es mayor que en el estado sólido. Tam-
bién en forma comparativa, podemos pensar que las fuerzas de atrac-
ción interparticulares deben ser de intensidad menor a las que existen
entre las partículas en el estado sólido.
Es aceptada la idea que las partículas en el estado líquido se en-
cuentran ordenadas en pequeños grupos, los cuales son diferentes y
cambiantes.
Si el líquido absorbe calor aumentará la energía de las partículas, y
en consecuencia la agitación de las mismas; si a esto se le agrega la exis-
tencia de suficiente espacio vacío, se puede pensar que aumentarán los
movimientos de traslación.
El modelo permite explicar que la dilatación en los líquidos es ma-
yor que en el estado sólido frente a la misma variación de temperatura.
Esta es la propiedad termométrica que se utiliza para la construcción de
termómetros de líquido.
Fig. 4. Representación del estado sólido
utilizando el modelo de partículas.
Fig. 5. Representación del estado líquido
utilizando el modelo de partículas.
Interparticular significa “en-
tre partículas”
• Partículas muy juntas
• Mínimo espacio vacío interparticular
• Partículas separadas formando grupos
diferentes y cambiantes
• Mayor espacio vacío interparticular que
en el estado sólido
Representa una partícula
Representa una partícula
40 Capítulo 2 • Concepto de modelo. Química • 3º C.B.
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39. Estado gaseoso
Los cuerpos gaseosos ocupan todo el espacio disponible, por lo tan-
to es posible pensar que sus partículas deben estar muy separadas, por
lo que el espacio vacío será enorme.
Fácilmente se puede deducir que las atracciones entre las partículas
deben ser mínimas y que éstas estarán en continuo movimiento, al azar
y de manera desordenada (fig. 6 ).
Si se aplica presión a un cuerpo gaseoso su volumen disminuye con-
siderablemente. Usando el modelo es posible explicar este hecho supo-
niendo que las distancias interparticulares se reducen.
Por otra parte, los cuerpos en estado gaseoso tienden a expandirse al
absorber calor. Se puede decir entonces que aumenta la energía cinética
de las partículas, que tienden a alejarse aún más.
¿A qué se llama estados de agregación de la materia?
Los estados de la materia se pueden caracterizar según el grado de
agrupación de las partículas.
Por esta razón, se les suele denominar estados de agregación de la
materia, haciendo referencia a cuán “disgregadas” o “agregadas” se
piensa que se encuentran las partículas en cada uno de ellos (fig. 7).
Fig. 6. Representación del estado gaseo-
so usando el modelo de particulas.
El término agregación signifi-
ca “agrupación de partes for-
mando un todo”.
Fig. 7. Cuadro explicativo de los tres estados de agregación de la materia aplicando el modelo discontinuo.
MODELO
ESTADO SÓLIDO ESTADO LÍQUIDO ESTADO GASEOSO
Las partículas se encuentran
en posiciones fijas, muy
juntas.
Las partículas forman grupos
desiguales y variables. Se
encuentran más alejadas unas
de otras con respecto a las del
estado sólido.
Las partículas se encuentran
muy separadas.
El espacio vacío entre las
partículas es casi nulo.
Hay más espacio vacío entre
las partículas que en el estado
sólido.
El espacio vacío entre
las partículas es enorme
comparado con el tamaño de
las mismas.
Las partículas solo pueden
vibrar en las posiciones fijas.
Las partículas pueden realizar
movimientos de vibración,
rotación y traslación.
Las partículas se mueven
mucho más que en el estado
líquido chocando entre si y con
las paredes del recipiente.
Las fuerzas de atracción
entre las partículas son muy
intensas.
Las fuerzas de atracción entre
las partículas son menos
intensas que en los sólidos y
más que en los gases.
Las fuerzas de atracción
entre las partículas son
prácticamente nulas.
Representa una partícula
• Partículas muy separadas (no está re-
presentada a escala la distancia entre ellas con
respecto al tamaño de cada una).
• El espacio vacío es enorme.
41Concepto de modelo. • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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40. Aplicaciones y problemas
1) a) Si se considera un modelo:
• ¿qué funciones debe cumplir?
• ¿cuándo pierde validez?
b) ¿Cuáles son las principales ideas del modelo discontinuo de la
materia?
2) Empleando objetos pequeños como bolitas, tuercas, clavos, figuras
geométricas de papel u otros representa cómo se encuentran las
partículas en los estados sólido, líquido y gaseoso. Demuestra tu
creatividad.
También puedes hacerlo creando diapositivas y animándolas si lo
crees apropiado.
3) De acuerdo a la interpretación del estado sólido usando el modelo
discontinuo:
• deduce si las partículas estarán ordenadas o desordenadas
• realiza una predicción sobre cuál será el aspecto de los crista-
les de sal, observados con una lupa (fig. 1)
• realiza en tu casa o en el laboratorio la observación planteada
y verifica si tu hipótesis es válida o no
4) Reorganiza las características de los estados físicos a nivel de partí-
culas estableciendo una comparación entre ellos. Intenta usar una
palabra o a lo sumo dos en cada casillero.
Figura. 2. Ejercicio 5.
Estado sólido Estado líquido Estado gaseoso
Posición relativa de las partículas
Espacio vacío interparticular
Movimiento de las partículas
Fuerzas de atracción interparticulares
Orden de las partículas
5) Usando el modelo discontinuo de la materia explica los siguientes
hechos:
a) los líquidos se derraman pero los sólidos no
b) si se destapa un perfume en una habitación, luego de cierto
tiempo se percibe el aroma en todo el ambiente
c) al colocar el contenido de una botella de 500 cm3
de agua en una
jarra cambia la forma del líquido pero no su volumen (suponer
que no hay pérdidas) (fig. 2)
d) es imposible evitar que se mezclen dos gases colocados en un
recipiente
Fig. 1. Ejercicio 3.
Actividades
42 Capítulo 2 • Concepto de modelo. Química • 3º C.B.
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41. Ampliando el horizonte...
Del modelo de Aristóteles a la Alquimia
En todas las épocas los seres humanos han construi-
do modelos para intentar explicar los hechos observables
y por esa razón el modelo de la materia ha variado en el
tiempo.
Los filósofos griegos buscaron principios o elementos
comunes a todas las cosas existentes.
Entre ellos Empedócles (siglo V a.C) estableció la teoría
de los 4 elementos: agua, aire, tierra y fuego.
Aristóteles (siglo IV a.C), apoyó esta teoría y agregó a es-
tos elementos las cualidades: seco, húmedo, frío, caliente.
Entonces la tierra es fría y seca, el agua fría y húmeda, el aire
húmedo y caliente, el fuego caliente y seco. Los elementos al
adquirir otras características pueden cambiar.
Aristóteles supuso que los cielos deberían estar formados por un quin-
to elemento, inmutable, que llamó «éter» y lo consideró perfecto, eterno e
incorruptible, muy distinto de los cuatro elementos imperfectos.
La idea aristotélica que los elementos podían ser transformados, suge-
ría que privando a los metales de ciertos atributos -o quizá de todos- y re-
duciéndolos de ese modo a materia prima, se les podía dar a continuación
los atributos del oro. El origen de la alquimia parece estar en la unión de la
práctica de los trabajadores egipcios de los metales y las teorías de la mate-
ria con fuertes bases aristotélicas. Los primeros alquimistas, como Zósimo
y Sinesio en el siglo III, combinaron descripciones de aparatos y de opera-
ciones prácticas con explicaciones teóricas del Universo.
El objeto principal de la alquimia era la producción del oro a partir de
otros metales como el plomo, es decir la trasmutación de los metales. De
acuerdo con Aristóteles, tanto el plomo como el oro estaban formados por
los cuatro elementos universales (tierra, agua, aire y fuego). En base a estas
ideas, los alqumistas pensaban que era posible transformar un metal en
otro cambiando las proporciones de los 4 elementos.
Extraído y adaptado de“Breve historia de la Química”y“La búsqueda de los elementos”de Isaac Asimov.
Lee el texto y responde:
• ¿cómo explicaba Aristóteles la composición de la materia?
• ¿qué relación se establece entre las ideas aristotélicas y las prácticas
alquimistas?
• si se hubiera logrado transformar los metales en oro; ¿qué consecuencias
económicas habrían surgido?
Fuego
Agua
Aire
caliente
húmedo
seco
frío
Tierra
43Concepto de modelo. • Capítulo 2Química • 3º C.B.
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42. Transformaciones de la materia
Los cambios físicos
Capítulo 3
El vapor de agua es invisible y se
encuentra por ejemplo en la zona
más cercana al pico de la caldera.
Frecuentemente llamamos “va-
por” a la “nube visible” de peque-
ñísimas gotitas de agua que se
formaron cuando el vapor con-
densa en contacto con el aire a
menor temperatura.
Las nubes son acumulaciones de
pequeñísimas gotitas de agua y
en algunos casos también crista-
les de hielo.
¿Sabías qué... ?
La materia experimenta cambios constantemente. Así por ejemplo,
si colocamos agua en el congelador, se transforma en hielo; si dejamos
un frasco de alcohol destapado el volumen del líquido va disminuyen-
do porque éste se evapora; si mezclamos el contenido de un sobre para
preparar refresco con agua, el polvo se disuelve; si acercamos un fósforo
encendido a un trozo de papel, éste arde.
En algunas de estas transformaciones, la composición de la mate-
ria que experimenta el cambio no se modifica: la sustancia es la misma
antes y después de la transformación, solo se aprecia un cambio en su
aspecto.
Los cambios de estado como la fusión de un sólido, la evaporación
de un líquido, la condensación de un vapor y otras transformaciones
como la dilatación de un material, el estiramiento de un resorte son
cambios físicos (fig. 1).
Un cambio físico es una transformación de la materia en la cual
su composición no se modifica.
Fig. 1 El material con el que está fabricado el resorte es el mismo tanto sin estirar
como estirado. Es decir la composición del resorte es idéntica en ambas situaciones.
44 Capítulo 3 • Transformaciones de la materia. Química • 3º C.B.
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43. Cambios de estado
El siguiente esquema resume los cambios de estado producidos por transferencia de energía en forma
de calor.
Procesos exotérmicos
Se llaman exotérmicos
aquellos procesos que
ocurren con liberación de
energía.
Vaporización: cambio de
estado líquido a gaseoso, que
puede tener lugar como eva-
poración o como ebullición.
Evaporación: fenómeno que
se produce en la superficie del
líquido a cualquier tempera-
tura.
Ebullición: fenómeno que se
produce en todo el líquido a
una temperatura constante y
característica.
A esa temperatura constante
se le llama punto de ebulli-
ción y su valor depende de
la presión exterior. Si la pre-
sión exterior es de 1 atmós-
fera (1 atm) se llama punto de
ebullición normal.
Relación entre punto de ebu-
llición y presión exterior:
a medida que aumenta la pre-
sión sobre la superficie del
líquido (presión exterior),
aumenta el punto de ebulli-
ción y viceversa.
(o sublimación
inversa)
• evaporación
• ebullición
agua LÍQUIDA
BROMO GASEOSO
YODO GASEOSO
agua SÓLIDA
BROMO LÍQUIDO
YODO SÓLIDO
FUSIÓN
VAPORIZACIÓN
SUBLIMACIÓN
SOLIDIFICACIÓN
CONDENSACIÓN
CONDENSACIÓN
SÓLIDA
Procesos endotérmicos
Se llaman endotérmicos
aquellos procesos que
ocurren con absorción de
energía.
45Transformaciones de la materia. • Capítulo 3Química • 3º C.B.
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44. Fig. 4. Las partículas de la superficie es-
tán solo atraídas por las partículas del
interior del líquido, por lo tanto logran
separarse si adquieren suficiente energía
para vencer las fuerzas de atracción.
El resto de las partículas, las que se en-
cuentran en el interior del líquido, están
atraídas en todas direcciones por otras
partículas.
Fig. 5. Representación de la evaporación
con el modelo de partículas.
Fig. 3. Gas y vapor.
En el estado gaseoso los cuerpos
pueden presentarse como gas o
como vapor. Para cada sustan-
cia depende de las condiciones
de temperatura y presión.
Fig. 2. Cambio físico y el modelo de par-
tículas.
En un cambio físico las partí-
culas no se modifican; varía la
distancia entre ellas, las fuer-
zas que las mantienen unidas y
su movimiento.
Interpretación de los cambios de estado
utilizando el modelo de partículas
Analizaremos dos ejemplos de cambios físicos (fig. 2).
Evaporación
Para explicar la evaporación tendremos en cuenta que:
• este cambio consiste en el pasaje del estado líquido al estado ga-
seoso (fig. 3)
• las partículas en el estado líquido están formando grupos y se
mantienen unidas mediante fuerzas de atracción
• las partículas en el estado gaseoso están en continuo movimiento
y casi no existen fuerzas de atracción entre ellas
¿Cómo explicar que en el estado líquido, las partículas logran sepa-
rarse venciendo las atracciones entre ellas? Necesariamente debemos
suponer que para ello absorben energía (fig. 4).
¿Qué partículas tendrán mayor facilidad para separarse del resto sa-
liendo del líquido?. Es razonable pensar que las partículas que están en
la superficie del líquido tienen mayor facilidad para “salir”, que las ubi-
cadas en el interior del mismo.
Uniendo ambas respuestas surge una posible explicación: algunas
partículas de la superficie, que adquieren suficiente energía, pueden
vencer las fuerzas de atracción logrando “escapar” del líquido. Así pa-
san a formar el estado gaseoso (fig. 5).
Basándonos en ese razonamiento podemos explicar los factores que
afectan la velocidad de evaporación:
• si la temperatura aumenta, la energía cinética de las partículas es
mayor; por lo tanto habrá más partículas capaces de vencer las
fuerzas de atracción, ya que poseen energía suficiente para lo-
grarlo.
• según el líquido considerado, cuánto menores son las fuerzas de
atracción entre las partículas, menor será la energía necesaria
para vencerlas y el líquido se evaporará más fácilmente (líquidos
volátiles).
Fusión
Para explicar la fusión tendremos en cuenta que:
• este cambio consiste en el pasaje del estado sólido al estado líquido
• las partículas en el estado sólido están muy juntas, con escaso
movimiento y con fuerzas de atracción mayores que en el estado
líquido
• en el estado líquido las partículas están más separadas que en el
estado sólido y se mantienen unidas mediante fuerzas de atrac-
ción de menor intensidad
Representa fuerza de atracción
46 Capítulo 3 • Transformaciones de la materia. Química • 3º C.B.
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45. Representación del estado sólido con el
modelo de partículas
¿Cómo se puede explicar que las partículas en el estado sólido logren
vencer las intensas fuerzas de atracción y se separen pasando a formar
el estado líquido? (fig.6).
Evidentemente en el estado sólido, para que las partículas logren
separarse, deberán adquirir suficiente energía para vencer las intensas
fuerzas atractivas que las mantienen muy juntas y unidas.
A medida que el sólido va absorbiendo energía del ambiente, au-
menta el movimiento de vibración de las partículas sin cambiar su po-
sición. La manifestación macroscópica de este proceso es un aumento
de temperatura.
En el momento que algunas de las partículas del sólido tienen sufi-
ciente energía para vencer las fuerzas de atracción que las mantienen
unidas, comienza el cambio de estado, es decir la fusión.
Macroscópicamente la temperatura no varía porque la energía ab-
sorbida por las partículas es usada para vencer dichas fuerzas atractivas
y no para aumentar su movimiento.
Esa temperatura constante se llama punto de fusión.
Expresión simbólica de los cambios de estado
La Química estudia las transformaciones de la materia y ha estable-
cido representaciones simbólicas para transmitir la información.
Comenzaremos por simbolizar estas transformaciones indicando:
• el cambio mediante una flecha
• los estados físicos (fig. 7)
Para simbolizar la condensación del agua se escribe:
AGUA (g) AGUA (l)
Esta expresión se lee:
“el agua en estado gaseoso se transforma en agua líquida”.
Para simbolizar la fusión del hierro se escribe:
HIERRO (s) HIERRO (l)
Esta expresión se lee:
“el hierro sólido se transforma en hierro líquido”
En los cambios físicos no se modifica la composición química de
la materia. Esto se evidencia en las expresiones simbólicas del cambio
donde se lee “agua” antes y después de la transformación (o “hierro” en
el otro ejemplo).
Fig. 6. Representación de la fusión con el
modelo de partículas.
Fig. 7. Significado de la simbología quí-
mica (notación química).
Símbolo Significado
Cambio. Se lee: “se
transforma en... ”
(s) Estado sólido
(l) Estado líquido
(g) Estado gaseoso
Al absorber energía aumenta el movi-
miento de vibración de las partículas,
sin cambiar la posición.
A nivel macroscópico se manifiesta en
un aumento de temperatura.
La energía absorbida por las partículas
esusadaenvencerlasfuerzasdeatrac-
ción que las mantienen unidas y así se
produce la fusión. Durante el cambio
de estado la temperatura permanece
constante y a esa temperatura se le lla-
ma punto de fusión.
47Transformaciones de la materia. • Capítulo 3Química • 3º C.B.
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46. Aplicaciones y problemas
1) En un experimento se debe medir la temperatura del agua conteni-
da en un vaso de Bohemia.
La profesora dice: “estamos observando que el mercurio sube por el
capilar del termómetro” y pregunta:
“¿Cuál es la propiedad termométrica en que se basa la construcción
de este termómetro?”
Varios estudiantes responden (fig.1)
a) Indica cuál es la respuesta correcta y justifica la elección.
b) Explica por qué esta modificación que experimenta el mercurio
es un cambio físico.
Luego la profesora les propone aplicando el modelo discontinuo de
la materia, elaborar una hipótesis para interpretar ese fenómeno.
Las respuestas dadas se encuentran en la figura 2.
c) Elige la respuesta correcta. Redacta un argumento a favor de tu
elección e indica los errores en las otras respuestas.
Fig. 2 Ejercicio 1
2) La velocidad de evaporación de un líquido es mayor al aumentar la
superficie del mismo.
a) Explica este hecho usando el modelo discontinuo.
b) Interpreta con el modelo el siguiente hecho cotidiano: cuando
llueve y queda el agua estancada, los charcos se eliminan rápi-
damente si se barre el agua (fig.3).
3) Al aumentar la temperatura es mayor la velocidad de evaporación
de un líquido.
a) Explica este hecho usando el modelo discontinuo.
b) Interpreta con el modelo el siguiente hecho: luego de una lluvia
la vereda se seca más rápidamente en verano que en invierno y
en ninguno de los dos casos el agua hierve (fig.4).
Fig. 1 Ejercicio 1
Fig. 3 Ejercicio 2
Fig. 4 Ejercicio 3
Actividades
Mariana: entraron partículas
de agua al termómetro y
por eso crece el volumen
dentro del capilar.
Joaquín: las partículas de
mercurio absorben energía
y aumentan de tamaño.
Felipe: el mercurio
absorbe energía, sus
partículas se mueven más
y aumenta así el espacio
vacío entre ellas.
Cecilia: la temperatura
entra al termómetro y
hace que las partículas de
mercurio suban.
Mariana: es la
dilatación.
Joaquín: creo que
es la temperatura.
Cecilia: para mí
es el volumen.
Felipe: es la
densidad.
48 Capítulo 3 • Transformaciones de la materia. Química • 3º C.B.
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47. 4) En el texto se ha afirmado que durante la evaporación las partículas
que se encuentran en la superficie del líquido son las que “escapan”
y pasan a formar el estado gaseoso.
a) ¿Por qué es improbable que puedan salir las partículas que se
encuentran en el medio o en el fondo del líquido?
b) Establece una analogía entre: las partículas en un líquido y mu-
chas personas en una habitación con una única puerta. Conside-
ra que deben desalojar el lugar por alarma de incendio.
5) a) Usando el modelo discontinuo explica cómo ocurren los si-
guientes cambios de estado:
• Sublimación de yodo
• Condensación de agua (fig.5)
b) Representa ambos cambios usando el modelo de partículas.
6) La acetona es más volátil que el alcohol y éste es más volátil que el agua.
a) ¿Qué significa volátil?
b) Considerando los tres líquidos a temperatura ambiente, elabora
una explicación que justifique la diferencia de volatilidad, usan-
do el modelo discontinuo.
c) ¿Por qué es tan importante mantener bien tapados los frascos
que contienen alcohol o acetona? Justifica.
7) Se ha explicado que se llama “hielo seco” al dióxido de carbono só-
lido porque pasa directamente del estado sólido al estado gaseoso.
Esta particularidad lo hace muy útil para conservar helados porque
mantiene la temperatura muy baja y no moja (fig. 6).
a) ¿Cuál es el nombre de ese cambio de estado?
b) Explica esa transformación usando el modelo de partículas y
realiza la representación del mismo.
c) Elabora una hipótesis que justifique por qué solo algunos sóli-
dos logran ese cambio de estado a temperatura ambiente.
8) Escribe los enunciados oracionales correspondientes a cada una de
estas expresiones:
a) Alcohol (l) Alcohol (g)
b) Plomo (s) Plomo (l)
c) Azufre (l) Azufre (s)
9) Representa las siguientes transformaciones físicas empleando la
notación química:
• Evaporación de acetona
• Solidificación de hierro
• Condensación de agua
• Sublimación de naftalina
Fig. 5 Ejercicio 5
Fig. 6 Ejercicio 7
49Transformaciones de la materia. • Capítulo 3Química • 3º C.B.
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48. 10) La variación de la temperatura de ebullición del agua al cambiar la
presión que soporta la superficie del líquido es usada en diferentes
aplicaciones.
Un ejemplo son las cocciones en las ollas a presión a temperaturas
mayores que en las ollas comunes (fig. 7).
a) ¿Cómo funciona una olla a presión y qué ventajas tiene?
b) ¿Qué relación tiene una olla a presión con las autoclaves usadas
para la esterilización de instrumental médico?
Investiga y reflexiona
11) Si bien son varios los agentes que causan el deterioro de los comes-
tibles se estima que alrededor del 20% de la producción mundial
de alimentos se pierde a causa de los microorganismos (bacterias,
levaduras y hongos). La conservación de los alimentos fue y es una
prioridad en la vida del hombre.
Los microorganismos se desarrollan y reproducen en el agua, por
lo tanto una manera de evitar su proliferación es eliminarla de los
alimentos (deshidratación y liofilización) (fig. 9) o transformarla en
estado sólido (congelación) (fig. 10).
a) Analiza y discute con tus compañeros las razones por las que la
conservación de alimentos fue y es una prioridad.
b) ¿Cuáles son los cambios físicos involucrados en los procesos de
conservación de alimentos mencionados?
c) Con la liofilización se produce la deshidratación del alimento
por sublimación del agua al vacío. Investiga las etapas de la lio-
filización (fig. 11) y describe cuáles son las ventajas de sublimar
el agua del alimento en lugar de evaporarla.
d) Investiga cuáles son los alimentos que pueden ser conservados
mediante congelación y cuáles mediante deshidratación.
Fig. 10 Ejercicio 11 Fig. 11 Ejercicio 11
Congelación -Método de conservación que consiste en la soli-
dificación del agua de los alimentos. Los cristales de hielo ocu-
pan mayor volumen que el agua líquida, lo que hace necesario
un congelamiento rápido para que estos sean bien pequeños.
De esta manera no se rompen las membranas celulares, y el ali-
mento no pierde firmeza en su consistencia al descongelarse.
Liofilización -Fue ideada a principios del siglo XX para la con-
servación de medicamentos y recién a mediados de siglo fue
aplicada en el sector alimenticio. Es una técnica costosa usada
para algunos alimentos, como café instantáneo, sopas y le-
che en polvo, los que recuperan las propiedades cuando se les
agrega el volumen de agua que inicialmente tenían.
Fig. 9 Ejercicio 11
Deshidratación -Método de conser-
vación de los alimentos que consiste
en reducir su contenido de agua a
menos del 13%. Se debe diferenciar
entre secado (puede realizarse al sol)
deshidratación propiamente dicha (en
corrientedeairecaliente)yliofilización
(deshidratación al vacío).
Fig. 7 Ejercicio 10
50 Capítulo 3 • Transformaciones de la materia. Química • 3º C.B.
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49. Ampliando el horizonte...
Lee el texto, busca información y contesta:
• ¿Qué es la licuación?
• ¿Cómo es posible que el nitrógeno congele la preparación en pocos mi-
nutos obteniéndose helados bien cremosos?
• ¿Por qué dice que el N2
“desaparece”? ¿No contamina la comida o el
ambiente?
• ¿Qué significa la expresión: “cocción a baja temperatura”? ¿Cómo es po-
sible que produzca quemaduras si la temperatura es muy baja?
• Sugerencia: busca en Internet videos referidos a este tema.
El nitrógeno en el arte culinario
El nitrógeno (N2
) es el componente del aire que se encuentra
en mayor proporción, alrededor del 79%.
Mediante la licuación del aire se logra extraer el N2
en esta-
do líquido para ser usado en múltiples aplicaciones: para fabri-
car amoníaco, fertilizantes, explosivos, combustibles,… y ahora
también en la cocina.
