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CAMBIOS
FÍSICOS Y CAMBIOS QUÍMICOS |
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En la Naturaleza nos encontramos con muchos procesos de cambio. Estos procesos
los podemos dividir en dos grandes grupos: cambios físicos y cambios químicos. ¿En qué se diferencian?
CAMBIOS QUÍMICOS: son procesos de cambio en los que cambia la
naturaleza de las sustancias, unas sustancias se transforman en otras
diferentes. Un ejemplo lo tienes en la comida, cuando preparamos un plato unos
ingredientes que compramos en el súper se transforman al cocinarlos en una
comida deliciosa que se diferencia bastante de los ingredientes de partida.
CAMBIOS FÍSICOS: son procesos de cambio en los que no cambia la
naturaleza de las sustancias, las sustancias siguen siendo las mismas después
del cambio. Por ejemplo cambiar un cuerpo de sitio, calentarlo, hacerlo cambiar
de estado, no supone que se convierta en una sustancia diferente.
EJERCICIOS
PARA PRACTICAR
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CONCEPTO
DE REACCIÓN QUÍMICA |
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Los
cambios químicos los conocemos como reacciones químicas. Reacción química
es un proceso de cambio en el que unas sustancias que llamamos reactivos se
transforman en otras sustancias diferentes que llamamos productos y que
presentan distintas propiedades que los reactivos.
EJERCICIOS
PARA PRACTICAR
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COMPONENTES
DE UNA REACCIÓN QUÍMICA |
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En la reacción química anterior tenemos unas sustancias iniciales que se
transforman en otras: ¿Cuáles son? A estas sustancias las llamamos reactivos. Como
consecuencia de la reacción que sufren los reactivos aparecen otras sustancias:
¿Cuáles son? A estas sustancias las llamamos productos. En toda
reacción química tenemos reactivos y productos, los reactivos son las
sustancias iniciales y los productos las sustancias que se obtienen al final. Dicho
así parece que una reacción química es un truco de magia en el que
desaparecen sustancias y aparecen otras. ¿Qué ocurre realmente en una
reacción química? Ya vimos que las sustancias químicas las podíamos
representar por fórmulas químicas en las que los átomos están unidos por
enlaces. Los reactivos rompen sus enlaces y los átomos ahora pueden organizarse
de otra forma formando nuevos enlaces para formar los productos. Por tanto en
una reacción química lo que ocurre es la rotura de unos enlaces y la
formación de otros para dar los productos. Los átomos son los mismos pero las
sustancias cambian pues los átomos se agrupan de otra forma. Imagínate un
baile en el que participan muchas parejas. Esas parejas nos valen como símil de
los compuestos químicos. Cuando cambia la canción las parejas se separan para
formar nuevas parejas que siguen bailando. Esto es lo que pasa durante una
reacción química, en los compuestos se separan los átomos que enseguida se
juntan con otros átomos para formar nuevos compuestos. Es un símil, pero puede
ser útil para entender las reacciones químicas.
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EJEMPLOS
DE REACCIONES QUÍMICAS |
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A) Combustión.
En este vídeo observaremos dos reacciones de combustión. Para toda
reacción de combustión necesitamos un combustible y un comburente. ¿Cuál
es cada uno de estos en las reacciones que vemos a continuación? ¿Qué
medidas de seguridad deberíamos tomar?
Representación de estas reacciones:
Metano + Oxígeno ---> Dióxido de carbono +
Agua
Cacao + Oxígeno ---> Dióxido de carbono +
Agua + Ceniza
B) Síntesis del agua.
Otra reacción de combustión es la síntesis del agua. Es una reacción
que proporciona mucha energía. Su control a través de pilas de combustible
puede ser una alternativa a los hidrocarburos en los medios de transporte.
Representación de esta reacción:
Hidrógeno + Oxígeno ---> Agua
C) Reacción del bicarbonato de sodio con un ácido.
Esta es una reacción sencilla y no peligrosa que podemos hacer todos en
casa.
Representación de esta reacción:
Bicarbonato de sodio + Vinagre ---> Acetato
de sodio + Dióxido de carbono + Agua
D) Oxidación de los metales.
La corrosión del hierro es una de las reacciones que más dinero nos
hace perder, como disminuirla. Lo vemos en este vídeo.
Representación de estas reacciones:
Hierro + Agua + Oxígeno ---> Óxido de
hierro
Hierro + Aluminio + Agua + Oxígeno ---> No
se oxida el hierro
E) Respiración celular.
La respiración celular es una reacción parecida a la combustión, pero
no es igual, ¿en qué se diferencia?
