Secuencia 4 Las Características De Los Materiales 6y1w5g

Coordinación Regional de Educación Secundaria Técnica Oficina de Supervisión, Zona Escolar 502.

CLAVE: 05FZT0015N

“2014, Año de las y los Jóvenes Coahuilenses”

PLANEACIÓN DE DIDÁCTICA: CIENCIAS III. CE: 201_-201_ FECHA: PROFESOR: MA. ISABEL MEDINILLA DELGADILLO PLANEACION DIDACTICA

PERIODO: SECUENCIA DIDÁCTICA 4 FECHA:__/__/____

Esc. Sec.:

GRADO Y GRUPOS

NO. 54 BLOQUE 1

3° A,B,C,D,E,F. TORREÓN Las características de los materiales ¿Cómo saber si la muestra de una mezcla está más contaminada que otra?

TEMA

CONTENIDOS CAMPO FORMATIVO

ESTÁNDARES CURRICULARES A TRABAJAR

CIUDAD

Toma de decisiones relacionada con: • Contaminación de una mezcla. • Concentración y efectos. Propiedades y transformaciones de los materiales. CONOCIMIENTO CIENTÍFICO Identifica los componentes de las mezclas, su clasificación, los cambios de sus propiedades en función de su concentración, así como los métodos de separación. APLICACIONES DEL CONOCIMIENTO CIENTÍFICO Y DE LA TECNOLOGÍA Relaciona el conocimiento científico con algunas aplicaciones tecnológicas de uso cotidiano y de importancia social. HABILIDADES ASOCIADAS A LA CIENCIA Planea y realiza experimentos que requieren de análisis, control y cuantificación de variables.

PROPOSITOS

APRENDIZAJES ESPERADOS

COMPETENCIAS QUE SE FAVORECEN

Profundicen en la descripción y comprensión de las características, propiedades y transformaciones de los materiales, a partir de su estructura interna básica.

• Identifica que los componentes de una mezcla pueden ser contaminantes, •Comprensión de fenómenos y aunque no sean perceptibles a simple procesos naturales desde la vista. perspectiva científica • Toma de • Identifica la funcionalidad de expresar decisiones la concentración de una mezcla en informadas para el cuidado del unidades de porcentaje (%) o en partes ambiente y la promoción de la salud por millón (ppm). orientadas a la cultura de • Identifica que las diferentes la prevención concentraciones de un contaminante, en • Comprensión de los alcances y una mezcla, tienen distintos efectos en la limitaciones de la ciencia y del salud y en el ambiente, con el fin de desarrollo tecnológico en diversos tomar decisiones informadas. contextos

INDICADORES EVALUACION POR RUBRICAS Parámetros de valoración por rubricas Nivel de desempeño 1 Inaceptable 2 Bajo 3 Satisfactorio 4 Destacado

Calificación 5.0 6.0 7.0 y 8.0 9.0 y 10

RUBRICA Valora la importancia de la medición de las propiedades intensivas y extensivas para caracterizar e identificar las sustancias que pudieran estar contaminadas Aprecia la importancia de los instrumentos de medición en la ampliación de nuestros sentidos. Identifica que al variar la concentración (porcentaje en masa y volumen) de una sustancia, cambian sus propiedades Valora el papel de los instrumentos de medición en la construcción del conocimiento científico

NIVEL DE DESEMPEÑO

Valoran la importancia de los sentidos para identificar propiedades de los materiales como la textura el olor, el sabor y el color. Clasifican algunos materiales a partir de sus propiedades. Analizan como el entorno modifica las características de los materiales. Clasifican algunos materiales usando sus propiedades. Analizan cómo el entorno puede modificar las características de los materiales

Contaminación. Ciencias Naturales de quinto grado en las lecciones 5 Consecuencias de la transformación inadecuada de los ecosistemas, y 6 Los problemas ambientales nos afectan, lección 13 La contaminación y otros problemas ambientales, y 15 Los problemas ambientales requieren de la participación de todos. Ciencias I, Bloque III. Tema 2, subtema 2.4. Análisis de las causas y algunas consecuencias de la contaminación de la atmósfera: incremento del efecto invernadero y del calentamiento global. Toxicidad. Ciencias Naturales de quinto grado, lección 23 El tabaco y el alcohol dañan la salud. Ciencias Naturales de sexto grado lecciones 13 La contaminación y otros problemas ambientales, y 15 Los problemas ambientales requieren de la participación de todos. Ciencias I, Bloque III, Tema 1, subtema 1.3. Análisis de los riesgos personales y sociales del tabaquismo. Cálculos de concentración en porcentajes y en ppm. Matemáticas de quinto grado de primaria, Tema: Números fraccionarios, subtema: Cálculo de porcentajes mediante diversos procedimientos, y sexto grado de primaria, Tema: Números decimales, subtema: Expresión de porcentajes de números decimales. En matemáticas de 1° de secundaria, en los bloques 1, 2, 3 y 5, así como en los bloque 1 y 2 de 2° de secundaria se trabaja el eje: Manejo de información, Tema: Análisis de información, subtema: Relaciones de proporcionalidad. También en ese tema del bloque 3 de 1° está el subtema: Porcentajes. Las ideas previas de los alumnos1

1

      

Para muchos alumnos de 12 ó 13 años, aún no es claro lo que ocurre durante los procesos de disolución. Los más pequeños asocian aún la idea de que el soluto “desaparece”. Otros de 14 ó 15 años asocian la solubilidad con la desintegración, ruptura o descomposición necesaria del soluto. La conservación de la masa en disoluciones puede no ser clara para la más de la mitad de los estudiantes. Si creen que el soluto desaparece, no piensan que su masa se añada a la del disolvente al realizar la mezcla. Indican también que “si el soluto se hizo líquido o se dividió al disolverse, pesará menos”. La confusión de ideas de masa y volumen es generalizada entre mucha gente, en particular durante la secundaria. La idea de que el volumen no es aditivo o no se conserva al mezclar diversos solutos con líquidos genera muchas confusiones y debe aclarase mediante la observación y análisis, Los alumnos confunden las ideas de cantidad y concentración y les cuesta trabajo identificar que en cantidades diferentes de mezclas iguales puede haber las mismas concentraciones. La clasificación de sustancias como venenos difícilmente se asocia a la cantidad ingerida, ignorando que la dosis es indispensable para conseguir el efecto. Para determinados tipos de sustancias, como los ácidos, los alumnos asocian que son necesariamente peligrosos, lo que hace que se acerquen a ellos con miedo, sin contemplar que muchas de estas sustancias no sólo no son venenos, sino que son indispensables para la vida.

