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La magia de la cienciaQumica, tercer grado

Rosala Anglica Allier CruzSandra Rosala Castillo Allier

MXICO BOGOT BUENOS AIRES CARACAS GUATEMALA LISBOA MADRID NUEVA YORK SAN JUAN SANTIAGO AUCKLAND LONDRES MILN

MONTREAL NUEVA DELHI SAN FRANCISCO SINGAPUR SAN LUIS SIDNEY TORONTO

Publisher de la divisin: Jorge Rodrguez HernndezDirector editorial: Jos Ashuh MonayerCoordinador editorial: Rodrigo BengocheaEditor sponsor: Alejandro Nava AlatorreEditor externo: Jos Antonio Alonso GarcaRevisor tcnico: Leonel Infante CanalizoSupervisor de produccin: Alejandro Rodrigo G. MejaDiseo y formacin: Overprint, S.A.Fotografa: Overprint, S.A.Ilustracin: Daniel Gerardo Apango

La magia de la cienciaQumica, tercer grado

Prohibida la reproduccin total o parcial de esta obra,por cualquier medio, sin la autorizacin escrita del editor.

DERECHOS RESERVADOS 2008, respecto a la primera edicin por:McGRAW-HILL/INTERAMERICANA EDITORES, S.A. DE C.V.A Subsidiary of The McGraw-Hill Companies, Inc.

Punta Santa FeProlongacin Paseo de la Reforma 1015, Torre APiso 17, Colonia Desarrollo Santa FeDelegacin lvaro ObregnC.P. 01376, Mxico, D.F.Miembro de la Cmara Nacional de la Industria Editorial Mexicana, Reg. Nm. 736

ISBN-10: 970-10-6370-8ISBN-13: 978-970-10-6370-5

1234567890 09765432108

Impreso en Mxico Printed in Mexico

IIIEl movimiento. Descripcin de los cambios en la naturalezaPresentacin III

Pr esen tac in

Compaero maestro:

El presente libro tiene como objetivo fundamental auxiliarte en la materia de Ciencia, con nfasis en Qumica, en tu cotidiana labor educativa. Los contenidos program-ticos se han desarrollado de acuerdo con los enfoques y propsitos de la asignatura; cada leccin se presenta con actividades especficas que se ajustan al proceso de ense-anza y de aprendizaje de esta ciencia.

Los maestros estamos conscientes de que para llevar a cabo nuestra labor educativa no existen recetas y que el desempeo de nuestra funcin con los alumnos conlleva, adems del dominio de la materia y la prctica, mucha creatividad e imaginacin que no puede ser sustituida por ningn libro.

Este libro de texto se encuentra estructurado en cinco bloques:

En el Bloque 1 se propone que los alumnos continen con el desarrollo de habi-lidades cientficas como la observacin, la medicin, el anlisis de resultados y la construccin de modelos. Los proyectos que se acotan al finalizar el bloque preten-den introducir al alumno en uno de los mtodos fundamentales de la qumica: el anlisis.

En el Bloque II se parte del modelo cintico molecular, estudiado en el curso de Ciencias II, a fin de progresar en la comprensin de las caractersticas de los mate-riales. Se busca que el alumno pueda diferenciar entre las molculas, los tomos y los istopos. Asimismo, se trata de que el alumno pueda clasificar las sustancias con base en sus propiedades fsicas y qumicas, adems de que se familiarice y maneje con cierta habilidad la tabla peridica y sus caractersticas. Tambin, que tengan una primera aproximacin a la formacin de diferentes compuestos. Los proyectos pretenden vincular este tema con la biologa.

En el Bloque III se pretende introducir al alumno en el conocimiento de las trans-formaciones de los materiales (reacciones qumicas), adems de fortalecer an ms el lenguaje propio de la qumica. Por otro lado, se requiere que los alumnos acre-cienten ciertas habilidades, como las referidas al planteamiento de preguntas, pre-dicciones y explicaciones cercanas al conocimiento cientfico, as como la bsqueda de evidencias, la identificacin de variables, la interpretacin de experimentos y el anlisis de resultados. Los proyectos tratan algunos ejemplos que se relacionan ntimamente con la biologa, en los que las reacciones qumicas estudiadas son fun-damentales.

En el bloque IV se aborda la formacin de nuevos materiales mediante la reaccin qumica de cido-base y xido-reduccin. Se pretende que los alumnos puedan deducir los productos finales en estos cambios qumicos. Tambin se busca que los alumnos desarrollen habilidades como la representacin simblica; apliquen, interpreten y diseen modelos; asimismo, que sean capaces de identificar varia-bles, interpretar experimentos, establecer generalizaciones, tanto en sus propias observaciones como en sus argumentos y conclusiones. En el caso de los proyectos se intenta abordar las formas a travs de las cuales se construyen materiales como los indicados al principio.

En el Bloque V se aspira a que los alumnos lleven a cabo un proyecto de integracin a partir de la seleccin de temas relacionados con la vida cotidiana y los intereses de los adolescentes. Los proyectos se orientan al fortalecimiento de actitudes como la curiosidad, la creatividad, la innovacin, el escepticismo informado, la tolerancia y el respeto a otras formas de ver el mundo.

Al final de la obra se encuentra una seccin que puede utilizarse para que los alum-nos repasen de manera ldica lo que aprendieron. Adems, la bibliografa recomenda-da para apoyar y fortalecer los temas y actividades propuestas en el libro.

Te sugerimos que el desarrollo del trabajo escolar se lleve a cabo utilizando las tc-nicas y procedimientos actuales de la enseanza, con la seguridad de que, de hacerlo as, tus alumnos se divertirn y aprendern.

Las autoras

PresentacinIV

Presentacin V

Al alumno:Este libro de Ciencias con nfasis en Qumica despertar tu curiosidad por compren-der los acontecimientos que se presentan en el mundo que te rodea; adems, te ser de utilidad para estudiar aspectos bsicos de la qumica que te permitirn conocer de manera interesante, amena y divertida muchos acontecimientos de la vida diaria.

Este libro de texto se encuentra estructurado en cinco bloques. Cada uno se inicia con preguntas clave que debers responder de inmediato con los

conocimientos previos que poseas. Al finalizar el bloque tu profesor, si lo considera conveniente, volver a plantear las mismas preguntas, a las que podrs contestar con los conocimientos adquiridos.

Cada uno de los aspectos tratados se encuentran enriquecidos mediante figuras alusivas a los conocimientos a fin de propiciar su mejor comprensin.

Cada aspecto se inicia con una actividad individual o de grupo, permitiendo la reflexin, el anlisis, la sntesis y una conclusin final que favorezca la aplicacin de los conocimientos adquiridos.

En todos los bloques hay actividades experimentales que puedes realizar tanto en el laboratorio como en el saln de clases o en tu casa. Asimismo, se enriquece el contenido con una serie de actividades de investigacin, que te proponemos con el deseo de estimularte el inters en el estudio de la qumica.

Marcamos ejercicios por realizar en el propio texto, a fin de que te apoyen en la mejor comprensin de los contenidos.

Encontrars recuadros denominados Para saber ms que amplan un poco ms los contenidos de aprendizaje.

Al finalizar cada bloque se encuentran actividades acerca del desarrollo de proyec-tos que permiten aplicar y afirmar los conocimientos de los temas tratados.

Durante el desarrollo del texto se presenta un glosario, el trmino por definirse se encuentra remarcado con negritas y la definicin se presenta en un recuadro de color violeta cerca del texto. Adems, al final del libro se explican los trminos cientficos relacionados con la qumica.

Para facilitar el repaso de tu aprendizaje y determinar tus avances es conveniente que construyas un archivo (portafolio) en el que guardes: Actividades de laboratorio. Investigaciones. Modelos. Evaluaciones.

Tu profesor te indicar cules son los trabajos que debers guardar en tu archivo, los cuales podrn ayudarte a resolver otras tareas en los siguientes bloques.

En cada una de las actividades de investigacin y al final del libro te sugerimos una bibliografa que te apoyar durante su desarrollo.

En todos los bloques hay una seccin llamada lectura, que contiene datos biogr-ficos de algunos cientficos que son mencionados en la obra y que amplan un poco ms los contenidos de aprendizaje.Cariosamente, te deseamos xito y satisfaccin plena en el logro del presente cur-

so que ests por iniciar.

Las autoras

PROYECTOS

VI Bloque 1Conoce tu libroVI

Actividad: te ayudar a descu-brir el rigor con el que se lleva a cabo el trabajo en un laboratorio, y fuera de ste, mediante la reali-zacin de pertinentes tareas.

Conoce t u l i b r o

Investigacin: te enfrentars a un problema que debers resolver y del cual extraers tus propias conclusiones.

Re exiona: tendrs la oportu-nidad de refl exionar acerca de situaciones relacionadas con tu realidad; investigars solo o en equipo, dars tus opiniones y llegars a conclusiones.

VIITabla de contenido

Proyectos de integracin y aplicacin: te acercarn a las he-rramientas que utiliza la ciencia para investigar. Ejercitars tu imaginacin y experimentars con el fi n de explicar e innovar.

Conoce tu libro VII

Para saber ms: aqu obten-drs datos curiosos e informa-cin adicional que estimular tu inters por la qumica y las ciencias en general.

Gotitas de ciencia: enriquecers tus conocimientos relacionando la qumica con los desarrollos tecnolgicos ms importantes, las otras ciencias y los grandes cientfi cos.

VIII Bloque 1

B l o q u e 1Las caractersticas de los materiales

1. La qumica, la tecnologa y t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.1 Cul es la visin de la ciencia y la tecnologa en el mundo actual? . . . . . . . . . . 4

1.2 Caractersticas del conocimiento cientfico: el caso de la qumica . . . . . . . . . . . . 11

1.3 T decides: Cmo saber que una muestra de una sustancia est ms contaminada que otra? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2. Propiedades fsicas y caracterizacin de las sustancias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.1 Qu percibimos de los materiales? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.2 Se pueden medir las propiedades de los materiales? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.3 Qu se conserva durante el cambio? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

2.4 La diversidad de las sustancias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

3. Proyectos de integracin y aplicacin. Ahora explora, experimenta y acta . . . . . . . . 70

Proyecto 1. El anlisis en la investigacin cientfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Proyecto 2. Qu hacer para reutilizar el agua? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

B l o q u e 2La diversidad de propiedades de los materiales y su clasificacin qumica1. Mezclas, compuestos y elementos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

1.1 La clasificacin de las sustancias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

1.2 Cmo es la estructura de los materiales? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

1.3 Clasificacin cientfica del conocimento de los materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

1.4 T decides: Qu materiales utilizar para conducir la corriente elctrica? . . . . . . 118

2. Tabla peridica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

2.1 Estructura y organizacin de la informacin fsica y qumica en la tabla peridica 124

2.2 Cmo se unen los tomos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

3. Proyectos de integracin y aplicacin. Ahora t explora, experimenta y acta . . . . . . 149

Proyecto 1. Cules son los elementos qumicos importantes para el buen funcionamiento de nuestro cuerpo?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

Tabla de contenidoVIII

Tab la de con ten ido

Tabla de contenido

Proyecto 2. Propiedades del agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

Proyecto 3. Cmo funcionan las drogas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

