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Historia F+Q

Enseñando física y química a través de su historia. Un blog colaborativo de los alumnos del Master de Secundaria

Categoría

FyQ-1ºBachillerato

El descubrimiento de la vulcanización del caucho

La vulcanización es un proceso en el que el caucho crudo es calentado en presencia de azufre, haciéndolo más duro y resistente al frío.

Por accidente, Charles Goodyear volcó un recipiente con azufre y caucho encima de una estufa, endureciéndose la mezcla y volviéndose impermeable. Era el año de 1839. Denominó al fenómeno vulcanización en honor al dios Vulcano, deidad romana de los metales, el fuego y las fraguas. Seguir leyendo “El descubrimiento de la vulcanización del caucho”

El hombre que ordenó los elementos

El Señor Dimitriv Mendeleyev era un científico proveniente de Rusia y era una persona muy curiosa. Tal fue su grado de conocimiento por los elementos en aquella época que descubrió ciertas características patrones en ellos. Corría el año 1869 cuando su propuesta principal fue organizar los elementos en base a sus propiedades químicas tales como su peso atómico, configuración electrónica, reactividad, electronegatividad y eletropositividad.  Todo ello, le llevó crear el primer modelo de tabla periódica donde todos estos elementos, 63 conocidos en aquel momento, fueron ordenados gráficamente.

 

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Mendeleyev creía en una ley periódica que aun no se conocía en aquel entonces. Dicha ley seguía unos comportamientos patrones en donde cada elemento tenia relación con aquellos cercanos a él. Otros elementos por el contrario, eran muy diferentes entre si, por lo que ocuparían zonas diferentes en la tabla. Él se sentía tan convencido de sus pensamientos lo que lo llevó a realizar predicciones quizás algo arriesgadas para aquella época, pero que con el tiempo resultaron ser ciertas. Este fue el mayor logro del científico a lo largo de los años. Fue un modelo tan acertado que incluso cuando posteriormente se fueron descubriendo nuevos elementos, se vio como todos ellos fueron encajando en su esbozo de primera tabla periódica. A día de hoy y tras casi 150 años, se sigue utilizando su tabla periódica.

Objetivos

Comprender la tabla periódica como la comprendía Mendeleyev en su época. Él la realizo de manera muy intuitiva en donde se tuvieron en cuenta varios factores. El alumno debe buscar información acerca de los conceptos en la lista. A continuación se plantea una discusión de cómo afectan las propiedades a los elementos y qué posición tendrían en la tabla periódica (hacia la izquierda, derecha, arriba o abajo). Se obsequiará con puntuación adicional si el alumno es capaz de interrelacionar las propiedades entre si:

  • Peso atómico
  • Electronegatividad/ electropositividad
  • Gas Noble
  • Reactividad
  • Configuración electrónica
  • Halógenos
  • Estructura de Octete
  • Periodo

 

Criterios evaluación

Utilizar el lenguaje científico correcto. Definir de las propiedades de manera concreta y específica. Ser capaz de relacionar las propiedades con su posición relativa en la tabla.

Referencias:

Lee todo en: Tabla periódica de Mendeleiev | La Guía de Química http://quimica.laguia2000.com/general/tabla-periodica-de-mendeleiev#ixzz4fGWouhD4

https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/quimica/tabla-periodica-de-los-elementos-quimicos/

 

Dorothy Crowfoot Hodgkin

 

Dorothy Crowfoot Hodgkin fue una científica visionaria que dedicó  gran parte de su vida a investigar justo en la frontera de la ciencia, disfrutaba implicándose en proyectos que a sus colegas les parecían imposibles. Gracias a su espíritu audaz no solo logró un descubrimiento brillante, sino un sorprendente conjunto de ellos que la hicieron merecedora del Premio Nobel de Química en 1964.

A lo largo de toda la carrera se enfrentó a problemas bioquímicos que estaban justo en los límites de lo que cualquier otro científico consideraba factible, mejoró las técnicas cristalográficas y consiguió desarrollar un sorprendente repertorio de habilidades. Logró desvelar la estructura tridimensional de numerosas e importantes biomoléculas que los químicos orgánicos no habían podido descifrar, como el colesterol en 1937, la penicilina en 1945, la vitamina B12 en 1954, o la insulina en 1969.

La extraordinaria personalidad de la científica atrajo a la química a diversas estudiantes que normalmente no se habrían interesado por esta materia, incluso la futura primera ministra Margaret Tatcher fue su alumna. Numerosos testimonios indican que Dorothy Crawfoot Hodgkin reveló una combinación única de sorprendente amabilidad, brillantez intelectual y voluntad de hierro para resolver problemas científicos. Sus colegas la definían como «un genio amable».