OBSERVACIONES: TODOS LOS CONTENIDOS DE LA TEMATICA SERAN ABORDADOS POR LOS ALUMNOS EN EXPOSICION Y YO REDONDEARE EL TEMA ACLARARE DUDAS. EN ESTE TEMA EN ESPECIAL SE HARAN PROBLEMAS

Momento Nivel Propósitos Inicio Explorativo Analítico Deductivo

QUE IDENTIFIQUE CARACTERISTICAS FUNDAMENTALES DEL CONOCIMIENTO CIENTIFICO

Recursos didácticos

MO DU LOS

CUADERNO FOTOS CUETIONARIO LAPIZ PLUMA PIZARRON

1

Actividades

Criterios Tipo/Productos Actividad de Inicio. TODAS LAS SECUENCIAS SE INICIARAN CON UNA BREVE EXPOSICIÓN.

1

1

Evaluación

1.- SE INICIA CON EL CONCEPTO DE SUSTANCIA PURA RECALCANDO LOS TÉRMINOS DE ÁTOMO, ELEMENTO, MOLÉCULA, COMPUESTO. INTRODUCCION ¿QUÉ SABEMOS DE LA CONTAMINACION Y LAS SUSTANCIAS TOXICAS? 2.- FOTOS Y PREGUNTAS SE HACE MENCIÓN DE ALGUNAS FORMAS UTILIZADAS PARA IDENTIFICAR SUSTANCIAS TOXICAS EN EL PASADO SIN UN SUSTENTO CIENTÍFICO. 3.- SE ESTABLECEN CRITERIOS

Diagnostica FOTOS Y PREGUNTAS EN EL CUADERNO CONCLUCION EN EL CUADERNO

ACTITUD DE PARTICIPACION DE LA EXPRECION ORAL Y ESCRITA

DE AUTOEVALUACIÓN MODULO PARA REVICION DE AVANCE DE PROYECTO

Competencia:

PARA EL MANEJO DE SITUACIONES VINCULADAS CON LA POSIBILIDAD DE ORGANIZAR Y DISEÑAR PROYECTOS DE VIDA, CONSIDERANDO ASPECTOS COMO LOS SOCIALES, CULTURALES, ,AMBIENTALES, ECONÓMICOS, ACADÉMICOS Y AFECTIVOS. ISTRAR EL TIEMPO, PROPICIAR CAMBIOS, TOMAR DECISIONES Y ASUMIR CONSECUENCIAS

Desarrollo Explicativo Deductivo Analítico APLIQUEN INTEGREN HABILIDADES ACTIVIDADES Y VALORES

Actividades de desarrollo CUADERNO LAPIZ PLUMA LABORATORIO VASOS AGUA COLORANTE CUADRO COMPARATIVO DE CARACTERISTICAS DE MEZCLAS

1

4.-ELABORA UNA LISTA DE SUSTANCIAS TOXICAS PRESENTES EN SU ENTORNO (CASA, ESCUELA, ETC.)

2

5.- ¿PODEMOS HACER UNA ESCALA DE COLORES? 6.- REALIZA UN CUADRO COMPARATIVO DE SUSTANCIAS TOXICAS ACTUALES Y ANTERIORES. TABLA DE OBSERVACIONES CON RESULTADOS 7.- LA SIGUENTE ACTIVIDAD ES SOBRE EL CONTENIDO DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO. CONCENTRACIÓN EN PARTES POR MILLÓN. ¿CUESTIONARIO DE REFLECCION HACER DISOLUCIONES 8.-BREVE LECTURA SOBRE COMO ESTA EL AIRE QUE RESPIRAS? Preguntas para evidenciar que están

2

INVESTIGACIÓN EN LIBROS, FOLLETOS NTERNET RECIPIENTES TRANSPARENTES. DOS GOTEROS. AGUA DE JAMAICA AGUA NATURAL

Eval. Diagnostica y Formativa EN EL CUADERNO SE REVISARA CUESTIONARIO DIBUJOS DE LAS DISOLUCIONES REALIZADAS CUADROS CON IMECAS CUADRO REPORTE DE PRECTICAS

TRABAJO EN EQUIPO COMPRENCION DE LOS TEMAS CUADROS CON IMECAS HACE CONCLUCIONES SOBRE LAS PRACTICAS ES CAPAZ DE IDENTIFICAR LAS CARACTERISTICA S PARA HACER UN ANALISIS FISICO , BIOLOGICO EN SUSTANCIAS E IDENTIFICA PPM

comprendiendo la información que reciben.