Representación de esta reacción:
Glucosa + Oxígeno ---> Dióxido de carbono +
Agua + Energía
F) Fotosíntesis.
La fotosíntesis es la reacción básica que mantiene la vida sobre la
tierra. ¿Le encuentras algún parecido con la respiración celular?
Representación de esta reacción:
Dióxido de carbono + Agua + Luz solar --->
Hidratos de carbono + Oxígeno
EJERCICIOS
PARA PRACTICAR
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CONSERVACIÓN
DE LA MASA EN LAS REACCIONES |
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Cuando se produce una reacción los reactivos se transforman en productos,
pero ya vimos que no es que desaparezcan unas sustancias y que aparezcan
otras de la nada, es una transformación de unas sustancias en otras.
¿Cómo? Los reactivos y los productos están formados de átomos. Las
agrupaciones de átomos que dan lugar a las sustancias químicas las llamamos
moléculas. Los
átomos de las moléculas de los reactivos se tienen que separar para organizarse de otra
forma para dar las moléculas de los productos. Los átomos son los mismos pero asociados de
forma diferente.
Fíjate en esta simulación, de la Universidad de Colorado, en la que necesitamos un número determinado
de elementos para formar ciertas asociaciones.
Primera experiencia:
Apartado SÁNDWICHES
a) Prepara sándwiches de queso a partir de rebanadas de pan y lonchas de
queso, el objetivo es conseguir formar sándwiches completos, sin que sobre
nada.
b) De la misma manera prepara sándwiches de carne y queso.
c) En Personalizado diseña un tipo de sándwiches e intenta formarlos sin
que sobre nada.
Segunda experiencia:
Apartado MOLÉCULAS. Fíjate que puedes cambiar el número de moléculas,
pero no puedes cambiar los átomos que tiene cada molécula, ya que si no
sería otra molécula.
a) Escoge hacer agua, a partir de moléculas de hidrógeno y oxígeno
consigue formar moléculas de agua, sin que sobre nada.
b) Escoge hacer amoníaco, a partir de moléculas de nitrógeno e hidrógeno
consigue formar moléculas de amoníaco, sin que sobre nada.
c) Escoge quemar metano, a partir de moléculas de metano y oxígeno
consigue formar moléculas de dióxido de carbono y agua, sin que sobre nada.
Esto que estás haciendo es ajustar reacciones químicas,
y es muy importante, ya verás en próximos cursos, ya que nos permite hacer
una lectura microscópica de las reacciones químicas, sabemos así cuántas
moléculas de los reactivos tienen que reaccionar para dar las moléculas de
los productos. Este curso aún no estudiaremos como se llaman estas
moléculas, queda para 3º, pero si podemos jugar con ellas para ajustarlas en
las reacciones químicas.
Tercera experiencia:
Apartado JUEGO
Si te atreves con el juego, a disfrutar.
Las reacciones químicas las representamos por ecuaciones químicas. El
número de moléculas de cada sustancia debe ser tal que el número de
átomos de cada elemento coincida en reactivos y productos. Esto es lo que
se llama ajustar o balancear una ecuación química.
Ajusta algunas ecuaciones químicas ayudándote de la siguiente
simulación de la Universidad de Colorado.
Cuarta experiencia:
Apartado INTRODUCCIÓN
a) Ajusta la reacción de producción de amoníaco añadiendo reactivos y
productos, puedes ayudarte de las herramientas.
b) Ajusta la reacción de disociación del agua añadiendo reactivos y
productos, puedes ayudarte de las herramientas.
c) Ajusta la reacción de combustión del metano añadiendo reactivos y
productos, puedes ayudarte de las herramientas.
Quinta experiencia:
Apartado MODO JUEGO
Añade reactivos y productos en cada una de las reacciones que te aparecen
y revisa el resultado cuando creas que las tienes ajustadas.
Si los átomos de los reactivos son los mismos que hay en los productos
es fácil entender que en las reacciones químicas se conserva la masa, la
masa se conserva en las reacciones químicas porque los átomos no se crean
ni se destruyen en las mismas, sino que se reorganizan de otra forma dando
lugar a nuevos compuestos.
El ley de conservación de la masa fue enunciada en 1785 por el francés Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794).
EJERCICIOS
PARA PRACTICAR
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VELOCIDAD
DE REACCIÓN |
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Las reacciones cuando se producen pueden ser rápidas o lentas, por ejemplo
cuando un petardo explota es una reacción muy rápida, pero cuando se oxida
el hierro es una reacción muy lenta. Pero la velocidad de una determinada
reacción la podemos modificar variando ciertas condiciones. Observa este
vídeo:
¿Sabes decir de qué factores depende la velocidad de una reacción?
