Se denominan isótopos a los átomos que tienen igual número atómico (Z), pero diferente número de neutrones (n); por lo tanto, tendrán un número másico (A) diferente.
Por poseer la misma cantidad de protones, se los considera del mismo elemento que su átomo estable. La mayoría de los elementos tiene más de un isótopo. Observen el siguiente ejemplo:
En general, los mismos no tienen nombres especiales –como sucede con el caso del hidrógeno, cuyos isótopos son llamados con nombres que los distinguen de otros isótopos: protio, deuterio y tritio–, sino que son denotados con el elemento y el número másico (A) que les corresponde. De esta manera, los isótopos del carbono son denominados carbono 12 y carbono 14, debido a que éstos poseen un número de masa igual a 12 e igual a 14 respectivamente.
Es por ello que en el texto de la página anterior se han nombrado a los isótopos del neón (Ne) como neón 20 (por el simple hecho de que su número A es 20), neón 21 (su número A es igual a 21) y neón 22 (el número másico del mismo es igual a 22).
En el caso del carbono, sus isótopos se denotarán de la siguiente manera:
\( _{12}^{14}\textrm{C}\) y \(_{12}^{12}\textrm{C}\)
Recuerden que arriba a la izquierda se escribe el número másico y abajo a la izquierda se escribe el número atómico.
La materia, tal como la conocemos, puede presentarse en diferentes estados de agregación, llamados estados de la materia. Se presenta en tres estados fundamentales: gaseoso, líquido y sólido (llamados estados físicos o estados de agregación.
Veamos a continuación, en detalle, cada uno de ellos. En estos párrafos se nombra a las fuerzas de repulsión y atracción. Se refieren a las fuerzas que se originan en la interacción de cargas entre moléculas.
¿Qué son las fuerzas de repulsión y atracción?
Orden de las moléculas en sus diferentes estados de agregación.
Estado Gaseoso
GASEOSO: Los cuerpos que se encuentran en este estado (por ejemplo, el aire) adoptan las forma y el volumen del recipiente que los contiene. Poseen fuerza expansiva; pero son fácilmente compresibles[note]que son capaces de reducir su volumen por efecto de la presión.[/note], pues sus moléculas se encuentran continuamente desordenadas (se mueven de manera independiente, unas respecto de otras). Predominan entre sus moléculas las fuerzas de repulsión.
Estado Líquido
LÍQUIDO: Los cuerpos que se encuentran en este estado (por ejemplo el alcohol o el mercurio utilizado en los termómetros) poseen volumen propio; pero, a diferencia de los cuerpos gaseosos, sí presentan forma propia. Debido a tales características, adoptan la forma del recipiente que los contiene. Tienen superficie plana horizontal. No son compresibles y sus moléculas no se encuentran regularmente ordenadas. Las fuerzas de atracción y repulsión entre ellas están equilibradas.
Estado Sólido
SÓLIDO: Los cuerpos que se encuentran en este estado (por ejemplo el hielo o los clavos de hierro) poseen forma y volumen propio, aun en circunstancias en las que una fuerza externa tienda a deformarlos. No son compresibles y sus moléculas se encuentran en una estado de ordenación regular. Entre ellas predominan las fuerzas de atracción.
El cuarto estado de la materia: el plasma
Cuando se le entrega suficiente cantidad de energía, ya sea calor o electricidad, las partículas de gas pueden perder algunos electrones y queda un conjunto de cargas positivas. Es decir, estamos en presencia de un gas ionizado (en este caso, cationes). A este estado se lo llama plasma y conforma el 99% de toda la materia conocida. Descubramos juntos por qué.
El Sol, una gran bola de plasma formado por Hidrógeno y Helio.
Las estrellas en el universo están hechas de plasma.
¿De chico pensabas que las estrellas estaban hechas de fuego? Pues nada más alejado a la realidad que ello, pues el fuego no existe sin oxígeno. Y como no hay O2 en el espacio, pues no hay fuego. ¿Entonces? Todas las estrellas del universo, incluido, por supuesto, nuestro Sol, son gigantescas bolas de gas ionizado, es decir, de plasma.
El Sol, formado principalmente por hidrógeno, presenta reacciones nucleares en su interior que generan una enorme cantidad de energía e ionizan a los átomos que conforman la estrella. Puedes ver cómo se genera esta energía y qué partículas componen al plasma solar en nuestro artículo sobre generación natural de la energía.
Las pantallas de televisión pueden estar hechas de plasma.
Las pantallas de plasma tienen una mezcla de gases inertes (también llamados gases nobles, como el neón y el xenón) que, cuando los atraviesa una corriente eléctrica, realizan un pasaje de estado desde el gaseoso al plasmástico. Al estar en estado de plasma, emiten luz de color y puede ser utilizada en televisores o monitores de computadora, aunque su tiempo de vida útil suele ser menor a las pantallas convencionales de LED o LCD.