Competencia: PARA EL MANEJO DE LA INFORMACIÓN SE RELACIONAN CON LA BÚSQUEDA, EVALUACIÓN Y SISTEMATIZACIÓN DE INFORMACIÓN; CON EL PENSAR, REFLEXIONAR, ARGUMENTAR Y EXPRESAR JUICIOS CRÍTICOS; CON ANALIZAR, SINTETIZAR Y UTILIZAR INFORMACIÓN

Cierre Argumentativo Deductivo Analítico USE LA INFORMACION ANALIZADA SOBRE LAS PARTICULARIDADES DEL CONOCIMIENTO QUIMICO

1 AULA CUADERNO LAPIZ PLUMA

Actividades de cierre 9.-COMO IDENTIFICAR SI UNA MUESTRA DE AGUA ESTA CONTAMINADA 10.- REVICION Y EVALUACION DE LO APRENDIDO 11.- RESOLVER SITUACIONES REVISAR Y ENTREGAR EN LA SIGUIENTE CLASE 12.-ELABORA ESTRATEGIAS PARA PREVENIR ACCIDENTES DEBIDO AL O CON SUSTANCIAS TOXICAS.

Competencia: PARA EL APRENDIZAJE PERMANENTE ASUMIR Y DIRIGIR EL PROPIO APRENDIZAJE A LO LARGO DE LA VIDA, PARA COMPRENDER LA REALIDAD DE SU CONTEXTO

Eval. Sumativa. HOJA DE EVALUACION ANOTCIONES DEL DIA ANTERIOR Y PUNES EN EL CUADERNO

REVICION Y EVALUACIÓN DE LO APRENDIDO RESOLVER SITUACIONES EN 20 MIN REVISAR Y ENTREGARLA EN LA SIGUENTE CLASE

Actividades de inicio

1

Tiempo estimado: 10 minutos

1.- SE INICIA CON EL CONCEPTO DE SUSTANCIA PURA RECALCANDO LOS TÉRMINOS DE ÁTOMO, ELEMENTO, MOLÉCULA, COMPUESTO .

Orientación didáctica  

Breve introducción de los contenidos y los aprendizajes esperados del subtema: Tú decides: ¿cómo saber que una muestra está más contaminada que otra?, y Toxicidad. Indicación de que todos los productos que se elaboren individualmente, en equipo y en grupo formarán parte del portafolio para que estén disponibles en caso de ser necesaria su evaluación y consulta.

Actividad. 1

Tiempo estimado: 50 minutos

Explicar el riesgo de la contaminación con Sustancias químicas: En la actualidad existen del orden de 70.000 productos químicos sintéticos, incrementándose cada año en unos 200 a 1000 nuevas sustancias químicas. Los efectos que producen estas sustancias en algunos casos son conocidos, pero en otros se sabe poco sobre sus efectos potenciales sobre los humanos y sobre el medioambiente a largo plazo. Así el cáncer originado por un producto químico puede en algunos casos tardar de 15 a 40 años en manifestarse. Citar ejemplos: Agricultura: fertilizantes, plaguicidas y herbicidas El sector de la agricultura es uno de los que más contaminación indirectamente produce. Los causantes de la contaminación son los fertilizantes y plaguicidas utilizados para la fertilidad de la tierra y para fumigar los cultivos de las plagas que disminuyen la producción. Estos productos a través de las lluvias y de los riegos contaminan las aguas superficiales y los acuíferos. [ De acuerdo a la Convención de Estocolmo sobre Contaminantes orgánicos persistentes, 9 de los 12 más peligrosos y persistentes compuestos orgánicos son plaguicidas. En 2001 una serie de informes culminaron en un libro llamado Fateful Harvest que dio a conocer una generalizada práctica de reciclar subproductos industriales en fertilizantes, contaminando el suelo con varios metales y sustancias. Dioxinas y Polifenilos Las dioxinas son una serie de compuestos químicos que son muy resistentes a una degradación química o bioquímica y por tanto terminan acumulándose en los organismos vivos. Se originan a partir de la reacción de cloro con materia orgánica y oxigeno a alta temperatura. En 1940 las dioxinas no existían, pero ha sido la industrialización de productos químicos orgánicos asociada al desarrollo económico que se ha producido en las siete últimas décadas, y ha originado su aparición en ciertos plásticos, pesticidas, insecticidas, etc. que contienen importantes cantidades de cloro.[24] Metales tóxicos Representan una importante forma de contaminación antropogénica. Hay una serie de metales pesados esenciales en el ciclo vital de los seres vivos, los denominados oligoelementos. Otros metales pesados no ejercen función biológica alguna. A partir de ciertas concentraciones en los seres vivos pueden ser peligrosos. Los principales metales tóxicos que se encuentran dispersos en cualquier medio son el mercurio, el cio, el plomo, el cobre, el cinc, el estaño, el cromo, el vanadio, el bismuto y el aluminio. Los metales, de forma similar al resto de agentes contaminantes, se diluyen con facilidad en el agua. En el mar son dispersados por las corrientes marinas aunque algunos se depositan en el bentos. Las acciones de estos metales sobre algunos organismos marinos pueden afectar a su crecimiento, inhibir su reproducción e incluso convertirse en letales. El plomo es encontrado en pinturas con plomo, combustible de aviación, aunque se ha reducido el uso en la mayoría de los países aún sigue empleando en la gasolina como producto antidetonante. La contaminación atmosférica que ha provocado la combustión de las gasolinas con plomo ha hecho llegar este metal hasta el mar. Se sabe que el plomo se deposita en las branquias de los peces provocándoles serios problemas respiratorios. Detergentes y dispersantes de petróleo El consumo de detergentes aumenta constantemente en el mundo. En 1995 se consumieron 10,2 millones de Toneladas y las estimaciones para 2005 eran 13,8 millones de Toneladas. Los dispersantes de petróleo son líquidos utilizados en los derrames de petróleo y cumplen la función de hacer soluble el petróleo en agua, y transferirlo desde la superficie del agua hacia la columna de agua. Existen varias marcas de dispersantes, una de las más conocidas es Corexit, utilizada en los desastres ambientales de Exxon Valdez y el reciente derrame de Deepwater Horizon. Una cualidad de los dispersantes es la de a veces ser más tóxicos para el medio ambiente y la salud que el mismo petróleo y de bioacumularse en los tejidos de seres vivos.[33] [34] Además el hecho de que los dispersantes transfieran el petróleo flotante hacia la columna de agua significa un serio riesgo para los seres que viven bajo el mar y para las aves marinas que se alimentan de ellos Explicar la concentración de los reactivos: Casi todas las reacciones químicas avanzan con más rapidez si se aumenta la concentración de uno o más de los reactivos. Por ejemplo: la lana de acero arde con dificultad en el aire el cual contiene 20% de oxígeno, pero enciende con llama blanca y