B l o q u e 3La transformacin de los materiales: la reaccin qumica1. La reaccin qumica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

1.1 El cambio qumico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

1.2 El lenguaje de la qumica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

1.3 Tras la pista de la estructura de la materia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

1.4 T decides: cmo evitar que los alimentos se descompongan rpidamente? . . 179

2. La medicin de las reacciones qumicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

2.1 Cmo contar lo muy pequeo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

3. Proyectos de integracin y aplicacin. Ahora explora, experimenta y acta . . . . . . 202

3.1 Qu me conviene comer? Balance nutrimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

Proyecto 1. Seis nutrientes importantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

3.2 Qu molculas componen al ser humano? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

B l o q u e 4La formacin de nuevos materiales1. cidos y bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

1.1 cidos y bases importantes en nuestra vida cotidiana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

1.2 Modelo de cidos y bases. Modelo de Arrhenius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

1.3 T decides: cmo controlar los efectos del consumo frecuente de los alimentos cidos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

2. Oxidacin y reduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

2.1 La oxidacin, un tipo de cambio qumico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

2.2 Las reacciones redox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

3. Proyectos de integracin y aplicacin. Ahora t, explora, experimenta y acta . . . . 276

1Tabla de contenido IX

3.1 Puedo dejar de utilizar los derivados del petrleo y sustituirlos por otros compuestos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276

3.2 Cmo evitar la corrosin? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

B l o q u e 5Qumica y tecnologa

Proyecto 1: Cmo se sintetiza un material elstico? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

Proyecto 2: Qu ha aportado Mxico a la qumica? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308

Proyecto 3: Por qu usamos fertilizantes y plaguicidas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

Proyecto 4: De qu estn hechos los cosmticos y algunos productos de aseo personal, como los jabones? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

Proyecto 5: En qu medida el ADN nos hace diferentes? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337

Proyecto 6: Cules son las propiedades de algunos materiales que utilizaban las culturas prehispnicas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344

Proyecto 7: Cul es el papel de la qumica en diferentes expresiones artsticas? . . . 350

Proyecto 8: Qu combustible usar? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356

Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369Bibliografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372

Tabla de contenidoX

Tab la de con ten ido

1. No realices experimentos sin autorizacin del profesor y NUNCA trabajes solo en el laborato-rio.

2. Utiliza la tabla sobre los smbolos de seguridad para que los conozcas. Lee todos los enunciados de PRECAUCIN.

3. Usa gafas de seguridad y una bata de laborato-rio cuando ests en dicho lugar. Si tienes cabello largo, debes recogerlo.

4. No utilices lentes de contacto en el laboratorio. Las lentes pueden absorber vapores y son difci-les de retirar en caso de una emergencia.

5. En el laboratorio no est permitido comer, be-ber ni masticar chicle pues te puedes intoxicar.

6. Observa dnde se encuentra el extintor de in-cendios, la ducha de seguridad, las mantas an-tifuego y el botiqun de primeros auxilios ms prximos a tu lugar de trabajo y aprende a uti-lizarlos.

7. Informa al maestro sobre cualquier accidente, lesin, procedimiento incorrecto o equipo dete-riorado que observes.

8. Si alguna sustancia qumica entra en contacto con los ojos o la piel, lava inmediatamente el rea con abundante agua. Informa al maestro acerca del derrame del producto qumico.

9. Asegrate que los materiales y tu rea de traba-jo estn limpios, tanto al inicio como al trmino de tu estudio.

10. Maneja todos los productos qumicos con mu-cho cuidado. Revisa las etiquetas de todos los envases antes de retirar el contenido.

11. No insertes goteros en los envases de reactivos. Vierte una pequea cantidad del qumico en un vaso de precipitados.

12. NUNCA pruebes ningn qumico en la boca. NUNCA extraigas sustancias qumicas de una pipeta con la boca. Utiliza una pipeta de bulbo.

13. Conserva los materiales combustibles lejos del fuego.

14. Manipula gases combustibles y txicos slo bajo la direccin del profesor. Utiliza la campana de humos cuando los uses.

15. Cuando calientes una sustancia en un tubo de ensayo, ten cuidado de no acercar o dirigir la boca del tubo a otra persona o a ti mismo. Nun-ca mires hacia abajo sobre la boca de un tubo de ensayo.

16. No calientes probetas, buretas ni pipetas con un mechero o quemador de laboratorio. Pueden estallar y lastimarte.

17. Pregunta al maestro sobre qu hacer con los pe-dazos de vidrios rotos, las sustancias qumicas no usadas y los productos de las reacciones.

18. Despus de terminar un experimento, limpia y guarda el equipo. Asegrate de cerrar las llaves del agua y el gas. Lvate las manos con agua y jabn antes de salir del laboratorio.

LOS ACCIDENTES PRODUCIDOS EN UN LABORATO-RIO ESCOLAR, POR LO GENERAL SE DEBEN AL DES-CUIDO EN EL MANEJO DE APARATOS, SUSTANCIAS Y MATERIALES, AS COMO AL NO ATENDER LAS NORMAS DE SEGURIDAD. CUDATE!

Normas de seguridad en el laboratorio para la prevencin de accidentes

Normas de seguridad en el laboratorio para la prevencin de accidentes

Bloque 1

Los propsitos de este bloque son que los alumnos:

1. Contrasten sus ideas sobre esta disciplina con las aportaciones de la ciencia al desarrollo de la sociedad.

2. Identifiquen algunos aspectos de la tecnologa y su relacin con la satisfaccin de diversas necesidades.

Las caractersticas de los materiales

Preguntas clave

Cmoserelacionalacienciaylatecnologaconelserhumanoyelambiente?

Culessonlascaractersticasdelpensamientocientfico?Laqumicatienelasmismascaractersticas?

Cmoidentificarelgradodecontaminacindeunasustancia?

Qupropiedadesfsicascaracterizanalassustancias?

Sepuedemedircualquierpropiedaddeunasustancia?

PorqulasaportacionesdeLavoisierfuerondeterminantesenelprincipiodelaconservacindelamateria?

Cuntasclasesdesustanciasconoces?Cmoseidentificanlasmezclas?

3. Identifiquen las caractersticas fundamentales del conocimiento cientfico que lo distinguen de otras formas de construir conocimientos.

4. Apliquen e integren habilidades, actitudes y valores durante el desarrollo de proyectos, enfatizando la discusin, bsqueda de evidencias, interpretacin de ex-perimentos y uso de la informacin analizada durante el bloque, para acercarse a las particularidades del conocimiento qumico.

Lavoisierensulaboratorioduranteunexperimentoderespira-cin.Aladerecha,madameLavoisiertomanotas.

4 Bloque 1

1. La qumica, la tecnologa y t

1.1 Culeslavisindelacienciaylatecnologaenelmundoactual?

Relacindelaqumicaylatecnologaconelserhumanoyelambiente

Aprendizajesesperados

Identificars las contribuciones del conocimiento qumico en relacin con la satis-faccin de necesidades bsicas y el ambiente.

Valorars la influencia de los medios de comunicacin y la tradicin oral en las actitudes hacia la qumica y la tecnologa, en especial las que provocan el rechazo a la qumica.

Al observar el medio que te rodea, te das cuenta de que existen infi nidad de seres vivos, diferentes clases de materia y mltiples objetos.

Al analizar lo anterior, puedes plantearte algunas preguntas, como qu es la qu-mica?, qu funcin desempea la qumica y la tecnologa en la preservacin de los seres vivos?, de qu estn compuestos los alimentos?, qu sustancias contienen los productos de limpieza?, qu contienen los medicamentos?, usas todos los das obje-tos de vidrio, madera, plstico o metal?, qu pasa al quemar gas, petrleo o carbn?, cmo puede ayudar la qumica y la tecnologa para prevenir el deterioro del ambien-te y la contaminacin de las aguas?

En la actualidad se han perfeccionado y elaborado una gran diversidad de pro-ductos qumicos de uso cotidiano como jabones, detergentes, aceites, perfumes, me-dicamentos, fertilizantes, telas sintticas, plsticos, alcoholes y derivados del petrleo, para utilizarlos en diversos mbitos de la vida cotidiana, por ejemplo, en el aseo, la elaboracin de prendas de vestir, la alimentacin, los combustibles, las medicinas, la industria, los deportes y otros. Estos productos han mejorado nuestra forma de vida, permitiendo que vivamos mejor y ms confortablemente.

Por ejemplo, la cocina y el bao de nuestro hogar son lugares donde te-nemos productos qumicos, los cuales utilizamos normalmente para llevar a cabo nuestro aseo, para la limpieza de la casa, para decorar y embellecer el hogar, para cocinar (fi guras 1.1, 1.2, 1.3 y 1.4). Al paso del tiempo el hombre se ha esforzado para obtener mejores materiales, herramientas, mquinas, dispositivos y procesos que le ayudaron a aprovechar y utilizar de muchas maneras los recursos naturales. Por ejemplo, cuando invent el arado pudo obtener cose-

chas ms abundantes de maz y trigo.Tanto la qumica como la tecnologa son indispensa-

bles para la industrializacin de un pas. Podrs darte cuenta de ello al realizar la siguiente in-

vestigacin:

Figura 1.1 Alcocinarprovocamoscambiosqumicosenlosalimentos.


Figura 1.2 Elbaoeselmbitodenuestroaseopersonalypararealizarloutilizamosdistintosproductoscomercialesysustanciasnaturales;entreellas,unadelasmsimportanteseselagua(procurausarlamenorcantidadposible).

Figura 1.4 Laindustriadeloscosmticosempleamuchosproductosderivadosdelpetrleoyotrosdeorigenvegetal,animalymineral.

1. Dirigidospor suprofesor, formenequipos y ela-borenunalistadeproductosqueconozcan.Colo-quenlalistadelosproductosenelpizarrn,juntoconladelosotrosequipos,comntenlaycomp-renlaconladelosdemsequipos.

2. Detodaslaslistasquehayancolocado,haganlaclasificacindeestosproductosen:

a) Productosdehigienepersonal.b) Productosqueseutilicenenelhogar.c) Productosparaelarreglodeljardn.d) Productosdelimpieza.e) Productosqueseencuentrenenalimentosen-

latados.

3. Investiga con tus abuelitos, tos o personasma-yores, si ellos usaban losmismos productos queenlistaronocmoeranenesetiempo?

a) Quutilizabanentonces?b) Qumaquinariasodispositivosseutilizaban?c) Cmosehacanesosproductosenesetiempo?d) Cmosehacenenestapoca?e) Suponesquelasnecesidadesdelossereshu-

manosdehace100aosson lasmismasquelasdelhombreactual?Enquseparecenyenqusediferencian?

4. Investigaen tu casa, en la tiendaoenel super-mercado,elnombredecincoproductoscomercia-lesdeaerosoles,cincoplaguicidasycincousadosenlalimpieza.Antalos,analizaqucompuestosqumicoscontieneneindicalasprecaucionesquedebentenerseparasumanejo.

5.Conlaorientacindetumaestro,guardaentuar-chivoestaactividad,lacualtepodrayudarare-solverotrastareasenlossiguientesbloques.

Investigacin

Aerosoles: Nombre y composicin Precauciones

a)

b)

c)

Figura 1.3 Losmedicamentossonproductosqumicos.Algunosseobtienendefuentesnaturales,perolamayorpartesehasintetizadoenloslaboratorios.