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PRODUCTOS
NATURALES Y SINTÉTICOS |
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Las sustancias naturales las encontramos en la naturaleza, entre ellas
encontramos el almidón, la vitamina C o ácido ascórbico, la fructosa, la
sacarosa, fibras como la seda, el algodón, el lino, o polímeros como la
celulosa y el caucho. Pero también hay sustancias tóxicas que podemos
encontrar en la naturaleza, biotoxinas en pescados y mariscos, solanina en
las partes verdes de patatas, nitratos en verduras de hoja, especialmente
lechuga y espinacas, o las toxinas de muchos hongos o setas naturales.
Las sustancias sintéticas las elaboramos en el laboratorio o en la
industria, imitando a sustancias naturales que ya existen o creando
sustancias que nunca existieron en la naturaleza como los plásticos y fibras
sintéticas.
Si te dan a escoger entre una sustancia natural y sintética
¿cuál escoges? ¿por qué? ¿cuáles son mejores?
Ya puestos a buscar productos saludables, sean
naturales o sintéticos, debemos fijarnos en el papel de la publicidad a la
hora de tomar la decisión de consumir un producto u otro. ¿Leemos la
publicidad de los productos que compramos? ¿Nos fiamos de las bondades que
nos prometen con su consumo? ¿Cómo saber si estamos consumiendo un alimento
saludable?
Analicemos algunos de los llamados alimentos funcionales.
¿Que es un alimento fucional? es todo alimento que, además de su valor
nutritivo, contiene componentes biológicamente activos que aportan algún
efecto añadido y beneficioso para la salud y reducen el riesgo de contraer
ciertas enfermedades.
En el Blog Scientia, del profesor José Manuel López
Nicolás, Catedrático de Bioquímica y Biología Molecular en el Departamento
de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Murcia, trata de
muchos de estos temas, pero uno que me parece paradigmático, para entender
como funciona la industria en estos aspectos, es el caso del productos que
conocemos como Actimel. Os dejo el enlace para que lo leais y me digais qué
os parece.
La verdadera historia del Actimel (I)
La verdadera historia del Actimel (II): ¿Me siento engañado por Danone?
Fijaos en la publicidad de los productos que encontramos en
el súper, esta claro que hay mucho de engaño, pero lo que nunca os va a
engañar es una fruta o verdura que no lleva ningún reclamo para que la
compremos, pero está llena de productos saludables, que además nos ahorrarán
dinero.
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PLÁSTICOS
RECICLABLES |
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Los plásticos son materiales sintéticos,
obtenidos de dereivados del petróleo, o de productos naturales, que
están formados por moléculas gigantes, que llamamos macromoléculas,
como en ellas se repite una secuencia de átomos muchas veces se conocen
como polímeros, a este grupo de sustancias pertenecen no sólo los
plásticos si no también otras sustancias como fibras, elastómeros,
recubrimientos o adhesivos.
Nos vamos a acercar al mundo de los plásticos a través
del reciclado, que ya sabéis que es muy importante al tratarse de
sustancias que en la naturaleza contaminan durante periodos inmensos de
tiempo.
Los materiales plásticos que podemos encontrar a la venta presentan unos símbolos que nos anuncian el tipo de plástico de que se trata y la posibilidad de ser reciclado. En este caso, el símbolo de reciclado está formado por un triángulo de tres flechas que
contienen un número y unas letras que señalan el tipo de material. Podemos encontrarnos en el mercado los siguientes símbolos:
Estos son algunos ejemplos de plásticos que podemos
encontrar por casa o cuando vamos al súper.
PET o PETE (Polietileno tereftalato) 1. Es uno de los plásticos más comunes,
es ligero, no es caro y es fácilmente reciclable, usado sobre todo para envasar alimentos y bebidas. La mayoría de las botellas de agua que se comercializan en España están hechas a partir de PET. Una vez reciclado, se puede utilizar, por ejemplo, en la elaboración de fibras textiles y piezas de automóvil.
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| Botella de agua mineral |
Bote de mayonesa |
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| Botella de aceite |
Envase de lavavajillas |
HDPE (Polietileno de alta densidad) 2. Gracias a su versatilidad y resistencia química se utiliza, sobre todo, en envases, en productos de limpieza de hogar o químicos industriales, como botellas de champú, detergente, cloro, etc.
Se recicla de muy diversas formas, como en tubos, botellas de detergentes y limpiadores, muebles de jardín, etc.