brillante en oxígeno puro. Es decir, que al variar la concentración de oxígeno se manifiesta un comportamiento diferente. Dependencia de la velocidad con la concentración: la disminución de la velocidad de reacción con el paso del tiempo, es muy típica de las reacciones. La velocidad de reacción disminuye conforme se reduce la concentración de los reactivos, y a la inversa, la velocidad aumenta cuando se incrementa la combinación de los reactivos. Una forma de estudiar el efecto de la concentración sobre la velocidad de reacción es determinar que de forma la velocidad al comienzo de una reacción depende de las concentraciones iniciales. Por ejemplo: NH4+ (ac) + NO2-(ac) N2 (g) + 2 H2O Se podría estudiar la velocidad de esa reacción midiendo la concentración de NH4+ o NO2- en función del tiempo o midiendo el volumen de N2 que se produce. Una vez que se ha determinado la velocidad inicial de la reacción (en t=0) para diversas concentraciones iniciales de NH4+ y NO2- se pueden calcular las velocidades con diferentes concentraciones de NH4+ y NO2-

¿Qué sabemos de la contaminación y las sustancias tóxicas? Presentar a los alumnos una serie de imágenes relacionadas con contaminación y productos tóxicos, acompañadas de preguntas como las que se sugieren a continuación, para que expresen libremente sus ideas previas sobre estos temas. Indicarles que, al concluir el análisis de las imágenes escribirán en su cuaderno un breve texto que tendrá como título: ¿Cómo se identifica tradicionalmente a las sustancias y materiales tóxicos? Actividad. 2.- Se sugieren imágenes y preguntas similares a las siguientes:

¿Te beberías un vaso con agua tomada de este desagüe? ¿Por qué?

¿Cómo identificamos que un ambiente está contaminado?

¿Será sano respirar el aire que rodea a estas chimeneas? ¿Por qué?

¿Te comerías estos hongos del bosque? ¿Por qué? ¿Cómo se identifican los venenosos?

¿Por qué tememos a las víboras?

Cuando se anuncia “marea roja”, se prohíbe ingerir pescados y mariscos. ¿Cómo se identifica?

¿Sabías que en la Edad Media y el Renacimiento el envenenamiento era una forma de deshacerse de los enemigos?

¿Sabías que el veneno de los alacranes se usa para hacer vacunas y medicinas? ¿Cómo puede ser esto?

¿Sabías que no todos los productos comerciales están libres de sustancias tóxicas?

¿Nos envenenamos por gusto?

¿Te tomarías una medicina sin estar enfermo? ¿O triplicarías la dosis indicada por el doctor?

¿Para qué se usan estos símbolos? ¿Por qué?

¿Podrías asegurar que este paisaje aparentemente sin basura está libre de contaminación? ¿Por qué?

     

Actividad.3 Durante la presentación de las imágenes el profesor complementará las preguntas anteriores con otras que surgirán sobre la marcha y propiciará que los alumnos cuenten anécdotas relacionadas con la contaminación y sustancias tóxicas. Se sugiere complementar con breves intervenciones para destacar algunas formas tradicionales de detectar sustancias tóxicas, como las que se enuncian a continuación: El sabor de las sustancias puede ser un factor biológico de protección. Muchas sustancias tóxicas son amargas o de gusto desagradable. Por tradición oral en cada cultura se transmiten aprendizajes empíricos como la forma de identificar hongos y plantas venenosas. De la misma manera, la experiencia indica que la presencia de marea roja envenena a muchas especies marinas. Por instinto huimos de especies como alacranes, arañas y víboras. Tenemos registros ancestrales de su peligrosidad. En la antigüedad y en diversas etapas de la historia, incluso actuales, el envenenamiento ha sido una forma de eliminar a los enemigos. Los señores poderosos hacían que esclavos o sirvientes probaran los platillos antes que ellos como medida de seguridad. Hoy en día tenemos muchos códigos por medio de instrucciones escritas y esquemas, que nos permiten identificar sustancias peligrosas, pero en muchos otros casos es difícil identificarlas. Estas ideas les permitirán a los estudiantes realizar el texto en su cuaderno con las conclusiones de la sesión.

Evaluación diagnóstica: Evaluación de las ideas previas de los alumnos: escucharlas, registrarlas y relacionarlas con la temática y su posible desarrollo. Tomar decisiones oportunas para valorar si la actuación docente está en correspondencia con las demandas de los estudiantes. Revisar escritos de los estudiantes para identificar otras ideas y posibles errores a corregir.

ACTIVIDADES DE DESARROLLO Actividad

5y6

Tiempo estimado: 60 minutos

4.- Elabora una lista de sustancias toxicas presentes en su entorno (casa, escuela, etc.) 5.- ¿Podemos hacer una escala de colores? Nota: antes de la clase, solicite el siguiente material por equipo, 6 vasos transparentes, una balanza, una probeta, una espátula y un sobre de polvo para hacer agua de Jamaica.

Orientación didáctica La intención de esta actividad es que los alumnos identifiquen que al reunir proporciones diferentes de un soluto y un disolvente se obtienen mezclas con características diferenciables. Se analizará también cómo al mantener la misma proporción para diferentes cantidades, las mezclas tienen las mismas propiedades pues se mantiene la concentración. Es necesario resaltar la interpretación y el análisis de datos.  