Bloque 1

Muchos aspectos de nuestra vida estn relacionados con la qumica, y sta adquiere cada vez mayor importancia en aspectos como la salud, la alimentacin, la cultura, el ocio, el hogar, entre otros. Los productos qu-micos son fundamentales en la industria. La seguridad, el transporte y el medio ambiente estn ntimamente relacionados con esta ciencia, debido a aplicaciones importantes, en el transporte, la comunicacin y la construc-cin; ya que en esta ltima se utiliza un gran nmero de productos qu-micos como: pintura, barniz, esmalte, impermeabilizante, tuberas (como el PVC) y materiales para los diferentes acabados de las casas como son los pisos, ventanas, los sanitarios, etc. La temperatura dentro del hogar se mantiene gracias a diferentes materiales aislantes y las complicaciones generadas por la corrosin del hormign armado (formado con cemento Prtland, agua, arena y grava sobre una armadura de hierro, utilizadas para hacer vigas, arcos, etc. para edificios, puentes, caminos, tanques, en-tre otros), llamadas tambin armaduras, han generado la introduccin de materiales aeroespaciales en la construccin.

d)

e)

Plaguicidas: Nombre y composicin Precauciones

a)

b)

c)

d)

e)

Limpieza: Nombre y composicin Precauciones

a)

b)

c)

d)

e)

6. Conlosdatosobtenidosyconlaayudadelprofe-sor,discutanconlosotrosequiposcmolaqumicaestpresenteennuestravidacotidianayobtenganconclusionesfinalesqueanotarsentucuaderno.

Paraconocermssobrelainfluenciadelaqumicaenlavidadiariapuedesaccedera la informacinen lasiguientepginaelectrnica:http://aportes.educ.ar/quimica/nucleo-de-herramientas/propuestas-de-ensenanza/_la_quimica_en_la_vida_cotidia.php

Parafacilitarelrepasodetuaprendizajeydeterminartusavancesesconvenientequeconstruyas un archivo (por-tafolio)enelqueguardes:

actividadesdelaboratorioinvestigacionesmodelosevaluaciones

Tuprofesor te indicarcu-les son los trabajosquede-bersguardarentuarchivo,loscualespodrnayudartearesolver otras tareas en lossiguientesbloques.

Portafolio

(Contina)


Se sugiere:elusodelvideoLaqumicayelambiente,vol.XIII,delacoleccinElmundodelaqumica.

Glosario

Ciencia: La ciencia es unconjunto de conocimientosqueestudialascausasdelosfenmenosylosefectosqueproducen en nuestra vida.Los cientficos realizan ob-servaciones y mediciones;tododebeserverificadoporotroscientficos.

Como te has dado cuenta, la qumica est presente en todas partes, den-tro y fuera de nuestro cuerpo, en la casa, en la escuela, en la naturaleza y en la industria.

Qumica: es la ciencia que estudia la composicin y las propiedades de la materia y sus transformaciones con intervencin de la energa.

Materia: es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y presenta varias caractersticas, entre ellas masa, peso y volumen.

Energa: se define en funcin de lo que realiza, por lo que podemos decir que tienen energa todos los elementos capaces de producir trabajo, de convertirse en energa trmica o de generar un cambio en la materia.

Tecnologa: utiliza los conocimientos cientficos y los aplica tanto en la fabricacin de aparatos como en la proyeccin de sistemas que mejoran algn proceso industrial o de investigacin para ampliar las capacida-des del ser humano y resolver problemas.

Debemos comprender que la supervivencia de los seres humanos de-pende de que todos tengamos un cambio total de conducta, tanto en el aspecto social como en el personal, cambio que nos lleve a proteger y pre-servar el medio ambiente. Si lo logramos, habremos realizado el mayor progreso cultural de nuestra poca.

La proteccin y preservacin del medio ambiente, que nos corresponde a todos, tienen su mejor punto de partida en la comprensin de la ciencia y el empleo responsable de la tecnologa, pues ambas nos ayudarn a co-nocer la forma de conservar el equilibrio ecolgico de la naturaleza.

Esto podemos intentarlo tomando las siguientes medidas:

a) usar adecuadamente el agua de mares, ros o lagos y el agua potable (hogar);

b) cuidar los recursos naturales que existen en la Tierra, como la madera, los minerales, el petrleo, la flora y la fauna;

c) evitar la contaminacin del agua y del aire mediante el reciclaje y clasi-ficacin de los desechos y la basura;

d) buscar otras fuentes energticas diferentes del petrleo, entre ellas la hidrulica, la solar y la elica (producida por el viento).

Comprender cientficamente estos problemas nos permitir encontrar ms fcil y rpidamente su solucin.

En el medio ambiente se realizan los cambios o transformaciones qu-micas ms asombrosas, ya que la naturaleza es el laboratorio qumico ms perfecto que existe (figura 1.5). Dormidos o despiertos, durante las veinti-cuatro horas del da estamos relacionados de alguna manera con los prin-cipios de la qumica.

Las funciones esenciales que realizan los seres vivos, como la respira-cin, circulacin, fotosntesis en algunas plantas, son procesos qumicos normales que no tomamos en cuenta como tales. Sin embargo, la qumica no slo est presente en los cambios que ocurren en los seres vivos, sino que tambin se encuentra en nuestro entorno. Para fabricar el vaso en que tomas agua se requiri de un proceso qumico, as como para la ropa con

Figura 1.5 Elmundoquenosrodeaesasombroso.Siponemosatencin,veremosloshechosofenmenosmssignificativos,comolatransformacindeunaorugaenunabellamariposa.

La importancia de la qu-mica para el ser humano yel ambiente radica en queformapartedenuestravidacotidiana, porque nos ayu-daavivirmejor,yaqueunagran variedaddeproductosqumicos facilitan muchasdenuestrastareas,comolosjabones, detergentes, disol-ventes, fertilizantes, conser-vadores,etctera.

Para saber ms

Alfinalizar el curso, la infor-macinrecopiladaentuarchi-vo teayudaramontarunaexposicinyaqueafiancesloaprendido.Almismotiempo,lepermitiratuprofesorva-lorarelesfuerzoquerealizas-tealolargodelcurso.

(Conclusin)

Portafolio

Bloque 1

1. Investigasielaguacercanaatuhogar(puedeserderos,lagos,presasolagunas)estcontaminada.

2. Paraelcasodequeestuvieracontaminada,anotaqusustanciasymaterialescontienen.

3. Comentaconloscompaerosdelgrupolaformaderealizarunacampaadirigidaa lacomunidadparapurificarelaguaynocontaminarlams.

4. Intercambienideasyanotenlasmejoresparade-terminarculllevarnacaboydequmanera.

5. Invitaatuspadres,familiaresyamigosparamos-trarsutrabajoeinformarlosatravsdelacampa-adesu investigacinycmopuedencolaborarpararevertirlosdaosprovocadosporlacontami-nacindelagua.

6. Guardatuinvestigacinenelportafolio.

Investigacin

Figura 1.6 Latecnologahacreadomaterialesespecialesparadeterminadosusos,comoelPVC.

que te vistes, el reloj de pulsera que usas, la preparacin de los alimentos que ingieres, los medicamentos que te recetan cuando ests enfermo, el papel y la tinta con que se ha elaborado el libro que ests leyendo, la casa en que habitas y todo aquello que est a tu alcance.

Como puedes darte cuenta, todo tiene que ver con la qumica y existe una sustan-cia vital para nosotros que debemos cuidar, sta es el agua.

Influencia de los medios de comunicacin y las actitudes hacia la qumica y la tecnologa

Has escuchado a tus amigos o familiares expresarse acerca de la qumica y la tecno-loga? Has ledo en peridicos o revistas algn artculo sobre la qumica o la tecnolo-ga? Qu se dice de ellas en la radio o la televisin? Para qu sirve la prctica de la qumica y la tecnologa?

Desde los tiempos ms remotos, los seres humanos nos hemos preocupado por conocer todo lo que nos rodea, descubrir nuevos fenmenos y tratar de darles expli-caciones lgicas. En este afn de adquirir conocimientos y experiencias, hemos apren-dido a sacar provecho de todo lo que la naturaleza nos brinda, facilitndonos muchas tareas y hacindonos la vida ms cmoda. Esta gran aventura que ha sido el avance del conocimiento ha propiciado innumerables satisfacciones, pero no ha estado exen-ta de problemas, ya que algunas veces hemos abusado de los recursos que tenemos, o

empleado la ciencia y la tecnologa con fines que no benefician a la mayora.El conocimiento de la qumica y la tecnologa nos ha beneficiado en mu-

chos aspectos; por ejemplo, nos ha permitido aumentar el conocimiento y la comprensin de lo que sucede en cualquier mbito. En la actualidad, la qumica y el desarrollo tecnolgico han aportado grandes cambios a nuestra forma de vida: el hombre sintetiza infinidad de materiales y transforma los productos naturales

para obtener una sustancia diferente a ellos, por ejemplo, los plsticos y las fibras, como el rayn, polister, nailon; los me-

dicamentos; los disolventes, como acetona y thiner. El desarro-llo tecnolgico nos ha permitido elaborar objetos de alta tecnologa,

como automviles, aviones, trenes, lectores de discos compactos, videotelfonos, telfonos mviles con cmara fotogrfica, computadoras e Internet.

Los materiales sintticos a veces ofrecen ms ventajas que los naturales. Por ejemplo, el cloruro de polivinilo (PVC), que es un plstico, sustituye a las antiguas

tuberas de hierro y cobre por ser ms durable y ligero (figura 1.6).


La industria del vestido utiliza productos naturales como el algodn, lino, lana o ma-teriales sintticos derivados del petrleo, como polister, rayn o el nailon. Tambin usa una combinacin de ambas; por ejemplo, algunas prendas de vestir estn hechas con combinaciones de algodn y rayn o algodn y polister para mejorar alguna propiedad de la prenda.

En el campo de la medicina, la creacin de plsticos biolgicos permite fabricar huesos artificiales, reconstruir cartlagos y vlvulas del corazn. Estos plsticos biol-gicos impiden el rechazo a los implantes, lo cual ha sido un triunfo cientfico de gran utilidad.

El petrleo (figura 1.7) es un producto natural de origen vegetal y animal, ya que su origen se debe a la desintegracin de plantas y animales antiqusimos. Por medio de la petroqumica, que es la industria que convierte los componentes del petrleo en sustancias tiles al hombre, como plsticos, disolventes, combustibles, detergentes, productos farmacuticos, desinfectantes, fibras sintticas y pinturas, ha sido posible proporcionar a la humanidad un mejor nivel de vida.

Figura 1.7 Lapetroqumicaesfundamentalparalaeconomadetodoslospasesqueposeenpetrleo,debidoalagrancantidaddeproductosqueseobtienendel.

Figura 1.8 Laenergadeunrayolseresmuygrande,porloqueescapazdeperforarunaplanchametlicadevariosmilmetrosdeespesor.