Los tubos fluorescentes y el alumbrado público también están formados por plasma.
Los tubos fluorescentes que seguro habrás visto en tu casa, colegio o universidad tienen una pequeña cantidad de vapor de mercurio y un gas inerte que. generalmente, suele ser argón. Nuevamente, como sucede con los televisores de plasma, se encienden cuando los atraviesa una corriente eléctrica, ionizándose el mercurio y emitiendo luz. De esta misma manera, los carteles de neón y el alumbrado público también están compuestos de plasma.
El fuego es plasma
El fuego también está hecho de plasma, aunque su temperatura es un poco más baja que la de los demás ejemplos dados en este artículo. Las moléculas del aire se ionizan por el calor generado en las reacción exotérmica de la vela o mechero, dando lugar a la flama que observamos.
Los rayos están hechos de plasma
Los relámpagos, esas descargas eléctricas que cruzan la atmósfera ionizando momentáneamente el aire circundante, están hecho de plasma. La ionización del aire provoca una gran emisión de luz.
Los rayos ocurren cuando se crea una acumulación suficiente de cargas eléctricas diferentes en la parte interior de las nubes y el suelo.
Más información
El porta Smile and Learn en Español presenta el siguiente video sobre Estados de la Materia, disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=ZdPhmPNgiEw
Sabemos que la química es una de las tantas ciencias que estudia a la naturaleza: las sustancias, su estructura, sus propiedades y reacciones y las leyes que rigen estas reacciones. Para alcanzar ese objetivo, la investigación científica en particular se lleva a cabo habitualmente por medio de un método científico.
¿Por qué es importante el método científico?
El método científico es importante por varias razones:
Proporciona un marco sistemático y riguroso para realizar investigaciones científicas. Al seguir el método científico, los científicos pueden diseñar experimentos y estudios que sean confiables, repetibles y puedan ser validados por otros investigadores.
Ayuda a evitar errores y prejuicios. Al seguir el método científico, los científicos pueden evitar conclusiones erróneas basadas en prejuicios personales o en la falta de información.
Permite la comparación y validación de resultados. Al seguir un método científico estandarizado, los científicos pueden comparar y validar sus resultados con los de otros investigadores, lo que permite la construcción y el avance del conocimiento científico.
Proporciona una forma de hacer preguntas y obtener respuestas fundamentadas. Al seguir el método científico, los científicos pueden hacer preguntas precisas, diseñar experimentos que puedan responder a esas preguntas y obtener respuestas fundamentadas y confiables.
Consta de una serie de pasos o etapas que comienza con la observación y el consiguiente planteo de un problema que luego será investigado. Una vez planteado el problema se procede a la recopilación de datos que se relacionen con el tema investigado. Con todo ello se construye una posible explicación o respuesta del problema (esto es la hipótesis, cuya veracidad o falsedad será puesta a prueba por medio de la experimentación). Tratada la experiencia, se enuncia una conclusión y una ley o teoría científica que será la solución al problema planteado desde el principio.
En conclusión:
En resumen, el método científico es una herramienta esencial para la investigación científica y la construcción del conocimiento en diferentes campos, ya que permite la validación, comparación y obtención de respuestas fundamentadas.
Actividades
Lean atentamente el siguiente texto:
Claude Bernard[note]Médico francés (1813 – 1878)[/note] observó que ciertos conejos que habían sido traídos del mercado y dejados sobre una mesa eliminaban una orina clara y ácida. Este hecho llamó la atención del científico por la incoherencia que guardaba con los conocimientos existentes hasta el momento. Los carnívoros tienen orina clara y ácida. Los herbívoros tienen orina turbia y alcalina (es decir, no es una sustancia ácida). Los conejos, por ser herbívoros, debían orinar turbio y alcalino. Bernard se preguntó entonces: ¿a qué se debe que los conejos orinen claro y ácido?
La explicación posible sería que dichos conejos utilicen su propia carne al estar en ayunas y que esta autofagia[note]Autoconsumo por los tejidos de sus propios materiales orgánicos en las fases de ayuno prolongado.[/note] los convierta en carnívoros. Situación similar se daría en todo animal en ayuno. Si esta hipótesis era válida, podía establecerse la siguiente predicción: los conejos alimentados con carne orinan claro y ácido. Tomó entonces varios conejos, los sometió a tres situaciones diferentes y obtuvo los siguientes resultados:
Los conejos alimentados con hierbas orinan turbio y alcalino.
Los conejos sometidos a ayuno orinan claro y ácido.
Los conejos alimentados con albóndigas de carne orinan claro y ácido.