Formar equipos de 4 ó 5 integrantes para realizar las siguientes actividades. Se solicitará a cada equipo que prepare las mezclas indicadas en la siguiente tabla, midiendo con todo cuidado las cantidades, haciendo las observaciones y los necesarios para completar la tabla. Orientación didáctica El profesor puede ayudar con el primer cálculo, pero intentando que sean los alumnos los que deduzcan qué deben hacer. En color aparecen ejemplos de los resultados numéricos que los alumnos deben encontrar.

Si es necesario, dar una orientación de que pueden medir el agua en mililitros con la probeta, aprovechando que para esta sustancia cada mililitro tiene una masa de un gramo, es decir tiene una densidad de 1 g/mL. Haga también que los estudiantes midan la masa total de las mezclas para que comprueben que no “desapareció” ninguno de los componentes. El porcentaje que representa a la concentración se obtiene relacionando la masa del polvo, en esta caso el soluto, con el total de mezcla. Como se ve en el ejemplo resuelto de la tabla, 20 g de polvo representan el 10 % del total de masa de esa disolución, 200g. Actividad 6 Tabla de observaciones de características de las mezclas de polvo de bebida y agua.

Pida que los alumnos comparen la masa, el volumen, el color, e incluso el sabor de las diferentes mezclas y que anoten todas estas observaciones. Finalmente, plantee las siguientes preguntas para que reflexionen sobre la necesidad de diferenciar las ideas de cantidad y de concentración y para que hagan diferencias entre las características que pueden analizar en una disolución: 1. 2.

¿Cómo varía el color en las disoluciones? ¿De qué depende esta variación? Algunas disoluciones contienen la misma masa total, ¿son también iguales en volumen, color y otras propiedades? ¿Por qué?

3. de las

Vaso # 1 2 3 4 5 6

Masa de polvo 20 g 10 g 5g 1g 0.5 g 2.5 g

Masa de agua 180 g 190 g 195 g 198 g 199.5 g 97.5 g

Total de masa 200 g

% masa de polvo 10%

Descripción de características (Comparativamente)

Una

disoluciones tiene menos masa que las otras. ¿A cuál de ellas consideras que se parezca más en sabor? ¿Por qué? 4.

¿Qué tendrías que hacer para elaborar una jarra con una masa total de mezcla de 1000 g o 1 kg, para que tuviera el mismo sabor que la mezcla del vaso 2? ¿En qué se parecerían estas mezclas con respecto al porcentaje de masa de polvo?

5.

Una vez que se selecciona una de las mezclas como la ideal de sabor, ¿qué dato sería conveniente indicar para poderla repetir en otra ocasión en cualquier cantidad?

6.

El porcentaje de masa de polvo en el total de la mezcla se conoce como concentración porcentual en masa o % en masa. Siguiendo la lógica de los cálculos de esta experiencia, calcula que % en masa hay que asignarle a una mezcla que se hizo con 35 g de sal y 400 ml (o 400 g) de agua.

7.

El suero fisiológico que puede usarse para evitar la deshidratación, es una disolución de sal (cloruro de sodio, NaCl) en agua al 0.9% en masa. Si quisieras preparar 200 g de este suero, ¿cuánta sal y cuánta agua usarías?

8.

La concentración porcentual también puede aplicarse a medidas de volumen. Por ejemplo, el alcohol que se compra en la farmacia, útil para desinfectar, es una mezcla de alcohol en agua al 70% en volumen. Si compras una botella de 2 litros, ¿qué volumen de alcohol puro se empleó para hacerla?

9.

Cuando los médicos recetan alguna medicina, no recetan la misma dosis para un adulto que para un niño. ¿Por qué crees que ocurra esto? ¿Cómo podrías relacionar este hecho con la idea de “concentración”?

Orientación didáctica Se sugiere que los estudiantes analicen sus resultados y respuestas por equipo, den los argumentos necesarios y elaboren en consenso sus reflexiones y comentarios. Tanto los argumentos como las reflexiones y comentarios se tomarán en cuenta al considerar la evaluación de la actividad.

Actividad 7

Tiempo estimado: 60 minutos

Vamos a hacer diluciones Nota: antes de la clase, solicite material para esta nueva experiencia, pequeños vasos o recipientes transparentes, goteros y tinta negra o azul. Para iniciar la clase, ponga en común el trabajo realizado, haciendo énfasis en las diferencia entre las ideas de masa, volumen y concentración, para que los alumnos y alumnas vayan asimilando estos conceptos de forma adecuada.

Orientación didáctica Esta segunda actividad y las reflexiones que se derivan de ella tienen como propósito que los alumnos identifiquen que las unidades de concentración como él % en masa pueden no ser útiles cuando se emplean proporciones muy bajas de soluto. La unidad partes por millón, o ppm, suele generar muchas confusiones y no siempre se logra comprender a qué se refiere. Se intentará seguir un razonamiento igual al del porcentaje, pues conceptualmente representan procedimientos similares, que pueden complicarse cuando se combinan unidades diferentes para un mismo proceso. Ésta será también una oportunidad para practicar conversión de unidades.  

Pida a los alumnos que nuevamente se organicen por equipos de 5 ó 6 personas. A cada equipo se le asignarán 7 recipientes, dos goteros, tinta azul o negra y agua. Se pedirá que numeren los recipientes del 1 al 7 y que los marquen para identificarlos. Se pedirá que coloque 10 gotas de tinta en uno de los recipientes y que, tomando una gota de ahí, la coloquen en otro recipiente y la combinen con 9 gotas más de agua agitando para homogeneizar. Se repetirá la operación haciendo las diluciones como se indica en el siguiente esquema:

   1.