Actualmente algunos chefs de vanguardia lo han incorpora-
do. Logran realizar verdaderos shows al preparar en minutos y
en presencia de los clientes, helados bien cremosos o cocinan-
do camarones a“baja temperatura”.
Al destapar los termos donde se conserva el nitrógeno líqui-
do, se produce alrededor una nube blanca, la que evidencia el
pasaje al estado gaseoso.
Al ser agregado a las preparaciones culinarias, las congela al
instante debido a la baja temperatura, obteniéndose una textura
cremosa. El resto“desaparece”en el ambiente.
Es aconsejable realizar esta técnica de noche, a la vista del clien-
te, con una iluminación indirecta general y un pequeño foco que alumbre
el recipiente de cocción.
Se debe evitar el contacto del nitrógeno líquido con la piel, pues por la
baja temperatura produce quemaduras.
51Transformaciones de la materia. • Capítulo 3Química • 3º C.B.
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50. SistemasCapítulo 4
Propiedades intensivas son
aquellas que no dependen
de la cantidad de materia,
(por ejemplo la temperatu-
ra, la densidad, punto de
ebullición).
Fig. 1. Ejemplos de sistemas
a
b
c
Si queremos estudiar una parte del Universo debemos establecer
en forma clara y precisa sus límites. Estos límites pueden ser reales o
imaginarios.
Un sistema es una parte del Universo que se delimita en forma
real o imaginaria para su estudio y control.
Clasificación de sistemas
Primer criterio de clasificación. Según la interacción entre el siste-
ma y el ambiente un sistema se puede clasificar en:
• abierto, el que intercambia materia y energía con el ambiente (fig.
1a).
• cerrado, el que intercambia energía pero no materia con el am-
biente (fig. 1b).
• aislado, el que no intercambia ni energía ni materia con el am-
biente (fig. 1c).
Segundo criterio de clasificación. Según el aspecto del sistema, es
decir, si se observa en él una o varias zonas.
A cada una de estas “zonas” se le llama fase.
FASE es cualquier porción de un sistema en la que cada propie-
dad intensiva tiene un único valor.
52 Capítulo 4 • Sistemas. Química • 3º C.B.
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51. De acuerdo a este criterio un sistema se puede clasificar en:
• sistema homogéneo, el que tiene una fase (monofásico) (fig. 2)
• sistema heterogéneo, el que tiene dos o más fases (polifásico)
(fig. 3)
Analicemos algunos ejemplos.
Sistema: pecera. En él podemos apreciar varias zonas: una líquida
(el agua), varias sólidas (plantas, piedras, peces) y una zona gaseosa
(burbujas de aire). Es decir, este sistema tiene varias fases y por lo tanto
se clasifica como heterogéneo.
Sistema: muestra de agua potable. En él podemos apreciar una fase
líquida, por lo tanto se clasifica como sistema homogéneo.
Al medir una propiedad intensiva, por ejemplo la densidad, su valor
es el mismo en todas las partes del líquido.
Sistema: agua con hielo. Este sistema se clasifica como heterogéneo
porque tiene dos fases: agua líquida y agua sólida.
Al medir la densidad en cada una de sus fases resultan valores dife-
rentes, sin embargo solo hay agua.
Interpretación de sistemas
usando el modelo discontinuo
Sistemas homogéneos
Al observar una muestra de agua visualizamos una sola fase.
Teniendo en cuenta el modelo de partículas propuesto considera-
remos que las partículas de agua son iguales entre sí y se encuentran
suficientemente juntas, de manera tal, que se observa un sistema ho-
mogéneo (fig.4).
En una muestra de aceite también visualizamos una sola fase, por
lo tanto consideraremos que la representación es similar a la realizada
para el agua, teniendo en cuenta que las partículas son diferentes en
cada uno de los líquidos (fig.4).
Sistema heterogéneo
Para representar un sistema formado por agua y aceite, en el que se
visualizan dos fases, debemos considerar que:
• las partículas de aceite son diferentes a las partículas de agua
• las partículas de agua y aceite no se mezclan (fig.5)
Fig.4. Sistemas homogéneos.
Fig. 5 Sistema heterogéneo.
Fig.2 Los sistemas homogéneos tienen
una fase. Son monofásicos.
Fig. 3. Los sistemas heterogéneos están
formados por dos o más fases.
Agua Aceite
Representa una partícula de agua.
Representa una partícula de aceite.
Representa una partícula de agua.
Representa una partícula de aceite.
53Sistemas. • Capítulo 4Química • 3º C.B.
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52. Aplicaciones y problemas
1) Una botella cerrada contiene agua mineral sin gas.
Clasifica este sistema de acuerdo a los dos criterios estudiados.
2) María Eugenia tiene un tubo de ensayo tapado que contiene un lí-
quido coloreado hasta aproximadamente la mitad de su capacidad.
Ayúdala a clasificar el sistema según el número de fases observadas:
a) considerando solo el líquido coloreado
b) considerando todo el contenido del tubo (desde el fondo hasta
el tapón) (fig.1).
3) a) Elige un ejemplo de sistema homogéneo y otro ejemplo de siste-
ma heterogéneo.
b) Represéntalos utilizando el modelo discontinuo de la materia.
4) Considera los siguientes sistemas (fig.2): matraz conteniendo agua y
aceite, olla de aluminio, vaso de Bohemia con arena y pedregullo, ja-
rra con vino, vaso conteniendo hielo y agua, candelabro de bronce.
a) Clasifícalos según el número de fases.
b) Elige dos ejemplos y represéntalos con el modelo de partículas.
5) Analiza la siguiente expresión:
“Todos los sistemas heterogéneos tienen dos constituyentes”
Argumenta sobre la validez de la misma y ejemplifica para reforzar
tu posición.
6) Se sirve té en un vaso, se le agrega azúcar y luego se agita con una
cucharita.
a) Analiza cómo puede quedar el sistema.
b) Indica en cada caso cómo clasificas el sistema según el número
de fases.
7) Completa el cuadro
Fig 1 Ejercicio 2
Fig 2 Ejercicio 4
SISTEMA Nº DE FASES CLASIFICACION
Alcohol y agua
Hielo fundiendo
Arroz y harina
Tierra y trozos de hierro
JugoTang preparado
Azúcar
Grasa y agua
Agua y vino
Arena, sal fina y pedregullo
Actividades
54 Capítulo 4 • Sistemas. Química • 3º C.B.
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53. 8) a) La masa para hacer una torta ¿se puede clasificar como sistema
homogéneo o heterogéneo? Argumenta tu respuesta.
b) Si la masa fuera para preparar un budín con chispas de chocola-
te ¿sería diferente la clasificación? Explica.
9) Completa el cuadro:
SISTEMA
Representación con el
modelo de partículas
Clasificación
Nº de fases
Constituido por TITANIO
Clasificación
Nº de fases
Constituido por BROMO gaseoso
Clasificación
Nº de fases
Constituido por
Clasificación
Nº de fases
Constituido por NAFTALINA sólida y líquida
Clasificación
Nº de fases
Constituido por ALCOHOL y ACEITE
Clasificación
Nº de fases
Constituido por SULFATO CÚPRICO y AGUA
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54. Investiga y reflexiona
10) Si tuviéramos que indicar el número de fases en la mayonesa o en
la manteca, sin duda, diríamos una; en consecuencia las clasifica-
ríamos como sistemas homogéneos. Sin embargo, al observarlas al
microscopio se ven heterogéneas (fig.3).
Investiga:
• cuál es el aspecto de cada sistema al observarlos con un
microscopio.
• cuál es el criterio riguroso establecido convencionalmente para
clasificar sistemas en homogéneos y heterogéneos.
11) La basura doméstica es muy variada, heterogénea. Clasificarla es
una forma de separar sus constituyentes siendo muchos de ellos re-
ciclables. Investiga:
• cuáles son los residuos más frecuentes
• cuáles se pueden reciclar
• cómo se debe proceder para descartarla en forma adecuada
(fig.4)
Piensa sobre la conveniencia del tratamiento y clasificación de la
basura en una comunidad, su relación con la contaminación y la
posibilidad de ahorro en base al reciclado.
La lectura final hace referencia a dos artículos de un periódico que
te permitirán reflexionar sobre la necesidad de clasificar la basura.
Fig. 4. Ejercicio 11
Fig. 3. Ejercicio 10
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55. Ampliando el horizonte...
Clasificar es amar
Intervenciones urbanas para reflexionar sobre la basura y su proceso.
“Basurama es la forma que encontró un colectivo de la Escuela de Arquitectura de Madrid
para reflexionar y actuar de forma divertida sobre la basura y los procesos de desecho.
La semana pasada, invitado por el Centro Cultural de España y en marco de la gira Mer-
cosur, el grupo estuvo en Montevideo y conoció los vertederos de basura de la ciudad.
Conversó con clasificadores e instaló su base móvil en distintos puntos de la capital: un
carrito de chorizos y una plaza de cartón en donde realizaron sus acciones.
En el lugar en que un carro de chorizos llevaría su nombre, este carro que no ven-
de nada porta la leyenda Clasificar es amar. [...]
Durante la tarde se van pegando en el cartón muchos signos de pesos. Son recortes
de cinta plástica adhesiva de color blanco con los que Basurama nos dice que la basura es dinero.[...]
Distribuidas al azar sobre la“plaza”hay algunas bolsas negras, gordas, llenas de algo que podría ser
mucha basura pero que solo es una representación. Los signos de pesos se parecen a los que tenían
las bolsas de Tío Rico, aquellas que rellenaba de monedas de oro.
Para Basurama, todo consumo implica un desecho….“La fe en el progreso y el desarrollo nos vuel-
ve ciegos al origen del problema de la generación de basura.”
Basurama, que a esta altura es un proyecto multidisciplinario, realiza foros de reflexión anuales y
actualiza permanentemente una página Web (www. basurama. org) con mucha información sobre
todas las aristas del tema, no solo en España sino también de las ciudades que va conociendo (Méxi-
co, Miami, Santo Domingo, Buenos Aires, Córdoba y Montevideo) y con las que estrecha contacto”.
Extraída y adaptada de “Clasificar es amar”Silvana Burgell (La Diaria- 17 de marzo de 2009) (fig.2)
Un periódico uruguayo publicó dos artículos con el fin de acercarnos a un problema , para reflexionar
y buscar una solución urgente al mismo.
Desechos didácticos
Este verano se desarrollaron juegos ambientales en las playas uruguayas.
“No se trató de jugar con la basura propiamente dicha sino de aprender, jugando con figuras de
polifón que representan distintos tipos de animales y de desechos, sobre el modo en que nuestras
conductas afectan al medio ambiente y los ecosistemas.
La propuesta formó parte del programa Ambientarte propuesto por la ONG El Abrojo y se realizó
en playas uruguayas hasta mediados de marzo”.
Los desechos contaminantes de polifón representan yerba, zapatos, bolsas, etc.
Los niños jugaron con los animales de polifón aprendiendo sus nombres y a reconocer los que
pertenecen a ese ecosistema.
En otro juego, compitieron en equipos y usando guantes de goma descartables, recogieron la“ba-
sura”que luego pesaron para definir el grupo ganador.
Extraída y adaptada de “Desechos didácticos” Florencia Rivas (La Diaria- 17 de marzo de 2009) (fig.1)
57Sistemas. • Capítulo 4Química • 3º C.B.
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56. Sistemas heterogéneosCapítulo 5
Frecuentemente, en actividades industriales, domésticas, de inves-
tigación, agrarias y otras, es necesario separar las fases de sistemas
heterogéneos.
Por ejemplo, al realizar la toma de agua del río, previamente a su po-
tabilización, se deben separar las ramas, bolsas de nylon, las hojas, are-
na, etc. Proceso similar a éste se realiza con las aguas residuales antes de
ser vertidas en el colector (fig.1).
En la cocina también realizamos separaciones de fases:
• del huevo crudo separamos la clara de la yema
• en la preparación del café, se separa la parte sólida de la líquida.
En actividades agrarias, durante la cosecha se separa el grano del
resto del cereal.
En la producción de cemento se realiza un control de calidad me-
diante un análisis granulométrico que separa y mide el porcentaje de
gránulos finos y gruesos utilizando diferentes tamices (fig. 2).
Existen diferentes métodos para separar las fases de un sistema
heterogéneo.
Estos métodos tienen su fundamento en las propiedades físicas de
las fases del sistema como por ejemplo la densidad, el diferente tamaño
de los gránulos en sistemas sólidos, propiedades magnéticas, volatili-
dad, entre otras.
Fig 1. Las rejas de los desagües pluviales
evitan el pasaje de hojas, bolsas, etc.
Fig. 2. Un tamiz es un recipiente similar
a un “colador”
58 Capítulo 5 • Sistemas heterogéneos. Química • 3º C.B.
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57. Métodos de separación de fases
Describiremos algunos métodos de separación de fases aplicados a
sistemas con dos fases (difásicos).
Sobre la base de estos conocimientos es posible elegir los métodos y
el orden adecuado, para separar las fases de sistemas polifásicos.
Tamización
• Aplicación
Para sistemas formados por dos fases sólidas granuladas, donde
los gránulos de una fase tienen diferente tamaño que los gránulos
de la otra fase.
• Materiales
Tamiz, criba o cernidor (fig. 3).
• Fundamento
Los orificios del tamiz son suficientemente grandes para dejar
pasar a través de ellos los gránulos de la fase sólida pulverizada,
pero son suficientemente pequeños para retener los gránulos de
mayor tamaño de la otra fase.
• Ejemplo
En el sistema de la figura 4 se pueden apreciar dos fases sólidas.
Está formado por arena y pedregullo.
Usos de la tamización
• La tamización se usa para cernir los ingredientes secos al prepa-
rar una torta, para separar posibles aglomeraciones. Se logra ade-
más airearlos y mezclarlos (fig.5).
• En las trilladoras para separar el grano del resto del cereal se usa
un tamiz.
• Los buscadores de oro y los de diamantes en las corrientes de
agua, usan una criba que deja escapar la arena a través de los ori-
ficios pero que permite retener el trocito de metal o la piedra pre-
ciosa, ¡si tienen suerte de encontrarlos! (fig. 6).
• En la construcción se emplean mallas metálicas grandes con un
marco de madera llamadas “sarandas”
Fig. 4. Sistema heterogéneo formado por
arena y pedregullo.
Fig. 3. Un tamiz también recibe el nom-
bre de criba o cernidor.
La tamización permite separar fases sóli-
das con diferente tamaño de gránulo.
Fig. 5. Al preparar una torta es frecuente
tamizar (cernir) los ingredientes secos.
Fig. 6. Utilización de un cernidor bus-
cando oro en un río.
59Sistemas heterogéneos. • Capítulo 5Química • 3º C.B.
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58. En la potabilización del agua el proceso
de sedimentación se realiza utilizando
sulfato de alúmina que aglutina las im-
purezas, cayendo luego al fondo.
Fig. 8. Aplicación de la sedimentación
Decantación
• Aplicación
Para sistemas formados por dos fases líquidas
• Materiales
Embudo de decantación, soporte, vaso de Bohemia
• Fundamento
El embudo de decantación está diseñado para que el sistema, co-
locado en él, permanezca en reposo permitiendo así la separación
de las fases líquidas. La fase de mayor densidad, queda en el fondo
y al abrir la llave de paso saldrá primero. La llave deberá cerrarse
cuando se llegue al límite interfásico (fig. 7).
• Ejemplo
Sistema formado por aceite y agua.
Usos de la decantación
• En los tambos, luego del ordeñe, se deja reposar la leche para que
se separe en dos fases. La parte superior, rica en grasas, se extrae
para elaborar manteca o crema de leche (crema doble).
Sedimentación
• Aplicación
Para sistemas formados por una fase sólida pulverizada que se
encuentra en suspensión en una fase líquida.
• Fundamento
La fase sólida finamente dividida al ser más densa que la fase lí-
quida, se irá depositando en el fondo del recipiente debido a la
fuerza de atracción gravitatoria.
Este método es lento y poco preciso: para lograr la separación de
las fases, hay que inclinar el recipiente y trasvasar la fase líquida
superior, intentando que la fase sólida no caiga.
Usos de la sedimentación
• Las bebidas obtenidas por fermentación como el vino se dejan re-
posar, sin mezclar, en toneles para luego extraer la fase líquida, des-
preciando el fondo donde están sedimentadas las impurezas sóli-
das.
• En una de las etapas de la potabilización del agua, se la deja repo-
sar en tanques para que sedimenten las impurezas sólidas (fig. 8).
De igual manera se procede con las aguas residuales provenientes
de una actividad industrial, llamadas efluentes.
Antes de ser vertidas a las corrientes naturales de agua deben ser
tratadas para evitar la contaminación, realizando una sedimenta-
ción en una de las etapas del proceso.
Fig. 7. La secuencia de fotos indica cómo
se procede experimentalmente para rea-
lizar una decantación.
60 Capítulo 5 • Sistemas heterogéneos. Química • 3º C.B.
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59. Filtración
• Aplicación
Para sistemas similares a los descritos en el método anterior, es
decir con una fase sólida pulverizada en suspensión en una fase
líquida.
• Materiales
Papel de filtro (u otro material poroso: algodón, tela, cerámica,
vidrio sinterizado), embudo y soporte, varilla, vaso de Bohemia
• Fundamento
El material poroso permite que la fase líquida pase a
través de los poros pero retiene a la fase sólida aunque esté
finamente pulverizada.
• Ejemplo
Azufre en suspensión en agua (fig. 9).
Fig. 9. La secuencia de fotos indica cómo se procede experimentalmente para realizar
una filtración.
Usos de la filtración
• Cuando se prepara café a partir de los granos de café molidos y
agua, se utiliza un material poroso (filtro de papel, plástico o tela)
para separar la fase sólida que se descarta, de la fase líquida que
es la infusión para consumir (fig.10a).
• En la potabilización del agua, se usan inicialmente rejas como
filtros para separar los grandes cuerpos como ramas, hojas, ani-
males y basura. A continuación se emplean filtros de arena para
retener sólidos más pequeños.
• Al preparar pasta usamos un “colador” para separar los fideos del
agua de cocción. El colador oficia de material filtrante (fig. 10b).
• En el proceso de fabricación de quesos se usa un paño blanco
para separar la cuajada del suero. La cuajada retenida en el paño
se prensa para compactarla y quitarle totalmente el líquido (fig.
10c).
a- El filtro de café es un material poroso
que permite separar los granos molidos
de la fase líquida que vamos a consumir.
b- El colador de fideos actúa de filtro
permitiendo pasar el agua de cocción y
reteniendo los fideos.
c- En la fabricación del queso se utilizan
trozos de tela para que filtre el suero y
quede retenida la cuajada.
Fig. 10. Aplicación de la filtración.
61Sistemas heterogéneos. • Capítulo 5Química • 3º C.B.
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60. a- Se utiliza una centrífuga, por ejemplo,
para realizar análisis de sangre separando
el plasma de los glóbulos blancos, rojos,
plaquetas, etc.
b- El lavarropas tiene una centrífuga que
permite separar rápidamente el agua de
la ropa.
Fig. 12. Aplicación de la centrifugación
Centrifugación
• Aplicación
Para sistemas formados por una fase líquida y una fase sólida en
suspensión.
• Materiales
Centrífuga, tubos de centrífuga.
• Fundamento
Este método utiliza una centrífuga que acelera el proceso de sedi-
mentación. Mediante un movimiento de rotación, la fase sólida,
de mayor densidad se deposita en el fondo del tubo de centrífuga,
quedando compactada y eficazmente separada de la fase líquida.
Luego, se inclina el tubo y se trasvasa el líquido a otro recipiente.
Este método se basa en el concepto de fuerza centrífuga (fig 11).
• Ejemplo
Azufre en suspensión en agua.
Fig.11. Separación de fases usando una centrífuga
Usos de la centrifugación
• Los ejemplos son muchos, en general referidos al trabajo en los
laboratorios.
Quizás uno de los más conocidos es la centrifugación de una
muestra de sangre en análisis clínicos para separar el plasma de
los glóbulos blancos, rojos, plaquetas, etc.
• Un ejemplo cotidiano es la centrifugadora en las máquinas de la-
var. El tambor con la ropa mojada gira velozmente dejando pa-
sar el agua excedente a través de los orificios del mismo, y así las
prendas salen prácticamente escurridas (fig. 12).
62 Capítulo 5 • Sistemas heterogéneos. Química • 3º C.B.
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61. Imantación
• Aplicación
Para sistemas formados por dos fases sólidas, una de ellas tiene
propiedades magnéticas.
• Materiales
Imán y un recipiente.
• Fundamento
Se logra separar fácilmente ambas fases utilizando un imán, por-
que una de las fases tiene la propiedad de ser atraída por él y la
otra no.
• Ejemplo
Sistema formado por dos sólidos pulverizados, en este caso arena
y limaduras de hierro (fig. 13).
Fig.13. Las fotos nos indican cómo se procede experimentalmente para realizar una
imantación.
Usos de la imantación
• Un ejemplo sencillo: las modistas usan un imán para recuperar
fácilmente los alfileres que han caído al piso junto con restos de
telas e hilos.
• Otro ejemplo no tan común en nuestro medio es el electroimán
que se usa para separar los residuos metálicos del resto de la ba-
sura (fig. 14).
Fig.14. Electroimán.
63Sistemas heterogéneos. • Capítulo 5Química • 3º C.B.
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62. Fig.15. El yodo es un sólido negro, bri-
llante que sublima. Los vapores son de
color violáceo.
Fig. 18. Utilizando una pinza se extrae
el corcho. Al filtrar queda la arena en el
filtro y el agua salada en el vaso de Bohe-
mia. El agua salada es un sistema homo-
géneo formado por dos componentes.
Se llama solución a un siste-
ma homogéneo formado por
dos o más componentes.
Otros métodos de separación de fases
Con el sistema formado por yodo sólido (fig. 15) y arena es posible
analizar dos nuevos métodos para separar sus fases.
• Sublimación Este método se fundamenta en la propiedad del
yodo de sublimar (pasar del estado sólido al estado gaseoso).
Los vapores de yodo al encontrar una superficie a menor tem-
peratura, condensan en pequeños cristales. La arena queda en el
fondo del recipiente (fig. 16).
• Disolución Este método se fundamenta en la propiedad del alco-
hol de disolver al yodo y no a la arena.
Mediante filtración se separa la arena de la fase líquida (yodo di-
suelto en alcohol). Por último, se evapora el alcohol y se recupera
el yodo (fig. 17)
Fig. 17. Disolución del yodo en alcohol.
Posteriormente se debe filtrar y evaporar.
Fig. 16. Sublimación. El yodo sublima y
la arena queda en el fondo del tubo de
ensayo.
Separación de fases de un sistema trifásico
Sistema formado por: arena, corcho, agua y sal.
Tres fases : dos sólidas y una líquida
¿Qué métodos usaremos para separar las fases?
Una secuencia posible es:
1º extracción directa para separar una de las fases sólidas (el corcho)
utilizando una pinza (fig. 18)
2º filtración para separar la otra fase sólida (arena) de la fase líquida
(agua salada)
Al filtrar obtenemos la fase líquida formada por agua y sal, que es un
sistema homogéneo.
¿Es posible extraer la sal del agua?
Estudiaremos más adelante diferentes métodos para obtener los
componentes de un sistema homogéneo.
64 Capítulo 5 • Sistemas heterogéneos. Química • 3º C.B.
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63. Aplicaciones y problemas
1) Indica un ejemplo de sistema con:
a) 2 fases y 1 constituyente c) 3 fases y 2 constituyentes
b) 2 fases y 2 constituyentes d) 3 fases y 3 constituyentes
2) Un sistema está formado por arena y pequeños trozos de naftalina.
Propone al menos dos métodos para separar las fases. Fundamenta
la respuesta.
3) En la escuela se ha caído un paquete de agujas en el arenero donde
juegan los niños más pequeños.
Aconseja a la maestra de qué manera puede separar eficazmente
todas las agujas de la arena. ¿Cómo se llama el método sugerido?
4) En el recipiente que se guarda el café molido, alguien distraído co-
locó lentejas. ¿Qué método de separación de fases se podrá aplicar
rápidamente en la cocina? Justifica.
5) Completa el cuadro
6) a) El sistema de la figura 3 está formado por agua, querosen , are-
na y cuentas.
b) Planifica la secuencia de métodos para separar las fases y detalla
cómo queda el sistema en cada etapa del proceso.
7) Analiza los siguientes ejemplos:
• En algunos comercios se venden centrifugadoras de vegetales.
¿En qué consisten? ¿Cómo se utilizan?
• Al preparar té, ¿qué método de separación de fases se usa?
Explica.