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| Bolsa de supermercado |
Bolsa de supermercado |
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| Bote de champú |
Bote de gel de baño |
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| Envase de limpiador vitrocerámicas |
Envase de detergente |
V o PVC (Vinílicos o Cloruro de Polivinilo) 3. Es muy
resistente. No se usa para alimentos, sino para la fabricación de productos de alta resistencia como ventanas o materiales para construcción. Una vez reciclado, puede servir para la fabricación de paneles, tarimas, tapetes, etc.. El PVC puede soltar diversas toxinas (no hay que quemarlo ni dejar que toque
alimentos).
PEBD (Polietileno de baja densidad) 4. Este plástico fuerte, flexible y transparente se puede encontrar en algunas botellas y bolsas muy diversas (de la compra o para comida congelada, pan, etc.), algunos muebles y alfombras, entre otros. Tras su reciclado, se puede utilizar de nuevo en contenedores y papeleras, sobres, paneles, tuberías o baldosas.
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Envase de rollos de cocina
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Envase de rollos de papel higiénico
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PP (Polipropileno) 5. Su alto punto de fusión permite envases capaces de contener líquidos y alimentos calientes. Se utiliza en la fabricación de envases médicos, yogures, pajitas, botes de ketchup, tapas, algunos contenedores de cocina, etc. Al reciclarse se pueden obtener señales luminosas, cables de batería, escobas, cepillos,
rastrillos, cubos, bandejas, etc.
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| Envase de pasta |
Envase de pañuelos de papel |
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| Tarrina de CDs |
Tarrina de CDs |
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| Fiambrera |
Envase de detergente |
PS (Poliestireno) 6. Utilizado en platos y vasos de usar y tirar, hueveras, bandejas de
carne, etc. Su bajo punto de fusión hace posible que pueda derretirse en contacto con el calor.
Tras su reciclaje, se pueden obtener diversos productos como material para edificación, aislantes, etc.
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| Tarrina de CDs |
Caja de bombones |
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| Bandeja de supermercado |
Envase de palillos |
Otros plásticos 7. En este cajón de sastre se incluyen una gran diversidad de plásticos muy difíciles de
reciclar, como el policarbonato, y que sirven para elaborar DVD´s, gafas de sol, MP3 o
PC´s.
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| Bolsa de pistachos |
Envase de toallitas húmedas |
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Jarra filtradora de agua
SMMA - Estireno metilmetacrilato
SAN - Estireno acrilonitrilo |
Jarra filtradora de agua
ASA - Acrilonitrilo estireno acrilato
ABS - Acrilonitrilo butadieno estireno |
Como variantes de estos símbolos de materiales plásticos se pueden encontrar solo con los números, sin los acrónimos, o con el anillo más grueso de
Moebius y, en su interior, el número que corresponda. Si el acrónimo lleva una "R" delante, significa que el producto contiene materiales plásticos reciclados. Por su parte, si el símbolo lleva el acrónimo ABS, se refiere al acrilonitrilo butadieno estireno, un plástico muy duro utilizado en automoción y en usos tanto industriales como domésticos.
Está claro que no todo el plástico se recicla. Gran
parte de los plásticos que usamos va a parar al océano. Pero el mar no
los destruye. Esta enorme cantidad de plástico en pequeños fragmento
está poniendo en peligro los ecosistemas marinos.
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PRÁCTICAS DE REACCIONES |
- Combustión: La conquista del fuego.
"La conquista del fuego" es una novela escrita por J. H. Rosny en
1911, considerada la primera obra de "novela prehistórica", fue llevada
al cine 70 años después por Jean-Jacques Annaud, con el título de "La
conquista del fuego". Merece la pena verla, la historia de como
conquistamos el fuego también es la historia de como nos hicimos
hombres.
Intentaremos reproducir el proceso de obtener
fuego a partir de frotar dos maderas, el roce produce calor y éste hace
reaccionar la madera con el oxígeno del aire. Parece fácil pero no lo
es, también necesitamos altas dosis de habilidad y de paciencia.
- Combustión: El mechero de aceite.
El mechero de aceite nos va a permitir
reciclar un producto muy contaminante, como es el aceite usado de
nuestras cocinas, usándolo de combustible para obtener una fuente de luz
y de calor. Con é podremos hacer otros experimentos.
- Saponificación: Haciendo jabón.
La reacción de saponificación obra el
milagro de quitar las manchas de grasa con agua, dos sustancias que son
inmiscibles, y por tanto no se llevan bien, pero gracias al jabón las
podemos unir y conseguir quitar las manchas de grasa de nuestra ropa. Y
no sólo las manchas, el jabón gracias a su acción de limpieza también
elimina los microorganismos de la suciedad, ayudando a salvar muchas
vidas allí donde se usa.
HACIENDO JABÓN
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