EJERCICIOS TRIMESTRE 1º

Si queremos medir el grosor de un folio, una regla no nos vale (aunque esté graduada en milímetros), y si queremos saber qué masa tiene un grano de arroz, la balanza, aunque mida décimas de gramo, tampoco. Entonces, ¿qué podemos hacer? La solución es fácil: medimos el espesor de un taco de 500 folios, y dividimos el resultado entre 500.

Largo

Ancho

Espesor

Masa

1. El humilde folio es un elemento imprescindible para el estudio. Mide todas sus características y anótalas en el cuadro con las unidades correspondientes:

Largo

Ancho

Masa

2. El grano de arroz es fundamental para las paellas. Mide las siguientes características. ¿Cuántos granos te harán falta para calcular los datos de uno solo de ellos?

3. A veces, utilizamos la técnica contraria para calcular cantidades muy grandes. Por ejemplo, si queremos saber cuántas lechugas hay en un campo de 1 km2, en vez de contarlas una a una, contamos cuántas hay en 1 m2: En este caso hay 9 lechugas. Como el campo es de (1000 m) · (1000 m) = 1 000 000 m2. ¿Cuántas lechugas habrá en total? ¡Vaya ensalada!

4. ¿Cuántos pelos tienes en la cabeza? Utiliza la misma estrategia que con el campo de lechugas.

En 1628 el Vasa, que iba a ser el buque de guerra más poderoso del mundo, volcó y se hundió a un par de km de la costa el día de su botadura.

En 1961 se recuperó el barco y los científicos encontraron que era más grueso a babor que a estribor. Probablemente el error tuvo lugar porque los ingenieros usaron unas reglas graduadas en pies suecos (12 pulgadas) y otras en pies de Amsterdam (11 pulgadas).

Pero este ejemplo no es solo una anécdota del pasado. En 1999 la sonda Mars Climate se estrelló en el planeta rojo porque el laboratorio que la diseñó usó el sistema inglés de medidas y el que programó el sistema de navegación, el sistema métrico decimal.

Los científicos no se dieron cuenta y la nave acabó chocando con la superficie de Marte. Debido al fallo se perdieron años de trabajo y millones de dólares. Así que no queda más remedio que usar el sistema internacional de medidas, un lenguaje universal. Practica y rellena los cuadros:

Dato SI

5 min

50 cm

20 mA

3/4 de hora

3,5 hm

700 g

20 kcd

4200 mm

50 dA

1 h

20 mol

Dato SI

2 h

5 km

40 dA

1 día

1,5 hm

900 mg

1 tonelada

1000 mm

500 mA

3,2 dam

4,5 kmol

U

FUNDAMENTO TEÓRICO

La existencia de los átomos y de las moléculas es un hecho conocido por todos, aunque no podemos verlos a simple vista, dada su pequeñez.

En un cubito de 1 cm3 de cobre, un dado como el de jugar al parchís, existen tantos

átomos de cobre que puestos en línea recta pueden ir y venir al Sol unas 70 veces. Si se reparten entre la población actual del mundo (+7000 millones = 7 · 10

9),

tocaríamos a 12 billones de átomos por cada terrícola. Y toda esa población, contando esos átomos durante 8 horas diarias, necesitaría de la generación de sus nietos para terminar de contarlos. A modo de comparación, para contar las hojas de todos los árboles del planeta solo se necesitarían unos meses.

A: ¿Cómo podemos demostrar el hecho objetivo de que la materia está compuesta de partículas (átomos y moléculas)?

Dos recipientes de vidrio iguales se llenan, uno de granos de garbanzos y el otro, de arena fina o sal. Se mezclan en un tercer recipiente de mayor capacidad y luego se vierte la mezcla en los recipientes originales.

Ahora repetimos el experimento con 100 mL de agua en un recipiente y 100 mL de alcohol en el otro.

B: ¿Cómo podemos comprobar que las partículas se mueven?

Deposita con mucho cuidado con un cuentagotas una gota de desinfectante yodado en el fondo de una copa con agua fría y otra en agua caliente. Le seguimos la pista haciendo fotos cada hora.

Colocamos un algodón mojado en colonia en el centro del aula y los alumnos han ido levantando la mano a medida que notaban el olor.

Cuestiones

A:

U

1. Cuando hemos mezclado 100 mL de garbanzos con 100 mL de sal, no hemos obtenido 200 mL de mezcla ¿Por qué no llega hasta 200?

2. ¿Cuánto ocupa la mezcla de 100 mL de alcohol y 100 mL de agua? ¿Por qué no llega a 200 mL?

3. Relaciona los dos experimentos y liga con flechas estas dos columnas. Para ello, busca en internet qué partículas (moléculas) son más grandes, las de alcohol o las de agua.