Fig. 1. Ejercicio 2
Fig. 2. Ejercicio 3
Fig. 3. Ejercicio 6
Actividades
Sistema heterogéneo Nº de fases Métodos de separación de fases
Hielo, aceite y agua
Hierro y azufre pulverizados
Queroseno y agua
sublimación
Arena y sal
Sal fina y azufre
tamización
65Sistemas heterogéneos. • Capítulo 5Química • 3º C.B.
o
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64. Fig. 5. Ejercicio 12
Fig. 4. Ejercicio 8
8) Considera el sistema formado por yerba mate y azúcar.
a) Clasifícalo según el número de fases que presenta.
b) Al agregar agua al sistema se producen cambios. Indica cuáles
son los cambios y clasifica el nuevo sistema (fig. 4)
c) “Tomar mate” es una costumbre rioplatense. ¿Cuál es el método
de separación de fases que se aplica al tomar mate? ¿qué función
cumple la bombilla?
9) Un cocinero coloca en una olla lentejas, agua y sal.
a) ¿Cuántos ingredientes hay en la olla?
b) De acuerdo a la cantidad de sal colocada, analiza cuántas fases
podrán observarse.
c) Cuando las lentejas están cocidas necesita separarlas del resto;
¿cómo procede? ¿cómo se llama ese método?
10) En un taller metalúrgico se cayeron pequeños municiones de acero
en una barrica con aserrín.
Indica dos procedimientos para recuperar las municiones.
11) Analiza las siguientes situaciones y explica qué métodos de separa-
ción de fases se utilizan en cada caso:
• un albañil debe preparar revoque y para hacerlo necesita separar
la arena fina que está mezclada con otra de granos más gruesos
• un laboratorista debe separar el plasma del resto de la sangre
• en un campamento se prepara café: se mezclan los granos moli-
dos con agua caliente y luego se debe separar la parte sólida de
la líquida.
12) Profundicemos en el estudio del sistema formado por yodo sólido
y arena (fig.5)
a) Al calentar suavemente el sistema ¿cuál de los sólidos sublima?
b) Analiza cómo deben ser las fuerzas de atracción entre las par-
tículas de ambos sólidos que permita explicar el diferente com-
portamiento ante el calentamiento.
c) Usando el modelo de partículas representa la separación de fa-
ses de este sistema.
Competencia
13) Forma equipos con tus compañeros de clase y organiza
“La competencia de separación de fases”
1º Cada equipo propone 3 sistemas y los registra en una hoja.
2º Se intercambian las hojas.
3º Al analizar los ejemplos cada equipo decidirá si corresponde o
no separar fases, qué métodos usará y qué materiales necesita.
El profesor actuará como moderador y evaluará la creatividad de
la propuesta, el desarrollo del trabajo en equipo y las soluciones a
cada problema.
66 Capítulo 5 • Sistemas heterogéneos. Química • 3º C.B.
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65. Investiga y reflexiona
14) La mayor parte de la ciudad de Montevideo cuenta con saneamien-
to. El Colector construido en forma subterránea recoge las aguas
residuales y pluviales. (fig.6).
Investiga
a) ¿Por qué fue necesaria la modificación del Colector y la cons-
trucción del Emisario Subacuático?
b) ¿Cuándo comenzó la obra? ¿En cuántas etapas se desarrolla?
c) ¿Qué métodos de separación de fases se utilizan en la Planta de
Pretratamiento?
15) Durante el proceso de potabilización de agua se usan varios méto-
dos de separación de fases.
Investiga
• Etapas del proceso de potabilización y en cada una indica cuál es
el método de separación de fases usado.
• ¿Qué es una UPA? (fig. 7).
16) En nuestro país la empresa Bromyros prepara la materia prima
para fabricar Isocrete.
Isocrete es un “hormigón liviano” (baja densidad) que se obtiene
mezclando cemento, arena, agua y perlas o picado de poliestireno
expandido (fig. 8).
El mezclado puede llevarse a cabo en hormigoneras manuales o en
auto-hormigoneras siguiendo las instrucciones del fabricante que
varían según la aplicación.
Este hormigón se diferencia de los otros tipos de hormigón ligero
por las propiedades que le aportan las partículas de poliestireno ex-
pandidas (espumaplast).
a) El Isocrete; ¿es un material homogéneo o heterogéneo? Explica
b) Investiga
• Propiedades de este hormigón y aplicaciones
• Construcciones en nuestro país donde se haya utilizado.
17) El cemento portland debe cumplir con ciertas especificaciones, una
de ellas es la referida a la finura del polvo. Con ese fin se hace un análi-
sis granulométrico haciendo pasar el cemento por diferentes tamices.
Investiga
• ¿Por qué se llama cemento portland?
• ¿Qué tamices se utilizan?
18) Al hacer el mantenimiento de un vehículo se cambian filtros de
aire, aceite, nafta. Investiga qué fases se separan en cada caso.
19) a) En un alto horno de fundición se separa la escoria del arrabio.
Investiga sobre el proceso que allí se realiza.
b) Durante la fabricación del papel, la pasta de celulosa debe perder
el agua agregada. Investiga cómo se logra.
Fig. 6. Ejercicio 14
El Colector de Montevideo lleva
las aguas residuales y pluviales
de la ciudad hasta la Planta de
Pretratamiento en Punta Carre-
tas. Allí se retienen los sólidos
gruesos, el “grit” (arenas, se-
millas, fibras, etc.) y el material
flotante. Luego del tratamiento
el agua es bombeada a través
del Emisario Subacuático para
su evacuación dentro del mar.
Esta obra, aún en desarrollo
ha mejorado la calidad de las
aguas costeras y la limpieza de
las playas.
Figura 8. Ejercicio 16 Isocrete es un hor-
migón liviano
Fig. 7. Ejercicio 15. Usina Potabilizadora
de Agua (UPA).
67Sistemas heterogéneos. • Capítulo 5Química • 3º C.B.
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66. Fig. 1. Tizas pulverizadas de colores y sus
mezclas
Fig. 2. Cuajo para preparar quesos.
El cuajo se vende en farmacias,
tanto en forma sólida como lí-
quida.
Antiguamente se usaba para
hacer queso el “cuajo de mamí-
feros” (trozo de estómago) o al-
gunos vegetales (flor de cardo).
El estómago posee una enzima
llamada quimiosina o renina
que coagula la leche. Actual-
mente esta enzima se sintetiza
en el laboratorio.
Actividades experimentales sugeridas
Primera actividad. Trabajando con mezclas
a) Elige tres tizas de diferentes colores y divídelas a la mitad.
b) Corta en pequeños trocitos tres de las mitades de distintos
colores.
c) Pulveriza en un mortero, por separado, el resto de las tizas.
d) Realiza mezclas con los trocitos de tiza, usando dos colores por
vez y observa .
e) Procede de igual manera con las tizas pulverizadas. Observa a
simple vista y con una lupa binocular (fig.1).
f) Clasifica las mezclas según:
• su aspecto a simple vista
• su aspecto usando la lupa binocular
g) Elabora una explicación para las diferencias encontradas.
Segunda actividad. Elaboración artesanal de queso fresco
Algunos consejos previos
• Es ideal fabricar el queso con leche recién ordeñada de animales
bien sanos. Es importante hervirla y dejarla enfriar hasta 35ºC
antes de agregar el cuajo (fig. 2).
• Si se utiliza leche envasada en sachet, debe ser entera común y
no ultrapasteurizada.
Proceso de elaboración
a) Calentar 1 litro de leche hasta 35ºC.
b) Agregar 0,5 cm3
de cuajo y 3,0 g de sal.
c) Revolver hasta formar una masa compacta.
d) Dejar enfriar 30 minutos en el mismo recipiente.
e) Cortar la cuajada en trozos para poder separar el suero.
f) Forrar un recipiente cilíndrico con una tela blanca y colocar la
cuajada adentro para moldear (fig .3).
g) Atar la tela con un nudo y retirar del molde.
h) Prensar y dejar madurar un mes, en lugar fresco (fig. 4).
Fig. 3. Elaboracion de quesos Fig. 4. Cuajada prensada
68 Capítulo 5 • Sistemas heterogéneos. Química • 3º C.B.
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67. Ampliando el horizonte...
Luego de leer atentamente el texto responde:
• ¿Qué método(s) de separación de fases estará utilizando esta empresa?
• ¿Consideras que las empresas clasificadoras de desechos son imprescin-
dibles? Argumenta.
• Los electroimanes tienen aplicaciones muy importantes, entre ellas los
aceleradores de partículas. ¿Qué usos tienen los electroimanes en la vida
cotidiana? Investiga y aporta algunos ejemplos.
A tan sólo 35 kilómetros de Madrid se encuentra una mina muy peculiar
donde se extrae oro, plata, aluminio, platino, mercurio... y plástico. La can-
tera no está formada por enormes masas pétreas con millones de años de
antigüedad, sino por montañas de basura cibernética que pasan por este ce-
menterio digital para evitar que algún metal o mineral contaminante o cier-
tos productos de la alquimia moderna dañen a la Madre Tierra.
Recytel es una compañía que recicla diariamente hasta 20 toneladas
de equipos informáticos y aparatos eléctricos y electrónicos que tiran
empresas y particulares. En su planta de 25.000 metros cuadrados los
componentes son clasificados, descontaminados y desarmados para ob-
tener materias primas que puedan ser reutilizadas.
Una vez que Recytel ha logrado aislar los componentes contaminan-
tes de los equipos informáticos, vende el resto de materiales como mate-
rias primas para otras compañías: «El plástico, por ejemplo, se utiliza para
la fabricación de cajas de refrescos o perchas. En cuanto al oro, la plata
y otros metales, se pueden reutilizar para la construcción de nuevos
equipos informáticos. Y es que las plantas de reciclaje de este tipo
forman parte de la nueva minería», explicó el director general de
Recytel.
La fase de separación de los distintos materiales se realiza a través
de un electro imán o mediante un procedimiento manual.
«Así se consiguen depositar en contenedores diferentes los meta-
les férricos, los no férricos, el plástico, los cables y las baterías», apun-
ta el director comercial de Recytel.
El compromiso medioambiental de esta empresa no se queda solo
en su labor de clasificación, descontaminación y trituración. La propia
compañía utiliza fuentes de energía alternativas y no contaminantes. El
secreto está en su instalación fotovoltaica: 476 paneles solares que pro-
ducen 57.644 kilowatios anuales y evitan la emisión a la atmósfera de CO2
.
La contribución de Recytel al cuidado de nuestro entorno ya le ha gran-
jeado varios galardones y distinciones. Entre ellos se encuentra el premio
de Medio Ambiente 2005 de la Comunidad de Madrid.
Lectura extraída de EL MUNDO Madrid -Martes, 26 de julio de 2005
69Sistemas heterogéneos. • Capítulo 5Química • 3º C.B.
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68. SolucionesCapítulo 6
Fig.2. El agua Salus es una solución
acuosa donde el agua es el solvente y los
componentes disueltos son los solutos.
En la etiqueta, se indica cuáles son los
solutos y cuánto hay de cada uno.
Fig. 1. Una de las sales disueltas en el agua
de mar es el cloruro de sodio, conocida
como “sal de mesa”.
En una playa oceánica Facundo practica surf. Al salir del agua y ex-
ponerse al sol observa manchas blancas en su piel.
Las manchas se forman por las sales que contiene el “agua de mar”
que quedan adheridas a su piel y a la ropa cuando se van secando. Estas
sales no son visibles en el agua porque se encuentran disueltas (fig.1).
El “agua de mar” se puede considerar como un sistema homogéneo,
si no tiene partículas en suspensión.
El vinagre, el agua mineral sin gas, el vino, el agua potable, el agua de
una piscina, son ejemplos de sistemas homogéneos formados por va-
rios componentes.
Todos los ejemplos mencionados son soluciones.
Solución es un sistema homogéneo formado por dos o más
componentes.
A los componentes de una solución se les denomina soluto y solvente.
Soluto es el componente de la solución que se encuentra en
menor proporción.
Solvente es el componente de la solución que se encuentra en
mayor proporción.
Es frecuente que las soluciones tengan varios solutos. Por ejemplo
el agua potable y el agua mineral, son soluciones con más de un soluto
(fig. 2).
70 Capítulo 6 • Soluciones Química • 3º C.B.
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69. Representación de una solución
con el modelo de partículas
Para representar una solución usando el modelo debemos conside-
rar que las partículas de soluto y solvente son diferentes y están mezcla-
das, ya que, macroscópicamente es un sistema homogéneo (fig. 3).
Ejemplos de soluciones
En el cuadro se detallan tres ejemplos de soluciones indicando los
componentes y sus estados físicos. Fig. 3. Representación de una solución
usando el modelo discontinuo.
SOLUCIÓN SOLVENTE SOLUTO
Vinagre
(estado líquido)
Agua
(estado líquido)
Ácido acético
(estado líquido)
Oro 18 quilates
(estado sólido)
Oro puro
(estado sólido)
Cobre
(estado sólido)
Suero fisiológico
(estado líquido)
Agua
(estado líquido)
Cloruro de sodio
(estado sólido)
Fig. 4. El azúcar se disuelve en el agua
formando una solución.
Al proceso se le llama disolución y se
dice que el azúcar es soluble en el agua.
En el cuadro se observa que el estado físico de la solución coincide
con el estado físico del solvente.
Proceso de disolución
Si a un vaso conteniendo agua le agregamos una cucharadita de azú-
car y agitamos, observamos que el sólido “desaparece” de nuestra vista.
Sabemos que no ha desaparecido realmente, el azúcar se ha mezclado
con el agua.
Se dice que el azúcar se disolvió o que es soluble en agua. El proceso
se llama disolución (fig. 4).
Referencias:
representa una partícula de solvente
representa una partícula de soluto
71Soluciones • Capítulo 6Química • 3º C.B.
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70. Fig. 5. El aceite no se disuelve en agua
aunque se agite enérgicamente. El aceite
es insoluble en agua.
“…lo semejante disuelve a lo
semejante..”
Esta expresión es muy utilizada
para explicar la disolución de
algunas sustancias en otras.
Si intentamos mezclar agua y aceite, luego de agitar, los líquidos se
separan formando un sistema heterogéneo (fig. 5).
Se dice que el aceite es insoluble en agua.
El azúcar y el aceite se comportan de manera diferente frente al agua,
sin embargo tienen el mismo origen: se extraen de vegetales.
¿Por qué el azúcar se disuelve en el agua
y el aceite no?
La respuesta debemos buscarla en la estructura interna del aceite, del
agua y del azúcar. Para elaborar una explicación recurriremos nueva-
mente al modelo de partículas.
Para lograr una mezcla homogénea entre partículas diferentes
(las de agua y las de azúcar), podemos suponer que:
• las partículas de azúcar se separan venciendo las fuerzas de
atracción que las mantienen unidas formando el sólido
• las partículas de azúcar, que se separan, se mezclan con las par-
tículas de agua
• existen fuerzas de atracción entre las partículas de azúcar y de
agua de tal manera que permanecen mezcladas
Cuando no se logra una mezcla homogénea entre partículas dife-
rentes (las de aceite y las de agua) podemos suponer que:
• las atracciones entre las partículas de agua y de aceite deben
ser menores que las fuerzas que las mantienen unidas en am-
bos líquidos por separado
Representación del proceso de disolución
usando el modelo de partículas
Para representar el proceso de disolución del azúcar en el agua va-
mos a considerar que las partículas de agua y las de azúcar son dife-
rentes, por eso las vamos a distinguir mediante distintos colores. In-
tentaremos representar además los estados físicos iniciales de ambos
componentes (fig. 6).
Referencias: representa una partícula del líquido (agua) representa una partícula del sólido (azúcar)
Fig.6. Representación del proceso de disolución de un sólido en un líquido, por ejemplo de azúcar en agua.
72 Capítulo 6 • Soluciones Química • 3º C.B.
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71. El agua:
¿el solvente universal? ¿el solvente vital?
Es frecuente el uso de la expresión “el agua es el solvente universal”.
Si analizamos textualmente su significado deberíamos entender que el
agua lo disuelve todo. Por nuestro conocimiento cotidiano sabemos
que no es así,…por suerte; ¡en un día de lluvia todo “desaparecería” di-
suelto en el agua!
Podemos interpretarla en cambio como que el agua forma parte de
muchas soluciones. Es decir que existen muchas soluciones acuosas,
tanto en la naturaleza como las preparadas por el hombre.
Todos los seres vivos están constituidos por un elevado porcentaje
de agua. Ella es el “vehículo” que transporta los nutrientes y los desechos
celulares.
En nuestro cuerpo el agua está presente aproximadamente en un
65%. En otros seres vivos el porcentaje es aún mayor, por ejemplo en las
medusas, es más del 90%.
En los vegetales el agua no sólo es parte constitutiva sino que recibe
los nutrientes de la tierra disueltos en ella.
Lo detallado anteriormente permite responder las preguntas inicia-
les; el agua además de ser un “solvente universal” es el “solvente vital”,
pues sin duda no hay vida sin ella (por lo menos la vida que nosotros
conocemos) (fig. 7).
De las soluciones acuosas preparadas por el hombre podemos men-
cionar la “salmuera”, los caldos, bebidas obtenidas por infusión (té, café,
mate), vinagre, algunos medicamentos, bebidas, jugos, entre otras.
Otros solventes
Si bien el agua es el solvente más usado cotidianamente en activida-
des domésticas, industriales y agropecuarias, no es el único.
Se utilizan en muchos casos otros solventes, como el alcohol etílico,
la acetona, el disán, el aguarrás o el thiner (fig. 8).
Soluciones acuosas son aquellas
en las que el solvente es agua.
“Salmuera” se le llama a la so-
lución de agua y sal de mesa
(cloruro de sodio) usada tanto
con fines culinarios como tera-
péuticos.
Fig. 8. Acetona, disán y aguarrás, son solventes de pinturas y grasas. La palabra disán
significa “disolvente ANCAP”.
Fig. 7. El ser humano no puede resistir
más de 3 a 4 días sin consumir agua, de-
pendiendo del lugar y de otras condicio-
nes.
73Soluciones • Capítulo 6Química • 3º C.B.
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72. Fig. 10. La concentración de cada solu-
to en el agua mineral está expresada en:
masa de soluto en miligramos (mg) en
un litro (L) de solución.
¿Diluir o disolver?
Es frecuente confundir el significado de los verbos disolver y diluir. Este
error se refuerza por ejemplo, en la publicidad y en programas televisivos
donde muchas veces son usados indistintamente, pero no son sinónimos.
Disolver es mezclar los componentes para preparar una solución.
Diluir es agregar solvente a una solución para preparar otra
solución.
Utilicemos estos conceptos en un ejemplo.
Iván prepara un jugo de naranja para compartir con tres amigos.
Para ello coloca el contenido de un sobre en una jarra y agrega agua
hasta obtener un litro de jugo.
En ese momento llegan otros amigos y decide agregar más agua para
convidar a todos (fig. 9).
Analicemos la preparación de este jugo.
Primero, mezcló el contenido del sobre con agua hasta obtener una
solución: Iván hizo una disolución.
Luego al jugo preparado le agregó agua, obteniendo una solución di-
luida en comparación con la inicial: Iván hizo una dilución.
¿Hay diferencias entre el jugo preparado inicialmente y el jugo ob-
tenido al final? ¿Qué propiedades se modificaron? ¿Tienen algo en co-
mún ambas soluciones?
Consideremos que se usó solo el contenido de un sobre de jugo y por
lo tanto en ambas soluciones, la cantidad de soluto es la misma. El volu-
men de solvente ha variado siendo mayor en el segundo caso y por eso
el volumen de la solución aumentó.
El sabor y el color son diferentes en ambas soluciones ya que varió la
relación entre las cantidades de soluto y solvente (fig. 10).
Se llama concentración de una solución a la relación cuantita-
tiva entre los componentes de una solución.
Cuando Iván sirve a sus amigos el jugo de naranja, en todos los vasos
la concentración es la misma independientemente del volumen de jugo
servido a cada amigo.
Si los hubiera convidado con el jugo inicial, el sabor y el color serían
más intensos porque la primera solución era más concentrada.
Fig. 9. Al preparar el jugo Iván primero
mezcló el contenido del sobre con agua
(disolvió) y luego agregó más agua (di-
luyó).
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73. Interpretación de una dilución
usando el modelo de partículas
Al hacer una dilución, no cambia la cantidad de soluto y aumenta la
cantidad de solvente. Por lo tanto el volumen total de la solución final
resulta mayor que el inicial. Para interpretar este hecho con el modelo
debemos considerar que aumenta el número de partículas de solvente y
se mantiene el número de partículas de soluto (fig. 11).
Fig. 12. Representaciones usando el modelo de partículas
Las soluciones tienen los mismos componentes y se diferencian en la relación entre
el número de partículas de soluto y solvente. Al considerar un mismo volumen de
ambas soluciones, la más concentrada tiene mayor cantidad de partículas de soluto
que la solución diluida.
Fig. 11. Representación de una dilución usando el modelo de partículas.
Se representa con: una partícula de soluto una partícula de solvente.
Se representa con: una partícula de soluto una partícula de solvente.
Soluciones concentradas y diluidas
En la figura 12 se representan dos soluciones que, si bien están forma-
das por los mismos componentes tienen diferente intensidad de color.
La solución I es una solución concentrada y la solución II es una
solución diluida.
En la solución concentrada es mayor la relación cuantitativa entre el
soluto y el solvente.
Cuando no se puede utilizar la intensidad de color como criterio
para clasificar soluciones, como en el caso de que sean incoloras, se de-
ben determinar otras propiedades, por ejemplo la densidad.
Solución I concentrada Solución II diluida
Solución inicial Solución final
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74. Fig. 1. Ejercicio 3. Matraz conteniendo
mezcla de agua y sulfato cúprico.
Fig. 2. Ejercicio 4
Fig. 3. Ejercicio 6
Fig. 4. Ejercicio 7
El agua potable no es agua pura
Aplicaciones y problemas
1) En el texto se pregunta si el agua es “el solvente universal” o “el sol-
vente vital”.
a) ¿A qué se le llama solvente?
b) Entre ambas expresiones elige la que a tu criterio describe mejor
la función del agua, argumentando la respuesta.
2) El aire es una mezcla gaseosa.
a) ¿Podemos considerarlo una solución? ¿Por qué?
b) ¿Cuáles son sus componentes?
c) Indica cuál es el solvente y cuáles son los solutos, justificando la
respuesta.
3) El matraz de la figura1 contiene sulfato cúprico y agua
a) ¿Ese líquido es una solución? Justifica.
b) Representa el contenido del matraz empleando el modelo de
partículas. Establece previamente cuáles son las referencias de
tu representación.
4) Representa empleando el modelo de partículas:
• un sistema formado por aceite y agua
• un sistema formado por alcohol etílico y agua (fig. 2)
5) a) Realiza un recorrido por tu casa analizando el contenido de los
recipientes que encuentres en la cocina y en el baño.
b) Elabora una lista e indica cuáles de ellos son soluciones y cuáles
no lo son.
Sugerencia: en la etiqueta podrás encontrar información que te
ayude en la clasificación.
c) Explica qué es una solución acuosa y luego identifica en tu lista
cuál o cuáles lo son.
6) a) Analiza la expresión de la figura 3 y argumenta a favor o en con-
tra de ella.
b) ¿Cuál es la diferencia entre agua potable y potabilizada?
7) Al agregar agua al matraz de la izquierda (fig. 4) se obtuvo el siste-
ma que se observa a la derecha.
a) Indica si se realizó una disolución o una dilución.
b) Representa el proceso utilizando el modelo de partículas.
Actividades
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75. 8) En el mercado hay varias marcas de “agua mineral”.
a) Explica el significado de cada término.
b) ¿Es lo mismo “agua mineral” que “agua mineralizada”?
c) Busca etiquetas de agua mineral de tres marcas diferentes y ex-
trae información sobre el contenido de sodio y de calcio.
d) ¿Cuál de ellas es la más conveniente para una persona que tiene-
hipertensión (presión alta)? Justifica.
e) El requerimiento de calcio para edades entre 9 y 18 años es de
1300 mg por día. Calcula qué volumen de agua mineral se debe-
ría tomar si el calcio proviniera solo de esa fuente (elige para el
cálculo cualquiera de las tres etiquetas).
9) En muchos lugares se compra solución de hipoclorito de sodio
concentrada (fig. 6).
a) En esa solución; ¿cuál es el soluto y cuál es el solvente? Justifica.
b) Para su uso en limpieza o como desinfectante la solución se di-
luye. ¿Qué significa “se diluye”? ¿Por qué se hace?
10) Busca información acerca de las amalgamas.
¿Son soluciones? ¿Por qué? ¿Qué es el palagor usado en tratamien-
tos odontológicos?
11) ¿Cuáles son los componentes de las aleaciones con las que se han
fabricado los objetos de la figura 7? Fig. 6. Ejercicio 9
Fig. 7. Ejercicio 11 Objetos fabricados con aleaciones
12) a) Busca información sobre los componentes de las siguientes
soluciones:
• suero fisiológico
• agua potable
• agua oxigenada (fig. 8)
b) El agua oxigenada se vende de 10, 20, 30 y 40 volúmenes ¿qué
significan esos valores? ¿cuál de ellas se usa como desinfectante
y cuál como decolorante? Justifica.
