Química de Inicial a 6° año

1. Química de Inicial a 6° año Área: Conocimiento de la Naturaleza. Disciplina: Química Autores: Mtras. Sandra Silva y Rita Sorribas

2. Índice Para reflexionar ¿Por qué el Modelo Corpuscular de la Materia en el Programa? Un poco de historia. Principios del Modelo de Partículas Visión didáctica Abordaje Sistémico de la Naturaleza - Los contenidos (3, 4 y 5 años) Sistemas heterogéneos Los contenidos (1° y 2° año) Separación de sistemas heterogéneos Separación de sistemas homogéneos Los contenidos (3° y 4° año) Los contenidos (5° y 6° año) Analogías Desde lo macro a lo submicro Más propuestas Bibliografía

3. Para reflexionar Un profesor delante de su clase de Química sin decir palabra tomó un frasco grande y vacío de mayonesa y procedió a llenarlo con pelotas de golf. Luego le preguntó a sus estudiantes si el frasco estaba lleno. Los estudiantes estuvieron de acuerdo en decir que sí. Así que el profesor tomo una caja llena de bolitas y la vació dentro del frasco de mayonesa. Las bolitas llenaron los espacios vacíos entre las pelotas de golf. El profesor volvió a preguntar a los estudiantes si el frasco estaba lleno, ellos volvieron a decir que sí. Luego... el profesor tomo: Una caja con arena y la vació dentro del frasco. Por supuesto, la arena lleno todos los espacios vacíos. El profesor pregunto nuevamente si el frasco estaba lleno. En esta ocasión los estudiantes respondieron Con un “sí” unánime. El profesor enseguida agregó 2 tazas de café al contenido del frasco y efectivamente llenó todos los espacios vacíos entre la arena. Los estudiantes reían en esta ocasión.

4. ¿Se podrá continuar agregando algo más? ¿Qué otra sustancia podemos agregar? ¿Existen espacios vacíos? Con este ejemplo se busca reflexionar sobre un tema importante que todos los docentes debemos tener en cuenta como lo es la discontinuidad de la materia. Para llevar un tema tan difícil al aula es necesario deconstruir algunos conceptos muy firmes en nuestras concepciones como docentes. En este espacio se busca mostrar que existen muchos recursos como este texto, el cual se adapto con un objetivo específico, reflexionar en relación a una analogía para introducir el concepto de discontinuidad de la materia en forma más cercana y cotidiana.

5. Se definen tres macroconceptos a abordar en el ciclo escolar. • Los contenidos desde la Química se enmarcan en el Modelo Corpuscular de la Materia. • ¿Por qué el Modelo Corpuscular de la Materia en el nuevo Programa?

6. Un poco de historia… El problema de la constitución de la materia surgió con los Primeros Interrogantes y conjeturas de filósofos griegos, como Demócrito, quien sostuvo la concepción de la divisibilidad de la materia. Esta concepción fue retomada por Dalton a comienzos del 1800, quien fue capaz de producir una teoría muy relevante para la historia de la química: la teoría atómica, sustentada en los siguientes postulados: • Todas las sustancias están formadas por átomos. • Los compuestos están formados por más de una clase de átomos unidos. • Los elementos están formados por una sola clase de átomos. • Los átomos de una misma clase tienen igual peso, forma y tamaño. • Los compuestos están formados por un número entero de átomos. • Dos o más átomos pueden combinarse de distinta manera para dar compuestos distintos.

7. Estas concepciones fueron evolucionando hasta llegar a Teorías más complejas y Modelos que hoy explican la materia de otra forma a nivel de la Ciencia. Pero la enseñanza de la Ciencias en la escuela tiene otro marco o Modelo para explicar conceptos tan abstractos como lo son los átomos y moléculas. Estás decisiones son parte de la Ciencia Didáctica, específicamente de la Didáctica de las Ciencias Naturales. Para que sea comprensible y posible la construcción de explicaciones en las aulas a nivel de la educación primaria se parte del Modelo de Partículas

8. Principios del Modelo de Partículas • La materia está formada por unidades pequeñísimas llamadas partículas. • Los distintos materiales están formados por partículas diferentes. • Entre las partículas existe vacío. • Las partículas poseen movimiento. • Las partículas presentan fuerzas de atracción de distinta intensidad según el tipo de material. • Las partículas de los distintos materiales se disponen en el espacio, adquiriendo formas y tamaños diferentes según el tipo de material.

9. Visión didáctica “Por lo abarcativo, por su potencia explicativa, la comprensión del paradigma corpuscular de la materia, dentro del cual se inscribe el modelo de partículas, es sustancial para que nuestros alumnos puedan avanzar en otros aprendizajes de la ciencia” (Pozo y otros, 1991; Lloréns Molina, 1991; Benlloch, 1993). El modelo de partículas es un contenido escolar producto de una traducción didáctica. Basado en el paradigma daltoniano, así como en el modelo cinético molecular.