Se sugiere leer el libro:Chamizo,J.A.(2002).Cmo acercarse a la qumica?.ADNEditores/SEP.ColeccinLibrosdelRincn.Mxico

A pesar de las enormes ventajas que nos dan los procesos qumicos; los riesgos que se extienden sobre nuestro planeta son ms peligrosos que nunca. La contaminacin cada da daa ms la calidad del aire, del suelo y del agua. Algunos recursos naturales, como el petrleo, se estn extinguiendo; el hambre y las enfermedades dominan vas-tas extensiones de la Tierra. Sin embargo, debemos estar conscientes de que no son ni la qumica ni la tecnologa las responsables de estos acontecimientos adversos, sino la forma en que el ser humano las aplica (figura 1.8).

Sin lugar a dudas vivimos una poca maravillosa, pues hoy podemos reunir y analizar la informacin de siglos y emplearla con los mejores propsitos. Tenemos la opor-tunidad de seguir avanzando y remediar lo que no hemos hecho bien; pero todo eso slo podemos lograrlo con el estudio de la ciencia y el empleo adecuado de la tecno-loga, enfocando nuestro inters a las aportaciones de la qumica y la tecnologa para el desarrollo de la sociedad.

10 Bloque 1

Existeunaempresaindustrialquetirasusdesechosenunroquepasaenunreacercanaaunmunicipio.Lapoblacinquehabitaenesazonavivedelaagriculturaylapesca;ademsexistenproblemassocialesimpor-tantes,comoeldesempleoylaemigracin.

Para qu lo hacemos?Para analizar y debatir acerca de la contaminacinquegeneraunaempresaindustrial.

Qu se necesita?Librosdeecologa,biologa,qumica,revistasespecia-lizadas,peridicoseinternetsisetiene.

Bibliografa:

RomoMurillo,David.(2005).Industria y medio am-biente en Mxico: hacia un nuevo paradigma para el control de la contaminacin. ITAM/Porra.Mxico.

Ortiz,Fernando;CortinasdeNava,Cristinayotros.(1987).Manejo de los desechos industriales peli-grosos en Mxico.FundacinUniversoVeintiuno.Mxico.

Tambinpuedesconsultarlassiguientespginaselec-trnicas:

http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/13Residu/100Resid.htm#ElKhianSea

http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/13Residu/120ResInd.htm

http://dge1.insp.mx/salud/38/384-8.htmlhttp://www.induambiental.cl/1615/propertyvalue-

37264.htmlhttp://www.elergonomista.com/saludpublica/

rindustriales.htmhttp://oncetv-ipn.net/noticias/index.php?modulo=

despliegue&dt_fecha=2006-09-20&numnota=45

Cmo hacerlo?

1. Seleccionen9alumnosdelgrupoydivdanseentresequipos:defensores(abogadosdelaempre-sa, presidentemunicipal e investigadores), fisca-les (ecologista, representante de los campesinosyrepresentantedelospescadores)yjurado(tresintegrantes):

2. Duranteunasemana,losfiscalesydefensoresde-benllevaracabolasactividadessiguientes:

Defensoresa) Investiguenen libros, revistas, peridicos, in-

ternet,acercade losaspectospositivosyne-gativosdetenerunaempresa industrialen lazona.

b) Redactenunescritosobre lamencionadage-neracinde contaminacin. Si es posible de-muestrenquelaempresanodaasuentornoytampocohaprovocadoenfermedadesa lospobladoresdelaregin.Ademsdenacono-cerquelarenovacindelaempresatendraunaltocostoyparapoderafrontarlotendranquedespediramuchostrabajadores

Fiscales.a) Investiguenen libros, revistas, peridicos, in-

ternet,acercadelosaspectosnegativossobretenerunaempresaindustrialquetirasubasu-raenunreacercanaalapoblacin,ydelasaguasdelro.Loquehaprovocadodiferentestiposdeenfermedadesenlapoblacin.

b) Hagan por escrito una acusacin formal encontradelasprcticasdeestaindustriaaldes-hacersedesubasuraylosproblemasqueestprovocando,ascomoposiblesconsecuenciassi sigue hacindolo (contaminacin del agua,delaireydelsuelo,ylasenfermedadesocasio-nadasporellas).

3. Lessugerimostomarencuentalossiguientesas-pectos:daoalastierras,aguasyambiente;peli-groshacialospobladoresyaotrasformasdevidaanimalyvegetal.

4. Desarrollodeljuicio:

a) Cuando defensores y fiscales hayan reunidotodalainformacin,serenenlosequiposparaleerlosescritosenvozalta.Seiniciaundebategeneralsobrelosproyloscontraacercadelaformadedeshacersedelosdesechosporpartedelaempresa,duranteuntiempoaproximadode20minutos.

b) Losdefensoresdebenintentarrefutarlosargu-mentosdelosfiscalesalosproblemasquegene-raeltiraderodebasuraalairelibreyenelro.

Tratando de lograr un acuerdo

Actividad de anlisis y debate

11Las caractersticas de los materiales

c) Losfiscalesintentanrefutarlosargumentosdelosdefensores,tendientesaminimizarlosfac-toresquepropicianeldaoalalossereshuma-nosyalmedioambiente.

Para concluirAl finalizar el debate, los integrantes del jurado sereunirndurante10minutospara:

1. Analizarelcontenidodelaspruebaspresentadaspordefensoresyfiscalesyevaluarlavalidezeim-portanciadelasmismas.

2. Elaborarporescritoundictamenqueconsiderelaspruebaspresentadaspordefensoresy juradosy,adems,delanlisishechoporeljurado.Aporta-rnsolucionesfactiblesalaproblemticapresen-tadaporambaspartes.

3. El juicio termina cuando el jurado emite un dic-tamenytodoelgrupoconelapoyodelprofesorllevaacaboundebatesobrelassolucionesplan-teadas,quetendruntiempode15minutos.

4. Respondelassiguientespreguntas:

a) Qusucederaconelmedioambientesisedejaracontinuarcontaminando?

b) Existealgunaposibilidaddemanejarlosdesechosdelaempresaatravsdetecnologaquerespeteelecosistema,lograndounbeneficioparalacomuni-dad?Justificaturespuesta.

c) Elaborenpropuestasparalograrlaconvivenciadetodaslaspartessinafectarlafuentedetrabajoysincontaminarelambiente.

d) Organicenunamesa redondaparapresentar laspropuestaselaboradasporcadaequipo.

e) Debatanengrupolaspropuestaspresentadas.

f) Comentenyanalicenlosresultadosdeestaactivi-dad,yconayudadelprofesorobtenganconclusio-nesfinalesqueanotarnensucuaderno.

g) Conlaorientacindelmaestroincluyeestaactivi-dadenelportafolio.

1.2 Caractersticasdelconocimientocientfico:elcasodelaqumica

Experimentacineinterpretacin

Aprendizajesesperados

Identificars la clasificacin, la medicin, la experimentacin, la interpretacin, la comunicacin, la abstraccin y la generalizacin como habilidades comunes a la ciencia.

Evaluars la importancia y los mecanismos de la comunicacin de ideas y produc-ciones de la ciencia.

Identificars los modelos como una parte fundamental del conocimiento cientfico. Interpretars y analizars la informacin que contiene distintas formas de repre-

sentacin de fenmenos y procesos. Comparars la visin de la qumica acerca de la naturaleza con otras formas de

conocimiento.

Qu caractersticas tiene el conocimiento cientfico? Siempre es necesario uti-lizar probetas, vasos de precipitado o matraces? Utilizas el conocimiento cientfico solamente en los centros de investigacin? Sabes cmo podras conocer algo que ignoras? Haz la siguiente actividad y te dars cuenta de qu forma los seres humanos han logrado avanzar en el conocimiento de la ciencia.

12 Bloque 1

3. Colocaunpocodeharinaenunplato.Conelgo-tero,agregaunaodosgotasdeagua,observayanotaloquesucedeconelaguaalhacercontactoconlaharina.

4. Conotrogoteroagregavinagreenotrareadelaharina,observayregistraloquesucede.

5. Repite losdospasosanterioresutilizandoazcarenpolvoyenseguida carbonatocidodesodio(NaHCO3)enlugardelaharina,yanotatusob-servaciones.

6. Cuandohayasterminadotusobservaciones,pre-gunta al profesor acerca de la muestra final, ladesconocida.

7. Examinalamuestradesconocidayplanteaunahi-ptesissobrequesyantalaentucuaderno.

8. Observalareaccindelamuestradesconocidaconaguayconvinagre.Anotatusobservacionesytuconclusindequsustanciaesdichamuestra.

Limpieza y manejo de residuos

1. Atiendelasindicacionesdelprofesorsobrequha-cerconlosresiduosqumicosydelasdisoluciones.

2. Limpiaprimerotodoslosmaterialesconagua,enseguida lvalos con mucho cuidado y devuelvetodoelequipodelaboratorioadondeteindiqueelprofesor.

Para concluir

1. Comparaycontrastalasreaccionesdecadaslidoconaguayconvinagre.

2. Explicacmoutilizasteloconocidoparaencon-trarlodesconocido.

3. Debatanengrupolaspropuestaspresentadas.

4. Comentenyanalicenlosresultadosdeestaactivi-dad,yconayudadelprofesorobtenganconclusio-nesfinalesqueanotarnensucuaderno.

Para qu lo hacemos?Paraidentificarunasustanciadesconocida.

Nota:Nuncapruebesnihuelasningnpolvoosus-tanciadeunainvestigacincientfica;podrasertxi-coovenenoso.

Qu se necesita?5gdeazcarenpolvo,5gdeharinadetrigo,5mLdevinagreblanco,5gdebicarbonatodesodio(car-bonatocidodesodio,NaHCO3),5gdeunamuestradesconocida,4platoschicos,aguaydosgoteros.

Nota:Elmaestroteproporcionarlamuestradesco-nocida.

Normas de seguridadUsa gafas de seguridad y una bata de laboratoriocuandorealiceslosexperimentos.

Cmo hacerlo?

1. Conlaayudadelprofesorformenequiposdedosotrescompaerosparaverificarlasreaccionesdelazcar,harinaycarbonatodesodioconelaguayelvinagre.

2. Entucuaderno,elaboraunatabladedatossimilaralasiguiente:

Utiliza lo que sabes y encontrars lo que ignoras

Actividad de laboratorio

Datos y observaciones

Reaccin con agua Reaccin con vinagre

Harina

Azcar en polvo

Carbonato cido de sodio


Glosario

Observar: Fijar la atencinen los fenmenosqueocu-rrenenlanaturalezaoenlosexperimentosqueserealizan(siempre conviene registrarlosdatos).

Hiptesis: Prediccinquesedebecomprobarparaexpli-car las observaciones reali-zadas.

Abstraccinygeneralizacin

Despus de haber realizado el experimento para verificar cmo reaccio-naban las tres sustancias en polvo, pudiste observar la informacin que habas reunido y deducir qu sustancia era la muestra desconocida. ste es uno de los procesos elementales de pensamiento cientfico que permiten sistematizar las informaciones, se llama razonamiento inductivo y significa que se estructura una regla general sobre la base de un conjunto de obser-vaciones (o de hechos particulares).

Entonces, la ciencia es la manera de aplicar lo que sabemos para descu-brir lo que desconocemos. Esto significa que podemos utilizar la ciencia para sustentar lo que ya sabemos. Podemos, entonces, aplicar la ciencia para re-solver problemas? Eso es lo que se quiere dar a entender con conocimiento cientfico? La ciencia es un modo de comprender la realidad y una actitud ante el mundo que nos rodea. Aprender a observar y a formular preguntas nos permite acercarnos a la ciencia.