Una vez que los alumnos hayan realizado la experiencia, se pedirá que describan: Por escrito qué ocurre con las características visibles de las diferentes mezclas. En sesión grupal, el profesor planteará las siguientes preguntas para que se comenten y tener una aproximación a la expresión de la concentración en ppm. ¿Cómo varían las características apreciables en las diferentes mezclas?

2.

Posiblemente en el último vaso no se aprecia la presencia de la tinta, que fue el soluto de la disolución inicial. ¿Crees que quede algo de ella ahí?

3.

Cuando se pasa una gota de tinta al segundo vaso y se añaden nueve gotas más de agua, la mezcla se diluye a la décima parte. Al hacerlo nuevamente en el tercer vaso, la mezcla resultante está diez veces más diluida que la segunda y cien veces más que la primera, es decir, su concentración equivale a la que tendría una gota de tinta mezclada con 99 gotas de agua. Siguiendo ese razonamiento deduce, ¿en qué vaso hay una mezcla equivalente a poner una gota de tinta en 999,999 gotas de agua, para que quede 1 gota en 1 millón?

4.

Si la tinta representara una sustancia ligeramente venenosa, ¿crees que una persona se podría envenenar ingiriendo cualquiera de las diluciones? ¿Por qué?

5.

Cuando una mezcla contiene 1 parte de soluto en 1 millón de partes del total, se puede expresar su concentración en partes por millón o ppm. ¿Cuál de las mezclas elaboradas tiene una concentración que pudiera expresarse como 100 ppm? ¿Por qué?

6.

Si una mezcla de tierra y diferentes minerales contiene 5 g de sal en cada 1000 kg de mezcla, ¿cómo expresarías la concentración en % en masa?, ¿y en ppm? Te sugerimos que, para hacer los cálculos, expreses todas las cantidades de masa en unidades iguales, pues de lo contrario resultará matemáticamente incorrecto compararlas.



Por medio de las respuestas de los cuestionamientos que se incluyen, intente que los alumnos comprendan que, como su nombre lo dice, ppm representa la millonésima parte de un todo, por ejemplo, 1 g de un material en 1000000 g de mezcla total, o 1 ml de un gas en 1000000 de ml de una mezcla gaseosa. Para no emplear números tan grandes, se suelen emplear sus equivalentes, como se puede apreciar en los siguientes ejemplos de combinaciones, que representan 1 ppm. 1g de soluto . 1000 kg de mezcla

1 mg de soluto 1 kg de mezcla

1 ml de soluto 1000 L de mezcla

1 ml de soluto 1 m3 de mezcla



Para terminar la sesión, pida que cada alumno escriba su propia definición de “parte por millón” y las conclusiones grupales en el reporte de la actividad. Revise estos materiales como una forma de evaluación de la sesión. Actividad 8

Tiempo estimado: 60 minutos

¿Cómo se expresa la concentración de los contaminantes de la atmósfera?

Orientación didáctica Un tema que se presta para vincular las ideas de concentración con las de toxicidad, es precisamente la contaminación ambiental. En particular, la contaminación del aire es un ejemplo de aplicación de las expresiones de concentración en ppm. Por medio de la lectura en clase de un pequeño texto al respecto de este tema, se introducirá a los estudiantes a una serie de términos y símbolos que aún no reconocen, pero de los que seguramente tienen referencias, pues los asuntos relacionados con contaminación son ya, desafortunadamente, parte de la cultura cotidiana. 

Para iniciar la sesión, recapitule lo realizado hasta ahora, pregunte si hay dudas al respecto y reparta a cada estudiante la siguiente lectura, que incluye dos tablas relacionadas con la contaminación atmosférica y los referentes de concentración que empleamos en México. Con esto se busca practicar la comprensión de lectura, uno de los aspectos más preocupantes en la formación de nuestros adolescentes. ¿Cómo está el aire que respiras? Las actividades que el ser humano desarrolla para hacerse la vida más fácil y cómoda, en muchas ocasiones resultan perjudiciales para el ambiente. Como ya sabes, al quemar combustibles para la industria, para los transportes, para calentar el agua o para cocinar, se emiten al aire muchos compuestos como dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), dióxido de azufre (SO2) o dióxido de nitrógeno (NO2), que a su vez favorecen la formación de otras sustancias como el ozono (O 3), una forma de oxígeno muy irritante para las vías respiratorias y para los ojos. El humo, los restos de materia fecal y el polvo que se levanta con el viento o por otras actividades domésticas e industriales, producen partículas que contaminan el aire y dificultan la visibilidad.

Todos estos materiales que contaminan el aire tienen consecuencias poco deseables: en cuanto exceden ciertas concentraciones, se vuelven una amenaza para la salud de la gente, de los animales y hasta de las plantas, pues son tóxicos. Nuestro planeta tiene múltiples mecanismos físicos, químicos y biológicos, como los vientos, las lluvias o la fotosíntesis, mediante los cuales puede disminuir sus concentraciones y restablecer las condiciones adecuadas; pero cuando las emisiones son muy abundantes, estos mecanismos son sobrepasados y entramos en situaciones riesgosas. En los medios urbanos e industriales se deben tomar ciertas medidas cuando se llega a condiciones de contaminación amenazantes. En México, para tener una referencia que indique cuando iniciar acciones, como evitar el ejercicio al aire libre, detener ciertas industrias o impedir la circulación de determinados vehículos, se maneja el Índice Metropolitano de Calidad de Aire o IMECA. Este dato, que se aplica a cada una de las sustancias contaminantes, indica que estamos en condiciones de riesgo cuando se pasan los valores de 100. Pero, debido a que esas sustancias no son igualmente tóxicas, el valor 100 de cada una representa una medida de contaminación diferente para cada material. En las tablas que aparecen a continuación, puedes observar a qué concentración en ppm equivalen los datos del IMECA para cada contaminante; se indica también el tiempo en el que debe mantenerse esta concentración para tomar acciones y algunos efectos que se aprecian sobre la salud. Analízalos con detenimiento, para que, cuando escuches en un noticiero o leas en un periódico que se han tomado ciertas acciones o que algunos problemas de contaminación se están saliendo de control, entiendas a qué se refieren

y realices también las acciones adecuadas para ayudar a solucionar el problema, pues recuerda que todos somos un poco responsables y en manos de todos están las alternativas de solución. Índice metropolitano de Calidad del Aire (IMECA) Nivel aproximado de contaminantes. Nivel aproximado de contaminantes (ppm) Partículas