10. Visión didáctica • La comprensión de este modelo, les permite a los niños la interpretación de una diversidad de fenómenos naturales y se constituye en una herramienta conceptual para explicar un conjunto de sucesos que involucran las transformaciones de la materia.

11. Abordaje Sistémico de la Naturaleza

12. Abordaje Sistémico de la Naturaleza El concepto de interacción es considerado de relevancia para el abordaje del concepto Materia (sistemas materiales homogéneos y heterogéneos), aunque al igual que otros de la misma jerarquía como unidad y diversidad, su abordaje merece una discusión más profunda en las comunidades que conforman cada institución escolar. MATERIA Interacción

13. Los contenidos • Actividades a plantear para explorar, investigar y reconocer: • Características de los objetos y materiales en relación con: la forma; la textura, impenetrabilidad, divisibilidad, compresibilidad, elasticidad, dureza, transparencia o luminosidad, absorción etc. • Los cambios que ocurren en los objetos y materiales cuando se mezclan, cuando se separan con distintos métodos de separación; cuando pasan del estado sólido al líquido y del líquido al sólido; cuando se queman, cuando se cocinan, etc. Sistemas heterogéneos y homogéneos ¿Cómo separar una mezcla de arroz y harina? Cambios reversibles ¿Cómo separar los elementos de una sopa o una torta ? Cambios irreversibles

14. Sistema heterogéneo Un sistemaes heterogéneo cuando los materiales se distinguen a simple vista o con algún instrumento óptico como una lupa o un microscopio. Se perciben más de una fase. • Suspensiones: Un material sólido, la harina, suspendido en uno líquido, el agua. Otros ejemplos: • pequeñas partículas de carbón en suspensión en un gas. • las nubes y la niebla donde un líquido, gotas de agua, está en suspensión en un gas, el aire.

15. Agua y aceite Mayonesa • Emulsiones. El sistema heterogéneo formada por pequeñas gotitas de un líquido suspendidas en otro líquido. Espuma de afeitar o merengue • Espumas. La mezcla de un material gaseoso en uno líquido.

16. Actividades a plantear para explorar, investigar y reconocer: ¿Cómo separarían un sistema de arena, sal y agua para obtener los tres materiales por separado? ¿Qué harían para separar una mezcla de arroz y sal? Expliquen qué tipo de sistema se produce cuando preparan un mate. ¿Cómo separarían el agua que contiene un mate? Expliquen qué tipo de sistema es el agua con gas?¿Cómo separarían sus componentes? Sistemas heterogéneos y homogéneos Cambios reversibles Más sobre soluciones en Uruguay Educa

17. Separación de sistemas heterogéneos Los sistemas heterogéneos pueden ser separados en sus fases. Ese proceso es una transformación física que no modifica la composición de las fases que lo componen. Los sistemas heterogéneos pueden ser separados por varios métodos. Los cuales dependen de las características de las fases que componen al sistema. Tamización: para aplicar este método es necesario que las fases se presenten al estado sólido. Se utilizan tamices de metal o plástico, que retienen las partículas de mayor tamaño y dejan pasar las de menor diámetro. Por ejemplo: trozos de mármol mezclados con arena; harina - corcho; sal fina - pedazos de roca; canto rodado - arena; bolitas de vidrio - azúcar; trozos de corcho - arena; aserrín - sal fina; etc.

18. Filtración Al proceso de separación de un sistema heterogéneo compuesto por una fase sólida y otra líquida a través de un filtro se denomina filtración La cocción de alimentos como fideos, arroz, lentejas, porotos, acelgas, para servirlos es necesario colarlos. Durante la cocción hay dos fases por ejemplo el Aroz es una y el agua la otra. Cuando la colamos se separan las dos fases. Por un lado queda el cereal y se escurre el agua. Al realizar café sucede algo similar, pero el colador sería inútil, en su lugar se utiliza papel d e filtro.

19. Decantación La decantación se basa en la diferencia de densidad entre los dos componentes, que hace que al dejarlos en reposo, ambos se separen hasta situarse el más denso en la parte inferior del envase que los contiene. De esta forma, es posible vaciar el contenido menos denso por la parte superior del envase y transferirlo a un nuevo envase o filtro

20. Separación de sistemas homogéneos Los sistemas homogéneos pueden ser separados en sus componentes. Ese proceso es una transformación física que no modifica la composición de las fases que lo componen. Los sistemas heterogéneos pueden ser separados por varios métodos. Los cuales dependen de las características de las fases que componen al sistema. Evaporación Se pueden separa los componente de una solución de agua y sal, esperando que el líquido se evapore por completo. Quedan en el fondo del recipiente los cristales de sal.

21. Destilación La destilación es la operación de separar, comúnmente mediante calor, los diferentes componentes líquidos de un sistema homogéneo, aprovechando los diferentes puntos de ebullición (temperaturas de ebullición) de cada una de las sustancias a separar.