Estos resultados fueron debidamente analizados e interpretados por el sabio. Como consecuencia de lo experimentado, Bernard pudo verificar que: los conejos en ayunas se nutren de su propia proteína y orinan claro y ácido.
2. Sepan distinguir, a partir del texto anterior, los pasos del método de la ciencia en base a la imagen que contiene este artículo . Puedes subrayar, resaltar o transcribir en tu carpeta las oraciones que consideres importantes para cada paso del método científico.
El método científico – Ensamble de Ideas – Copyright MMXXII
Curso: 1er. Año Secundaria Básica (Sist. Educ. de la Pcia. de Bs. As.) / Diagnóstico de 2do Año Secundaria Básica. Materia: Ciencias Naturales. Tiempo: 2 horas. Contenidos a enseñar:
Métodos de separación de fases y componentes.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Al finalizar esta clase se espera que los alumnos desarrollen la capacidad de:
Reconocer y describir los métodos de separación de fases para así poder separar los componentes de las distintas mezclas.
Diseñar e implementar dispositivos que impliquen el uso de técnicas de separación de fases y componentes de un sistema dado para disociar las fases de un sistema a partir de las sustancias que lo componen.
Propuesta didáctica (Inicio, desarrollo y cierre de clase): Inicio: En las clases anteriores se habrá comunicado a los chicos que esta clase se realizaría íntegramente en el aula-laboratorio que la escuela posee. Es por esto que, una vez que el docente orientador y el profesor residente ingresen al aula, los alumnos serán llevados a dicho laboratorio en compañía de la preceptora del instituto (ella ya posee conocimiento de esta situación). Una vez que los alumnos se acomodaron y habituaron en el nuevo espacio (cabe destacar que es la primera o segunda vez que la mayoría de los alumnos pisan un laboratorio durante su vida escolar), se procederá a comenzar la clase. Es evidente que, antes de llevarlos, se darán las pautas de convivencia necesarias para el orden del aula. Las mismas son, entre otras: -Se encuentra prohibido comer y/o beber en el laboratorio durante las dos horas en la que se desarrollará la clase. -La buena conducta será un factor muy importante para la realización de las experiencias y las explicaciones. -No deben realizar acciones imprevistas por los docentes y ayudantes de laboratorio a la hora de realizar las experiencias, como manipular reactivos o instrumentos desconocidos: todo debe ser seguido al pie de la letra para evitar posibles accidentes o siniestros. La clase comenzará con un repaso en el pizarrón de los contenidos vistos en las clases anteriores acerca del agua y de las mezclas contenido base para esta clase. Luego se presentara el tema de la clase del día de la fecha y se comenzará la indagación sobre sus ideas previas planteando una Situación problemática referida a un hecho ficticio en la cual se realizara a los alumnos preguntas con el fin de reconocer sus conocimientos previos. Dicha situación problemática es la siguiente: “Mariana y su padre se encuentran cocinando para la familia a la vez que pegan cupones en la heladera con diminutos imanes, ellos planean hacer una ensalada de atún, que es la preferida de la mamá de Mariana, para ello ponen todos los elementos en una ensaladera y los mezclas Mariana que está estudiando en la escuela mezclas le comenta a su papa que la ensalada creada es una mezcla heterogénea, cuando llega el momento de condimentar la ensalada Mariana toma el salero y este se le cae quedando en el suelo una mezcla de sal con pequeños trocitos de vidrio, Mariana que reconoce lo recién formado le dice al padre: eso también es una mezcla. Ni bien termino de decir esto los pequeños imanes de la mesada caen al piso agregando un componente más a nuestra mezcla. Entonces el padre le dice a Mariana: no tenemos más sal ¿podemos recuperar la sal, los imanes y el salero? Y Mariana le responde: dudo que el salero. ” Esta situación será dada a los alumnos de manera oral para luego preguntar si ustedes fueran Mariana ¿Qué le responderían a su padre? ¿Se pueden separar los componentes de las mezclas? Se llegara así al concepto de métodos de separación se le pedirá a los chicos que digan que creen que son estos métodos y sobre estas respuestas se dará la definición de los mismos, la cual será plasmada en el pizarrón para dejar constancia en las carpetas de los alumnos. Desarrollo: Para comenzar a desarrollar los métodos de separación de fases se les preguntara a los chicos ¿Cómo separarían los componentes de la mezcla de mariana? A partir de estas respuestas se comenzará un dialogo docente-alumno acerca de las formas de separar los componentes de las mezclas partiendo de sus ideas y dándole el nombre científico a las mismas y también dándoles sugerencias del estilo ¿y por qué no usar un imán mas grande? En el caso de que no surja la idea. Luego se irán agregando componentes a esta mezcla ficticia (se agregaran, fideos, arroz y arena) con el objetivo de reconocer todos los métodos de separación de fases y componentes que se verán y utilizaran en la práctica. Vale la pene aclarar que se plasmara en el pizarrón en qué consiste cada método de separación, ya que es necesario para las practicas y para el posterior estudio del tema.