SO2

CO

O3

NO2

IMECA

24 h

24 h

8h

1h

1h

Efecto en la salud

100

275

0.18

13

0.1

0.2

Insalubre

200

420

0.35

21

0.21

0.7

Muy Insalubre

300

600

0.56

31

0.35

1.15

400

790

500

950

0.78

1

41

50

0.45

0.6

1.6

2

P E L I G R O

Irritación en personas sanas Disminución de la tolerancia al ejercicio físico Aumento prematuro de varias enfermedades Muerte prematura enfermos ancianos.

de y

Medidas a tomar por niveles desfavorables de dispersión Vigilancia de niveles de contaminación las 24 horas del día. Implementar el primer nivel de reducción de emisiones de fuentes industriales (promedio 30%) Implementar el segundo nivel de reducción de emisiones de fuentes industriales (promedio 50%) Implantar el tercer nivel de reducción de emisiones de fuentes industriales (promedio 70%)

Tomada de: Libro para el maestro, Educación Secundaria, Química, México, SEP, 1994, p. 112.

Interpretación del IMECA Efectos a la Salud Adecuada para llevar a cabo actividades al aire libre. Posibles molestias en niños, adultos mayores y personas con enfermedades. Causante de efectos adversos a la salud en la población, en particular los niños y los adultos mayores con enfermedades cardiovasculares y/o respiratorias como el asma.

0 - 50

Condición Buena

51 - 100

Regular

101 - 150

Mala

151 - 200

Muy Mala

Causante de mayores efectos adversos a la salud en la población en general, en particular los niños y los adultos mayores con enfermedades cardiovasculares y/o respiratorias como el asma.

>200

Extremadamente Mala

Causante de efectos adversos a la salud de la población en general. Se pueden presentar complicaciones graves en los niños y los adultos mayores con enfermedades cardiovasculares y/o respiratorias como el asma.

IMECA

Tomada de: http://www.sma.df.gob.mx/simat/pnimeca.htm#imeca

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Cuando los alumnos terminen la lectura, solicite que la comenten y, si hay términos que no comprendieron, que los busquen en un diccionario para que queden claros en el mismo momento.

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Posteriormente pida que se reúnan por parejas o en grupos de tres y, respondan las siguientes preguntas para que posteriormente las comenten en clase, como una forma de evidenciar que están comprendiendo la información que reciben.

1. 2.

¿Qué acciones se toman cuando el reporte IMECA indica valores inferiores a 100? Si se reportan 100 IMECAS de dióxido de azufre y 100 IMECAS de monóxido de carbono, ¿se está indicando la misma concentración de los dos? 3. Comparen los valores de concentración de los diferentes contaminantes y concluyan: ¿cuál podría considerarse el más tóxico? ¿Por qué? 4. Para llegar a 500 IMECAS de monóxido de carbono, se requeriría mantener una concentración de 50 ppm de este gas durante 8 horas. ¿Cómo podrías expresar esta concentración en % en volumen? 5. Si al analizar el aire se detectan 0.25 ml de ozono en 1 m 3 de aire, ¿a cuántos IMECAS equivale esta concentración? 

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Observe las discusiones que los estudiantes llevan a cabo y, si lo considera necesario, resuelva en grupo alguno de los problemas (4 ó 5) u otro similar para que les ayude a comprender los razonamientos aplicados. Se sugiere retomar los puntos relevantes de esta sesión en la última actividad. Para terminar la clase, solicite a los estudiantes que, así como se analizó brevemente la contaminación del aire, hagan una investigación sobre los principales contaminantes que pueden afectar al agua y que impedirían su empleo para beber o para actividades domésticas. Indíqueles que, en la medida que obtengan más información, tendrán más facilidades de realizar la actividad de la siguiente sesión.

Orientación didáctica Se sugiere al maestro que de ser posible, los alumnos investiguen con relación a los niveles de contaminación:  La legislación que existe y las ausencias que hay en dado caso.  La potabilización del agua.  Concepción de bienestar. ACTIVIDADES DE CIERRE Tiempo estimado: 135 minutos (3 mod.) Actividad 9 Revisión y evaluación de lo aprendido Tú decides: ¿Cómo identificar si una muestra de agua está más contaminada? Antes de la clase: Prepare material para la actividad experimental: 2 muestras de agua de diferentes fuentes: de la llave, charcos, tinacos, agua de lluvia, ríos o lagos, agua con restos de jabón, aceite u otros desechos de cocina o de industria. Procure que al menos tres o cuatro de las muestras tengan contaminantes que no den muchas muestras visibles, como por ejemplo sal, alcohol o jabón. Los alumnos podrán solicitar diferentes implementos para diseñar un análisis para su agua y decidir cuál está más contaminad

Orientación didáctica

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Los conjuntos de actividades denominadas “Tú decides:…” tienen como propósito que sean los propios alumnos los que, con base en la información que ya se trabajó, su intuición y creatividad, tomen decisiones correctas o incorrectas pero fundamentadas. En este caso, el tema se presenta antes de trabajar otros como las características de los estados de la materia o las mezclas, que podrían ayudar a tomar decisiones; por ello, esta actividad debe tomarse como una oportunidad para analizar las ideas y conocimientos que los alumnos tienen, además de saber cómo aplican lo que han revisado. Con esto se podrán tomar decisiones mejor fundamentadas para planear cómo abordar el resto del bloque 1. Los alumnos se organizarán en equipos de 6 integrantes para realizar la actividad experimental.