22. Cromatografía Para separar los componentes de un sistema homogéneo como el agua donde se hirvió remolachas y espinacas se utiliza la cromatografía necesita papel de filtro o secante o tiza. Los solutos en el sistema homogéneo descripto son los pigmentos de la remolacha o las espinacas. A medida que el disolvente (agua) asciende los solutos forman bandas en el papel. Este procedimiento se utiliza para conocer si el sistema homogéneo posee variados solutos y cuales son.

23. Batería o pila Electrólisis Es un proceso para separar en un sistema homogéneo los elementos que lo conforman, usando para ello la electricidad. En nuestro programa electrólisis del agua.

24. Actividades a plantear para explorar, investigar y reconocer: ¿Qué tipo de sistema o mezcla es el agua verde de las espinacas y el agua roja de las remolachas? Cuando se hierven espinacas, el agua queda verde. Al hervir remolachas, el agua cambia al color rojo. Se mezclan pequeñas porciones de ambas aguas. ¿Qué harían para separar los diferentes pigmentos que componen la mezcla? Realizar la experiencia, observar los resultados y registrarlos. Sistemas homogéneos y heterogéneos Cambios irreversibles

25. Más cambios irreversibles Caramelo Cambios observables al quemarse: Humo color negro y olor a quemado. Azúcar carbonizado. Azúcar: está formada por cristales Cambios observables: Cambio de color caramelización. Se desprende humo blanco

26. Actividades a plantear para explorar, investigar y reconocer: ¿Todo se mezcla? Cinco recipientes iguales de cualquier material transparente e incoloro, cinco cucharitas, agua, sal, azúcar, harina, aceite y polenta. Colocar en los recipientes agua hasta la mitad con agua. Agregar en cada uno de ellos una cucharadita de las sustancias antes Mencionadas. Etiquetar que se colocó en cada recipiente. Revolver con una cucharita limpia. Observar que sucede. Sistemas homogéneos y heterogéneos Cambios reversibles e irreversibles

27. ¿Todo se mezcla? • ¿Hay mezclas parecidas entre sí? ¿Por qué? • ¿Cuáles son diferentes? ¿Qué observaron? • ¿Qué creen que ocurrió con las sustancias mezclados en cada caso? • ¿Qué creen que sucederá con cada una de las mezclas si las dejan reposar durante diez minutos? Verifiquen sus respuestas. • ¿Pueden responder la pregunta inicial de la actividad? sal polenta azúcar harina aceite

28. Analogías para aprender más Con “anteojos de ver partículas”o “microscopio para ver partículas”Con clips, botones o plasticina se puede simular cada una delas mezclas de la actividad anterior.Por ejemplo, eligiendo un mismo color para representar laspartículas de agua, otros colores pueden simular los otrosmateriales de la mezcla. Para construir las ideas que fundamentales del Modelo Corpuscular de la Materia, es posible construir modelos con objetos de uso habitual. Por ejemplo, botones, bolitas de plasticina y clips para papel. Son objetos adecuados Para representar la composición Íntima de la materia y los estados de agregación.

29. Con “anteojos de ver partículas” o “microscopio para ver partículas” 1 2 3 4 Las imágenes 1, 2 , 3 y 4 representan las mezclas que realizaron: Completar que representa cada uno de estos modelos: Azúcar + agua aceite + agua polenta + agua harina + agua

30. Desde lo Macro a lo Submicrodesde lo cotidiano a los modelos científicos Modelo escolar de partículas Característica observable del sistema Modelo científico Las partículas de agua se desplazan, los corpúsculos de azúcar se integran y intercalan entre ellas y conforman un sistema homogéneo. Las partículas de las sustancias no reaccionan entre sí. El azúcar y el agua mantienen sus características. Con la analogía los estudiantes pueden comprender que las partículas son las mismas, antes y después de preparar la mezcla. Cómo se distribuyen y que por ello se denomina sistema homogéneo Al mezclar agua y azúcar dejamos de observar el azúcar. Sabemos que está allí cuando probamos la mezcla.

31. Más propuestas Pensar y escribir: - dos ejemplos de alimentos sólidos y dos de alimentos líquidos; - tres ejemplos de sistemas sólidos y tres de sistemas líquidos que no sean alimentos. Dejando de lado el aire… ¿qué otros sistemas gaseosos conocen? El pan se come. Pero está formado por sustancias en distintos estados de agregación. ¿Cuáles son las sustancias ? ¿En qué estado se encuentran? Más propuestas para trabajar con Modelos en Uruguay Educa

32. Más propuestas con analogías ¿Cómo simularías las partículas del agua líquida? Representa con clips, plasticina o botones uno de los cristales de azúcar ¿Cómo simularías las partículas de aire que se encuentran dentro de una burbuja del pan?

33. Bibliografía • Cuadernos de Aula. http://www.me.gov.ar/curriform/cuadernos.html • Textos escolares digitales. http://abc.gov.ar/lainstitucion/revistacomponents/revista/default.cfm?IdP=22