Fig. 5. Ejercicio 8
Fig. 8. Ejercicio 12
Aguja de
acero
Anillo de oro
14 quilates
Campana
de bronce
Bombilla
de alpaca
77Soluciones • Capítulo 6Química • 3º C.B.
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76. 13) En la figura 9 están representadas tres soluciones formadas por los
mismos componentes. Con esferitas blancas se representan las par-
tículas del soluto, y el fondo coloreado representa al solvente.
Clasifica como concentrada o como diluida a la solución 2:
a) comparándola con la solución 1
b) comparándola con la solución 3
14) Realiza la representación del proceso de disolución usando el mo-
delo de partículas:
• de alcohol en agua
• de dos gases distintos
15) Para desinfectar una herida se coloca el contenido de un frasco de
“iodofón” en un recipiente adecuado y se agrega agua.
Marca la o las opciones correctas. Justifica.
a) el volumen de solución aumenta
b) disminuye la densidad de la solución
c) disminuye la masa de soluto
d) la solución queda más concentrada
e) no cambia la masa del solvente
f) cambia la cantidad de soluto
16) Se preparó una solución usando alcohol como solvente y un sólido
como soluto.
Marca de las siguientes opciones la o las correctas:
• el alcohol disolvió al sólido
• el sólido se diluyó en el alcohol
• el alcohol fundió al sólido
• el sólido se disolvió en el alcohol
17) Los fertilizantes son en general mezclas de diferentes sales que
aportan al suelo los nutrientes que ellos necesitan. ¿Cómo deben
aplicarse estos productos? ¿Por qué? (fig. 10).
Fig. 10. Ejercicio 17
Fig. 9. Ejercicio 13.
Solución 1
Solución 2
Solución 3
78 Capítulo 6 • Soluciones Química • 3º C.B.
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77. Investiga y reflexiona
18) En el texto se analizó el agua como el “solvente vital”.
Investiga:
• la relación entre el agua y la teoría acerca del surgimiento de la
vida.
• los resultados de la búsqueda de agua en otros planetas.
Reflexiona sobre:
• la relación entre la presencia de seres vivos y la existencia de
agua en otros planetas.
• por qué en el texto dice “vida tal cual la conocemos”.
19) Un ser humano puede vivir sin beber agua entre 3 y 4 días, depen-
diendo de varias condiciones.
Investiga cuánto puede resistir sin agua un camello (fig. 11).
Relaciónalo con el empleo de camellos como medio de transporte
en zonas desérticas.
Encuesta
20) En el mercado se ofrecen varias marcas de agua mineral (fig.12).
a) Piensa en preguntas para una encuesta que recoja la siguiente
información:
• conocimiento de la diferencia entre agua mineral y agua
mineralizada
• cuál es la marca que más se consume
• preferencia de la compra por: marca, sabor, costo, costumbre,
tipo de envase, contenido en minerales, procedencia (de ver-
tiente natural o no)
• preocupación por la basura generada debido a la acumulación
de los envases plásticos
b) Aplica la encuesta a varias personas, determinando previamente
si interesa o no discriminar por franja etárea, zona o barrio, ocu-
pación, género, etc.
c) Procesa los datos obtenidos, presenta los resultados en gráficos y
extrae conclusiones.
d) Elabora una posible intervención para mejorar aquellos aspec-
tos que consideres negativos con respecto al consumo de agua
mineral por parte de la población.
Fig.11. Ejercicio 19
Fig 12. Ejercicio 20 Botellas de agua mi-
neral en el mercado uruguayo.
79Soluciones • Capítulo 6Química • 3º C.B.
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78. Ampliando el horizonte...
• En los llamados “bares de agua” se degustan diferentes tipos de agua. Explica a qué se refiere y
cómo es químicamente la expresión correcta para nombrarlas.
• La marca estadounidense famosa es Bling h2
O ¿qué error se comete en el logo de la marca consi-
derando que es la fórmula química del agua?
• ¿Cómo puedes explicar que tengan distintos sabores las aguas que se ofrecen para degustar?
• Se menciona que la característica común de los bares de agua es brindar la “composición del
agua” que se está degustando. En realidad al cliente, ¿qué información se le aporta de la bebida
que consume?
Los bares de agua, una tendencia en alza
Así como los exóticos cocktails o los selectos vinos, el agua ha logrado posicionarse como un
producto gourmet que se ofrece en los bares más exclusivos del mundo.
En la carta de estos bares el agua toma sus más diversos sabores para ser degustados por paladares
exquisitos: agua con y sin gas, aromatizada con esencias de frutas o hierbas, oxigenadas y de los ma-
nantiales más inalcanzables.
Los expertos aconsejan tener en cuenta ciertos aspectos a la hora de la degustación de aguas:
• la temperatura ideal para tomar agua sin gas es entre 15ºC y 18º C, ya que si bien
el agua fría nos da la sensación de saciar la sed, arruina el esmalte de nuestros
dientes
• la temperatura justa para beber agua con gas es 8ºC
• no conservar una botella abierta por más de 48 horas
• jamás congelar el agua ya que sus propiedades se alteran con las bajas
temperaturas
Los más exclusivos
La moda de los bares de agua ya ha encontrado su lugar en las ciudades
más cosmopolitas del mundo. Roma, París y New York son algunas de las ciu-
dades donde degustar del nuevo y soberbio sabor de las aguas.
En Vía Génova de New York uno puede disfrutar de una selección de 33
aguas, provenientes de 15 países. Los precios por botella oscilan entre 4 y 55
dólares, en donde cobran protagonismo aguas como la canadiense 10 Thousand
BC, el agua glaciar más fina del mundo; o la Bling h2
O, producida en Estados Unidos y
que viene en una botella de cristal tapada con corcho y adornada con joyas de marca Swarovski.
En todos los bares de agua la característica común es la información detallada de la“composi-
ción del agua”que se está degustando para el conocimiento de sus propiedades nutritivas.
Publicado por Mónica Kreibohm en Degustando, Tendencias el 2 Mayo de 2007
80 Capítulo 6 • Soluciones Química • 3º C.B.
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79. Métodos de fraccionamiento Capítulo 7
Las soluciones son sistemas homogéneos formados por dos o más
componentes.
El agua potable, el vino, el vinagre, el aire, el oro 18 quilates son ejem-
plos de soluciones.
¿Es posible extraer los componentes de una solución?
La respuesta la hallaremos analizando el ejemplo estudiado al iniciar
el capítulo anterior: al secarse sobre la piel el “agua de mar” deja man-
chas de color blanco (fig.1).
Esta situación fue explicada considerando que al evaporarse el agua,
las sales que en ella estaban disueltas, quedan depositadas sobre la piel.
Este proceso se produce naturalmente pero es posible reproducirlo
en el laboratorio y es uno de los llamados métodos de fraccionamien-
to. Estos métodos tienen como objetivo recuperar las diferentes frac-
ciones o componentes de una solución: el solvente y los solutos.
Muchas veces no es posible realizar la recuperación total de los com-
ponentes usando solo un método y en ese caso, se combinan varios de
ellos.
Analizaremos algunos métodos de fraccionamiento: cristalización,
destilación y cromatografía.
Una muestra de agua de mar,
sin partículas en suspensión, se
clasifica como sistema homo-
géneo con varios componen-
tes: una solución. El agua es
el solvente y las sales disueltas
son solutos.
Fig.1. El agua de mar límpida es una so-
lución.
81Métodos de fraccionamiento. • Capítulo 7Química • 3º C.B.
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80. Cristalización
• Fundamento
El método consiste en evaporar el solvente quedando en forma
sólida el componente que estaba disuelto (fig. 2).
• Materiales
Cristalizador, tubo de ensayo, pinza de madera, mechero, gradilla.
Sistema: líquido celeste (solución acuosa de sulfato cúprico).
Fig. 2. Secuencia del proceso de cristalización.
Fig. 3a. En México se encuentra la salina más grande del mundo.
• Análisis de la actividad
Mediante cristalización del sistema inicial (líquido celeste) se ob-
tienen dos fracciones distintas: líquido incoloro y sólido cristali-
no azul. Podemos afirmar que el sistema inicial era una solución
porque se fraccionó.
• Aplicaciones
En muchos casos la naturaleza se encarga de realizar este proceso
mediante la energía solar como en las salinas, donde se obtienen
cristales de cloruro de sodio al evaporarse el agua (fig 3a y 3b).
Fig. 3b. Cristales de cloruro de sodio.
82 Capítulo 7 • Métodos de fraccionamiento. Química • 3º C.B.
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81. Destilación
• Fundamento
El método se basa en los diferentes puntos de ebullición de los
componentes de la solución. De esta manera se pueden extraer
los componentes condensando sus vapores y recogiéndolos por
separado.
• Materiales
Matraz, tapón perforado con tubo de desprendimiento, tubo re-
frigerante, soporte universal con pinza y aro, mechero, termóme-
tro, 2 vasos de Bohemia
• Sistema: vino.
• Ensayos previos
Se coloca vino en un vaso de Bohemia y se observa. Sobre una ce-
rámica se ensaya la combustión de una muestra de vino (fig. 4).
• Proceso de destilación (fig.5 y 6)
Fig. 4. Ensayos previos.
Fig. 5. Dispositivo para destilación.
• Ensayos finales
- Propiedades organolépticas del líquido destilado.
- Ensayo de combustión de la primera fracción destilada y de
otra fracción recogida al final del experimento.
- Decoloración con carbón activado, filtración y observación
del líquido filtrado.
Fig. 6. Refrigerante “a contra corriente”.
Los vapores descienden por el tubo in-
terior y el agua a menor temperatura
asciende por el tubo exterior. De esta
manera se logra una condensación com-
pleta de los vapores destilados.
83Métodos de fraccionamiento. • Capítulo 7Química • 3º C.B.
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82. Fig. 7. Planta de ANCAP (cracking del
petróleo).
El término cromatografia fue
creado por Tswett en 1906
y proviene del griego donde
“cromo” significa color.
Fig. 8. Cromatografía
• Análisis de la actividad
Mediante el proceso de destilación del vino se han obtenido diferen-
tes fracciones:
- líquido incoloro combustible con olor a alcohol
- líquido incoloro no combustible sin olor a alcohol
- líquido coloreado residual
Al realizar la decoloración con carbón activado se comprueba que
por lo menos uno o varios de los componentes del sistema inicial
le dan color y aroma al vino.
Podemos afirmar que el sistema inicial (vino) es una solución
porque se fraccionó. Al obtenerse varias fracciones diferentes, se
puede concluir que es una solución formada por más de dos com-
ponentes.
• Aplicaciones de la destilación
Este método se utiliza en el fraccionamiento del petróleo (crac-
king) para obtener los productos derivados como naftas,supergás,
gas oil, queroseno y asfalto entre otros (fig.7).
Cromatografía sobre papel
• Fundamento
La cromatografía se basa en las diferentes afinidades de los com-
ponentes de una solución por el papel (soporte fijo) o por un lí-
quido absorbido por éste (agua, alcohol u otro).
A medida que el líquido asciende por el papel, “arrastra” aquellos
componentes más solubles en él, dejándolos a mayor distancia de
la muestra inicial. Aquellos componentes menos solubles en el lí-
quido quedan más cerca de la muestra.
• Materiales
Tiras de papel absorbente, marcadores de fibra, recipiente de vi-
drio, agua o alcohol.
• Sistema: tinta de marcador de fibra.
• Proceso de cromatografia (fig. 8).
84 Capítulo 7 • Métodos de fraccionamiento. Química • 3º C.B.
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83. Fig. 10. Soluciones y sustancias puras
• Análisis de la actividad
Observando los cromatogramas A y C de la figura 9 podemos afir-
mar que las tintas usadas son soluciones porque se fraccionaron.
En el cromatograma B no se observa fraccionamiento, por lo que
podemos suponer que la tinta usada es una sustancia pura. Para
afirmarlo se le deben aplicar todos los métodos de fracciona-
miento posibles, y solo podemos asegurar que es una sustancia
pura si no se fracciona mediante ninguno de ellos.
• Aplicaciones de la cromatografía
Si bien inicialmente este método fue usado para muestras colo-
reados, actualmente se aplica a otros sistemas.
En nuestro país, el LATU tiene un departamento de cromatogra-
fía para realizar análisis de alimentos y de aguas residuales entre
otras investigaciones.
Conclusiones
Algunos sistemas homogéneos se fraccionan, al ser sometidos a di-
ferentes procesos, obteniéndose otros sistemas de composición diferen-
te. El cambio en la composición del sistema provoca un cambio en las
propiedades.
Las soluciones son sistemas homogéneos que se pueden frac-
cionar por algún método de fraccionamiento.
Un sistema homogéneo que no se fracciona por ninguno de estos
métodos, tiene un solo componente y se llama sustancia pura (fig.10).
Fig. 9. Cromatogramas
A B C
Sustancia pura Solución
No se fracciona Se fracciona
Métodos de fraccionamiento
Sistema homogéneo
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84. Aplicaciones y problemas
1) En el texto, la cristalización se describió usando como sistema una
solución acuosa de sulfato cúprico.
• ¿Cuáles son las diferencias entre el sistema inicial y el resultante?
• ¿Cómo explicas lo observado?
2) Cuando el proceso de cristalización se realiza rápidamente se for-
man cristales pequeños, en cambio, si transcurre lentamente se ob-
tienen cristales de mayor tamaño (fig.1).
Analiza los siguientes ejemplos justificando la conveniencia del uso
de un método rápido o lento de cristalización.
• obtención de cristales de azúcar a partir del jugo de la caña de
azúcar
• elaboración de helados
• congelado de alimentos
3) En clase, el profesor plantea una situación problema; determinar si
un líquido anaranjado es una sustancia pura o una solución, reali-
zando una destilación.
A continuación sugiere dos posibles resultados de la destilación:
• que el líquido destilado tenga el mismo color anaranjado que el
inicial
• que el líquido destilado sea incoloro y en el matraz de destila-
ción quede un residuo líquido de color anaranjado más intenso
que el inicial
a) Analiza cada posibilidad clasificando el sistema si es posible,
como solución o sustancia pura.
b) Piensa en cada caso si es necesario realizar otros ensayos para
concluir sobre la composición del sistema inicial.
4) Se realiza una cromatografía sobre papel utilizando agua. Inicial-
mente el sistema es un líquido de color amarillo y el cromatograma
obtenido es el de la figura 2.
a) ¿Qué conclusión puedes extraer?
b) ¿Sería diferente el resultado si se usara alcohol en lugar de agua?
Justifica tu respuesta.
c) ¿Es suficiente este ensayo para decidir si se trata de una sustan-
cia pura o una solución?
d) ¿Qué otros líquidos usarías para realizar una cromatografía?
Fig. 2. Ejercicio 4
Fig.1. Ejercicio 2
Actividades
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85. 5) Al destilar el vino, de acuerdo a las propiedades de las fracciones
analizadas, se puede suponer que inicialmente se obtuvo alcohol y
al final el líquido destilado tenía un alto porcentaje de agua.
¿Por qué destila primero alcohol y después agua? Explica.
6) Considera que los líquidos del cuadro de la figura 3 están mezcla-
dos formando una solución que se va a destilar.
a) Ordénalos según volatilidad creciente.
b) ¿En qué orden se irán destilando cada uno de ellos?
c) Usando el modelo discontinuo fundamenta cómo serán las fuer-
zas que mantienen unidas a las partículas en cada caso.
Investiga y reflexiona
7) El petróleo “crudo” no es utilizable directamente (fig.4).
En una instalación de topping completa, es sometido a dos destila-
ciones sucesivas para extraer los productos derivados.
Investiga
• ¿Cómo se realizan las destilaciones?
• ¿Cuáles son los productos obtenidos?
• ¿Qué diferencias tienen los combustibles que se venden en las
estaciones de servicio? (fig.5).
8) La fabricación del whisky consta de varias etapas en un largo pro-
ceso que finaliza con el añejado en barriles de roble. Según la pro-
cedencia del mismo (escocés, irlandés, etc.) el proceso varía.
Investiga
• ¿Cómo se fabrica el whisky?
• ¿Dónde se realizan las destilaciones?
• Actualmente, además de malta, ¿qué otros cereales se utilizan en
la fermentación?
9) Los subproductos del petróleo no solo tienen aplicación como
combustibles sino como materia prima de numerosas industrias
(Petroquímica). Investiga qué industrias y qué productos se fabri-
can con derivados del petróleo.
Encuesta
10) Confecciona una encuesta donde las preguntas se enfoquen hacia el cono-
cimiento que tienen tus compañeros, amigos y familiares sobre los subpro-
ductos del petróleo y la industrialización de los mismos (fig.5).
Fig. 4. Ejercicio 7. Torre de fracciona-
miento ANCAP.
Fig. 5. Ejercicio 7 y 10.
Líquidos
Punto de
ebullición (0
C)
1 96,0
2 24,0
3 58,0
Fig. 3. Ejercicio 6
87Métodos de fraccionamiento. • Capítulo 7Química • 3º C.B.
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86. Actividades experimentales sugeridas
a) Cristalización de nitrato de potasio
• Prepara una solución saturada de nitrato de potasio en agua.
Para ello coloca en un tubo de ensayo una cucharada del sólido
y agrega agua hasta aproximadamente igual volumen. Agita, ro-
dea la parte inferior del tubo con tu mano y anota cuál es la sen-
sación térmica percibida.
• Agita, calienta, y si se disuelve totalmente agrega más sólido. Re-
pite las veces que sea necesario.
• Vierte la solución preparada en un cristalizador. Observa sin
mover el recipiente y anota.
• Utiliza una lupa para visualizar mejor los cristales obtenidos.
Dibújalos.
• Busca información sobre la forma de los cristales.
b) Cromatografía sobre tiza
• Marca la tiza con una línea que la rodee aproximadamente a 1
cm del borde plano.
• Coloca agua cubriendo el fondo del cristalizador.
• Apoya la tiza en forma vertical en el cristalizador.
• Observa, anota y extrae conclusiones.
c) Cromatografía de clorofila
• Muele hojas de espinaca en un mortero con arena y algo de alco-
hol hasta obtener un líquido de color verde oscuro.
• Corta una tira de papel absorbente dejando un extremo en for-
ma de pico.
• Coloca una gota del líquido verde a 2 cm del borde del papel en
pico, deja secar. Coloca otra gota en el mismo lugar y repite va-
rias veces.
• Cuelga el papel desde el borde de un frasco que contiene alco-
hol cubriendo el fondo (aproximadamente 1cm de altura). Cui-
da que la marca verde no quede sumergida en el alcohol.
• Retira el papel y observa el cromatograma.
• Busca información sobre la clorofila: origen del nombre, función
biológica y explicación del cromatograma obtenido.
d) Destilación de agua
• Redacta el procedimiento para obtener agua destilada a partir
de agua potable.
• Investiga qué ensayos experimentales pueden realizarse para di-
ferenciar el agua potable del agua destilada obtenida.
88 Capítulo 7 • Métodos de fraccionamiento. Química • 3º C.B.
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87. Ampliando el horizonte...
Luego de realizar la lectura sobre el Mar Muerto busca la información necesaria para realizar
la siguiente actividad:
• Ubica geográficamente el Mar Muerto, averigua su profundidad y superficie del espejo de agua.
• ¿Qué masa de sales está disuelta en un litro del agua del Mar Muerto?
• ¿Cuál es la forma de fraccionamiento natural que ocurre en el Mar Muerto, provocando el visible
depósito de sales en sus orillas?
• Compara la densidad del agua pura con la densidad del agua de este mar?
• ¿Por qué el clima cálido y seco favorece el aumento de la concentración de sales en el agua?
Propiedades curativas del Mar Muerto
Este mar debe su nombre tan particular al hecho que en él es prácticamente imposible la vida;
solo algunos microorganismos pueden resistir la elevada concentración de sales.
Entre los océanos, el Atlántico es el que tiene mayor salinidad.
En comparación con este océano, la salinidad en el Mar
Muerto es casi diez veces mayor y el agua resulta con tan
elevada densidad que cualquier objeto o persona flota fá-
cilmente en ella.
Esta alta concentración de sales se debe al clima cálido y
seco de la región que provoca una intensa evaporación. La
temperatura mínima es 10ºC, la humedad ambiente muy
baja, 35% y el sol está presente casi todo el año.
Los poderes curativos de las sales minerales y barros del
Mar Muerto son conocidos desde la antigüedad. Ya Cleo-
patra quería beneficiarse de ellos y los egipcios reconocie-
ron sus efectos para la momificación.
Actualmente se sabe que el agua y los barros, ricos en
minerales, sirven como terapéuti-
cos en enfermedades de la
piel, reumáticas y respiratorias. También el aire tiene efectos rela-
jantes y calmantes.
Los baños con barro o fango reconocidos internacionalmente
hacen de esta zona un lugar turístico muy atractivo. Se suma ade-
más la vista increíble e inigualable de la costa formada por crista-
les de sal en lugar de arena.
Los turistas disfrutan de las termas del balneario, consiguen ali-
vio para algunas enfermedades y además disfrutan del descanso y
de la vista del desierto.
La medicina alternativa y la industria cosmética han incorpora-
do en sus productos las sales minerales de este mar al haber com-
probado sus beneficiosos efectos.
Concentración de sales
en el Mar Muerto
Cloruro de sodio 86 g/L
Cloruro de calcio 35 g/L
Cloruro de magnesio 132 g/L
Cloruro de potasio 11 g/L
Bromuro de magnesio 9 g/L
Sulfato de calcio 7 g/L
Otras 20 g/L
89Métodos de fraccionamiento. • Capítulo 7Química • 3º C.B.
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88. Las sustanciasCapítulo 8
Fig. 2. El valor de cada propiedad carac-
terística cambia según las condiciones de
medida. Por ejemplo el valor de la den-
sidad del agua se determinó a 4ºC y su
punto de ebullición a la presión de 1 atm.
Estas propiedades varían considerable-
mente al modificarse estas condiciones.
El C diamante no tiene Pf ni Peb porque
al calentarlo se transforma en C grafito.
Sustancia D (g/cm3
) Pf (o
C) Peb (o
C)
Oro 18,9 1.064 3.080
Aluminio 2,70 660 2.467
Hierro 7,86 1.535 2.750
Cloruro de
sodio
2,20 801 1.413
Carbono
grafito
2,21 2.550 3.651
Carbono
diamante
3,51 - -
Agua 1,00 0 100
Fig 1. Las sustancias forman los diferen-
tes cuerpos.
La materia forma todos los cuerpos del Universo y ellos tienen dife-
rentes “componentes” con distintas propiedades.
Consideremos, una ventana de aluminio, un cucharón de aluminio y
una cacerola de ese metal. Los tres cuerpos tienen en común que están
formados por el mismo “componente”: el aluminio.
Es frecuente el uso de una olla de cobre para hacer dulces. Este reci-
piente está formado por otro metal con propiedades físicas y químicas
distintas al aluminio. Por lo tanto el cobre es un “componente” diferente.
Llamamos sustancia a cada componente de un cuerpo.
Así el agua, el oxígeno gaseoso (dioxígeno), la naftalina, el azúcar (sa-
carosa), bicarbonato de sodio, alcohol etílico, el polietileno, el oro, el hie-
rro, la sal de mesa (cloruro de sodio), son ejemplos de sustancias (fig 1).
Cuerpo puro es una porción de materia formada por una sola
sustancia.
Cada sustancia puede identificarse por un conjunto de valores de
las propiedades características. Es decir, si consideramos una sustancia,
cada propiedad característica de la misma tiene un valor determinado e
invariable (en iguales condiciones de temperatura y presión).
Son ejemplos de propiedades características: el punto de fusión, el
punto de ebullición, la densidad, entre otras. A estas propiedades y a
otras que estudiaremos, se les llaman constantes físicas (fig 2).
90 Capítulo 8 • Las sustancias. Química • 3º C.B.
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89. En los libros llamados “handbooks” se recopilan los valores de las
constantes físicas de todas las sustancias conocidas. Estos valores se de-
terminan en condiciones establecidas.
Podemos plantear la siguiente analogía: en los “handbooks” se reco-
pilan las “cédulas de identidad” de todas las sustancias de modo seme-
jante al registro de personas que realiza la Dirección Nacional de Iden-
tificación Civil en nuestro país.
Distintas sustancias con aspecto semejante se pueden identificar de-
terminando los valores de algunas de sus propiedades características
pues, al menos una o varias de ellas serán diferentes (fig.3).
Representaciones empleando
el modelo de partículas
Cada sustancia tiene un conjunto de valores de propiedades caracte-
rísticas que la identifican y a su vez la diferencian de las otras sustancias.
Podemos suponer entonces, que, cada sustancia, está formada por
partículas iguales entre sí y diferentes a las partículas de otras sustancias.
Es importante tener presente que las propiedades macroscópicas
(aspecto, color, sabor, dureza y otras) son propiedades de las sustancias
y no de las partículas.