Veamos las distintas formas de resolver problemas de un modo cientfi-co. Ya hiciste un experimento para resolver un problema aplicando lo que sabes para descubrir ms.

Supongamos ahora que somos ingenieros aeronuticos y que estamos diseando una nueva ala para un avin. Debemos preguntarnos: este di-seo aumentar la corriente de aire sobre el ala? Esperamos que s. sa es nuestra hi-ptesis, que el diseo aumentar la corriente de aire. Cmo podramos verificarla?

Podramos construir un modelo de nuestro nuevo diseo y comprobar si funciona mejor que el ala convencional. sa es una forma cientfica de verificar nuestra hipte-sis. Hagamos un modelo y veamos cmo funciona. Ya que es difcil y peligroso colocar nuestro nuevo diseo en un avin real para la comprobacin, entonces debemos hacer un modelo del ala y luego probarlo bajo condiciones controladas en un tnel de aire (figura 1.9).

Puedesutilizarmodelosparareunir informacin cuandouneventoounprocesoseademasiado grande, dema-siadopequeoomuydifcildeestudiardirectamente.

Para saber ms

Figura 1.9 Antesdequeseconstruyaunanuevalneadeavionessehaceunmodeloparaestudiarloyexperimen-tarconl.

14 Bloque 1

Representacinatravsdesmbolos,diagramas,esquemasymodelostridimensionales

La complejidad de los fenmenos naturales estudiados por la ciencia requiere que los cientficos los representen mediante smbolos, diagramas, esquemas y modelos para explicarlos, es decir, representaciones simplificadas de un fenmeno con el fin de es-tudiarlo ms fcilmente. De esta manera, gran parte del trabajo de la ciencia consiste en reproducir experimentalmente estos modelos para validarlos. En este proceso es de gran importancia el uso de las matemticas en la cuantificacin de los resultados.

El modelo permite ver con mayor facilidad lo que est sucediendo. Los modelos pueden ayudarte a hacer experimentos.

En sntesis, t puedes resolver problemas cientficamente mediante la formulacin de una pregunta, pensando en la respuesta que esperas, que es tu hiptesis, y luego verificndola de tantas maneras como sea posible para comprobar si ests en lo correcto. Puedes realizar un experimento, construir un modelo u observar. Algunas veces quiz necesites cambiarla al descubrir que la hiptesis que planteaste inicialmente estaba equivoca-da. Eso no es una falla; es un progreso porque ahora puedes plantear una nueva hiptesis y verificarla; adems, durante el proceso que llevaste a cabo tal vez aprendiste algo que no conocas.

Graficacinderesultados

Sabes qu utilidad tienen las grficas en la vida diaria? Cuntas clases de grficas co-noces? Cul es la ventaja de una tabla y de una grfica en el estudio de la qumica?

Frecuentemente requerimos comparar y ordenar en una secuencia las observacio-nes y mediciones realizadas. Las formas ms idneas para organizar estos datos son las tablas y las grficas. Si hojeas los peridicos o algunas revistas sobre economa o de datos cientficos, vers muchas tablas y grficas. Con ellas se ordena la informacin de tal manera que sea ms fcil comprenderla. En ocasiones las columnas de nmeros nos proporcionan ms informacin que las palabras. Sin embargo, para que una tabla o una grfica sean tiles deben trazarse correctamente.

La actividad cientfica incluye realizar mediciones y relacionar diferentes factores o variables que participan en un experimento, as como encontrar relaciones matem-ticas entre ellos (figura 1.10).

Los tipos ms usuales de grficas son: lineales, de pastel e histogramas (de barras).

Figura 1.10 Lasgrficasnosayudanainterpretarmejorlosresultados.

Glosario

Experimento: Establecimien-to de condiciones especia-les quepermiten estudiar yobservarlosfenmenosconmssencillezquecuandosepresentanenlanaturalezaycomprobarlavalidezdeunahiptesis.


Utilizaelmtodoindicadouotroqueteparezcaade-cuadoparainvestigaryexplicarporqulasdoslatasderefrescosecomportandemododistintoalintrodu-cirlasenagua.

Para qu lo hacemos? (Redactatuhiptesis).

Qu se necesita?1lataderefrescodiettico,1lataderefrescocomn(delamismamarca),1recipientegrandeconagua.

Normas de seguridad Usa gafas de seguridad y una bata de laboratoriocuandorealiceslosexperimentos.

Cmo hacerlo?

1. Sigue lospasosdelmtodoquecreasadecuado.Puedesplanteardiferenteshiptesisparatratarde

explicar lo que sucedi. Empieza por la que pa-rezcaserlaexplicacinmsacertadayenseguidatratadecomprobarla.Asegratedequeelmto-doqueescojasparaverificarlahiptesisrealmenteseaelapropiado.

2. Despusdequehayasdiseado tuplan,pidealprofesorquelorevise.

3. Esposiblequenecesitesverificarvariashiptesisantesdequeencuentreslaexplicacindeporqulaslatasreaccionarondeformadiferente.

Analiza

1. De acuerdo con la informacin que obtuviste,culhiptesissesustent?

2. Culeshiptesisdescartastedespusderevisarlainformacinquerecogiste?

Puedes resolver este problema?

Actividad de laboratorio

Recortadediariosyrevistasnoticiassobrelapro-duccinoconsumodealgnproductocomope-trleoo frutas,problemasde contaminacinam-biental,exposicindelserhumanoalasradiacionesultravioleta(UV)odedesastresecolgicos,como

algnderramedepetrleoenelmar.Construyelasgrficasquemsteinteresenyelaboraconellasunperidicomural;escribeenunpequeo recuadrolainformacinquepuedasapreciarencadaunadelasgrficas.

Investigacin

Pensar sobre temas cientficos no es diferente de pensar en otros campos. He aqu un mtodo bsico que puedes utilizar:

Revisa lo que conoces sobre un tema. Formula una pregunta sobre lo que desees o necesites saber. Sugiere una posible respuesta (tu hiptesis). Piensa en las maneras posibles de obtener informacin y revisa tu respuesta. Recopila la informacin. Analiza lo que encontraste. Saca conclusiones sobre si tu hiptesis era o no correcta. Explica con claridad a tus

compaeros lo que aprendiste.

Tal vez necesitemos un poco ms de prctica! Por ejemplo, observa que cuando introducimos dos latas de refresco de la misma marca, uno comn y otro diettico, dentro de un recipiente con agua, la de refresco diettico flota mientras que la de refresco normal se va al fondo.

Ahora ya estn listos para realizar una investigacin. Primero, divdanse en equi-pos de cuatro, enseguida organicen su plan de investigacin y llvenlo a cabo.

1 Bloque 1

Verificacindehiptesis

La verificacin de la hiptesis se puede realizar de diferentes maneras. En nuestro caso, explicar por qu una lata flota y la otra no, puede llevarnos a pensar que:

Tal vez la compaa embotelladora llen ms una lata que otra. El azcar puede dar al refresco normal ms masa y as hacerla ms pe-

sada. Quizs la bebida diettica contiene ms gas carbnico (dixido de car-

bono, CO2) que la normal, lo cual le permite flotar. Se te ocurren otras formas de explicarlo?

Puedes verificar cada hiptesis de diversas formas. Por ejemplo, lo pri-mero que puedes hacer es comprobar si el azcar dio a la bebida ms masa, vertiendo exactamente la misma cantidad de cada clase de refresco

en vasos separados, pesando los vasos enseguida y registrando los datos. Despus de que compares los resultados de tu hiptesis, puedes verificar la si-

guiente hiptesis y determinar la cantidad de refresco que contiene cada lata. De este modo puedes analizar todas las latas que quieras de la misma marca o de otras marcas para ver cules flotan y cules no.

Por ltimo, debes compartir tus resultados y con la ayuda del profesor entablar un debate con los compaeros de tu grupo para llegar a un acuerdo: Qu utilizaste del conocimiento cientfico para recopilar la mayor cantidad de informacin posible acerca de las caractersticas fsicas de las latas.

Estas formas de pensar cientficamente las tendrs a tu alcance a medida que avan-ces en los bloques de este libro. Si deseas, puedes repasar este bloque cuando trates de resolver problemas en clase. Pero recuerda que el pensamiento cientfico y los problemas por resolver no son solo tiles en la clase de ciencias, sino tambin en tu vida cotidiana.

Caractersticasdelaqumica:lenguaje,mtodoymedicin

La qumica, como ciencia, se ha desarrollado a travs del tiempo adquiriendo ciertas caractersticas que es conveniente que conozcas. Por un lado, necesita definir sus tr-

3. Paraculeshiptesisfuesuficientelainformacinque recopilaste? Cmo puedes explicar esto?Qumspodrashacerparasustentarodescartarestashiptesis?

4. Culesmtodos de recopilacinde informacinparecieron serms efectivos para verificar estashiptesis?


1. Atiendelasindicacionesdelprofesorsobrequha-cerconlosresiduosqumicosydelasdisoluciones.

2. Limpiaprimerotodoslosmaterialesconagua,enseguida lvalos con mucho cuidado y devuelve

todoelequipodelaboratorioadondeteindiqueelprofesor.

Para concluir

1. Cmo pudiste manipular los resultados de laspruebasinconsistentes?

2. Dequ formaelmtodo seleccionadoayuduobstaculiztuinvestigacin?

3. Debatanengrupolaspropuestaspresentadas.

4. Comentenyanalicenlosresultadosdeestaactivi-dad,yconayudadelprofesorobtenganconclusio-nesfinalesqueanotarnensucuaderno

En la actualidad, todos loscientficosdesarrollansus in-vestigacionesa travsdeunproceso organizado, en elque se combina la experi-mentacinsistemticaconlacuidadosamedicin y anli-sisderesultados,por loqueelanlisisy las conclusionesvandelamano.Sinembargo,estas conclusiones estarnsujetasapruebasadicionalesparademostrarsuvalidez.

Para saber ms


minos y su simbologa, que la caracterizan como un lenguaje propio. El anlisis qumico (separacin de sustancias) y la sntesis qumica (unin de sustancias) son propios de su metodologa particular. Por ltimo, por ser una ciencia cuantitativa, se basa en la medicin, lo que le da una particu-laridad especial.

Ellenguajedelaqumica

La qumica tiene su propio lenguaje y es tan claro y sencillo que lo vas a entender fcilmente. Quieres conocer el lenguaje de la qumica? Pues bien, lee con atencin lo que sigue (en cursos anteriores, en la materia de Ciencias II (fsica) o en Ciencias I (biologa), habrs escuchado palabras como: tomo, molcula, elemento y compuesto. Probablemente ya conozcas su significado):

Componentesdeltomo

tomo es la partcula ms pequea e indivisible de un elemento que posee todas las propiedades de ese elemento.

El tomo se representa mediante modelos atmicos. El ms sencillo es aquel en el que se muestra como un sistema planetario (conocido como el modelo de Bohr) donde los electrones se mueven alrededor del ncleo, que se encuentra en el centro del tomo.