Referencias:

Martínez, C. (2016). Capturada por la química: Dorothy Crowfoot Hodgkin. Mujeres con ciencia. Recuperado de http://mujeresconciencia.com/2016/05/11/capturada-la-quimica-dorothy-crowfoot-hodgkin/.

ACTIVIDAD:

1. Lee el artículo completo de la biografía de Dorothy Crowfoot Hodgkin que se facilita a continuación: http://mujeresconciencia.com/2016/05/11/capturada-la-quimica-dorothy-crowfoot-hodgkin/

2. En el artículo aparece el nombre de Rosalind Franklin, otra cristalógrafa que hizo la “fotografia” del ADN que permitió el descubrimiento de su estructura. Busca información sobre científicas importantes (incluyendo Rosalind Franklin).

3. En clase, expondremos los nombres de estas científicas y formaremos grupos de 3 a 4 personas. Cada grupo se encargará de profundizar más en la biografía de una de estas científicas y hará una presentación de unos 5 minutos sobre su vida y sus logros científicos.

NOTA: El material utilizado como soporte para la presentación es libre (se pueden utilizar desde diapositivas hasta un mural). Se valorará muy positivamente la creatividad.

OBJETIVOS

  1. Conocer los nombres de las científicas más influyentes.
  2. Reflexionar sobre las oportunidades ofrecidas a las mujeres para el estudio de las ciencias a lo largo de la historia.
  3. Mejorar la expresión oral.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

  1. Reconocer las científicas más importantes de la historia y relacionarlas con sus logros.
  2. Tomar conciencia de las dificultades a las que se han enfrentado las mujeres en el campo de las ciencias.
  3. Ser capaz de hacer una exposición oral de forma creativa.

Saponificación.Reacción química del jabón

Se entiende por saponificación la reacción que produce la formación de jabones. La principal causa es la disociación de las grasas en un medio alcalino, separándose glicerina y ácidos grasos. Estos últimos se asocian inmediatamente con los álcalis constituyendo las sales sódicas de los ácidos grasos: el jabón. Esta reacción se es una reacción exotérmica.

La reacción típica es:
Así es como al mezclar los ácidos grasos (principales componentes de las grasas animales y de los aceites vegetales) con una solución alcalina (hecha a partir de una mezcla de agua y un álcali, como por ejemplo la sosa), se obtiene el jabón (que será realmente suave, porque además el otro subproducto que se obtiene de esta reacción es la glicerina).

El álcali es imprescindible para que se produzca esa reacción.Los álcalis más utilizados en la fabricación del jabón son la sosa (hidróxido sódico, NaOH) y la potasa (hidróxido potásico, KOH).

DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD.

1.Lee la información dada sobre la saponificación y a continuación en grupos de dos o tres estudiantes desarrollar la práctica detallada en el siguiente video

2.¿Cómo se explica la acción detergente de los jabones?

3.¿Cómo se comportan los jabones en aguas duras?

4. Investiga sobre los siguientes componentes utilizados en la fabricación de jabones para conferirles ciertas propiedades.¿Cuáles son?

OBJETIVO

  • Entender el concepto de saponificación y su aplicación en la vida cotidiana.
  • Interiorizar en que consiste la reacción de saponificación y que compuestos intervienen en ella.

EVALUACIÓN

  • La habilidad del alumno en la consecución de la práctica.

Se valorará la capacidad del alumno para hacer uso de los diferentes recursos, tanto bibliográficos como tecnológicos para la búsqueda de información con el objetivo de dar respuesta a las diferentes cuestiones planteadas.

REFERENCIAS

Saponificación.Reacción química del jabón(2010).Química Explicada.Ubicación:http://quimica-explicada.blogspot.com.es/2010/07/saponificacion-reaccion-quimica-del.html

Coss, Melinda(2016). “El libro del jabón artesanal”. Editorial Disfruto y hago

 

 

 

ENERGÍA MECÁNICA: CINÉTICA Y POTENCIAL

El filósofo G.W. Leibniz (1646-1716), propuso una búsqueda de propiedades que se conservan en cualquier transformación basándose en los trabajos de C. Huygens (1629-1716). El principio de conservación vis viva que proponía Leibniz no era correcto, pero sí lo era la idea de que en las transformaciones hay magnitudes que no cambian, y esto llevó al concepto fundamental de energía en el s.XIX.