De acuerdo a lo expresado, damos validez a las representaciones de
las partículas utilizando distintas figuras u objetos (tornillos, clips, cla-
vos) siempre que se tengan en cuenta las reglas del modelo discontinuo.
Por ejemplo; si se necesita representar:
• una sustancia, se elige una figura u objeto que represente cada
partícula de la misma
• distintas sustancias, se eligen figuras u objetos diferentes que re-
presenten las partículas de cada una de ellas (fig.4).
En el lenguaje cotidiano los
términos sustancias y materia-
les se usan indistintamente al
referirse a cualquier muestra
de materia. En química estas
palabras tienen diferentes sig-
nificados (lenguaje científico).
Fig. 3. Tanto el etanol como la acetona
son dos líquidos incoloros que tienen
igual densidad por lo tanto para poder
identificarlos habrá que medir el valor de
otras propiedades características.
Las partículas que forman una
sustancia no poseen las carac-
terísticas macroscópicas de la
misma, como su color, forma,
dureza, etc.
Fig 4. Representación con el modelo de partículas de dos sistemas diferentes que tie-
nen en común la sustancia agua.
a) azúcar disuelta en agua: solución b) agua: sustancia pura
Sustancia D (g/cm3
) Pf(o
C) Peb (o
C)
Etanol 0,79 -117,0 78,0
Acetona 0,79 -95,0 56,0
Referencias: representa una partícula de azúcar representa una partícula de agua
91Las sustancias. • Capítulo 8Química • 3º C.B.
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90. Sustancias químicas ¿“buenas” o “malas”?
Es frecuente encontrar productos de uso cotidiano con aspecto si-
milar (fig 5). Por eso, es importante tener siempre presente las recomen-
daciones y precauciones indicadas en los envases (fig.6).
Fig 5. Una precaución especial se debe considerar cuando en usos domésticos se em-
plea soda cáustica (hidróxido de sodio) pues su aspecto es muy semejante al de la sal
gruesa (cloruro de sodio). Sin embargo, solo al tacto la soda cáustica provoca quema-
duras y su ingestión probablemente la muerte.
Fig. 6. La soda cáustica es corrosiva.
Los “productos químicos” deben mantenerse fuera del alcance
de los niños.
Este mensaje es un consejo que indica una acción a seguir para evi-
tar el contacto de los niños con ciertas sustancias presentes en produc-
tos de limpieza, insecticidas, pinturas, pegamentos, combustibles y aún
en los medicamentos (fig.7).
Si estos productos no se han etiquetado o almacenado en forma ade-
cuada, no solo los niños pueden tener accidentes domésticos, también
los adultos.
Deben considerarse además las precauciones tanto para el transporte
seguro como para el desecho de estos productos y de sus envases (fig. 8).
Fig. 8a. Productos mal almacenados,
mezclados y al alcance de los niños.
Fig. 7. Envase de medicamento.
Fig. 8b. Productos mal etiquetados o
mal envasados.
Fig. 8c. Transporte seguro de combusti-
ble, con indicación de riesgo.
Sal gruesa Soda cáustica
92 Capítulo 8 • Las sustancias. Química • 3º C.B.
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91. Hay sustancias indispensables para la vida que deben incluirse en
nuestra dieta, eligiendo adecuadamente los alimentos que ingerimos y
la cantidad de los mismos. Sin embargo, existen otras que resultan tóxi-
cas para los seres vivos, aún en cantidades muy pequeñas (fig. 9).
Fig. 9a. Una dieta saludable consiste en
una selección adecuada de los alimentos
y de las cantidades.
Sustancias naturales y artificiales
Algunas sustancias existen en la naturaleza y otras han sido obte-
nidas por los seres humanos: se clasifican así en sustancias naturales y
artificiales (fig. 10).
Fig. 10. Lana, cobre, aluminio son sustancias naturales
Plástico, nylon, silicona son sustancias artificiales
Fig. 9b. El cloruro de sodio (sal de mesa)
es una sustancia utilizada como condi-
mento. Debe consumirse en cantidades
adecuadas y las personas hipertensas de-
ben evitar su ingesta.
Fig. 9c. Algunos hongos (setas) son
comestibles y otros no. Estos últimos
suelen contener sustancias, que aún en
pequeñas cantidades, pueden provocar
intoxicaciones.
93Las sustancias. • Capítulo 8Química • 3º C.B.
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92. Identificación de sustancias
Casi todos los cuerpos que nos rodean están formados por mezclas
de sustancias.
Una importante tarea de los químicos consiste en identificar y ex-
traer las sustancias que componen los cuerpos.
Para ello se utilizan diferentes procedimientos, físicos y químicos,
basados en las propiedades que poseen.
Frecuentemente, el proceso se inicia aplicando métodos para sepa-
rar fases. Una vez separadas, como cada fase es un sistema homogéneo,
se aplican métodos de fraccionamiento, con el fin de averiguar si están
formadas por una o más sustancias.
A cada fracción obtenida por estos métodos se le determina los va-
lores de algunas propiedades características.
Se le aplican nuevamente métodos de fraccionamiento y se vuelven a
determinar los valores de dichas propiedades. Si éstos no han cambiado,
se dice que se ha obtenido un cuerpo puro, es decir que está formado
por una sustancia químicamente pura.
Si los valores de las propiedades características de la fracción
analizada no son constantes se debe continuar con el proceso de
fraccionamiento.
Las sustancias en la naturaleza en general no se encuentran puras
por lo tanto es necesario purificarlas parcial o totalmente, dependiendo
de su uso.
Los procesos de purificación aumentan el precio de la sustancia, por
lo tanto, solo se llega a un elevado porcentaje de pureza para aplicacio-
nes especiales que lo requieran (fig. 11).
Fig. 11. Los productos químicos que se venden en el mercado, pueden tener diferente
grado de pureza. Por ejemplo el cloruro de sodio de uso culinario, tiene un grado de
pureza adecuado para ser ingerido, sin embargo no está constituido por una sustancia
químicamente pura; si observas la etiqueta verás que contiene yoduro de sodio. En
cambio, se puede encontrar cloruro de sodio ppa (puro para análisis) que significa
prácticamente sin impurezas, el cual se emplea para algunos procedimientos de la-
boratorio que así lo requieren. Por supuesto, el precio por kilogramo aumenta al ser
mayor el porcentaje de pureza.
94 Capítulo 8 • Las sustancias. Química • 3º C.B.
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93. Aplicaciones y problemas
1) En el laboratorio encontramos dos frascos conteniendo líquidos
incoloros.
Alumnos de otro grupo determinaron que estos líquidos no se
fraccionan por ningún método de fraccionamiento, por lo tanto
concluyeron que son sustancias puras.
Paraetiquetarestosfrascosesnecesariosabercuálescadasustancia.
a) Piensa qué deberías determinar de cada sustancia para poder
identificarla.
b) Describe los procedimientos experimentales que realizarías.
c) Elabora una lista de los materiales necesarios para la actividad.
2) La dureza es una propiedad característica que consiste en la ca-
pacidad que tiene un sólido de rayar a otro. En la escala Mohs, el
valor 10 corresponde a la dureza del diamante y el 2,5 a la dureza
del aluminio y del cinc.
• ¿Qué se podría hacer para identificar si una muestra es de cinc o
de aluminio?
3) En una evaluación práctica se le plantea a Guillermo el siguiente
problema: “identificar cuál es la sustancia X”.
Para ello dispone de:
• un matraz que contiene la sustancia X en estado líquido
• una tabla de datos (fig. 1 ), (se sabe que X es una de las sustancias
de la tabla)
• todo el material del laboratorio
El estudiante realiza la siguiente secuencia:
• Coloca parte del líquido en un vaso de Bohemia y tira en él una
esferita maciza de densidad 1,4 g/cm3
. Observa que el sólido se
hunde. ¿Cuál de las sustancias puede descartar con este ensayo?
Explica.
• Extrae luego el sólido con una pinza, enfría el contenido del vaso
hasta 2,0 ºC y observa que continúa en estado líquido. ¿Cuál de
las sustancias puede descartar con este segundo ensayo? Explica
• Luego mide el volumen y la masa de la sustancia X.
a) ¿Se puede determinar cuál es la sustancia con los datos hallados
de masa y volumen? Justifica tu respuesta.
b) Si te encontraras en la misma situación, ¿realizarías los mis-
mos ensayos que Guillermo? Argumenta tanto a favor como en
contra.
Fig. 1. Ejercicio 3
Sustancia D (g/cm3
) Pf (o
C) Peb (o
C)
Sustancia I 0,91 5,0 80,0
Sustancia II 0,83 -95,0 56,0
Sustancia III 0,83 -117,0 78
Sustancia IV 1,65 -23,0 77,0
Actividades
95Las sustancias. • Capítulo 8Química • 3º C.B.
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94. 4) Se deben identificar tres sustancias A, B y C todas en estado sólido
y de color gris, con los datos de la tabla de la figura 2.
Se procede al calentamiento de las tres muestras hasta 400ºC y se
observa que solo el sólido C funde.
a) ¿Puedes identificarlo? Justifica.
b) ¿Cómo procederías a continuación?
c) ¿Qué tipo de propiedad es el punto de fusión y por qué se puede
usar para identificar sustancias?
5) Elabora una lista de sustancias y clasifícalas en naturales o artificiales.
6) En la figura 3 se observa un estante donde se han almacenado pro-
ductos de uso doméstico. Sabemos que algunos de estos productos
pueden contener sustancias peligrosas tanto para los niños como
para los adultos.
a) ¿Qué precauciones se deben considerar al almacenar estos
productos?
b) Observa con atención y señala cuáles pueden representar un
riesgo de accidente.
c) ¿En qué lugar de la casa almacenarías cada producto, conside-
rando las precauciones necesarias, tanto en el envasado como en
el etiquetado?
7) a) Representa con el modelo de partículas los siguientes sistemas
contenidos en diferentes vasos de Bohemia (establece la referen-
cia para cada partícula):
• agua • yodo disuelto en alcohol • yodo sólido
• alcohol • agua y alcohol
b) Indica si el contenido de cada vaso es una sustancia pura o una
solución.
8) Lee atentamente los siguientes textos:
Cuando una miel se etiqueta como “pura” significa que está en su es-
tado natural (extraída directamente del panal de las abejas) sin adul-
teración. No significa que la miel está libre de minerales (de yodo, hie-
rro, calcio, fósforo) o múltiples vitaminas.
El proceso de purificación que se realiza en las refinerías a la caña de
azúcar y a las remolachas azucareras es tan efectivo que se obtiene
azúcar “pura”.
a) Analiza en ambos casos el significado del adjetivo “pura” y cuál
corresponde al concepto químico de pureza (fig. 4).
b) Indica si son correctas las siguientes afirmaciones y justifica:
• la miel es una sustancia pura
• el azúcar es una sustancia pura
Fig. 2. Ejercicio 4
Fig. 3. Ejercicio 6
Sustancia Pf (o
C)
Estaño 232,0
Aluminio 660,0
Cinc 419,0
Fig. 4. Ejercicio 8
96 Capítulo 8 • Las sustancias. Química • 3º C.B.
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95. Investiga y reflexiona
9) En la joyería se venden anillos y otros artículos de oro (fig.5).
Investiga
a) ¿Cómo se encuentra el oro en la naturaleza?
b) Reflexiona sobre los efectos contaminantes de los procedimien-
tos utilizados en la extracción.
c) ¿Con qué pureza se logra extraer?
10) Una dieta equilibrada debe incluir variados alimentos que aporten
las sustancias indispensables para la vida (fig. 6).
a) Investiga
• ¿Cuáles son esas sustancias?
• ¿En qué alimentos están presentes en mayor proporción?
• ¿Cómo combinarías los alimentos para garantizar el aporte
adecuado de estas sustancias a nuestro organismo?
b) Registra durante una semana los alimentos que ingieres en for-
ma diaria (detalla cantidad y horarios).
c) Analiza tu dieta y reflexiona sobre tus hábitos alimenticios.
11) a) En muchos casos la anemia se produce por el insuficiente aporte
de hierro con los alimentos.
Investiga qué alimentos tienen mayor contenido en sustancias
que aportan hierro.
b) Es recomendable que la dieta incluya alimentos con sustancias
que aporten calcio. El requerimiento de calcio en cada organis-
mo varía según la edad. Investiga
• en qué franjas etáreas se debe incrementar el consumo de ali-
mentos ricos en sustancias con calcio
• qué alimentos lo aportan en mayor porcentaje
c) Una predisposición genética provoca que algunas personas (ce-
líacos) presenten intolerancia al gluten.
En el mercado se ofrecen alimentos en cuyo envase se especifica
“sin TACC” lo que indica la ausencia de gluten.
Investiga
• ¿Qué significa TACC?
• ¿Qué alimentos no contienen gluten?
Fig.5 Ejercicio 9
Fig.6 Ejercicio 10
Fig.7 Ejercicio 11
97Las sustancias. • Capítulo 8Química • 3º C.B.
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96. 12) Investiga
• ¿Quién fue Napoleón Bonaparte? (fig. 8)
• ¿ En qué época vivió?
• ¿Cuál fue la causa de su muerte?
13) En el mercado se encuentran a disposición del público numerosos
productos para la higiene y limpieza del hogar.
En general falta información acerca de los riesgos para la salud que
genera el uso de los mismos. Se piensa que la desinfección o la elimi-
nación de plagas domésticas puede realizarse con cualquier producto
(fig. 9). Sin embargo, algunas sustancias presentes en ellos pueden ser
cancerígenas, ocasionar problemas respiratorios, alérgicos u otros.
a) Busca los productos de uso doméstico que consideres de posible
riesgo para la salud.
Lee las etiquetas, registra las sustancias que contienen e investi-
ga sus propiedades.
b) Los piojicidas tienen sustancias tóxicas, también el humo del
cigarrillo.
• Investiga cuáles son las sustancias tóxicas de los piojicidas dis-
ponibles en el mercado y las presentes en el humo del cigarrillo.
• Reflexiona sobre otros métodos para eliminar piojos y sobre la
prohibición de fumar en determinados lugares públicos.
Fig. 8 -Napoleón Bonaparte
Fig. 10. Paracelso (1493- 1541)
Fig.9 Ejercicio 13
14) Paracelso (fig. 10) es considerado como el mayor de los alquimistas.
Pensaba que si Dios había creado la enfermedad, también habría
dispuesto el remedio, siendo labor del alquimista su hallazgo.
Analiza y reflexiona el significado de la frase:
“Nada es veneno,
todo es veneno,
solo depende
de la cantidad”
Paracelso
98 Capítulo 8 • Las sustancias. Química • 3º C.B.
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97. Ampliando el horizonte...
Sustancias tóxicas en alimentos
En general, cuando un consumidor selecciona un ali-
mento lo hace considerando que además de fuente de
nutrientes y energía tenga una buena relación precio-
calidad. Esta calidad es tanto sensorial (sabor, textura,
aroma, etc.) como sanitaria. El procesamiento del ali-
mento debe ser cuidadoso para reducir la cantidad de
los microorganismos capaces de alterar el alimento y/o
causar enfermedades de importancia variable.
Sin embargo existen otros peligros que pueden
afectarlasaluddelosconsumidoresyquepuedenestar
presentes en los alimentos ya sea naturalmente o por la
acción humana sobre los mismos. Estos peligros son las
sustancias tóxicas (llamados“tóxicos químicos”)
Estas sustancias se clasifican según el origen en dos
grupos:
Naturales
- sustanciastóxicaspropiasdelalimentoporejemploalcaloi-
des en papas, remolacha y tomates que pueden causar
trastornos gastrointestinales y dificultad respiratoria
- sustancias producidas en los alimentos por microor-
ganismos. Por ej.: micotoxinas (producidas por hon-
gos), toxinas marinas (como la causante de la marea
roja), bacteriotoxinas.
Antropogénicas
- accidentales, sustancias que se forman durante la
cocción de los alimentos (frituras, ahumados, tos-
taciones, a las brasas), en general cuando están ex-
puestos a elevadas temperaturas
- intencionales, antibióticos y hormonas
- plaguicidas
- aditivos
99Las sustancias. • Capítulo 8Química • 3º C.B.
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98. Toxinas marinas y “marea roja”
Las intoxicaciones de origen marino más importantes son las origina-
das por la histamina (que es un producto de la descomposición del pesca-
do por acción de ciertas bacterias) y las causadas por la toxina paralizante
de los moluscos. Esta última es producida por un tipo de algas microscópi-
cas que durante el verano otorgan una tonalidad rojiza a la superficie del
agua, fenómeno denominado“marea roja”.
La intoxicación por esa toxina puede producirse al ingerir moluscos bi-
valvos (mejillones, almejas, berberechos, etc.) que se hayan alimentado
con esas algas, y los síntomas principales son inicialmente hormigueos en
los labios, adormecimiento de lengua y encías, mareos, cefaleas, sensación
de pinchazos en dedos de pies y manos, entre otros, siendo en este caso
una intoxicación leve.
En todos los casos para ejercer un efecto tóxico, es preciso que la sus-
tancia ingrese al organismo por vía digestiva, en una cantidad apreciable
y por un período de exposición determinado, según el tipo de sustancia.
A su vez, la sustancia tóxica debe estar en una forma química que sea
biodisponible para poder actuar.
Es posible minimizar la posibilidad de intoxicación química a través de
los alimentos que consumimos, manteniendo un equilibrio en la dieta, sin
abusos en cuanto a grupos de alimentos y conociendo un poco más lo que
se va a ingerir para poder ejercer los cuidados adecuados.
Extraído y modificado del artículo“Tóxicos químicos en alimentos”Ma. Elena Lluberas Química de la alimenta-
ción de la revista Cranwell Nº 28 Mayo 2008
1. Lee atentamente el artículo y redacta a qué se refiere con “sustancias
tóxicas en los alimentos” (en no más de cuatro renglones)
2. ¿Qué significa antropogénicas?
3. Frecuentemente en nuestro país se alerta sobre la presencia de “marea
roja”; ¿qué es la “marea roja” y por qué no se puede consumir moluscos
bivalvos mientras perdura?
4. Averigua:
- ¿qué otras toxinas son producidas por microorganismos en los
alimentos?
- ¿qué sustancias se forman en la cocción de los alimentos a la parrilla,
durante las frituras, en los ahumados y en el proceso de tostación?
- ¿qué es el botox usado para borrar arrugas y qué relación tiene con estas
sustancias tóxicas que se mencionan en el artículo?
5. Para evitar intoxicaciones; ¿cuáles son las recomendaciones finales?
¿puedes agregar alguna otra?
100 Capítulo 8 • Las sustancias. Química • 3º C.B.
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99. Sustancias puras:
simples y compuestas
Capítulo 9
Transformaciones de las sustancias puras
Algunas sustancias sólidas al ser sometidas a la acción del calor fun-
den (cambian al estado líquido). Sin embargo, continúan siendo las
mismas sustancias. Se produce un cambio físico.
Existen otras sustancias que al ser calentadas, se descomponen; es
decir se transforman en otras sustancias. En estos casos se produce un
cambio químico.
Las sustancias se pueden descomponer mediante la acción del calor,
la acción de la corriente eléctrica u otros agentes. A estos procedimien-
tos se les llama métodos de descomposición.
Sustancia compuesta es aquella que se puede descomponer
obteniéndose sustancias diferentes (dos o más).
Sustancia simple es aquella que no se puede descomponer por
ningún método de descomposición.
Fig. 1. La glucosa, el yoduro de plomo
y la acetona son ejemplos de sustancias
compuestas.
Fig. 2. El azufre, el cobre y el cinc son
ejemplos de sustancias simples.
Sustancias puras
compuestas (fig. 1)
Sustancias puras
simples (fig. 2)
Se descomponen mediante algún
método de descomposición
No se descomponen por ningún
método de descomposición
Sustancias puras
101Sustancias Puras. • Capítulo 9Química • 3º C.B.
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100. Método de descomposición
por acción del calor
Método de descomposición
por acción de la corriente
eléctrica
Acción
del calor
Acción de la
corriente eléctrica
rotura
rotura
Termó lisis
Electró lisis
Fig. 4. Aspecto de la sacarosa.
Fig. 3. Sacarosa o “azúcar de mesa”.
Esta sustancia constituye el edulcorante
mundialmente más usado. Se extrae de
la caña de azúcar y de la remolacha azu-
carera.
Ejemplificaremos los métodos de descomposición mediante dos ac-
tividades experimentales.
Calentamiento de sacarosa
En esta actividad se analizan los cambios que se producen durante el
calentamiento de sacarosa, proceso llamado termólisis (fig. 3).
Electrólisis del agua
En esta segunda actividad se analiza la transformación del agua líqui-
da por acción de la corriente eléctrica, proceso llamado electrólisis.
Primera actividad experimental
Calentamiento de sacarosa
• Objetivo
Estudiar los cambios de la sacarosa por acción del calor.
• Materiales
2 tubos de ensayo, mechero de alcohol, pinza de madera, piseta,
gradilla, espátula.
• Sustancias
Agua y sacarosa
• Procedimiento
1) Observa el aspecto de la sacarosa (fig. 4).
2) Etiqueta los tubos de ensayo con las letras A y B.
En cada uno coloca sacarosa hasta 1cm de altura.
3) Tubo A
Agrega aproximadamente 5 cm3
de agua, agita y observa.
4) Tubo B
Caliéntalo suavemente y observa. Cuando no se aprecien más
cambios, apaga el mechero. Apoya el tubo en la gradilla y es-
pera hasta que se encuentre a temperatura ambiente. Agrega
aproximadamente 5 cm3
de agua.
Agita y observa (fig. 5).
Registra las observaciones en un cuadro de datos.
Fig 5. Calentamiento de la sacarosa.
102 Capítulo 9 • Sustancias Puras. Química • 3º C.B.
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101. Fig. 6. Formación de “carbón”
Fig. 7.
Interpretación de las observaciones
¿Es la sacarosa la misma sustancia que el sólido resultante del
calentamiento?
El análisis de las observaciones nos indica que el aspecto de la saca-
rosa y del sólido resultante de su calentamiento es totalmente diferente.
La sacarosa es un sólido blanco formado por cristales pequeños y bri-
llantes, en cambio el sólido que se obtiene al final del experimento es
compacto, negro y sin brillo (carbón). Lo anterior nos permite suponer
que no son la misma sustancia (fig. 6).
Existen otras evidencias experimentales que confirman la anterior
suposición.
• Si comparamos la capacidad de disolverse en agua:
- la sacarosa se disolvió totalmente quedando en el tubo un lí-
quido incoloro y transparente (agua azucarada)
- el sólido negro apenas se disolvió en agua
La solubilidad en agua, una propiedad caracteristica, es diferente
en ambos sólidos.
• Comparemos ahora los puntos de fusión de ambos sólidos
- al calentar la sacarosa ésta fundió casi inmediatamente de ini-
ciado el calentamiento
- el sólido negro no se fundió a pesar que continuó el calenta-
miento
Podemos suponer que el punto de fusión de la sacarosa es menor al
punto de fusión del sólido negro (fig. 7).
Disponemos de tres argumentos para suponer que el sólido inicial
(sacarosa) es una sustancia diferente al sólido final:
- aspecto
- solubilidad en agua
- punto de fusión
Es decir, al calentar sacarosa hemos detectado que algunas propie-
dades cambiaron, lo que nos permite pensar que se ha modificado la
composición química del sistema considerado y por lo tanto se ha for-
mado al menos una sustancia diferente a la inicial.
Conclusiones
Mediante la acción del calor, la sacarosa se ha transformado en
una nueva sustancia
Posiblemente se haya formado otra u otras sustancias, pues
fue notorio el abundante desprendimiento gaseoso durante el
calentamiento
Representación de la termólisis de la sacarosa
Termólisis
Sacarosa carbón + otras sustancias
La sustancia pura sacarosa es una sustancia compuesta
Dado el olor que se produce
durante el calentamiento de la
sacarosa y el color del sólido
resultante, podemos suponer
que se ha formado “carbón”
Varios cambios se producen
durante el calentamiento de la
sacarosa:
- inicialmente funde (cambio
físico)
- posteriormente se produce
la formación del “caramelo”
(cambio químico)
- al final se forma carbón, otro
cambio químico,
La sacarosa se descompone en
el intervalo de temperatura de
260ºC a 285 ºC
103Sustancias Puras. • Capítulo 9Química • 3º C.B.
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102. Fig. 8.
PRECAUCIÓN
El ácido sulfúrico es una so-
lución acuosa que debe ma-
nejarse con cuidado. Es im-
prescindible que la etiqueta
del frasco tenga visibles los
pictogramas y las frases R y
S correspondientes.
Electrólisis del agua
• Objetivo
Estudiar los cambios que experimenta el agua
por acción de la corriente eléctrica.
• Materiales
Recipiente de vidrio de 400 cm3
aproximadamente, 2 tubos de
ensayo, probeta 50 cm3
, 2 electrodos de cromo-níquel, fuente co-
rriente continua (9 V), 2 cables para conexiones, varilla de vidrio,
fósforos.