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Cada equipo recibirá 2 muestras de agua de diferentes fuentes. Algunas de ellas estarán evidentemente contaminadas y otras parecerán limpias. Entrégueselas etiquetadas y numeradas para que, en el reporte, sepa usted a qué muestra se refieren en sus descripciones.

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Como instrucción y orientación, a cada equipo se le entregarán las siguientes frases en un trozo de hoja de papel: ¿Cuál de las siguientes muestras de agua está más contaminada? ¿Cuál de ellas emplearías para beber? En esta ocasión, junto con tu equipo debes responder las preguntas anteriores tras analizar diferentes muestras de agua que provienen de diversas fuentes. Para sacar conclusiones puedes hacer todas las observaciones que consideres necesarias y todos los mecanismos de tratamiento que se te ocurran para tratar de evidenciar la presencia de contaminantes. No olvides que muchos microbios no se pueden detectar a simple vista y que algunas sustancias disueltas no son fáciles de detectar, pero modifican algunas propiedades del disolvente, lo que permite diferenciar a estas mezclas del agua pura. ¡Es momento de agudizar el ingenio y la creatividad del equipo para tomar decisiones, que, en otras circunstancias, podrían ser “de vida o muerte”!

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Probablemente los alumnos pedirán microscopios para ver si detectan microbios. Si dispone de alguno en la escuela, permita que lo empleen. También pueden intentar evaporar una parte de la muestra para ver si tiene solutos, o tratarán de colarla. Tenga a la mano coladores, papeles filtro para café y sistemas para calentar.

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Pida a los equipos que, cuando le soliciten algún material, fundamenten para qué van a emplearlo; cuestione y oriente sus peticiones para que tomen conciencia de sus razonamientos.

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Indique que, de forma individual, deberán entregar un reporte detallado de las actividades que realicen y de sus conclusiones sobre las muestras más y menos contaminadas, fundamentando cada una de sus decisiones.

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Para terminar, como preparación para la siguiente clase, solicite a los alumnos y alumnas que revisen todo lo realizado en estas sesiones, con la finalidad de evaluar las actividades y los conocimientos en la siguiente sesión. Actividad 10 Revisión y evaluación de lo aprendido

Orientación didáctica Aunque en cada una de las sesiones ha habido diversos mecanismos de evaluación, en esta última clase dedicada al tema se realizará un ejercicio escrito personal y una plenaria para hacer una evaluación global. Será una oportunidad más de valorar lo aprendido, de resolver dudas y de saber lo que deberá reforzar en temas tratados a futuro. Estas actividades no tienen como propósito establecer una calificación, la cual deberá integrarse considerando todo lo realizado a lo largo de la secuencia.

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La sesión se dividirá en dos partes. En la primera realizarán la actividad ¡Resolviendo situaciones! en 20 minutos como máximo. Revisar al terminar la sesión y devolverlo en la siguiente clase para detectar los logros de los alumnos e identificar aquellos que necesitan reforzar algunos contenidos.

11.-¡Resolviendo situaciones! I.

Responde las siguientes preguntas en tu cuaderno: 1. ¿Qué tipo de propiedades se pueden analizar para saber que una muestra está contaminada? 2. ¿La contaminación en un material siempre puede detectarse a simple vista? Explica tu respuesta. 3. ¿El veneno de una araña o un alacrán resulta dañino para la gente en cualquier dosis y condición en que se aplique? 4. La sal es una sustancia indispensable para los seres humanos, ¿si se consume en una dosis muy elevada resulta tóxica? 5. Explica, ¿qué son los IMECAS? 6. Si una mezcla de gases contiene 450 ppm de ozono, ¿se puede expresar también esta concentración como 0.045% en volumen?, explica tu respuesta. II Ejemplifica algunos fenómenos en los que, de manera tradicional se detecten sustancia o materiales tóxicos y se evite su o o consumo: III. Realiza una historieta en la cual integres los conocimientos aprendidos en la secuencia y realices el planteamiento de una situación donde se requiera la toma de decisiones informadas. IV Resuelve el siguiente problema: Cuando hay exceso de sudoración o deshidratación por falta de ingestión de líquidos, se recomienda la hidratación con suero glucosado, el cual aporta, además, glucosa como fuente de energía. Este suero tiene una concentración de glucosa al 5% en masa. ¿Qué cantidad de esta mezcla haría falta que recibiera una persona para obtener 20 g de esta sustancia? 

Una vez que los alumnos entreguen el cuestionario, proceda a una plenaria que durará el tiempo restante, en la cual los estudiantes comentarán las actividades realizadas y las conclusiones generadas en las diferentes sesiones. Como una forma de iniciar el intercambio de ideas, se puede tomar como pretexto la revisión de las respuestas del cuestionario.

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Propicie que los alumnos comenten en relación a los aciertos y las dificultades que tuvieron para realizar cada actividad y si les parecieron interesantes. Pida también que sugieran cómo mejorarlas, aclararlas o hacerlas más atractivas.

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Como retroalimentación, señale también a los estudiantes todo lo que usted notó en su desempeño, los alcances y las limitaciones, relacionados con sus actitudes, sus habilidades y sus conocimientos.

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Una forma de aplicar lo estudiado, puede propiciar otra actividad pidiendo a los alumnos que realicen los ejercicios que se encuentran en la dirección electrónica de ECAMM que se cita en el apartado siguiente. En ella se pueden descargar actividades en Word o en Excel. En particular, el ejemplo de Word de la sección de Química, llamado Contaminación, tiene dos ejercicios que podrían servir para aplicar y ampliar los temas revisados.

Recibe: Profesor (a) ____________