El ncleo est constituido por dos clases de partculas, llamadas protones y neutro-nes. Los protones tienen carga elctrica positiva, representada por el smbolo p(+), y los neutrones carecen de carga elctrica y se representan por n().

Tambin existen otras partculas en el tomo, las cuales se desplazan alrededor del ncleo a gran velocidad. Estas partculas, que forman una o ms capas (dependiendo del tomo), se llaman electrones y tienen carga elctrica negativa, que se representa con el smbolo e().

Los tomos de cada elemento contienen siempre el mismo nmero de protones (p(+)) que de electrones (e()), por lo que si las cargas elctricas son iguales, decimos que el tomo es elctricamente neutro (figura 1.11).

Figura 1.11 Elnmerodeprotonesindicaelnmeroatmicodeunelemento.

Eneltrabajoquerealizanloscientficos detectamos: co-nocimiento,curiosidad,an-lisis, reflexin, creatividad,orden, limpieza y muchapacienciaparadesarrollarsuactividad.

Para saber ms

e

p

n

e

p

n

tomo de sodio tomo de carbono

1 Bloque 1

Loselementosysussmbolosqumicos

En el lenguaje qumico universal, los elementos estn represen-tados por smbolos, lo que facilita su escritura y comprensin en cualquier idioma. El origen del nombre es variado: puede deberse a una propiedad en especial del elemento, a la naciona-lidad o al nombre de su descubridor, o al nombre griego o latino del que provienen.

El smbolo qumico es la representacin grfica de un ele-mento por medio de una o dos letras. Este sistema fue inventado por el qumico Jns Jacob Berzelius (figura 1.12).

El smbolo puede representarse por la primera letra del nom-bre del elemento escrita con mayscula; por ejemplo: carbono (C), oxgeno (O), nitrgeno (N); por la primera y segunda letras del nombre, escribiendo la primera con mayscula y la segunda con minscula: aluminio (Al), berilio (Be), calcio (Ca). Tambin se representa por la primera y tercera letras del nombre, como: magnesio (Mg), manganeso (Mn), cesio (Cs), etctera.

Otras veces toman letras del nombre griego o latino; por ejem-plo: cobre Cuprum (Cu), sodio Natrium (Na), oro Aurum (Au), plata Argentum (Ag), azufre sulphur (S), potasio Kalium (K), litio lithos (Li).

1. Cuando la frmula de un elemento se representa con su smbolo y lleva en la parte delantera inferior un subndice, ste indicar el nmero de tomos; si el subndice es 1 no se escribe. El smbolo por s solo representa un tomo del elemento.

Elemento Smbolo Frmula Nmero de tomos

Oxgeno O O2 2

Nitrgeno N N2 2

Hidrgeno H H2 2

2. Al nmero situado antes del smbolo se le denomina coeficiente e indica el nmero de moles de la sustancia..

5Li Corresponde a 5 tomos de litio

3Pb Corresponde a 3 tomos de plomo

2Ba Corresponde a 2 tomos de bario

8Na Corresponde a 8 tomos de sodio

Los tomos se combinan por medio de reacciones para originar com-puestos. A la fuerza que mantiene unidos a los tomos en un compuesto se le denomina enlace qumico.

Glosario

Frmula: Combinacin desmbolos qumicos que re-presenta los elementos queforman un compuesto y elnmerodetomosdecadaunodeellos;porejemplo,lafrmuladelaguaes,H2O.

Elemento: Sustancia qumi-ca que no puede descom-ponerseenotramssencillapormtodosqumicos,comoelsodio,eloro,laplata,elhi-drgeno,entreotros.

Compuesto: Combinacindedosomselementosenproporciones constantes ydefinidas, con intervencinde la energa, que dan ori-gen a una nueva sustancia,con propiedades diferentesdelasqueledieronorigenysuscomponentesnopuedensepararsepormediosfsicos.

Figura 1.12 AJnsJacobBerzelius(1779-1848)seledebelarepresentacindeloselementospormediodesmbolos.


produce o da lugar a....(s) slido(g) gas

+ Se utiliza para indicar la suma o adicin de sustancias que participan en ambos miembros de una reaccin.

(l) lquido(ac) disolucin acuosa() calor(c.e.) corriente elctrica

gas que se desprende

slido que se precipita

Loselectronescomoresponsablesdelosenlaces

Segn los modelos atmicos que empleamos para explicar el comportamiento de la materia, los electrones estn acomodados en distintos niveles en el tomo. A los elec-trones que se encuentran en el ltimo nivel, el ms alejado de su centro, se les llama electrones de valencia y se considera que son los responsables de los enlaces entre tomos para formar compuestos.

Llamamos valencia a la capacidad de combinacin de un tomo de determinado elemento. Por ejemplo, el hidrgeno solo puede unirse a otro tomo (valencia 1), mientras que el oxgeno puede hacerlo con dos tomos (valencia 2).

Los tomos de un elemento tienen el mismo nmero de protones y de electrones, por lo que son elctricamente neutros. Sin embargo, los electrones pueden ser cedi-dos a otros tomos, con lo que alteran su carga elctrica.

Reaccionesqumicas

La ecuacin qumica representa la descripcin concisa y breve de una reaccin qu-mica por medio de smbolos y frmulas (escritura del lenguaje qumico). Para que una ecuacin qumica represente con mayor fidelidad una reaccin qumica es necesario que los smbolos y frmulas de las sustancias participantes en la reaccin involucren todas las propiedades fsicas y qumicas de las mismas. Los signos ms usados en estas ecuaciones son los siguientes:

Ejemplo:

2Mg(s) + O2(g) 2MgO(s) reactivos productos

Lamedicinenqumica

De la misma manera que en la cocina utilizamos utensilios para medir al preparar un guiso siguiendo una receta, en el laboratorio de qumica deben utilizarse instru-mentos que nos permitan obtener mediciones exactas. Para ello utilizamos la balanza, probeta, pipeta, vaso de precipitados, matraz, etc., todos ellos graduados con sus uni-dades correspondientes que nos sirven para realizar actividades experimentales con mediciones exactas.

En el laboratorio de qumica medimos la masa y el volumen de las sustancias que vamos a emplear en nuestra actividad. Como stas pueden ser slidas, lquidas o ga-seosas, utilizamos diferentes instrumentos de medicin, siendo las de uso ms comn la balanza y los que miden el volumen de los lquidos a los que llamamos volumtri-cos como la probeta.

20 Bloque 1

Labalanzaylosrecipientesvolumtricos

Tiposdebalanza

La balanza es muy conocida por su uso. Se encuentra en la tienda de abarrotes, con-sultorio mdico, laboratorio, etc. Sirve para medir la masa de las sustancias y de los cuerpos. Existen diferentes formas, tamaos y materiales. Pero su funcionamiento tiene el mismo principio: el de las palancas.

La balanza comn o de platillo (figura 1.13) consta esencialmente de una palanca llamada cruz, que se mueve en torno a un eje horizontal, y a una aguja fija a la cruz, llamada fiel. Los extremos de la cruz soportan dos platillos por medio de ganchos mviles.

Balanza de precisin (figura 1.13a). Se utiliza en los laboratorios. Se considera uno de los aparatos ms perfectos; su manufactura es de alta precisin y de grandes cuidados, est provista de dispositivos para evitar que cualquier incidente altere su precisin, como una corriente de aire o la humedad.

Balanza de plataforma (figura 1.13b). Es fuerte y resistente; consta de una cruz y antecruz, unas varillas verticales que mantienen los platillos en posicin horizon-tal; es una palanca de primer gnero con los dos brazos iguales.

Balanza romana (figura 1.13c). Es una palanca de primer gnero de brazos desigua-les; uno fijo de longitud corta, en donde se coloca el cuerpo que se desea pesar; el otro brazo es largo y de longitud variable, que depende del peso del cuerpo. Esta balanza es muy prctica, permite medir masas muy diferentes y considerables.

Balanza granataria (figura 1.14). Es una palanca de primer gnero, pero con los brazos desiguales. El brazo ms corto sostiene un platillo de metal para colocar los objetos que se desean pesar; en el brazo ms largo estn las tres escalas paralelas. En la parte central del brazo mayor tiene un puntero que se mueve frente a una escala; si est equilibrada la balanza debe marcar cero.

Figura 1.13 Labalanzacomnodeplatillosesunadelasmsantiguas,perosesigueutilizandoenlaactualidad.

Figura 1.13a Balanzadeprecisin.Poseeunagranexactitudyfidelidad.

Figura 1.13b Balanzadeplataforma.Paraobtenerlamasadeloscuerposporcomparacin.

Figura 1.13c Ba-lanzaromana.Seutilizaparamedirlamasadediversoscuerpos,entreellosdeanimales,semi-llas,etctera.

Figura 1.14 Balanzagranataria.Contresescalas.Encadaunaseincluyenpesasdediferentestamaos,paramanejarunidades,dcimasocentsimasdegramo.


Para qu lo hacemos?Para identificar laspartesde labalanzaysu funcio-namiento.

Qu se necesita?Balanzadeplataforma,granataria(todaslasquehayaenellaboratorio),marcodepesas,objetospequeos(monedas, clavos,plumas), algunos reactivos (polvodeazufre,limaduradehierro).

Normas de seguridad: Usa gafas de seguridad y una bata de laboratoriocuandorealiceslosexperimentos.

Cmo hacerlo?

1. Identifica las partes esenciales de una balanza,hazloencadaunadelasbalanzasydibjalasentucuaderno.

2. Pesacadaunodelosobjetospequeosenlasdife-rentesbalanzas.Enunplatilloponelobjetoyenelotrocolocalasmedidasdepesas.Entucuadernoanotalosdatosobtenidosenunatabla.Comparalasmedicionesobtenidasporcadaobjetoconlasdistintasbalanzas.

Para concluir

1. Comentenydiscutanenequipoconclusionesso-breculeslamejorbalanzaparacadacaso.

2. Conlaorientacindelmaestroincluyeestaactivi-dadenelportafolio.

Actividad

Recipientesvolumtricos

La unidad de volumen del Sistema Internacional de Unidades es el metro cbico (m3), pero normalmen-te en el laboratorio, debido a que un metro cbico es muy grande, comparado con los recipientes que empleamos, se usa el litro y sus submltiplos, como el mililitro (0.001 L).

En el laboratorio, el volumen de los lquidos se mide por medio de recipientes de vidrio en cuyas paredes tienen grabadas una escala de mililitros (mL), como probetas, buretas, pipetas, vasos de pre-cipitados, matraces (figura 1.12). Estos recipientes son de diferentes capacidades.

Se dividen en dos grupos: los de volumen cons-tante (pipetas, vasos de precipitados y matraces afo-rados) y los de volumen variable (buretas, pipetas, probetas o matraces).

Pipetas. Son recipientes volumtricos general-mente de vidrio, que pueden servir para medir vo-lmenes invariables o constantes y volmenes varia-bles.

Las que miden volmenes invariables se encuentran aforadas, es decir, marcadas por un solo volumen tras comprobar que la marca mide el dato correcto (calibracin). Hay de 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100 y 200 mL, se utilizan para transferir lquidos de un recipiente a otro, solo tienen un aforo (marca o divisin que nos indica la capacidad del recipiente).