Antes de realizar el experimento, explicaremos en clase los conceptos de energía, y de energía cinética y potencial. Viendo sus diferencias. Para ello nos ayudaremos de la siguiente página donde nos define el concepto de energía, y los conceptos en los que nos queremos centrar en este trabajo; la energía cinética y energía potencial.

http://www.areaciencias.com/fisica/energia-cinetica-y-potencial.html

En la última sesión, haremos un resumen de lo aprendido en estas sesiones, utilizando un programa realizado por la Universidad de Colorado que nos permite ver la energía cinética, potencial, térmica y total de un skater en este caso, mientras sube y baja una rampa.

https://phet.colorado.edu/en/simulation/energy-skate-park

 

DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD:

Vamos a realizar un experimento con el que queremos tomar datos de la energía cinética, energía potencial y energía mecánica de un cuerpo. El cuerpo que vamos a estudiar es una pelota de tenis, de la cual sabemos la masa. Se valorará positivamente un mayor número de datos de diferentes momentos con diferentes energías del cuerpo.

Hacemos grupos de 4 personas. La actividad va a tener una duración de 3-4 sesiones:

En la primera de ellas se procederá a pensar y realizar un boceto del experimento con el cual se va a trabajar la energía cinética y energía potencial de un cuerpo.

En la segunda sesión se hará la toma de datos con el experimento pensado la sesión anterior. Para ello han tenido que traer de casa los materiales que necesiten.

En la tercera y cuarta sesión, se expondrán en clase los diferentes trabajos. La exposición tendrá una duración de 10 minutos, y consistirá en una presentación con ayuda de un power point o prezi, en el que se explicará el experimento realizado, se expondrán los datos conseguidos argumentándolos, y las conclusiones que hemos obtenido del experimento.

 

OBJETIVOS:

  • Aprender y entender la definición de energía.
  • Saber diferenciar las categorías fundamentales a las que pertenece la energía de un cuerpo.
  • Trabajar siguiendo el método científico.
  • Recoger datos prácticos y sacar la relación con la teoría.

 

EVALUACIÓN:

  • Se valorará haber trabajado siguiendo los pasos del método científico
  • Se hará una explicación de forma oral y con ayuda de una presentación (power point o prezi) en las que se expondrá el experimento realizado, así como la recogida de datos y conclusiones.
  • Capacidad de argumentación de los diferentes datos obtenidos.
  • Una correcta presentación y ortografía del trabajo.
  • Creatividad a la hora de realizar el experimento.

 

REFERENCIAS:

EL CONGRESO DE KARLSRUHE

El Congreso de Karlsruhe fue el primer congreso mundial de químicos que dio paso a la química moderna. Tuvo lugar en la ciudad de Karlsruhe (Alemania) en septiembre del año 1860.

Antes de este congreso, podemos decir que la química era un caos ya que no se sabía muy bien la relación y/o distinción entre átomo y molécula, no se tenían claros los conceptos de peso atómico, peso molecular y peso equivalente y no existía, como existe hoy día, un acuerdo o norma específica en cuanto a nomenclatura, formulación y símbolos químicos se refiere.

Ante esta situación tan caótica, el químico Kekulé, Catedrático de Química Orgánica en la Universidad de Gante, decidió llevar a cabo este Congreso Internacional de Químicos dedicado a la definición de los conceptos químicos de átomo, molécula, equivalente, atomicidad, basicidad, las fórmulas químicas, y la uniformidad de la notación y nomenclaturas químicas.Finalmente este congreso se llevó a cabo gracias a Kekulé y a Weltzien y Wurtz, en la ciudad de Karlsruhe, en el sudoeste de Alemania, los días 3,4 y 5 de septiembre de 1860.

Asistieron al congreso un total de 127 químicos de 12 países distintos, donde destacamos la presencia de un químico español, Ramón Torres Muñoz de Luna.

Aunque el congreso no acabó con acuerdos definitivos, sí que se llegaron a conclusiones de muchas de las cuestiones debatidas que se llevaron a cabo a largo plazo.

Lo más destacable del congreso fue la actuación de Stanislao Cannizaro. Este químico dio una conferencia sobre la hipótesis de Avogadro y presentó un documento suyo (Sunto di un corso di Filosofia Chimica, 1858) en el cual hacía distinciones entre pesos atómicos y moleculares, proponía pesos atómicos basados en datos experimentales, describió la forma de usar esta hipótesis de Avogadro y consiguió poner orden a la química.

La aportación de Cannizzaro fue fundamental para que el congreso aprobara la siguiente propuesta: “Se propone que se adopten conceptos diferentes para molécula y átomo, considerándose molécula la cantidad más pequeña de sustancia que entra en reacción conservando sus características físicas, y entendiéndose por átomo la más pequeña cantidad de un cuerpo que entra en la molécula de sus compuestos”.

Aunque no consiguió convencer a la mayoría de los allí presentes, después de mucha insistencia y de repartir copias de su documento, consiguió convencer a dos jóvenes que se convirtieron en personajes muy importantes en la historia de la química como son Lothar Meyer y Mendeléiev, quien posteriormente desarrolló la tabla periódica.