• Sustancias
Agua destilada, solución de ácido sulfúrico (fig.8).
• Procedimiento
1) Coloca agua en el recipiente de vidrio hasta aproximadamente
la mitad de su capacidad.
2) Arma el dispositivo como muestra la figura 9 y enciende la
fuente de corriente continua.
3) Sin desconectar, agrega 25 cm3
de solución acuosa de ácido sul-
fúrico y agita con la varilla.
4) Cuando uno de los tubos de ensayo esté casi lleno de gas des-
conecta la fuente de corriente.
5) Enciende un fósforo y retira rápidamente el tubo de ensayo
que contiene mayor volumen de gas.
6) Manteniendo el tubo boca abajo, introduce el fósforo encendi-
do en la boca del mismo.
7) Enciende otro fósforo y apágalo. Introduce el extremo aún in-
candescente en la boca del otro tubo
8) Registra las observaciones en un cuadro de datos.
Fig. 9. Dispositivo para electrólisis del agua.
104 Capítulo 9 • Sustancias Puras. Química • 3º C.B.
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103. Fig. 10.
Fig. 11.
Interpretación de las observaciones
Los gases obtenidos al pasar la corriente eléctrica a través del agua
¿son sustancias diferentes entre sí?
Esos gases producidos ¿son diferentes a la sustancia inicial agua?
El análisis de las observaciones realizadas durante la electrólisis del
agua permite afirmar que:
• los gases recogidos en los tubos invertidos, resultantes de la elec-
trólisis del agua, son incoloros, por lo tanto, esa propiedad no sir-
ve para diferenciarlos.
• el gas, del que se recogió mayor volumen, ardió al hacerle el en-
sayo de ignición, con una pequeña explosión. Decimos entonces
que ese gas es combustible.
• al realizar el ensayo de ignición al otro gas, se observó que la lla-
ma “se avivó” en el extremo incandescente del fósforo. Decimos
que ese gas es comburente (fig. 10).
De acuerdo a los ensayos realizados, podemos suponer que si bien
estos gases obtenidos a partir de la electrólisis del agua tienen el mismo
aspecto, son sustancias diferentes.
El agua presente inicialmente es una sustancia distinta a cualquiera
de los gases que se formaron, al no ser combustible ni comburente.
Conclusiones
Teniendo en cuenta los resultados de este experimento pode-
mos concluir que el agua líquida se descompone mediante el
pasaje de la corriente eléctrica produciendo dos gases diferen-
tes: uno combustible y el otro comburente, llamados respecti-
vamente dihidrógeno y dioxígeno (fig.11).
Representación de la electrólisis del agua
electrólisis
Agua líquida dihidrógeno gaseoso + dioxígeno gaseoso
La sustancia pura agua es una sustancia compuesta
Resumiendo
Luego del análisis de las dos actividades experimentales podemos
afirmar que:
• si a partir de una sustancia se obtienen dos o más sustancias dife-
rentes, el proceso se llama descomposición y la sustancia inicial
se llama sustancia compuesta o simplemente compuesto.
• las sustancias obtenidas pueden ser sustancias simples o no, pero
su composición es más sencilla que la sustancia compuesta inicial.
• la acción del calor, así como la acción de la corriente eléctrica u
otros agentes, pueden producir este tipo de transformaciones, pro-
vocando que la composición química del sistema se modifique.
Combustible es una sustancia
que al reaccionar con dioxí-
geno (comburente) y alcan-
zar la temperatura de igni-
ción produce el fenómeno de
combustión.
Si a los gases obtenidos en la
electrólisis del agua se les apli-
caran todos los métodos de
descomposición, comprobaría-
mos que no pueden descompo-
nerse. Por lo tanto, son sustan-
cias simples.
105Sustancias Puras. • Capítulo 9Química • 3º C.B.
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104. Aplicaciones y problemas
1) En el experimento del calentamiento de la sacarosa se sugiere colo-
car aproximadamente la misma cantidad de sacarosa en los tubos
etiquetados con A y B. Luego, para analizar la solubilidad en agua de
la sacarosa y el sólido resultante, se usa el mismo volumen de agua.
¿Es importante para la comparación de las solubilidades tener en
cuenta las cantidades de las sustancias usadas? ¿Por qué?
2) En el laboratorio, el tubo de ensayo que fue usado para calentar la
sacarosa, no se lava, se descarta.
Probablemente hayas observado que al hacer caramelo para un flan,
si el calentamiento del azúcar es prolongado, se forma en el fondo de
la budinera un sólido de color negro muy difícil de extraer (fig. 1).
Elabora una hipótesis que explique por qué el tubo de ensayo se
descarta y la budinera resulta difícil de limpiar con agua.
3) Se coloca una sustancia pura sólida de color violeta en un tubo de
ensayo y se calienta.
Se obtiene un gas comburente y un sólido negro.
a) ¿Hay suficientes evidencias para poder concluir que la sustancia
pura inicial es simple o compuesta? Explica la respuesta.
b) ¿Cómo se llama el proceso realizado?
4) Es frecuente realizar liquidaciones de prendas de vestir que han
permanecido exhibidas en vidrieras expuestas a la luz solar o artifi-
cial. El precio de estas prendas es inferior porque están decoloradas
total o parcialmente. Los pigmentos se modifican químicamente
por influencia de la luz (fig. 2).
a) La descomposición de algunas sustancias puede realizarse me-
diante fotólisis, ¿Qué significa este término?
b) Los pigmentos modificados por fotólisis ¿son sustancias simples
o compuestas? Justifica la respuesta.
5) En julio del 2009, en una sala en semipenumbra del Museo Juan
Manuel Blanes, se expuso parte de la obra de José Manuel Pallejá.
La razón de la escasa iluminación se explicaba en un cartel junto
con los dibujos recuperados del artista (fig.3).
a) Ubica en Montevideo al Museo Blanes y averigua sobre la vida
de José Manuel Pallejá y su obra.
b) Elabora una explicación sobre por qué la luz de la sala puede de-
teriorar los dibujos expuestos.
Por razones de conservación
de la obra en papel se ha
bajado el nivel de
ILUMINACIÓN DE SALA
Fig 1 Ejercicio 2. En el lenguaje cotidia-
no se dice “el caramelo se quemó” cuan-
do queda bien oscuro y se percibe olor
característico a quemado.
Fig. 2. Ejercicio 4
Fig. 3 Ejercicio 5. Autorretrato de J.M.
Pallejá realizado a lápiz.
Actividades
106 Capítulo 9 • Sustancias Puras. Química • 3º C.B.
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105. Investiga y reflexiona
6) El pescado bien fresco no tiene olor desagradable sino que tiene el
aroma del mar. Luego de unas horas, las proteínas comienzan a des-
componerse y se percibe olor a amoníaco y sabor fuerte al ingerirlo
(fig. 4).
a) Las proteínas, ¿son sustancias simples o compuestas? Explica.
b) Investiga acerca de los factores que favorecen la descomposición
c) Reflexiona sobre los métodos de conservación que se pueden
usar para que el pescado llegue en buen estado al consumidor.
7) El peróxido de hidrógeno (“agua oxigenada”) es un oxidante muy
fuerte y sus soluciones se guardan en recipientes de vidrio oscuro.
Tiene variados usos industriales, entre ellos la decoloración de la
pasta de celulosa (método aceptado por los ecologistas, porque los
productos de su descomposición no son tóxicos).
Investiga
a) ¿Qué proceso se evita al usar recipientes oscuros?
b) ¿Cuáles son las sustancias que se producen en la descomposi-
ción del peróxido de hidrógeno?
c) ¿Qué precauciones se deben considerar al trabajar con peróxido
de hidrógeno?
8) La electrólisis salina es un tratamiento usado para la desinfección
del agua de piscinas. Tiene numerosas ventajas, ahorra tiempo y
mano de obra al usar un sistema automatizado. Además evita el uso
de sustancias con cloro lo cual disminuye los riesgos de contamina-
ción. (fig. 5).
Investiga
a) ¿Qué sustancias con cloro se agregan en el método tradicional
de desinfección del agua de piscinas?
b) ¿Cómo se realiza la electrólisis del agua de la piscina y cuáles son
las sustancias gaseosas que se producen?
9) La nitroglicerina es una sustancia líquida, de consistencia aceitosa
y muy explosiva (se deben evitar golpes al transportarla). En gene-
ral, un explosivo es una mezcla de sustancias que se descomponen
debido a la acción del calor, de un choque u otras, transformándose
en sustancias gaseosas y liberando gran cantidad de energía en un
tiempo muy breve. Hay muchos tipos de explosivos que se diferen-
cian en la composición química. En las imágenes muy conocidas
de “las aventuras del coyote y el correcaminos” se leen las palabras
dinamita y la sigla TNT (fig. 6).
Investiga sobre:
• la diferencia entre nitroglicerina, dinamita y TNT
• la relación de Alfred Nobel con la dinamita y el premio Nobel
Fig. 5. Ejercicio 8 El tratamiento del
agua por electrólisis evita la utilización
de sustancias químicas con cloro y sim-
plifica el mantenimiento de las piscinas.
Fig. 4. Ejercicio 6.
Fig. 6. Ejercicio 9 “El coyote es pura di-
namita”
107Sustancias Puras. • Capítulo 9Química • 3º C.B.
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106. Actividades experimentales sugeridas
1) Si has realizado la termólisis de la sacarosa habrás observado goti-
tas en la parte superior del tubo donde se realizó el calentamiento.
Por su aspecto podemos suponer que esas gotitas son de agua.
Para identificar la presencia de agua en este y otros casos te propo-
nemos el siguiente ensayo:
• coloca cristales de sulfato cúprico en una cápsula y calienta has-
ta cambio de color. Registra las observaciones
• deja enfriar y retira con espátula algunos cristales
• apóyalos sobre un papel absorbente humedecido, observa y ex-
trae conclusiones
a) Si se desea comprobar que en el tubo donde se realizó el calen-
tamiento de la sacarosa se formaron gotitas de agua, ¿cómo pro-
cederías experimentalmente?
b) En el caso de verificar la presencia de agua en el tubo ¿cómo se
produjo? Argumenta.
2) Se han mencionado en la actividad 7 algunas indicaciones para
guardar el agua oxigenada (solución acuosa de peróxido de hidró-
geno). En esta actividad experimental estudiaremos la acción que
ejerce la enzima “peroxidasa” presente en la carne y en vegetales
crudos, sobre el agua oxigenada. Las enzimas facilitan la realiza-
ción de las reacciones químicas en los seres vivos.
Procedimiento
• Coloca agua oxigenada en dos tubos de ensayo hasta la mitad de
su capacidad.
• Agrega en un tubo trocitos de hígado vacuno crudo y en el otro,
rodajas de papa recién pelada (fig. 7).
• Luego de 3 minutos acerca a la boca de cada tubo una astilla de
madera con un punto de ignición.
• Observa y extrae conclusiones.
Investiga
a) ¿Por qué el hígado y la papa tienen que estar crudos?
b) La enzima peroxidasa; ¿qué reacción favorece?
c) ¿Qué gas se reconoce como producto de la reacción?
Fig. 7. Tubo de ensayo con agua oxigena-
da y rodajas de papa cruda.
108 Capítulo 9 • Sustancias Puras. Química • 3º C.B.
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107. Ampliando el horizonte...
Lee el texto y responde
• ¿Qué función cumple el airbag?
• ¿Qué mecanismo provoca que la bolsa se infle?
• La azida de sodio, ¿es una sustancia simple o compuesta? Justifica.
• ¿Qué tipo de reacción se produce?
• ¿Cuál es el gas que se obtiene cuando la azida de sodio se calienta a tem-
peraturas superiores a 275 o
C?
Una descomposición que puede salvar vidas
A fines del siglo pasado, aproximadamente en la déca-
da de los ochenta, algunos autos más costosos incluían,
además de los cinturones, un nuevo sistema de seguri-
dad: los airbags.
Este sistema fue registrado por primera vez el 23 de
octubre de 1971 por la firma Mercedes-Benz y recién
en 1981 fue incorporado en un auto.
Un airbag es una bolsa que se infla rápidamente
cuando ocurre un accidente.
En la actualidad vehículos menos exclusivos tam-
bién han incluido estos dispositivos, por lo menos dos:
para conductor y acompañante. Se conocen autos has-
ta con doce airbags logrando así una gran burbuja en el
interior del vehículo que protege a los pasajeros. Se colo-
can en general en el centro del volante, en los laterales de
los asientos delanteros, en el techo y bajo el volante.
El sistema de inflado se realiza al liberarse un gran volumen de nitróge-
no gaseoso que se produce al descomponerse una sustancia llamada azida
de sodio. Esta sustancia es un sólido de color blanco, muy tóxico pero esta-
ble a temperatura ambiente.
Un detector de impacto, a través de un sensor de movimiento brusco
del vehículo, controla el sistema eléctrico. Se produce una descarga que
provoca el aumento de temperatura a más de 275ºC. Esta temperatura es
suficiente para descomponer la azida de sodio.
La presión del gas liberado es suficiente para inflar el airbag en 20 cen-
tésimas de segundo.
La bolsa permanece unas décimas de segundo inflada y luego el gas
nitrógeno va saliendo por pequeños orificios permitiendo la movilidad del
pasajero.
El uso del airbag no sustituye al cinturón de seguridad; es un comple-
mento para disminuir las lesiones en caso de accidente.
109Sustancias Puras. • Capítulo 9Química • 3º C.B.
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108. Elemento químicoCapítulo 10
Fig. 1. Bebida efervescente de nombre
H2
Oh!
El término elemento no
es exclusivo del lenguaje
químico pero en cualquier
aplicación significa “parte
integrante de ….”
Fig. 2. Elemento y la I.U.P.A.C.
En química es posible emplear
la palabra elemento también
para referirse a las sustan-
cias simples. Así lo hace la
I.U.P.A.C. (International Union
of Pure and Applied Chemistry)
En este capitulo se analizarán cuáles son, en esencia, las diferencias
entre sustancias simples y compuestas.
Es muy conocida la fórmula del agua H2
O, tan conocida que la mis-
ma se emplea en el nombre de una bebida efervescente (fig. 1). Es fácil
deducir de esta fórmula que esa sustancia compuesta está formada por
dos “integrantes”: hidrógeno y oxígeno.
Cuando se realiza la electrólisis del agua se producen dos sustancias
simples: dihidrógeno y dioxígeno. Se puede suponer que estos gases tie-
nen algún “integrante” en común con la sustancia inicial agua.
A cada uno de los integrantes de las sustancias se le llama elemento.
Nombre sustancia Clasificación Formada por los elementos
Agua Compuesta Hidrógeno y Oxígeno
Dihidrógeno Simple Hidrógeno
Dioxígeno Simple Oxígeno
Elemento químico es cada uno de los “integrantes” de las sus-
tancias
Analicemos los experimentos del capítulo anterior teniendo en
cuenta el concepto de elemento (fig. 2).
110 Capítulo 10 • Elemento químico. Química • 3º C.B.
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109. Termólisis de sacarosa
En la termólisis de la sacarosa se produce abundante desprendi-
miento gaseoso y un sólido negro (carbón)
El carbón asi obtenido es una sustancia simple; formada por un solo
elemento: el carbono.
Electrólisis del agua
Mediante el pasaje de corriente eléctrica, el agua se descompone en
dos sustancias simples: dihidrógeno y dioxígeno.
Sacarosa
Sustancia compuesta
Agua
Sustancia compuesta
Formada por los
elementos: carbono,
hidrógeno y oxígeno
Formada por los
elementos: hidrógeno
y oxígeno
Carbón
Sustancia simple
Dihidrógeno
Sustancia simple
Dioxígeno
Sustancia simple
Otras sustanciasy
y
Descomposición
termólisis
Descomposición
electrólisis
Formada
exclusivamente por el
elemento carbono
Formada
por el elemento
hidrógeno
Formada
por el elemento
oxígeno
Formadas
necesariamente por los
elementos hidrógeno
y oxígeno, quizás
también carbono
Las sustancias resultantes de una descomposición tienen al menos
un elemento en común con la sustancia inicial; es decir en las descom-
posiciones los elementos se conservan.
Resumiendo
ELEMENTOS son los integrantes de las sustancias.
SUSTANCIAS SIMPLES son las sustancias formadas por un
elemento.
SUSTANCIAS COMPUESTAS son las sustancias formadas por
dos o más elementos.
En los cambios químicos los elementos se conservan.
De la carbonización de la saca-
rosa se obtiene carbón con alto
porcentaje de pureza.
111Elemento químico. • Capítulo 10Química • 3º C.B.
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110. Reglas del modelo (iniciales)
- la materia está formada por par-
tículas tan pequeñas que no pue-
den ser vistas
- entre las partículas hay espacio
vacío
- las partículas que forman una
sustancia son iguales
- aunque la materia experimente
transformaciones las partículas no
se modifican.
Fig. 3
Ha sido necesario ampliar el
modelo discontinuo conside-
rando que algunas partículas
deben estar formadas por la
unión de otras más pequeñas.
Fig. 4. Ley de conservación de la masa o
Ley de Lavoisier.
No todas las sustancias están
formadas por moléculas.
Como los átomos de los elemen-
tos se conservan en los cambios
químicos, si se trabaja en un sis-
tema cerrado, la masa del sistema
no cambia; no se destruyen áto-
mos ni aparecen otros nuevos.
Interpretación de la descomposición
del agua usando el modelo de partículas
Si se intenta explicar la descomposición del agua usando el mo-
delo discontinuo, las reglas consideradas hasta el momento resultan
insuficientes.
Para la interpretación deberíamos suponer que:
• las partículas de agua se rompen
• los “trocitos” resultantes formarán las partículas de las sustancias
finales
El razonamiento anterior explica satisfactoriamente el fenómeno de
la descomposición del agua pero contradice la cuarta regla del modelo
que establece:
• aunque la materia experimente transformaciones las partículas
no se modifican (fig. 3).
Modificaciones a las reglas del modelo
Esta contradicción nos obliga a ampliar el modelo y considerar des-
de ahora una nueva regla:
• algunas partículas deben estar formadas por la unión de otras
más pequeñas
Es posible ahora explicar la descomposición del agua suponiendo
que sus partículas están formadas por otras más pequeñas que al pasar
la corriente eléctrica se separan, se reordenan y forman las partículas de
las sustancias finales.
La materia está constituida por partículas llamadas átomos y
moléculas.
Se llama molécula a una partícula formada por la unión de
otras más pequeñas. Las partículas que forman las moléculas
se llaman átomos.
Las moléculas de las sustancias compuestas están formadas por
la unión de átomos de elementos diferentes.
Las moléculas de las sustancias simples están formadas por la
unión de átomos de un mismo elemento.
Para explicar la conservación de los elementos en los cambios quí-
micos se debe suponer que los átomos se conservan; no se crean ni se
destruyen, se reordenan (fig. 4).
112 Capítulo 10 • Elemento químico. Química • 3º C.B.
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111. ¡¡ Atención !!
Los átomos representados son
iguales en cantidad y calidad
antes y después del cambio
químico
Representación de la descomposición
del agua usando el modelo de partículas
Considerando que las sustancias dihidrógeno y dioxígeno están for-
madas por moléculas diatómicas usaremos las siguientes referencias:
un átomo del elemento hidrógeno
un átomo del elemento oxígeno
una molécula de la sustancia simple dihidrógeno
una molécula de la sustancia simple dioxígeno
una molécula de la sustancia compuesta agua
La lectura de la expresión sim-
bólica es:
“cuatro moléculas de agua me-
diante el pasaje de corriente eléc-
trica se transforman en cuatro
moléculas de dihidrógeno y dos
moléculas de dioxigeno”
Fig. 5
Fig. 6
FÓRMULAS QUÍMICAS Introducción
4 H2
O 4 H2
+ 2 O2
(fig. 6)
Representación simbólica de la descomposición del agua.
4 moléculas
de la sustancia
compuesta agua
electrólisis
4 moléculas de la
sustancia simple
dihidrógeno
2 moléculas de la
sustancia simple
dioxígeno
Las fórmulas químicas son representaciones simbólicas internacionales que permiten una lectura en
cualquier idioma, si se dispone de los conocimientos adecuados. En este caso se debe saber que H y O son
los símbolos químicos de los elementos hidrógeno y oxígeno respectivamente.
H2
O, H2
y O2
son las fórmulas químicas de las sustancias que participan en la descomposición del agua.
En cada fórmula se representa el o los elementos que forman la sustancia mediante los símbolos quí-
micos. Con un subíndice, a la derecha del símbolo, se indica el número de átomos de cada elemento. A ese
número se le llama atomicidad.
• En la fórmula del agua H2
O, la atomicidad del elemento hidrógeno es 2 y la del elemento oxígeno es 1.
Significa que la molécula de agua está formada por la unión de 3 átomos: 2 átomos de hidrógeno y 1
átomo de oxígeno. Es una molécula triatómica.
• En la fórmula del dihidrógeno H2
, la atomicidad del elemento hidrógeno es 2. Significa que la molécula
está formada por la unión de dos átomos de hidrógeno. Es una molécula diatómica.
• La fórmula del dioxígeno es O2
, significa que la molécula está formada por la unión de dos átomos de
oxígeno. Es una molécula diatómica.
Para acceder al lenguaje simbólico de la Química es necesario conocer los símbolos de los elementos.
+
113Elemento químico. • Capítulo 10Química • 3º C.B.
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112. Artificial significa hecho por
mano o arte del hombre, no
natural, producido por el in-
genio humano.
¿Sabías qué... ?
Hay evidencias que en el siglo
XVII el elemento mercurio era re-
presentado mediante 20 símbolos
distintos.
Elementos químicos
En la actualidad se conocen cerca de 120 elementos químicos; al-
gunos están presentes en la naturaleza y otros han sido obtenidos
artificialmente.
Los elementos se identifican mediante un nombre y un símbolo
químico.
Los nombres
El origen de los nombres de los elementos es variado. Algunos hacen
referencia a:
• lugar donde fueron identificados por primera vez
• alguna de sus propiedades
• apellidos o nacionalidades de científicos destacados
• dioses de la mitología griega, escandinava, entre otros
Nombre significado Se refiere a
Helio Sol
AstrosPlutonio Plutón
Uranio Urano
Germanio Alemania
PaísesFrancio Francia
Polonio Polonia
Einstenio Einstein
Apellidos
de científicos
Curio Curie
Mendelevio Mendeleiev
Cloro Verde
PropiedadesHidrógeno
Hidro (agua)
Génesis (que genera)
Bromo Fétido, olor desagradable
Los nombres de los elementos varían de un idioma a otro
Idioma NOMBRE Idioma NOMBRE
español plata finlandés hopea
francés argent alemán silber
inglés silver italiano argento
portugués prata holandés zilver
114 Capítulo 10 • Elemento químico. Química • 3º C.B.
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113. Los símbolos
Para independizar la información química del idioma y para unifi-
car criterios se representan los elementos mediante símbolos aceptados
internacionalmente (I.U.P.A.C.).
En la vida cotidiana también es importante interpretar mensajes
simbólicos, como el que se da en la imagen de la figura 7 que indica
PROHIBIDO. El significado no depende del país en que se encuentre
ni del idioma.
• Para escribir un símbolo químico se usa la primera letra en ma-
yúscula del nombre del elemento en castellano o en otro idioma.
Ejemplos:
Nitrógeno N
Carbono C
Potasio K del latín Kalium
• Cuando los nombres de varios elementos comienzan con la mis-
ma letra se usan dos para el símbolo: la primera en mayúscula y
la segunda en minúscula (fig. 8)
Calcio Ca
Cobre Cu del latín Cuprum
Cromo Cr
Cloro Cl
Cobalto Co
A los últimos elementos sintetizados se les asignó un símbolo quími-
co de tres letras, que representa un número. Se usan prefijos derivados
del latín para indicar cada dígito (fig. 9).
Unniloctium o Unniloctio Uno ciento ocho
Ununpentium o Ununpentio Uup ciento quince
Cuando a estos elementos se les adjudica un nombre que es homo-
logado por la I.U.P.A.C (fig. 10), cambian el símbolo por uno de dos
letras.
Por ejemplo el uniloctium actualmente se llama Hassio (por el esta-
do alemán Hesse) y el símbolo químico es Hs.
Fig. 8. Errores frecuentes al escribir los
símbolos químicos de los elementos.
Fig. 9. Prefijos usados para indicar cada
dígito del número del elemento. El nom-
bre se termina con ium o con io en espa-
ñol. Por ejemplo el elemento 117 se llama
ununseptium o ununseptio y su símbolo
es Uus
Elemento calcio: Ca
CA Símbolo incorrecto, la se-
gunda letra debe ser minúscula
Elemento cobre: Cu
CU Símbolo incorrecto, se han
empleado dos letras mayúscu-
las que representan: carbono y
uranio pero no cobre
Este símbolo significa “prohibido” en
cualquier parte del mundo, indepen-
dientemente del idioma:
“prohibido” (español)
“forbidden” (inglés)
“interdit” (francés)
“verboten” (alemán)
“banido” (portugués)
“vietato” (italiano)
Fig. 7. “prohibido” en diferentes idiomas
y símbolo que lo representa.