Figura 1.15 Losrecipientesvolu-mtricosfacilitaneltrabajoenellaboratorio.

22 Bloque 1

Las que miden volmenes variables pueden estar graduadas en 1, 2, 3, 5, 10, 20, 25 y 50 mL, se emplean para medicin o para sacar el lquido de un recipiente.

Uso: El lquido que va a ser medido se succiona por el extremo superior, e inme-diatamente se cubre el orificio con un dedo para impedir que se escape (el lquido se mantiene en la pipeta por la accin de la presin atmosfrica).

Buretas. Generalmente tienen capacidades de 10, 25, 50 y 100 mL. Son recipientes de vidrio que se fabrican en forma de tubo con dimetro homogneo; la parte inferior del tubo es angosto y en l se encuentra una llave que sirve para controlar la salida del lquido.

Uso: El lquido se vierte dentro de la bureta, se anota la lectura de la altura del lquido; en seguida se abre la llave con mucho cuidado para permitir la salida de la sustancia gota a gota hasta lograr la cantidad deseada, de nuevo se anota la altura del lquido; la diferencia de ambos, ser la cantidad del volumen del lquido utilizado.

Matraces aforados. Son matraces volumtricos de fondo plano, calibrados (afora-dos) en 50, 100, 200, 250, 300, 500, 1 000 y 2 000 mL; por lo regular son de vidrio y cuello alargado y estrecho en donde se indica su capacidad con una marca circular.

Uso: Para la preparacin de disoluciones de concentracin determinada.Probetas. Recipientes volumtricos variables, graduados en 25, 50 y 100 mL; tie-

nen forma de cilindro.Uso: La probeta debe colocarse sobre una superficie plana con el fin de no cometer

errores en la medicin; su lectura se realiza colocando la vista a la altura del menisco.Los lquidos contenidos en un recipiente forman un menisco que consiste en la

curvatura de la superficie libre, cerca de las paredes del recipiente. Se presentan dos tipos: convexo () y cncavo (). La medida de volumen del lquido se indica por la parte inferior del menisco cncavo.

Para qu lo hacemos?

Paraquecomprendaselusodelosrecipientesvolu-mtricosdellaboratorio.

Qu se necesita?

Probetas,pipetas,buretas,vasosdeprecipitados,ma-traces,agua,aceite,glicerina,eindicadores.

Normas de seguridad

1. Usagafasdeseguridadyunabatadelaboratoriocuandorealiceslosexperimentos.

2. Revisaquelosmaterialesquevasautilizarestnenbuenascondiciones.Descartalosqueestnde-fectuosos,agrietadosorotos.

Cmo hacerlo?

1. En todos los recipientesmidediferentesvolme-nesyobservalasescalasrespectivas;regstralosycomparatusresultados.

2. Seala qu tipo demenisco se form (coloca elrecipiente a nivel de tus ojos para que observescorrectamenteelmenisco).


1. Atiende las indicaciones del profesor sobre quhacerconlosresiduosqumicos.

2. Depositaloslquidossinusarenlosrecipienteses-pecificadosporelprofesor.

Para concluir

1. Diseaunatabladedatosen laque indiques:elmaterial,elvolumenyeltipodemenisco.

2. Comentenydiscutanenequiposusconclusionessobreculeselrecipientevolumtricoquemane-jaronconmayorfacilidadyculfueeldemayordi-ficultadensumanejo.Fundamentensurespuesta.

3. Conlaorientacindelmaestroincluyeestaactivi-dadenelportafolio.

Actividad


1.3 Tdecides:Cmosaberqueunamuestradeunasustanciaestmscontaminadaqueotra?

Toxicidad

Aprendizajesesperados:

Reconocers que una sustancia puede estar contaminada, aunque no se distinga a simple vista.

Evaluars algunas formas empricas utilizadas por otras culturas para identificar si una sustancia es peligrosa, as como su funcionalidad en ciertos contextos.

Comparars sustancias a partir del concepto de toxicidad y diferenciar los efectos sobre los seres vivos en funcin de su concentracin.

Realizars conversiones de las unidades de porcentaje (%) a partes por milln e identificars las ventajas de cada una.

Sabes por qu los seres vivos estamos expuestos a la accin de diversos txicos, ya sean fsicos, qumicos o biolgicos? De dnde vienen? Quines los transportan? Conoces algunas sustancias qumicas que estn presentes en el ambiente y sean txi-cas? Has ledo o escuchado en las noticias, que la combustin del carbn dentro de un hogar, caus la intoxicacin de varias personas? A qu sustancia txica se refiere esta noticia? Qu otras sustancias txicas puedes nombrar?

Con la conduccin de tu maestro participa en los comentarios y discusiones del gru-po acerca de las preguntas anteriores y anota las conclusiones en el siguiente espacio:

En la pgina 5 llevaste a cabo una investigacin acerca de diferentes productos que normalmente utilizas diariamente. Estos productos se obtienen fcilmente en los mer-cados o tiendas de autoservicio y su presencia en el hogar en sitios accesibles ha sido causa de mltiples intoxicaciones, especialmente de nios pequeos. Por ejemplo, cosmticos, removedores de cera, pinturas, desmanchadores, disolventes, insecticidas, entre otros.

Hay otros productos de uso cotidiano que pueden provocar intoxicaciones, pue-des nombrar algunos? Con la ayuda del maestro y mediante una lluvia de ideas, co-mntalo con tus compaeros de grupo, escriban los nombres en el pizarrn y en su cuaderno, eliminen los que se repitan y expliquen, cmo saben que son txicos?

Las sustancias y productos qumicos pueden entraar riesgos, pero podemos ma-nejarlas con cuidado y obtener provecho de ellas. Sin embargo, la falta de norma-tividad para la utilizacin de algunos productos ha causado la muerte de miles de personas y animales; entre ellas podemos mencionar los siguientes: la contaminacin de las aguas, que han producido diarrea en miles de nios; el envenenamiento por alimentos causado por bacterias como la salmonella. Habitualmente las vacas abrigan en sus intestinos el E. Coli; y las personas que consumen carne de res proveniente de los mataderos en los que no se tiene el debido cuidado se infectan. En 1996, un brote de E. Coli; enferm a 9 500 personas en Japn, 11 de ellas murieron.

24 Bloque 1

Algunasformasempricasutilizadasporotrasculturasparaidentificarsiunasustanciaespeligrosa,ascomosufuncionalidadenciertoscontextos

Puedes explicar qu entiendes por toxicidad? Y por sustancia peligrosa? Sabes cmo interaccionan ambas? Desde cundo se conocen las sustan-cias txicas? Cul ha sido su papel a travs del tiempo?

Desde tiempos remotos, el ser humano se ha preocupado por conocer diversas sustancias txicas y tratar de entender su origen; quizs porque en la bsqueda de sus alimentos sufri mordeduras o picaduras de ani-males ponzoosos y necesitaba encontrar un remedio. A continuacin te presentamos brevemente algunas etapas importantes del estudio que el ser humano ha hecho de la toxicologa.

Periodo paleoltico Utiliz los venenos de animales y extractos de las plantas para cazar y para de-fenderse de sus enemigos.

Papiro de Ebers (1500 a.n.E)

Contiene informacin sobre numerosos venenos, entre ellos, la cicuta, el acnito, el opio y algunos metales como el plomo (Pb), el cobre (Cu) y el antimonio (Sb).

Hipcrates (400 a.n.e) Aadi diversos venenos y principios de toxicologa en relacin a la biodisponi-bilidad en el tratamiento y la sobredosis.

Teofrasto (370-256 a.n.e)

En su escrito de Historia Plantarum, mltiples referencias a plantas venenosas.

Mitrdates, rey de Ponto (131-63 a.n.e)

Puso mucho inters en el estudio de los venenos, a tal grado que se los adminis-traba a sus prisioneros para observar sus reacciones y l mismo tomaba mezclas de venenos y antdotos para evitar que lo envenenaran.

Lex Cornelia (82 a.n.e) Sila public la Lex Cornelia, la que se considera la primera ley en contra del envenenamiento y que posteriormente se transform en estatuto regulador de frmacos.

Maimnides (1135-1204)

Escribi sobre el tratamiento de los envenenamientos por insectos, serpientes y perros con rabia, indicaba que la leche, la mantequilla y la nata podran retrasar la absorcin del veneno en el intestino.

Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus, mejor conocido como Paracelso (1493-1541)

Mdico alquimista y naturista, nacido en Einsiedeln, cerca de Zurc, se le ha con-siderado como el pionero del estudio de la toxicologa en forma cuantitativa.Fue el primero en reconocer la relacin que existe entre la dosis de una sus-tancia y sus efectos dosis sola facit venenum, que significa, todo es veneno depen-diendo de la dosis. Por primera ocasin se consider que la experimentacin es fundamental para analizar las sustancias qumicas; adems indic que se debe distinguir entre las propiedades teraputicas y las propiedades txicas de las sustancias qumicas. Realiz estudios profundos sobre las enfermedades de los mineros y otras enfermedades debidas a los riesgos del trabajo.

Mateo Jos Buenaventura Orfila (1787-1853

Qumico, matemtico y mdico que utiliz continuamente la informacin que obtuvo en las autopsias y los anlisis qumicos para aportar pruebas legales del envenenamiento. La presentacin de estos anlisis tan minuciosos ha sido la base de la toxicologa forense.

Glosario

Absorbe:Laabsorcines latransferenciadeunasustan-cia qumica a travs de lasmembranas biolgicas has-ta la circulacingeneral deltorrente sanguneo para sudistribucin.


Ley Wiley (1906) La utilizacin general de medicamentos patentados dio lugar a diversos enve-nenamientos debido a estos medicamentos; bajo esta circunstancia junto con la denuncia de la industria empaquetadora de carne expuesta, termin con la aprobacin de la Ley Wiley en 1906, la primera legislacin en Estados Unidos sobre alimentos y frmacos.

poca actual Existen diversas organizaciones que se dedican a la toxicologa.

Comisin Federal para la Proteccin contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS) en Mxico (2001).

Tiene como misin proteger a la poblacin contra cualquier posibilidad de que ocurra algn evento externo conocido o potencial que ponga en peligro la sa-lud o la vida humana, causada por la exposicin involuntaria de la poblacin a factores biolgicos, qumicos o fsicos presentes en los productos, servicios o pu-blicidad, en el medio ambiente o en el medio ambiente de trabajo. (http://www.cofepris.gob.mx/).

Reflexiona y analiza las preguntas antes de comen-tarlas.

1. Cules,atucriterio,laaportacinalavancecien-tficodelatoxicologaqueproporcionParacelso?

2. Qudiferenciafundamentalexisteentrelosestu-diosdeParacelsoylosquerealizOrfila?

3. Queimportanciatienenhoyendalosresultadosdediversosestudiossobredistintos txicosenelpasado?

4. Quopinasacercadelalegislacinsobrefrma-cosyalimentosdeconsumogeneralizado?

5. Cules la importanciadequeenMxicoexistaunrganocomoCOFEPRIS?

6. Comenten con el grupo sus respuestas y con laayudadelprofesorobtenganlasconclusionesqueanotarnensucuadernoyensuportafolio.

