Separación de sistemas homogéneos

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


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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

-


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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.


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¿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.


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• 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?

Seres
Vivos

Materia

Energía


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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.


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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


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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.


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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.

Modelo
de
partículas
Paradigma
Corpuscular
de la
Materia


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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.

Modelo
de
partículas
Paradigma
Corpuscular
De la
Materia


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Abordaje Sistémico de la Naturaleza


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Abordaje Sistémico de la Naturaleza

MATERIA

Interacción

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.


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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.

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

•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.


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Sistema heterogéneo
Un sistema es 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.


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Agua y aceite
Mayonesa
•Emulsiones. El sistema heterogéneo
formada por pequeñas gotitas de un
líquido suspendidas en otro líquido.

•Espumas. La mezcla de un
material gaseoso en uno líquido.

Espuma de
afeitar o
merengue


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Actividades a plantear para
explorar, investigar y reconocer:

Sistemas heterogéneos y
homogéneos

Cambios reversibles

¿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?
Más sobre soluciones
en Uruguay Educa


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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.


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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.


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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


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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.


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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.


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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.


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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.


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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?

Sistemas homogéneos y
heterogéneos
Cambios irreversibles

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.


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Más cambios irreversibles
Caramelo

Azúcar: está
formada por
cristales

Cambios
observables:

Cambios
observables
al quemarse:

Cambio de color
caramelización.

Humo color
negro y olor a
quemado.

Se desprende
humo blanco

Azúcar
carbonizado.


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Sistemas homogéneos y
heterogéneos
Cambios reversibles
e irreversibles

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.


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¿Todo se mezcla?

sal






polenta

azúcar

harina

aceite

¿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?


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Analogías para aprender más

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.

Con “anteojos de ver partículas”
o “microscopio para ver
partículas”
Con clips, botones o plasticina
se puede simular cada una de
las mezclas de la actividad
anterior.
Por ejemplo, eligiendo un mismo
color para representar las
partículas de agua, otros colores
pueden simular los otros
materiales de la mezcla.


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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


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Desde lo Macro a lo Submicro
desde lo cotidiano a los modelos científicos
Característica
observable del
sistema

Al mezclar agua y
azúcar dejamos
de observar el
azúcar. Sabemos
que está allí
cuando probamos
la mezcla.

Modelo escolar de
partículas

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

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.


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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?

Más propuestas para trabajar
con Modelos en Uruguay Educa

El pan se come. Pero está formado
por sustancias en distintos estados
de agregación. ¿Cuáles son las
sustancias ? ¿En qué estado se
encuentran?


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Más propuestas con analogías

Representa con clips,
plasticina o botones uno
de los cristales de azúcar

¿Cómo simularías las
partículas del agua
líquida?

¿Cómo simularías las
partículas de aire que se
encuentran dentro de
una burbuja del pan?


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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