Dígito Prefijo Dígito Prefijo
0 nil 5 pent
1 un 6 hex
2 bi 7 sept
3 tri 8 oct
4 quad 9 enn
Las disputas surgidas en el mundo científico, a mediados del siglo XX, con motivo del criterio
para nombrar los nuevos elementos químicos descubiertos, obligaron a la Comisión de No-
menclatura de Química Inorgánica de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada
(I.U.P.A.C.: International Union for Pure and Applied Chemistry) en 1978, a establecer normas
sistemáticas para la nomenclatura y simbología de los elementos químicos, de número
atómico superior a 100.
Fig. 10
115Elemento químico. • Capítulo 10Química • 3º C.B.
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114. Fig. 11. Valores de algunas propiedades
de las sustancias dioxígeno y ozono
El ozono (O3
) actúa de filtro de
las radiaciones ultravioletas en
las capas superiores de la at-
mósfera, pero resulta tóxico si
aumenta su concentración en
las zonas inferiores de la misma.
Propiedad dioxígeno ozono
Peb (o
C) -183,0 -112,0
Pf (o
C) -218,8 -192,5
D (g/L)
0 o
C y 1 atm
1,429 2,144
Descubri-
miento
1774
Joseph
Priestly
1783
Von
Marum
Variedades alotrópicas
Existen sustancias simples con propiedades diferentes pero forma-
das por el mismo elemento.
Si las propiedades características (punto de fusión, punto de ebulli-
ción, densidad, dureza, entre otras) de esas sustancias son distintas, sig-
nifica que se trata de sustancias diferentes.
VARIEDADES ALOTRÓPICAS son diferentes sustancias sim-
ples formadas por el mismo elemento.
El elemento oxígeno y sus variedades alotrópicas
El dioxígeno y el ozono son las variedades alotrópicas del elemento
oxígeno. Estas sustancias simples tienen diferentes propiedades (fig. 11).
Interpretación con el modelo de partículas
¿Cómo es posible que existan sustancias con propiedades diferentes
si sus átomos son iguales?
Se ha llegado a la conclusión que en las variedades alotrópicas de un
elemento, los átomos se encuentran “agrupados” de manera distinta.
Esto explicaría las diferencias en sus propiedades macroscópicas. En el
ejemplo:
• las moléculas de la sustancia dioxígeno están formadas por la
unión de dos átomos del elemento oxígeno.
• las moléculas de la sustancia ozono están formadas por la unión
de tres átomos del elemento oxígeno.
Las formulas químicas son diferentes
O2
O3
Dioxígeno Ozono
Representación de las variedades alotrópicas
del elemento oxígeno usando el modelo de partículas
Representación de moléculas
de dioxígeno
Representación de moléculas
de ozono
Si representa un átomo del elemento oxígeno.
116 Capítulo 10 • Elemento químico. Química • 3º C.B.
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115. El elemento carbono y sus variedades alotrópicas
Grafito y diamante son las variedades alotrópicas más conocidas del
elemento carbono. Estas sustancias simples tienen aspecto y propieda-
des muy diferentes.
Estas diferencias en las propiedades se atribuyen a cómo están uni-
dos los átomos del elemento carbono entre sí, dando formas geométri-
cas distintas en el espacio (fig. 12).
Las disposiciones de los átomos de carbono, determinan estructuras
formadas por millones de átomos, por ello no se indica la atomicidad.
Se consideran sustancias sólidas macromoleculares.
Para simbolizar estas variedades alotrópicas del carbono se indica el
símbolo químico y a continuación el nombre entre paréntesis.
Diamante : C(diam)
Grafito : C(grafito)
A fines del siglo XX, el grafito y el diamante eran las únicas varieda-
des alotrópicas conocidas del elemento carbono.
En 1985 fueron descubiertos los fulerenos: moléculas con 60 y
más átomos de carbono. El más estable y quizás el más conocido es el
Buckminsterfulereno o fulereno 60. Su estructura es semejante a la de
una pelota de fútbol formada por 20 hexágonos y 12 pentágonos (fig.
13). El nombre proviene del arquitecto Richard Buckminster Fuller de-
bido a que esta molécula tiene una estructura similar a las cúpulas geo-
désicas proyectadas y construidas por él (fig.14).
¿Cuarta variedad alotrópica del carbono?
Los nanotubos de carbono son laminas de grafito enrrolladas en for-
ma de tubos, abiertos o cerrados. Pueden tener una o varias capas con
longitud de cientos de miles de nanometros (fig. 15).
Estos nanotubos quizás pueden considerarse la cuarta varidedad
alotrópica del carbono (fig. 16).
Fig. 12. El grafito y el diamante, son dos
variedades alotrópicas del elemento car-
bono.
Fig. 13. Los fulerenos son la base de una
verdadera revolución tecnológica.
Sus descubridores recibieron en 1996 el
Premio Nobel de Química.
Fig. 14. Cúpula geodésica Edificio Spa-
ceship Earth de Epcot, en Orlando.
Un nanometro es una uni-
dad de longitud. Es igual a
la millonésima parte de un
milimetro.
1mm = 1.000.000nm
Fig. 15.
Fig. 16. Nanotubos de carbono
117Elemento químico. • Capítulo 10Química • 3º C.B.
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116. Resumen
Cuadro con relaciones conceptuales
Ejemplos
Sustancias compuestas:
Nombre Fórmula Representaciones
Agua H2
O molécula de H2
O
Amoníaco NH3
molécula de NH3
Sustancias simples:
Nombre Fórmula Representaciones
Dioxígeno O2
molécula de O2
Dihidrógeno H2
molécula de H2
Ozono O3
molécula de O3
Dinitrógeno N2
molécula de N2
Elementos:
Nombre Símbolo químico Representaciones
Hidrógeno H representa un átomo de hidrógeno
Oxígeno O representa un átomo de oxígeno
Nitrógeno N representa un átomo de nitrógeno
Sustancia compuesta
o Compuesto
Sustancia
simple
Elementos
Se descompone No se descompone
Métodos de descomposición
Termólisis, electrólisis, fotólisis y otros
Dos o más elementos Un elemento
Sustancia pura
118 Capítulo 10 • Elemento químico. Química • 3º C.B.
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117. ALGO DE HISTORIA...
Concepto de elemento
El significado de “elemento” siempre correspondió a “parte inte-
grante de…”. En el sentido de constituyente básico del Universo, se
le atribuyó ese nombre, a diferentes entidades de acuerdo al contexto
histórico-social.
En el año 640 a.C nace Tales de Mileto, quién se planteó una sencilla
pero profunda interrogante: ¿de qué está hecho el Universo?
La respuesta a esta pregunta ha sido buscada por los hombres duran-
te miles de años.
En principio se pensó que todo estaba constituido por un único ele-
mento: para Tales fue el agua, para su discípulo Anaximandro fue el
apeiron (misteriosa sustancia que nadie conocía), para Anaxímenes fue
el aire, para Heráclito fue el fuego, explicando así el continuo cambio.
Alrededor del año 430 a.C, Empédocles (de la escuela de Pitágoras)
propone cuatro elementos constitutivos del Universo: tierra, agua, aire,
y fuego. Estos elementos representaban: lo sólido, lo líquido, lo vaporo-
so y la mutabilidad, respectivamente. Los objetos eran combinaciones
de esos cuatro elementos.
Un siglo después, Aristóteles añadió un quinto elemento, el “éter”,
como constituyente de las estrellas en los cielos, que parecían inmuta-
bles y eternas, a diferencia de lo cambiante en la Tierra.
Recién en 1661, el físico inglés Robert Boyle, definió el elemento
como la sustancia básica que no podía descomponerse en otras sustan-
cias más simples.
Afirmaba que el oro no era un elemento y que podía obtenerse a par-
tir de otros metales mediante alguna transformación. Esta idea alqui-
mista también fue compartida por Isaac Newton.
A fines del siglo XVIII, Lavoisier elaboró una lista de treinta y tres
elementos. Algunos posteriormente pudieron descomponerse como la
cal (óxido de calcio) y la sílice (óxido de silicio) entre otros. También en
la lista se encontraban la luz y el calor, que luego fueron omitidos. De los
treinta y tres en la lista, veintitrés eran auténticos elementos, de acuerdo
al concepto actual.
En el siglo XIX, el inglés John Dalton, retomó de los filósofos griegos
el concepto de átomo y desarrolló la Teoría Atómica.
Postuló que cada elemento estaba formado por átomos iguales y dife-
rentes de los de otros elementos y propuso una forma de representarlos.
Adjudicó valores de pesos relativos a varios elementos y explicó que
la diferencia entre ellos se debía a sus distintos pesos atómicos. Esto era
una razonable explicación para entender la imposibilidad de transfor-
mar el plomo en oro como pretendían los alquimistas, pues significaría
cambiar el peso de los átomos, algo químicamente impensable en esa
época.
Tales de Mileto (624 a.C 546 a.C) Con-
siderado uno de los “siete sabios” de la
antigüedad. Filósofo, matemático y as-
trónomo.
Empédocles (Agrigento, Sicilia, 484 a.C,
424 a.C) Filósofo, político y poeta griego.
Robert Boyle (Irlanda 25 de enero de 1627,
Londres 30 de diciembre de 1691.
Símbolos utilizados por J. Dalton para repre-
sentar los elementos.
119Elemento químico. • Capítulo 10Química • 3º C.B.
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118. Aplicaciones y problemas
1) Explica la diferencia entre los adjetivos “pura” y “simple” referidos al
sustantivo sustancia.
2) El sustantivo elemento se usa en diferentes ámbitos.
¿Cuáleselsignificadodeesesustantivoenlassiguientesasignaturas?
Matemática Química
Geografía Idioma Español
3) En la figura 1 se observan las anotaciones que realizaron Lucía,
Diego y Martín en sus cuadernos cuando se les pidió que escribie-
ran el símbolo químico del cobalto.
Analiza si son correctas e indica si tienen el mismo significado.
4) a) Completa el cuadro con los símbolos químicos de los elementos.
b) Investiga por qué se les han asignado esos símbolos químicos.
Nombre Símbolo Nombre Símbolo
Plata Fósforo
Oro Cobre
Mercurio Potasio
Plomo Hierro
5) a) Elabora una explicación sobre la procedencia o el significado de
los siguientes términos:
AURINEGRO ARGENTINA CLOROFILA LITOGRAFÍA
b) ¿Por qué al núcleo terrestre se le llama NIFE?
c) Una aleación con variadas aplicaciones es el NICROM; ¿qué sig-
nifica ese nombre?
6) a) Escribe el nombre de los elementos de la figura 2.
b) ¿Cuál puedes afirmar que era conocido desde la antigüedad? Su-
gerencia: relaciona con una época de la historia del hombre.
7) El símbolo químico de un elemento es Tc. Investiga cuál es su nom-
bre, a qué se debe, y en qué año fue obtenido.
Fig. 2. Ejercicio 6
Fig. 1. Ejercicio 3
He......................................................
N.........................................................
Fe........................................................
Pt........................................................
U..........................................................
Actividades
120 Capítulo 10 • Elemento químico. Química • 3º C.B.
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119. 8) Completa, usando los prefijos de la figura 3.
a) El elemento 105 se llama ……………. y su símbolo es Unp
b) El elemento número …. se llama ununquadio y su símbolo
es..........
9) De los siguientes elementos investiga: idioma de donde procede el
nombre, significado del mismo y año de su descubrimiento o de su
síntesis.
Símbolo Nombre Idioma
Significado
del nombre
Año
Gd
Cm
Fm
Sr
Pt
Zr
Th
Xe
10) El astato es el nombre de un elemento que proviene del griego y
significa “sin estabilidad”. Averigua su símbolo químico, en qué año
fue descubierto y el por qué de su nombre.
11) Con se representa un átomo del elemento oxígeno
a) Representa 5 moléculas de la sustancia simple dioxígeno y 4 mo-
léculas de la sustancia simple ozono.
b) ¿Cuántos átomos del elemento oxígeno has representado en to-
tal (entre todas las moléculas)?
c) ¿Es posible utilizar cualquier pequeño dibujo (asterisco, trián-
gulo, etc.) para representar un átomo? Justifica.
12) Construye una maqueta que represente la descomposición del agua
usando el modelo de partículas. Para ello utiliza objetos pequeños
diferentes como semillas, clips, cuentas o lo que tu imaginación te
sugiera.
13) El petróleo es una mezcla de sustancias. En la tabla de la figura 4 se
encuentran los porcentajes en masa de los elementos que normal-
mente contiene.
a) Escribe el nombre de cada elemento.
b) ¿Por qué el porcentaje en masa de cada elemento está dado en
un intervalo de valores?
c) Establece la relación entre ese contenido porcentual y la expre-
sión “el petróleo es la fuente de hidrocarburos”.
ELEMENTO % en MASA
C 84-87
H 11-14
S 0-2
N 0-2
Fig. 4. Ejercicio 13 Porcentaje de los
principales elementos que constituyen el
petróleo.
Dígito Prefijo Dígito Prefijo
0 nil 5 pent
1 un 6 hex
2 bi 7 sept
3 tri 8 oct
4 quad 9 enn
Fig. 3. Ejercicio 8 y 16 Prefijos usados
para indicar cada dígito del número del
elemento. El nombre se termina con ium
o con io en español.
121Elemento químico. • Capítulo 10Química • 3º C.B.
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120. Los elementos de los tiempos
antiguos y medievales
Elemento Fecha de
proposición
Propuesto
por
Agua 600 a.C Tales
Aire 550 a.C Anaxímedes
Fuego 550 a.C Heráclito
Tierra 450 a.C Empédocles
Éter 350 a.C Aristóteles
Mercurio 750 d.C Yabir
Azufre 750 d.C Yabir
Sal 1530 d.C Paracelso
Fig. 5. Ejercicio 14. Tabla extraída del
libro “La búsqueda de los elementos” de
Isaac Asimov.
Fig. 6. Ejercicio 17
Investiga y reflexiona
14) En la tabla de la figura 5 se encuentra una lista de elementos según
fueron considerados en la Antigüedad y en la Edad Media. Analiza
la lista y luego:
• determina cuáles de ellos son actualmente elementos
• investiga qué son el resto
15) Los tubos de estaño de los órganos en las catedrales europeas se
deshacían en polvillo durante los inviernos muy fríos.
A este fenómeno se le conoció como la “enfermedad del estaño”
Investiga la explicación científica de este hecho.
16) a) Con los prefijos de la figura 3 completa la tabla.
b) Los nombres actuales de los elementos honran a personas ilus-
tres. Investiga sobre cada persona, nacionalidad, nombre com-
pleto, época y cuál fue su aporte más importante al avance del
conocimiento.
Elemento
número
Nombre
Símbolo químico
de tres letras
Nombre actual
Símbolo
actual
101 Unnilunio Unu Mendelevio Md
102 Unnilbio Unb Nobelio No
103 Unniltrio Unt Laurencio Lr
104 Unq Rutherfordio Rf
105 Unp Dubnio Db
106 Unh Seaborgio Sg
107 Uns Bohrio Bh
108 Uno Hassio Hs
109 Une Meitnerio Mt
110 Uun Darmstadtio Ds
111 Uuu Roentgenio Rg
112 Uub Copernicio Cp
113 Uut - -
116 Uuh - -
118 Uuo - -
119 Uue - -
120 Ubn - -
17) El origen de los nombres de los elementos de la figura 6 está vincu-
lado con demonios y con el diablo (aunque increíblemente ningu-
no es el azufre).
a) Escribe sus símbolos químicos.
b) Investiga sobre su procedencia y por qué la cultura popular los
ha bautizado en forma tan poco amistosa.
Los diabólicos !!!
Cobalto
Níquel
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121. 18) Se denomina oligoelementos a los elementos químicos que deben
estar presentes en los seres vivos para un adecuado desarrollo, aun-
que se requieran pequeñas cantidades. Tanto su ausencia como su
alto contenido es perjudicial.
El cuerpo humano necesita los oligoelementos que deben ser apor-
tados por los alimentos. De ahí que una dieta equilibrada es la me-
jor manera de preservar la salud (fig. 7).
a) Escribe el nombre de cada elemento.
b) Investiga:
• cómo actúan en el organismo
• cuáles son los otros elementos necesarios, de los que se requie-
re mayor cantidad, y qué alimentos los contienen.
c) Reflexiona sobre la importancia de una dieta equilibrada y qué
se debe tener en cuenta para lograrla.
d) Analiza la frase de Hipócrates (fig.8) y averigua sobre su perso-
na y el juramento hipocrático.
Zn
Carnes, pescado, yema de huevo,
garbanzos, lentejas, semillas calabaza
Cr
Levadura de cerveza, cereales,
espinaca, uvas, nueces, aceites
vegetales, espárragos
Cu
Carnes rojas, salmón, cereales, nueces,
legumbres
Se
Ajo, cebolla, germen de trigo, levadura,
cereales, carnes
Mg
Chocolate, almendras, maní, pan, soya,
carne.
Si
Cereales integrales, levadura, maíz,
calabaza, sandía
Ni
Avena, maíz, banana, cacao, maní,
pera, nueces, perejil,
Co
Ajo, cebolla, sésamo, ginseng,
legumbres, ostras
F
Pescado, mariscos, té, cereales,algas,
cebollas, espinaca
Fig. 7. Ejercicio 18.
“Que tu alimento sea tu medicina
y que tu medicina sea tu alimento”
Hipócrates
Fig. 8. Ejercicio 18.
123Elemento químico. • Capítulo 10Química • 3º C.B.
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122. Adivinanzas y Juegos
FRASES CODIFICADAS
a) Las siguientes frases pueden ser decodificadas si sustituyes los
nombres de los elementos por sus símbolos químicos, y en otros
casos el símbolo por el nombre del elemento.
• El (berilio-berilio) duerme tranquilo en su (cobre-sodio).
• La (bario-calcio) del (cobalto-carbono-helio) soporta mucha
(carbono-argón-galio).
• (fósforo-oro-la) (calcio-silicio) (nitrógeno-uranio-nitrógeno-
calcio) viene a (calcio-azufre-a).
• (Zn-oxígeno) (carbono-Au-azufre)
(calcio-nitrógeno-tántalo-nitrógeno) (hidrógeno-oxígeno-itrio)
en (argón-titanio-galio-azufre).
• (berilio-boro-oxígeno) (vanadio-argón-iodo-oxígeno-azufre)
(vanadio-arsénico-oxígeno- azufre) de (calcio-hierro) durante
el día.
b) Inventa una frase y compártela con tus compañeros.
MEMOELEMENTO
Previamente:
Se debe memorizar una lista de elementos y sus símbolos químicos.
Es conveniente que el docente sugiera cuáles le interesa que los es-
tudiantes recuerden.
Participan 2 o más jugadores (o equipos) que deberán acordar el
puntaje.
Armado del juego
Recorta 36 cuadrados de 4cm de lado en cartón o cartulina.
Escribe símbolos químicos en 18 de ellos (un símbolo en cada cua-
drado) y en los otros 18 los nombres correspondientes.
Reglas del juego
• Coloca los cartones boca abajo sobre una mesa organizándolos de
manera que queden ordenados formando un cuadrado (6 X 6).
• Por turno y a la vista de todos los participantes, cada jugador le-
vanta un par de ellos. Si no corresponde el símbolo químico con
el nombre, se vuelven a invertir apoyándolos en el mismo lugar
de donde fueron retirados.
• Si coincide símbolo y nombre se retiran y se vuelve a levantar un
par de cartones (fig. 9).
• Gana el equipo o el jugador que logre retirar más cartones.
En el dibujo se representa la organiza-
ción de los cartones, y dos opciones:
• la opción verde es correcta y por tanto
se retiran los cartones
• la opción azul es incorrecta y por lo
tanto se invierten los cartones y continúa
otro jugador
Fig. 9. Juego MEMOELEMENTO
K
H
potasioneón
124 Capítulo 10 • Elemento químico. Química • 3º C.B.
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123. BUSCA LOS ERRORES
a) Marca con una cruz los símbolos químicos incorrectos
b) Establece las correspondencias adecuadas entre símbolo y nombre
ADIVINANZAS
a) La respuesta a cada adivinanza es el símbolo o el nombre de un
elemento químico; aquellos que se trabajan frecuentemente en los
cursos de Química.
b) En el grupo se podrán compartir las respuestas y plantear nuevas
adivinanzas creadas por los compañeros.
Nombre Símbolo Nombre Símbolo Nombre Símbolo Nombre Símbolo
Actinio Ac Cromo Cr Manganeso Mn Selenio Se
Aluminio Al Estaño Sn Mercurio Hg Silicio Si
Argón Ar Estroncio Sr Neón Ne Sodio Na
Arsénico As Flúor F Níquel Ni Tántalo Ta
Azufre S Fósforo P Nitrógeno N Teluro Te
Bario Ba Francio Fr Oro Au Titanio Ti
Berilio Be Galio Ga Oxígeno O Torio Th
Boro B Germanio Ge Plata Ag Tungsteno W
Bromo Br Helio He Platino Pt Uranio U
Cadmio Cd Hidrógeno H Plutonio Pu Vanadio V
Calcio Ca Hierro Fe Polonio Po Xenón Xe
Carbono C Itrio Y Potasio K Yodo I
Cesio Cs Kriptón Kr Protactinio Pa Cinc Zn
Cloro Cl Lantano La Radio Ra
Cobalto Co Litio Li Radón Rn
Cobre Cu Magnesio Mg Rubidio Rb
Tabla con nombres y símbolos de algunos elementos químicos
Fo Cu Cr
Ni
N
C
Mr
Az
Ca
P
Si
H CoHgAg
F
Br
K
S
Be
Au
Hi
Pb
Ba
Cl
I
magnesio
flúor
cobalto
oro
bromo
calcio
fósforo
plata
cinc
mercurio
plomo
cobreníquel
hierro
litio
Las letras de mi nombre
se alteraron y en hielo me
transformaron.
Dicen que “soy muy pesado”,
eso es un error, porque muy
denso soy.
Si el gato no me comió
fue porque una letra no se
cambió
Con una letra me convertiré y
un número seré.
De él se dice que es
todo un señor
Dos sonidos no escucho a
la vez, porque oídos tengo,
pero al revés.
Si a mi nombre una L agregas un
pájaro verde seré ,
pero si usas una T en un
........... me convertiré.
125Elemento químico. • Capítulo 10Química • 3º C.B.
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124. Ampliando el horizonte...
El ozono es un recurso natural para mante-
ner la vida en la Tierra.
Las moléculas de ozono están formadas por
tres átomos de oxígeno, mientras que las mo-
léculas de dioxígeno están formadas por dos
átomos de oxígeno.
El aire es una mezcla de varios gases, don-
de el ozono es muy escaso: hay menos de diez
moléculas de ozono por cada millón de molé-
culas totales.
Dependiendo de dónde se localice, el ozo-
no puede proteger o dañar la vida en la Tierra.
El ozono“malo”es el que se encuentra en la tro-
pósfera porque puede dañar los tejidos pulmo-
nares y las plantas. El ozono “bueno” es el que
se encuentra en la estratosfera que juega un rol
beneficioso al absorber la peligrosa radiación
ultravioleta (UV-B) procedente del Sol.
Sin esta capa de ozono, los seres humanos
estarían más expuestos a cierto tipo de enfer-
medades (principalmente daños en la piel y la
vista)
En las últimas décadas la cantidad de ozono
ha disminuido.
En 1974 se planteó la hipótesis que los clo-
rofluorcarbonos (CFC) podrían ser la causa de
este fenómeno.
Lectura extraída y modificada de La evaluación de la
“Cultura Científica”Pruebas PISA 2003
1. Escribe una explicación de la historieta uti-
lizando las palabras átomos y moléculas.
2. Imagina qué podrán decir o pensar los “hom-
brecitos” y agrega a la historieta estas ex-
presiones en burbujas.
o2
o2
o2
o+o2
o+o2
o3
o3
OZONO: ¿el “bueno” y el “malo”?
126 Capítulo 10 • Elemento químico. Química • 3º C.B.
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125. Transformaciones de la materia
Los cambios químicos
Capítulo 11
En nuestra vida cotidiana, presenciamos, casi sin darnos cuenta, nu-
merosos cambios químicos. En la mayoría de los procesos biológicos,
en la elaboración de alimentos, en la corrosión de metales, en la de-
gradación de otros materiales. se evidencian cambios al transformarse
unas sustancias en otras.
En todos estos casos se modifica la composición de la materia.
Los procesos de descomposición (termólisis, electrólisis) ya estudia-
dos, son ejemplos de cambios químicos; las propiedades de la sustancia
inicial y de las sustancias formadas son diferentes (fig. 1).