Garbanzos Agua

Sal Alcohol B:

1. ¿Qué ha ocurrido con el desinfectante yodado en la copa?

2. Si el agua y el desinfectante yodado están en reposo, ¿cómo es posible que se haya difundido? ¿En qué caso se ha difundido antes? ¿Por qué?

3. Dibuja cómo crees que se expande el olor al colocar el algodón. ¿Qué es lo que viaja?

4. Elige qué frases son verdaderas:

La colonia está hecha de partículas, pero el olor que viaja, no.

Si no hay un poco de corriente de aire, el olor no llega.

La colonia se evapora y las partículas se mueven aleatoriamente.

El olor tarda un poco en llegar porque las partículas de la colonia van chocando con las del aire.

Galileo pesó un recipiente de vidrio de 4 litros, después le extrajo el aire con una bomba de vacío rudimentaria y lo volvió a pesar…

U

Actividades

a) ¿Cuánto pesaba el botellón de vidrio con

el aire del interior? b) ¿Qué está haciendo aquí nuestro amigo

Galileo?

c) ¿Qué ocurre en esta viñeta? d) ¿Cuántos gramos tuvo que añadir para

equilibrar la balanza de nuevo?

e) ¿Qué quiso comprobar Galileo con este experimento?

f) ¿Cuánto pesan los 4 litros de aire?

200 gramos

5 gramos

195 gramos

El aire no pesa

g) ¿Cuánto pesa 1 litro de aire? ¿Y uno de agua? Compáralos.

U

La cocina de tu casa es un excelente laboratorio para medir las densidades de muchas sustancias. Para ello, recuerda que necesitas medir la masa y el volumen.

Dispones de una balanza para medir las masas y de jarritas medidoras para calcular volúmenes, aunque no tengan la precisión de una probeta.

Por ejemplo, si queremos medir la densidad de una naranja, seguimos estos pasos:

Actividades

1. Haz lo mismo con los siguientes materiales (puedes cambiarlos por otros o ampliar la lista según tus preferencias):

m (g) V (cm3) d (g/cm

3)

Cucharillas de metal

Vasos de vidrio

Harina

Huevo

Sal

Garbanzos

Leche

Aceite

Vinagre

Agua

Sistemas materiales heterogéneos son los que, cuando se observan a simple vista o con microscopio, muestran partes diferenciadas que tienen distintas propiedades.

Sistemas materiales homogéneos son los que presentan un aspecto uniforme incluso cuando se observan al microscopio. Tienen las mismas propiedades en cualquiera de sus partes.

El origen de la homogeneidad radica en la distribución al azar de las partículas que forman la materia, que es la causa de que cualquiera de sus porciones tenga las mismas propiedades.

Las mezclas son sistemas formados por varios componentes o sustancias. Por eso hablamos de mezclas homogéneas y heterogéneas.

1. Los siguientes modelos representan aire limpio y seco y humo, respectivamente. Califícalos como homogéneos o heterogéneos.

2. Clasifica como homogéneos o heterogéneos los siguientes sistemas materiales: un trozo de cobre, agua salada, hierro oxidado y una ensalada.

3. Al mezclar dos sistemas materiales homogéneos, ¿se produce siempre un sistema material heterogéneo?

4. Clasifica en homogéneos o heterogéneos los siguientes sistemas materiales:

a) Azúcar disuelto en agua. b) Gasolina y agua. c) Alcohol y agua d) Salsa mayonesa. e) Gelatina.

En construcción se emplea el cemento como material de agarre. Para ello, se mezcla con arena y agua en diversas proporciones, formando un conjunto que se amasa. Indica si el sistema material formado es homogéneo o heterogéneo.

En el siglo xix, el químico ruso Dimitri Mendeleiev ordenó los elementos químicos conocidos en una tabla con dos criterios: el orden creciente de la masa atómica y las propiedades comunes que tenían algunos grupos o “familias” de elementos. Fue capaz de predecir la existencia de algunos elementos todavía no descubiertos, dejando el hueco que le corresponderían en la tabla. Es considerado el “padre” de la tabla periódica y estuvo a punto de conseguir el Nobel de Química, pero al final no se lo concedieron. ¡Una gran injusticia!

1. Escribe el símbolo y el número atómico de cada uno de estos elementos ayudándote de la tabla:

Soy el number one, el más ligero y el más abundante en el universo.

Sin mí, no habría vida. Me uno a otros átomos formando largas cadenas.

Me encontrarás en los aviones porque soy un metal muy poco denso.

Soy el jefe de grupo de los halógenos.

Si me queman, juntándome con el que está encima de mí en la tabla, huelo a huevos podridos.

Soy un pesado, tengo 92 protones.

Soy metal y tengo propiedades muy similares al litio.

Después del hidrógeno, soy el gas más ligero.

Con 20 protones estoy en tus huesos.