Actividad

Latoxicidadyefectossobrelosseresvivosenfuncindesuconcentracin

Muchos cientficos han realizado grandes esfuerzos para explicar la toxicidad y sus efectos sobre los seres vivos. Qu tienen en comn los medicamentos, las mordedu-ras de serpientes, los gases emitidos por vehculos y los limpiadores del hogar? Que todos pueden causar envenenamiento a los seres vivos. La toxicidad de una sustancia depende de la dosis, existen mltiples sustancias en la Tierra que son venenosas, pero algunas lo son ms que otras para determinados organismos. Una sustancia puede ser inofensiva e inclusive un nutrimento indispensable en cierta cantidad y a la vez daina o mortal en dosis ms elevadas.

Has tenido conocimiento de alguien que haya ingerido cantidades grandes de sal o de azcar? Qu le ocurri?Sabes a qu se debe? Algunas sustancias de uso cotidia-no pueden daar el organismo si se consumen en cantidades grandes. Un infante que consuma muchos dulces o golosinas azucaradas puede tener fuertes dolores de est-mago. Asimismo, consumir mucha sal puede provocar vmitos. La toxicidad depende de la naturaleza qumica de la sustancia.

Los seres humanos mantienen continuamente contacto con sustancias txicas. De acuerdo a sus propiedades fsicas y qumicas, estas sustancias se absorbern en el tubo digestivo, en los pulmones, a travs de la piel o por todas estas vas. Nuestro orga-

2 Bloque 1

nismo posee la capacidad de transformar y de expulsar estas sustancias mediante la orina, las heces fecales y el aire. Pero si la velocidad de absorcin es mayor que la ve-locidad de eliminacin, las sustancias txicas podrn acumularse, concentrarse y dar lugar a la toxicidad. El hecho de que una sustancia qumica provoque efectos txicos depende no slo de su propia potencia, ni del sitio en el que se acumula; sino tambin de la manera en que el organismo responda a la accin de esa sustancia.

Dosismnimaletal

Para determinar la toxicidad de una sustancia, los cientficos utilizan el trmino DL50 que se refiere a la cantidad mnima que se administra para causar la muerte del 50% de los animales de prueba. Los estudios de la DL50 han ayudado a clasificar algunas sustancias txicas en beneficio de los seres vivos y su ambiente.

Para qu lo hacemos?Paraanalizar,debatirypresentarvariassolucionesso-bre una problemtica relacionada con el envenena-miento.

Cmo hacerlo?

1. Sereunirnenequiposquepuedenserde6u8per-sonas.Escogernunodelostemasaresolverqueselesentregaryloleernconmuchocuidado.

2. Enseguidacadaequipodefendersuposicinso-breloqueleyydespusorganizarnentretodoslasideasprincipalesdelalecturaylorelacionarnconloquehanestudiadosobretoxicidad.

3. Ademsdeberndetomarencuentalossiguien-tespuntosparapoderresolverelproblema:a) Qu es la intoxicacin por la sustancia en

cuestin?b) Fuentes de intoxicacin: profesional y acci-

dental.c) Criterioclnico.d) Criteriodelaboratoriotoxicolgico.

4. Silesparecequeannotienenlossuficientesdatospararesolverelcaso,debernorganizarseparade-terminarqucompetenciasynuevosconocimien-tosnecesitanparatomarunadecisinydndelospuedenobtener(basesdedatos,redesyotra in-formacinenlnea,entrevistas,etc.).Eltiempoquetendrnparainvestigarserdeunasemana.Cada

equipodebebuscar la informacin,organizarlayrelacionarlaconeltemadetoxicidad.

5. Alcabodeunasemanacadaequipodeberpre-sentaruninformeporescritoqueexpondrenlaclaseydeberiracompaadadeotrodocumentodonde se autoevaluarn en relacin a diferentesaspectos,comosucapacidaddesolucindepro-blemas,losconocimientosadquiridosyelaprendi-zajedelautoestudio.

TEMAS:

Caso 1. La muerte de NapolenUstedes son un equipo de investigadores histricosquedebenaclararelmisteriodelamuertedeNapo-len.Existenhastaelmomentodoslneasdeinvesti-gacin:muerte por envenenamiento por arsnico omuerteporcncer.Tienenqueentregarlosresultadosdesuinvestigacincientficamentefundamentada.

Las causas de la muerte de NapolenEl5demayode1821,enlaIsladeSantaHelena,elMariscalBertrandsereuniconelmarqusdeMon-tholonylosmdicosinglesesShorttyMitchell,quie-nesdebidoalosdiversossntomasdelaenfermedaddeNapolen,recetaronunapurga(10granosdeca-lomelyjarabedealmendrasconaguaazucarada),elMariscalseopusoaestaprescripcindebidoaladebi-lidaddelenfermo.ElmarqusdeMontchenuapoylapropuestadelosmdicosinglesesyselaadministra

ESTUDIO DE UN CASO DE ENVENENAMIENTO

Actividad


Napolen.ElcalomeleraunasustanciaqueseutilizabaantesdelsigloXXcomolaxanteydesinfectante.Sinembargo,hoyendasesabequecontieneclorurodemercurioyel jarabedealmendrasamargascontienecidoprsico.Sumezclaenelestmagoseconvierteencianurodemercurioqueesnormalmenteexpulsa-doporunestmagoenbuenestado.PeroNapolenhabiendo absorbido grandes cantidades del laxan-tenopoda vomitar ynopudoexpulsar el veneno.Despus de tomar la purga, Napolen qued in-consciente, estuvo completamente inmoviliza-do por una parlisis total, ni siquiera poda tragary a los dos das falleci sin recobrar la conciencia.Cuando se realiz la autopsia se encontrunapro-funda corrosin de la mucosa estomacal y unainflamacin alrededor del ploro. Los doctoresdeterminaron queNapolen habamuerto a conse-cuenciadeunaenfermedadquedegenerabaencncer.Sinembargo,otrosdoctoresnoestuvierondeacuer-doyunodeellos,eldoctorLarrey,cirujano jefedelaGuardia Imperial,declarque laautopsia revelaba

claramentequeNapolenhabamuertodeunaafec-cinhepticaaguda.Porotrolado,eldoctorRobertGooches seal que el verdadero responsable de lamuertedeNapoleneraelcalomelynounahepatitis.En1997,eldoctorMichel Ibos,unode losms im-portantes y reconocidos cirujanos franceses sealdespus de estudiar los informes de la autopsia deNapolen:Ningn estudio cientfico ha establecido nunca el carcter hereditario del cncer de estma-go y que todos los argumentos clnicos apuntan a una simple lcera gstrica de la que se suele morir.En1840seexhumelcuerpodeNapolenparaserllevadoaFranciayseencontrenexcelenteestadodeconservacin.

Caso 2: Explosin de una planta mezcladora de plaguicidaUstedessonfuncionariosde laComisinInterameri-canade losderechoshumanosy tienenquedecidirsiapoyanalosenfermosyafectadosporlatragediaparaemitirunarecomendacinasufavor.

Al menos mil 500 muertes, el legado de Anaversa en 16 aosAndrs T. Morales/ Estados/ http://www.jornada.unam.mx

Jueves 3 de mayo de 2007

Veracruz, Ver., 2 de mayo. A 16 aos de una explosin en la f-brica de pesticidas y fertilizantes Agricul-tura Nacional de Ve-racruz (Anaversa), se han documentado mil 500 fallecimientos en Cr-doba a consecuencia de diversos tipos de cn-cer provocados por el contacto con dioxinas que se generaron por la mezcla y combustin de qumicos que se almace-naban en dicha planta.Esta cifra es con-

servadora, sostuvo la presidenta de la Aso-ciacin de Enfermos y

Afectados de Anaversa, Rosalinda Huerta Ri-vadeneyra, pues slo corresponde al padrn documentado por ese or-ganismo, y no descart que el nmero de dece-sos supere 5 mil perso-nas.En entrevista, Ro-

salinda Huerta record que un cortocircuito en la planta ubicada en la prolongacin de la avenida 11 de Crdoba- caus una explosin, el derrame y la combustin de miles de litros de qumicos usados para fabricar fertilizantes y pesticidas.

Segn el inventario obtenido por la Aso-ciacin de Enfermos y Afectados de Anaversa, al momento del acci-dente se mezclaron, quemaron y esparcieron al menos 18 mil litros de paratin metlico, 8 mil litros de para-quat, mil 500 litros de pentaclorofeno y 3 mil litros de 2.4D, plagui-cidas de alta toxicidad para entonces prohibi-dos en Europa y Estados Unidos.Refiri que un estu-

dio realizado por ex-pertos de la empresa Chemical Waste Manage-

2 Bloque 1

Figura 1.16 xidosdenitrgenoyazufre.Estosxidosnomet-licosllamadostambinanhdridos,originadosporlosprocesosindus-trialesyvehiculares,alcombinarseconelaguaatmosfricaocasionanlalluviacida,nocivaparalaflora,lafaunayelhombre.

Contaminacindelambiente,disolucionesenpartespormilln(ppm)

La medicin de los niveles de contaminacin se ha vuelto una actividad diaria en las grandes ciudades. En la Ciudad de Mxico se emplean unidades que no correspon-den a un dato especfico de concentracin, llamadas Imeca (ndice Metropolitano de la Calidad del Aire). En este sistema se asigna el valor 100 a la mxima concentracin que puede considerarse tolerable para cada contaminante. Analiza la tabla relativa a este tema y entenders mejor qu informacin dan los noticieros con respecto al aire que respiras.

ment (administracin de desechos qumicos) in-dic que la combinacin de esos qumicos form dioxinas de largo efec-to, con elementos orga-noclorados que contami-naron la zona (al menos 20 colonias) y a los habitantes que tuvieron contacto con los vapo-res y el humo txicos. Adems, los qumicos se infiltraron en los man-tos freticos.

Desde julio de 1991, dos meses despus de la explosin, la asocia-cin comenz a levantar un padrn de habitantes de la regin que tuvie-ron contacto con las dioxinas. A la fecha mil 500 han perecido por cncer.Entre los padecimien-

tos reportados entre la comunidad destacan linfomas de Hodgkin, aplasia medular, neuro-

pata lpica, leucemia linfoblstica y tumores cancergenos en pulmn, ojos, cuello, garganta, rin, hgado y gar-ganta, sin contar con las secuelas genticas, como nios nacidos con espina bfida, anence-falia (sin masa cere-bral) y daos neurol-gicos, abund.

...Continuacin

Fuente: http://www.jornada.unam.mx/2007/05/03/index.php?section=estados&article=038n1est


Descriptores del ndice metropolitano de la calidad del aire

IMECA Condicin Efectos de salud

0-50 Buena Adecuada para llevar acabo actividades al aire libre

51-00 RegularPosibles molestias en nios, adultos mayores y personas con enfermedades

101-150 MalaCausante de efectos adversos a la salud en la poblacin, en particular los nios y los adultos mayores con enfermedades cardiovasculares y/o respiratorias como el asma.

151-200 Muy malaCausante de efectos adversos a la salud en la poblacin, en particular los nios y los adultos mayores con enfermedades cardiovasculares y/o respiratorias como el asma.

>200Extremadamente

mala

Causante de efectos adversos a la salud de la poblacin. Se pueden presentar complicaciones graves en los nios y los adultos mayores con enfermedades cardiovasculares y/o respiratorias c

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