En los cambios químicos:­
• se llaman reactivos a las sustancias presentes inicialmente en
el sistema
• se denominan productos a las sustancias que se obtienen
luego de la transformación
En el cuadro se detallan los reactivos y productos en los procesos de
descomposición ya estudiados.
¿Cómo se pueden reconocer los cambios químicos?
Analizaremos otros fenómenos químicos con la finalidad de identi-
ficar las modificaciones observables que los acompañan.
Un cambio químico es una
transformación que modifica
la composición de la materia.
CAMBIOS
QUIMICOS
REACTIVOS PRODUCTOS
TERMÓLISIS
DE
SACAROSA
sacarosa
carbón
y otras
sustancias
ELECTRÓLISIS
DEL AGUA
agua
dihidrógeno
y dioxígeno
Fig. 1. Cambio químico: deterioro de un
tanque de agua
127Transformaciones de la materia. Los cambios químicos. • Capítulo 11Química • 3º C.B.
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126. Actividad experimental
Manifestaciones de las transformaciones químicas
Objetivo
Analizar algunas manifestaciones de los cambios químicos.
Materiales...................................................................................................
Sustancias...................................................................................................
Procedimiento...........................................................................................
Ensayo 1
a) Coloca en un tubo de ensayo 1 cm3
de solución acuosa de per-
manganato de potasio.
b) Agrega unas gotas de solución acuosa de ácido sulfúrico y 1 cm3
de solución acuosa de glucosa.
c) Calienta suavemente el tubo de ensayo.
d) Anota las observaciones.
Ensayo 2
a) Coloca en un tubo de ensayo aproximadamente 3 cm3
de solu-
ción acuosa de sulfato de cobre.
b) Introduce un trozo torneado de esponja de acero.
c) Luego de unos minutos, anota las observaciones.
Ensayo 3
a) Coloca en un pequeño recipiente transparente seco un poco de
cloruro de amonio sólido.
b) Añade una cantidad aproximadamente igual de óxido de calcio y
mezcla las sustancias con ayuda de una varilla.
c) Anota las observaciones.
Ensayo 4
a) Coloca en un tubo de ensayo 1 cm3
de solución acuosa de nitrato
de plomo (II).
b) Añade unas gotas de solución acuosa de yoduro de potasio.
c) Anota las observaciones.
Cuadro de datos
ENSAYO CARACTERÍSTICAS DE LOS REACTIVOS CAMBIOS OBSERVADOS
1
2
3
4
Recuerda:
• en estos ensayos cualitativos las can-
tidades utilizadas son aproximadas
• es necesario que la observación se
realice cuidadosamente.
1- Completa la ficha de trabajo,
confeccionando la lista de mate-
riales y sustancias que se necesitan
para estos ensayos.
2- Discute con tus compañeros cuá-
les de los sentidos usarás además de
la vista y cuál no usarás en ningún
caso.
3- Analiza con tu equipo las dife-
rentes manifestaciones de los pro-
cesos químicos que han tenido lu-
gar en los ensayos realizados.
4- Consulta con tu profesor los
cambios químicos que se produje-
ron.
128 Capítulo 11 • Transformaciones de la materia. Los cambios químicos. Química • 3º C.B.
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127. Actividad experimental
Estudio de un cambio químico
Objetivo
Estudiar la transformación química entre dos sólidos y una solu-
ción acuosa.
Materiales
Recipiente de plástico transparente, bolsa de nylon mediana con
cierre hermético, 2 cucharas plásticas medianas, probeta 10 cm3
.
Sustancias
Bicarbonato de sodio (hidrógeno carbonato de sodio), cloruro de
calcio, solución acuosa de rojo fenol (fig. 2).
Procedimiento
1) Observa las características de las sustancias sólidas y anótalas en
el cuadro.
2) Vierte 2 cucharaditas de bicarbonato de sodio en la bolsa de nylon
y luego añade 1 cucharadita de cloruro de calcio.
3) Coloca 10 cm3
de solución de rojo fenol en el recipiente de plástico.
4) Introduce el recipiente destapado en la bolsa en forma vertical
para evitar que el líquido se derrame.
5) Cierra bien e inclina la bolsa de manera que el frasco caiga y su
contenido se mezcle con las sustancias sólidas.
6) Sostén la bolsa en tu mano y observa.
7) Completa el cuadro.
Cuadro de datos
CARACTERÍSTICAS DE LOS REACTIVOS CAMBIOS OBSERVADOS
Las actividades experimentales planteadas confirman que en las
transformaciones químicas se pueden producir modificaciones ma-
croscópicas observables:
• cambio de color
• desprendimiento de gas
• formación de un precipitado (sólido insoluble o muy poco soluble)
• aumento o disminución de temperatura
1- Describe los cambios observados
en cada etapa del experimento.
2- ¿Cómo pueden explicarse dichos
cambios?
Fig. 2.
129Transformaciones de la materia. Los cambios químicos. • Capítulo 11Química • 3º C.B.
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128. Sin embargo, a veces, los cambios químicos no van acompañados de
efectos fácilmente observables y es necesario recurrir a métodos más
complejos para determinar si se produjeron.
Comparando cambios físicos con cambios químicos
En los cambios físicos las sustancias son las mismas antes y después
del mismo; la composición química del sistema no cambia.
En los cambios químicos, como el nombre lo indica, existe una va-
riación en la composición química del sistema. Las sustancias iníciales
son diferentes a las sustancias finales.
Aparentemente, esto da la idea que en los cambios químicos se pro-
ducen transformaciones “más profundas” en la materia que en los cam-
bios físicos. Parece intuitivo pensar que es fácil invertir un cambio físi-
co, volver al estado inicial del sistema, o sea, recuperar la o las sustancias
tal cual estaban inicialmente (en las mismas condiciones).
Analicemos un cambio físico, la vaporización del agua
• al aumentar la temperatura, el agua líquida se transforma en agua
gaseosa
Representación simbólica
H2
O (l) H2
O (g)
Estado inicial Estado final
agua líquida vapor de agua
• al disminuir la temperatura se invierte el cambio
Representación simbólica
H2
O (g) H2
O (l)
Estado inicial Estado final
vapor de agua agua líquida
La composición química del sistema es la misma durante ambos
cambios, la única sustancia presente es agua.
Usando el modelo discontinuo, es posible interpretar este cambio fí-
sico suponiendo que se produce un aumento o disminución del espacio
vacío entre las moléculas de agua (fig. 3).
Analicemos un cambio químico, la electrólisis del agua
Mediante el pasaje de corriente eléctrica se produce la descomposi-
ción del agua líquida y se obtienen dos sustancias diferentes en estado
gaseoso: dihidrógeno y dioxígeno.
Las transformaciones o cam-
bios químicos suelen denomi-
narse reacciones químicas.
Algunos autores prefieren esta
expresión para referirse a las
interpretaciones de estos cam-
bios realizadas con el modelo
de partículas.
Fig. 3. Interpretación de un cambio fí-
sico usando el modelo discontinuo. En
estado gaseoso las particulas estan muy
separadas por lo cual solo se represen-
tan dos de ellas. No “desaparecen” mo-
léculas.
Estado gaseoso
condensación
vaporización
Estado líquido
130 Capítulo 11 • Transformaciones de la materia. Los cambios químicos. Química • 3º C.B.
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129. Representación simbólica
2 H2
O (l)
corriente eléctrica
2 H2
(g) + O2
(g)
Estado inicial Estado final
agua líquida dihidrógeno
y dioxígeno gaseosos
Este proceso no ocurre por sí solo, es necesario aportar energía de ma-
nera continua, de lo contrario el agua no se descompone. Si se interrum-
pe el pasaje de corriente eléctrica se detiene la descomposición del agua.
En el estado inicial la sustancia es diferente a las sustancias en el es-
tado final
Este es un cambio químico llamado descomposición.
¿Es posible invertir este cambio químico?
La respuesta es afirmativa. Si en un recipiente adecuado se colocan
las sustancias gaseosas dihidrógeno y dioxígeno y se produce una des-
carga eléctrica, estas sustancias reaccionan químicamente formándose
agua en estado líquido.
A este cambio químico donde dos (o más) sustancias se transforman
en una única sustancia se le llama síntesis.
Representación simbólica
2 H2
(g) + O2
(g) 2 H2
O (l)
Estado inicial Estado final
dihidrógeno y dioxígeno gaseosos agua líquida
Usando el modelo discontinuo es posible interpretar los cambios
químicos mencionados (descomposición y síntesis). Se supone que se
rompen las uniones entre los átomos en las moléculas iniciales, se pro-
duce luego un reordenamiento de los mismos y por último se estable-
cen nuevas uniones entre ellos, formando moléculas diferentes (fig. 4).
En los cambios químicos las
sustancias cambian pero los
elementos se conservan.
Es decir las sustancias iniciales
y las finales están formadas por
los mismos elementos.
La síntesis de un compuesto
químico es el proceso inverso a
su descomposición. A partir de
sustancias simples se obtiene
una sustancia compuesta.
Cuando tiene lugar una trans-
formación o cambio químico
losátomosdeloselementosque
intervienen se reordenan dando
lugar a la formación de sustan-
cias distintas a las iniciales.
Es decir las sustancias iniciales
y las finales están formadas por
los mismos elementos.
Fig. 4. Dos procesos químicos inversos: descomposición y síntesis del agua.
Recordar
A nivel macroscópico:
en un sistema cerrado la masa
se conserva aunque se produz-
can cambios físicos o químicos
(Ley de Lavoisier).
Interpretación con el modelo
de partículas:
Si la masa se conserva en los cam-
bios físicos o químicos podemos
suponer que se conserva el núme-
ro de átomos de cada elemento.
En algunos casos resulta imposible invertir el proceso, por ejemplo
la carbonización de la sacarosa.
descomposición
síntesis
Molécula de dihidrógeno
Molécula de dioxígeno
Molécula de agua
131Transformaciones de la materia. Los cambios químicos. • Capítulo 11Química • 3º C.B.
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130. Aplicaciones y problemas
1) Se detallan a continuación ejemplos de transformaciones. Indica
cuáles son cambios químicos y justifica.
a) Elaboración de “pop”
b) Sublimación de la naftalina
c) Combustión de una vela
d) Oscurecimiento de una manzana cortada (pardeamiento)
e) Obtención de aspirina
f) Formación de glaciares
g) Horneado de un pan
h) Preparación de una plomada para pesca
i) Estiramiento de un resorte
j) Enranciamiento de aceite
2) Construye una red conceptual que sintetice lo estudiado en este ca-
pítulo usando los términos del cuadro. Si es necesario incluye otros
términos y utiliza los conectores que consideres apropiados.
3) Utilizando conocimientos de Biología analiza:
a) cuáles son los principales cambios químicos que tienen lugar en
cada etapa de la fotosíntesis indicando reactivos y productos.
b) el siguiente mito “no es saludable dormir en una habitación con
plantas”.
Debate
4) Al quemar madera, papel, querosén o supergás entre otros, se pro-
ducen cambios químicos llamados combustiones.
Investiga si es posible invertir estas transformaciones químicas y
recuperar así las sustancias iniciales (fig.2).
Reflexiona y entabla un debate con tus compañeros si esta solución
evitaría el agotamiento de los combustibles fósiles.
Fig. 1. Ejercicio 1
Fig. 2. Ejercicio 4
propiedades precipitado
Cambio
químico
gas color
átomos sustancias masa elementos
Actividades
132 Capítulo 11 • Transformaciones de la materia. Los cambios químicos. Química • 3º C.B.
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131. Investiga y reflexiona
5) La máquina a vapor, real protagonista de la Revolución Industrial,
funciona por la combinación de procesos físicos y químicos. Lue-
go de investigar y relacionar con los conocimientos adquiridos en
Historia responde:
a) ¿Cuándo se inicia la Revolución Industrial?
b) ¿Qué cambios sociales, económicos y culturales se produjeron?
c) ¿Quién inventó la máquina a vapor? ¿Cuándo? Menciona un
cambio físico y un cambio químico que sustentaron la inven-
ción de la misma (fig. 3).
6) Lee el poema Don Carbono de la página 137.
a) Ubica históricamente el Jurásico; averigua durante cuántos años
los dinosaurios poblaron el planeta y las teorías que explican su
extinción.
b) ¿Qué tipo de rocas están vinculadas a los posibles yacimientos
de petróleo?
c) Busca en el texto los procesos mencionados que involucran va-
rios cambios químicos naturales y otros provocados por el hom-
bre. Ordénalos en una secuencia, destacando la conservación
del átomo de carbono.
d) Redacta un breve texto donde imagines un posible destino para
este átomo de carbono o inventa para ese átomo una secuencia
de cambios diferente desde el Jurásico al siglo XXI.
7) Las manzanas y las papas se oscurecen luego de ser peladas debido
al pardeamiento enzimático. Este cambio químico se favorece por
la presencia de enzimas en los tejidos vegetales.
Existe un pardeamiento no enzimático (Reacción de Maillard), que
se logra por calentamiento. Esto produce una descomposicion libe-
rándose sustancias que dan color y sabor a los alimentos.
Esta reacción es la usada para dar aspecto agradable y sabor carac-
terístico a galletas, al pan tostado, al café, a las cebollas fritas, a la
carne asada, al dulce de leche, entre otros ejemplos (fig.4).
Investiga
• ¿Qué son las enzimas? ¿qué función cumplen?
• Ejemplos de pardeamiento enzimático y no enzimático. En
la actividad experimental sugerida Nº 2 puedes estudiar las
diferencias.
8) La fabricación del vino está basada en un proceso natural llamado
fermentación, consistente en la transformación del azúcar de la uva
en alcohol y anhídrido carbónico. ¿Es un cambio físico o químico?
Investiga
• ¿Desde cuándo el hombre conoce y utiliza la fermentación?
• ¿Cuáles son las etapas en la fabricacion del vino, desde la reco-
lección de la uva hasta el consumo de la bebida?
Fig. 3. Ejercicio 5. Máquina a vapor.
Fig. 4. Ejercicio 7. El color, el sabor y el
olor de algunos alimentos se deben a un
cambio químico llamado pardeamiento
no enzimático.
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132. Actividades domiciliarias experimentales sugeridas
Acitividad Nº 1
Coloca en un tubo de ensayo una pequeña cantidad de bicarbonato
de sodio. Añade una cucharadita de vinagre.
a) Describe las modificaciones producidas.
b) Analiza el proceso y clasifica el cambio como físico o químico.
c) Es frecuente en recetas de cocina el uso de bicarbonato de sodio
para preparar una masa de pan o torta En otros casos se reco-
mienda usar polvo de hornear que también contiene esta sus-
tancia. ¿Qué efecto produce este ingrediente en la masa?
d) Algunas personas acostumbran beber como “digestivo” un vaso
con agua y una cucharadita de bicarbonato de sodio. Las sales
efervescentes contienen bicarbonato de sodio y son utilizadas
con el mismo fin. Investiga por qué actúa como “digestivo”.
Acitividad Nº 2
Parte A
Lava cuidadosamente 3 manzanas, 5 duraznos, 3 bananas y 2 peras
para preparar una ensalada de frutas. Corta en pequeños trocitos,
agrega media taza de azúcar. Separa una pequeña parte de la pre-
paración y al resto agrégale el jugo de 2 limones y 3 naranjas. Luego
de una hora observa la diferencia y discute los resultados.
Parte B
Coloca 5 mL de jugo de manzanas en cada uno de los tubos de en-
sayos identificados con las letras A, B, C
Tubo A: Colócalo en baño de agua con hielo durante 10 minutos.
Tubo B: Colócalo en baño de agua tibia durante 10 minutos.
Tubo C: Colócalo en baño de agua caliente durante 10 minutos.
Compara el grado de pardeamiento en los tres tubos, anota las ob-
servaciones y extrae conclusiones.
Parte C
Lava y pela una cebolla. Córtala en juliana (tiras delgadas).
Coloca en un sartén 50 cm3
de aceite y la mitad de las cebollas y
cocínalas a fuego lento. Reserva el resto de las cebollas en un plato
tapadas con film. Retira del fuego, observa y explica las diferencias.
Acitividad Nº 3
En un recipiente con vinagre sumerge un hueso de ala de pollo.
Luego de 48 horas intenta anudar o doblar el hueso. ¿puedes lograr-
lo? ¿Qué sucede luego de cierto tiempo?
Busca una explicación para los cambios químicos que se producen
teniendo en cuenta que el hueso tiene una sustancia llamada car-
bonato de calcio y sabiendo que uno de los componentes del aire es
el anhídrido carbónico.
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133. Actividades experimentales sugeridas.
Conservación de los elementos en los cambios químicos.
Actividad experimental Nº 1
Procedimiento
La primera parte se realizará en tres equipos como mínimo.
Primera parte
1. Introduce en un tubo de ensayo un trocito de cobre.
2. Agrega 1 cm3
de solución acuosa de ácido nítrico.
3. Observa hasta que no aprecies más cambios. Construye un cua-
dro de datos y anota las observaciones.
4. Añade 2 cm3
de agua destilada y agita suavemente.
Segunda parte
1. Recolecta el contenido de los tubos de ensayo de todos los equi-
pos y colócalo en un tubo en forma de U.
2. Introduce un electrodo de acero inoxidable en una rama del
tubo y un electrodo de grafito en la otra rama.
3. Conecta el electrodo de acero inoxidable al borne positivo y el
electrodo de grafito al borne negativo de una fuente continua de
9 V. Observa y registra.
Actividad experimental Nº 2
Procedimiento
Primera parte
1. Coloca en el matraz 2g de yodo sólido.
2. Vierte 25cm3
de disán y agita hasta disolución total.
3. Agrega 25 cm3
de agua destilada y agita.
4. Añade 2g de cinc en polvo.
5. Agita enérgicamente hasta que la coloración violácea del yodo
en disán desaparezca y el agua quede incolora.
6. Anota las observaciones.
Segunda parte
1. Con ayuda de la pipeta extrae la fase acuosa del sistema resul-
tante de la primera parte y colócala en el tubo en U.
2. Introduce en rama del tubo un electrodo de grafito conectado al
borne positivo de la fuente continua de 9 V y uno de cobre en la
otra rama conectado al terminal negativo.
3. Mantiene la fuente encendida durante cinco minutos.
4. Observa y registra los cambios ocurridos.
5. Desconecta el circuito, extrae 1cm3
de la solución cercana al
electrodo de grafito y colócala en un tubo de ensayo.
6. Agrega 1cm3
de disán, agita y observa.
Actividad experimental 1
• Describe los cambios ob-
servados en cada etapa del
experimento.
• Elabora una explicación
para estos cambios.
• Analiza el siguiente es-
quema, relaciónalo con el
experimento y redacta un
breve texto donde expli-
ques esta representación.
Actividad experimental 2
• Describe los cambios ob-
servados y elabora una ex-
plicación para los mismos.
• Analiza el siguiente esque-
ma y redacta un texto que
lo interprete.
Cu
Zn I2
+
+
ácido nítrico
solución color celeste
solución acuosa incolora
electrólisis
electrólisis
• ¿Cuál puede ser el título
de este experimento? ¿Y el
objetivo?
• Piensa un nombre para el
experimento y redacta el
objetivo
• ¿Ha sido posible determinar
que los elementos se conser-
van en los cambios quími-
cos?Argumentalarespuesta.
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134. Ampliando el horizonte...
Lee con atención el texto
• Analiza los efectos positivos y negativos del uso de fertilizantes fabricados por el hombre.
• ¿Cómo altera el hombre el ciclo natural del nitrógeno? Investiga
a) sobre los cambios químicos que se producen en el ciclo del nitrógeno y por qué se afirma que
el elemento se conserva.
b ¿qué es la eutrofización?
c) ¿cómo se debe proceder para recuperar un curso de agua eutroficado?
d) la relación entre la situación mundial de la época y la investigación de cómo lograr “fijar” el
nitrógeno del aire de manera artificial
• Analiza con tus compañeros la estrecha relación entre investigación científica y situación polí-
tica-económica-social de cada época. Busca otros ejemplos y reflexiona sobre ellos.
Intervención del hombre en el ciclo del nitrógeno
En forma natural el elemento nitrógeno (N) presente en el aire como sustancia
simple dinitrógeno (N2
) luego de numerosos cambios químicos se incorpora al
suelo. Este proceso, muy lento, llamado fijación del nitrógeno, es parte de un ci-
clo (ciclo del nitrógeno). Es así que el elemento nitrógeno pasa a componer sus-
tancias que al disolverse en el agua son absorbidas por las raíces.
La incorporación de estos nutrientes permite el crecimiento de las plantas.
A principios del siglo XX Fritz Haber, científico alemán, descubrió cómo acor-
tar este ciclo al lograr la síntesis del amoníaco.
El amoníaco sintetizado permitió obtener fertilizantes sin necesidad de recu-
rrir a los nitratos naturales.
El uso de estos fertilizantes de nitrógeno ha favorecido la producción agrícola
permitiendo alimentar a una población mundial que crece rápidamente.
Esto ha provocado que mayor cantidad de nitrógeno atmosférico se incorpo-
re al suelo. Sin embargo, esta fijación artificial también ha tenido consecuencias
negativas tanto para los seres vivos como para el ambiente.
La lluvia, la erosión, el uso excesivo y otros factores provocan
que los fertilizantes no queden solamente en el lugar donde van
a ser utilizados por los cultivos; pueden ser absorbidos alcanzan-
do aguas subterráneas o arrastrados hacia cursos de agua cercanos.
De esta manera se contaminan las fuentes de agua potable pro-
vocando enfermedades a quienes la consumen, muerte de peces y otras especies, aparición de al-
gas tóxicas y cambios en el ecosistema que pueden llevar a la eutrofización de un arroyo o de un río.
La investigación científica está orientada a solucionar estos problemas cambiando algunas
prácticas agrícolas, controlando el lugar y la cantidad de fertilizante aplicado y profundizando en
el conocimiento de los procesos que tienen lugar en el ciclo del nitrógeno.
Fuente: John Arthur Harrison, Ph.D.“El Ciclo del Nitrógeno: De Microbios y de Hombres,”Visionlearning Vol. EAS-2 (4s), 2003.
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=98&l=s
Fritz Haber (1868-1934) químico alemán, reci-
bió el Premio Nobel en 1918 por lograr“la síntesis
del amoníaco”.
Se pudieron sintetizar explosivos y fertilizantes
sin necesidad de recurrir a las fuentes naturales de
nitratos ubicados al norte de Chile.
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135. Don Carbono: del Jurásico al siglo XXI
Ahora les paso a contar
una historia sin igual
que tuvo algún principio
no sé realmente cuál.
Un átomo de carbono soy,
en el Jurásico ya existía
y unido a otros átomos
un dinosaurio constituía.
Sin ninguna explicación
entre rocas quedé atrapado
con presión muy apretado
y además mucho calor.
Un gran caos comenzó;
todo lo que allí estaba
poco a poco cambió
y luego de muchos siglos
en líquido se transformó.
Formé parte de ese líquido,
viscoso, oscuro, pegajoso,
nada lindo, pero valioso.
Dado su aspecto de óleo
alguien con gran lucidez
al líquido llamó….petróleo.
El tiempo pasó y pasó,
se hizo una excavación,
salimos de allí disparados
a través de la perforación.
Luego fuimos a parar
a barriles bien cerrados
que fueron transportados
a una empresa llamada ANCAP.
Nuevos cambios en ANCAP:
allí el liquido se fraccionó
en todos sus componentes
según sus puntos de
ebullición.
En uno de ellos estaba yo
con otros carbonos unidos
formando cadena de ocho,
junto a varios hidrógenos
que en total eran dieciocho.
Luego de recorrer camino,
por esas cosas del destino
en forma de nafta súper
fui a parar a Paysandú.
A una cuatro por cuatro
pusimos en movimiento
pero al instante, al momento
de nuevo todo cambió.
A dos átomos de oxígeno
finalmente quedé unido
en compuesto no patógeno
y así… fuimos expelidos
Como anhídrido carbónico
en estado gaseoso
desplazarme intenté
y aunque parezca gracioso,
quizás un poco irónico,
por el Uruguay viajé.
Hasta que luego ingresé
a un verde vegetal
donde de nuevo cambié
con ayuda de luz solar.
A formar parte pasé
de cadena muy extensa
que al pastito da sostén
y también le da textura
celulosa me enteré
se llama esa estructura.
Como átomo de carbono
una planta conformé,
hasta que una vaca triste,
sin permiso y sin aviso,
de una nos engulló ...
y luego de varios cambios
en leche nos convirtió.
Formé así un nuevo grupo
de varios átomos unidos
al que llaman Caseína
de la familia…Proteínas
En el tambo se ordeñó,
el líquido fue envasado
y a Conaprole llegó
para ser pasteurizado.
La caja en la que estaba
una señora compró
y pasé a ser dulce crema
que su familia almorzó.
Un átomo de carbono soy
Y aquí estamos … aquí estoy…
esta vez en un pequeño
y humano corazón.
Por último me despido,
la historia debe terminar,
aunque en realidad creo
que no tiene final.
137todo se transformaQuímica • 3º C.B.
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