Una vez terminada la parte teórica se pasara a la parte practica, antes de realizar las experiencias, se procederá a explicar el informe de laboratorio que será grupal, se explicara también cada una de sus partes, el mismo contará con una introducción un marco teórico, el enunciado de los materiales y los procedimientos y una conclusión.
Una vez explicado esto se realizará una práctica sobre los métodos de separación de fases en mezclas heterogéneas para ello se dividirá a los alumnos en cuatro grandes grupos. Y se les dará las intrusiones en forma oral sobre que mezcla deben realizar para la experiencia a llevar a cabo, una vez formada se les pedirá a los chicos que me digan como separarían cada componente, una vez que ellos lograron identificar los métodos a utilizar se repartirá las instrucciones junto con los materiales necesarios, lo mismo se hará en las posteriores experiencia las cuales son las siguientes:
Experiencia 1 correspondiente a filtración, disolución y evaporación: Para nuestra primera experiencia se necesitarán [1]:
sal (cloruro de sodio: NaCl)
Arena muy fina.
Embudo
Agua.
Papel de filtro.
Vaso de precipitados.
Mechero de Bunsen.
Trípode.
Tela de amianto.
Para esta experiencia debes:
hacer una mezcla de sal y arena muy fina en el vaso de precipitado
Disolver en agua calentando posteriormente para concentrar la disolución.
Preparar un papel de filtro de forma circular de menor radio que el embudo que vas a utilizar, dóblalo por la mitad y posteriormente se dobla otra vez con un ángulo inferior a 90º. Forma entonces una especie de cono e introdúcelo en el embudo.
Humedecer un poco el papel de filtro con agua destilada para que se pegue a las paredes del embudo
vertí la mezcla de sal y arena con agua. Observa como el papel retiene la arena y queda un líquido que si evaporamos el agua hasta la sequedad nos quedara la sal.
Experiencia 2 correspondiente a la decantación: Para esta experiencia se necesita [1]:
Ampolla o balón de decantación (si no se posee se puede usar una pipeta o una perita)
Vaso de precipitado
Para esta experiencia debes: Obtener una mezcla de agua y aceite. El aceite es inmiscible con el agua y puede flotar sobre ella debido a su menor densidad. utilizar una ampolla de decantación. Si no se cuenta con estos elementos absorba una de las fases con la pipeta o perita de goma. Experiencia 3 correspondiente a Imantación, tría y tamización Para esta experiencia se necesitan: Limadura de hierro Harina Garbanzos o porotos piedras Imán Tamiz, malla o colador pinza
Para esta experiencia debes: Preparar una mezcla de limaduras de hierro, harina, piedras y porotos. tomar con una pinza o con los dedos toma las piedras Tomar el imán de esta manera se separaran las limaduras de hierro de la mezcla, Por último toma el tamiz y vierte la mezcla. Por último se explicara solo de forma teórica los métodos de fraccionamiento que se utilizan para separar mezcla homogéneas para esto se preguntara a los alumnos ¿Qué tipo de mezclas nos permiten separar los métodos hasta aquí trabajados? Y se les preguntará después sobre qué haríamos con las mezclas homogéneas; esto dará pie para trabajar con los métodos de destilación simple, fraccionada y cristalización. Es importante marcar que se corroborará que todos estos contenidos queden plasmados en sus carpetas. Final: Se cerrara la clase generando un Debate guiado por la docente donde se resuman los temas vistos en clase. Partiendo de preguntas tales ¿que vimos hoy? y de ¿Cómo separarían una mezcla de agua y aceite? y ¿de agua y hielo? O ¿que mezclas se les ocurre para usar el método imantación y filtración? ¿Y destilación simple? Antes de despedirnos y cerrar la clase con un breve resumen de los contenidos vistos en esta clase se les repartirá a los chicos una fotocopia con todos los métodos vistos para dejar constancia en las carpetas de los temas vistos.
Recursos Utilizados: Visuales: por medio de el pizarrón y ejemplos visuales de los métodos (en la experiencia). De lectura, gracias al material bibliográfico presentado. Experimentales por medio de una práctica de laboratorio que permita separa mezclas. Actividades y Evaluación. Se tendrá en cuenta la responsabilidad a la hora de realizar las experiencias y, tal como se mencionó, se pedirá la confección de un informe de laboratorio que será la actividad escrita más relevante de la clase, pues en ella se plasmarán los conceptos aprendidos y analizados en las experimentaciones.