Mi símbolo proviene de mi nombre en latín, ferrum.

Soy el único metal líquido y me usaban en los termómetros.

2. ¿Quién creó la tabla periódica?

3. Escribe los símbolos de la familia de los gases nobles. ¿Qué propiedades tienen en común?

4. ¿Con qué criterios se ordenan actualmente los elementos en la tabla periódica? Elige dos.

Por orden alfabético.

Según su estado físico: sólidos, líquidos y gases.

Por orden creciente de su número atómico.

Por propiedades comunes (en grupos o familias).

Muchos edificios y monumentos están hechos de piedra caliza. La caliza está formada por carbonato de calcio, CaCO3 , que es una sustancia pura, y al calentarla se descompone en dos nuevas sustancias, el óxido de calcio (CaO) y el dióxido de carbono (CO2).

Por tanto, si nos fijamos en la clave de clasificación de sistemas materiales, veremos que es un compuesto.

1. Escribe en cada recuadro del esquema conceptual los sistemas materiales que le correspondan.

Anillo de oro

Agua

Sal común

Vino

Tinta

Petróleo

Macedonia

Gelatina

Aire

Paella

Conglomerado Azufre

SISTEMA MATERIAL

¿Se ven los compuestos a simple vista?

Sí No

Suspensión o coloide

No Sí

Compuesto Sustancia simple

Mezcla heterogénea Mezcla homogénea

Disolución

Sustancia pura

Sí No

Sí No

¿Funden o hierven a temperatura constante?

¿Se forman sustancias simples por

electrólisis o descomposición térmica?

¿Se pueden ver con lupa o microscopio óptico?

Descripción macroscópica Descripción submicroscópica Descripción simbólica

Se utiliza la descripción a nivel de sustancias indicando sus propiedades y su estado físico.

Por ejemplo, en la reacción anterior del azufre y del hierro tendremos:

Azufre + Hierro → Sulfuro de hierro

Sólido Sólido Sólido

Amarillo Gris Gris oscuro

No atrae al hierro

Atrae al hierro

No atrae al hierro

De esta forma, se pueden identificar reacciones químicas y determinar los reactivos y los productos de reacción.

Son modelos que representan las partículas que forman las sustancias que intervienen en la reacción. Por ejemplo, para esta misma reacción tendríamos:

Una molécula de azufre se combina con ocho átomos de hierro para dar sulfuro de hierro.

Utiliza las fórmulas químicas para escribir la ecuación química de la reacción. Se puede escribir entre paréntesis el estado en que se encuentran las sustancias. Por ejemplo:

Se indica sólido (s), líquido (l) o gas (g) al lado de la fórmula. Los coeficientes estequiométricos indican la proporción entre reactivos y productos.

1. Rellena el cuadro correspondiente a la combustión del metano tomando como ejemplo el descrito en el libro de texto.

Descripción macroscópica Descripción

submicroscópica Descripción simbólica

Al arder, el gas metano se combina con el oxígeno (gas) y genera dos nuevas sustancias, gas dióxido de carbono y vapor de agua, desprendiendo mucha energía.

Una molécula de gas metano se combina con dos moléculas de oxigeno para dar __________ y ____________.

2. El magnesio arde espectacularmente, como se ve en la imagen. De hecho, se usaba en los antiguos flases de fotografía. Rellena el cuadro de la reacción:

Descripción macroscópica Descripción

submicroscópica Descripción simbólica

La cinta de magnesio arde con ______________ y se forma

_____________, desprendiendo

mucha ______________.

Mg (s) + O2 (g) MgO (s) + energía

Elige otra reacción y haz un cuadro similar a los anteriores.

La bolsa de aire (airbag) es un sistema de seguridad pasiva instalado en la mayoría de los automóviles modernos.

El sistema se compone de:

Detectores de impacto distribuidos por todo el vehículo, que activan el encendido de un casquillo detonador.

Dispositivos de inflado que, gracias a una reacción química, producen en muy poco tiempo gran cantidad de gas, de un modo casi explosivo.

Pequeñas cantidades de azida de sodio, NaN3

(s), que se descompone desprendiendo N2 (g) y Na (s).

Bolsas de nailon que se inflan con el nitrógeno resultante de la reacción.

En caso de colisión, las bolsas inflables amortiguan el impacto de los ocupantes del vehículo contra el salpicadero. Se estima que, en caso de choque frontal, su uso puede reducir el riesgo de muerte en un 30 %.

Magnesio Oxígeno

Óxido de magnesio

1. Completa el dibujo de la reacción química que se produce. Fíjate en que tiene que haber el mismo número de átomos en el reactivo que en los productos de la reacción.

2. ¿Qué gas es el que hincha la bolsa?

a) El aire. b) La azida de sodio. c) El gas nitrógeno.