También, el Congreso de Karlsruhe fue el punto de partida para la organización regular de congresos de Química y para la consolidación de las sociedades químicas nacionales e internacionales que dieron lugar a la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) en 1919.

REFERENCIAS

Congreso de Karlsruhe. En Wikipedia. Recuperado el día 24 de abril de 2017 de https://es.wikipedia.org/wiki/Congreso_de_Karlsruhe

Herradón, B. (2010). Madrimasd. Congreso de Karlsruhe: 150 años. Recuperado el 24 de abril de 2017 de http://www.madrimasd.org/blogs/quimicaysociedad/2010/09/03/131823

Huescamedioambiental (2013). Tres días que cambiaron la Química. Recuperado el día 24 de abril de 2017 de http://huescamedioambiental.blogspot.com.es/2013/02/tres-dias-que-cambiaron-la-quimica.html

ACTIVIDAD

  1. Busca tres de las conclusiones a las que se llegaron en este congreso.
  2. Escribe y explica la hipótesis de Avogadro en la cual se basó Cannizaro para realizar su documento y escribe el valor del número de Avogadro.
  3. Establece las diferencias entre:  a) átomo y molécula, b) peso atómico y peso molecular, c) elemento y compuesto
  4. Realiza un breve resumen sobre qué es la IUPAC y cuál es su función dentro de la química.

OBJETIVOS

  • Conocer la historia de la química moderna
  • Aprender a diferenciar entre varios conceptos como átomo y molécula, peso atómico y peso molecular o elemento y compuesto.
  • Conocer la ley de Avogadro y aprender el valor del número de Avogadro.
  • Aprender a conocer la IUPAC.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

  • Buscar información sobre el congreso de Karlsruhe y sus consecuencias.
  • Saber diferenciar conceptos básicos de la química
  • Conocer y saber la función de la hipótesis de Avogadro

 

Noemí Carnerero Ruiz

 

 

Historia de las leyes de los gases

Las leyes de los gases nos sirven para relacionar su temperatura, presión y volumen…nos podemos preguntar ¿de dónde ha salido eso? o ¿para qué nos sirven?

La primera de las leyes de los gases que se descubrió fue la ley de Boyle-Mariotte, y tiene ese nombre porque la descubrieron ambos de manera independiente: Boyle, un químico irlandés, en 1662 y Mariotte, un botánico francés, en 1676. Esta ley dice que:

Boyle- Mariotte: A temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión que este ejerce.

Lo podemos comprobar fácilmente con un globo: si lo aprietas estás reduciendo su volumen, lo que hace que aumente la presión dentro del globo y lo notas cada vez más duro.

Gay-Lussac nació en Francia en 1778, e hizo muchos experimentos con gases, entre ellos subir en globo aerostático hasta 3.800 metros para estudiar la composición de las capas altas de la atmósfera y el magnetismo terrestre. También fue el primero en formular la ley de Charles, en 1.802, según la cual un gas se expande proporcionalmente a su temperatura si se mantiene constante la presión:

Charles: A presión constante, cuanto más calientes el gas más se expandirá.

También lo podemos comprobar acercando un globo a una fuente de calor: al calentarlo el globo crece porque se expande el aire que hay dentro.

Esta ley se llama ley de Charles porque aunque la publicó Gay-Lussac está basada en el trabajo no publicado de Jacques Charles, quien también se dedicó al estudio de los gases. Además Gay- Lussac tiene su propia ley:

Gay- Lussac: A volumen constante, cuanto más calientes el gas más presión tendrá.

En este caso lo podemos comprobar metiendo el globo en un tubo de cartón que no le deje expandir su volumen: al calentarlo aumentará la presión y lo podemos comprobar apretando con cuidado: está más duro porque la presión ha aumentado.

Actividad:

En primer lugar ilustrar cada ley con los ejemplos del globo descritos para que los alumnos observen por sí mismos las leyes de los gases y así las entiendan mejor.

Después dividir la clase en grupos y darles los siguientes casos. Tendrán que pensar cuál de las leyes explica lo que está sucediendo y exponerlo en clase.

  1. En las bombonas de butano hay 12 kilos de gas. A la presión normal, una atmósfera, ocuparía 4.480 litros…¡eso no nos cabe en casa! ¿Qué han hecho para que ocupe tan poco?
  1. Has metido la comida en el microondas en un tupper cerrado. Cuando lo sacas olvidas abrirlo inmediatamente y pasados 5 minutos no puedes quitarle la tapa, ¿qué ha pasado?
  2. Para hacer volar un globo aerostático primero lo llenan de aire y cuando calientan este aire el globo sube, ¿por qué?

Objetivos:

-Comprender las leyes de los gases observándolas.

-Aplicar correctamente las leyes de los gases a la vida cotidiana.

-Relacionar la teoría aprendida en clase con casos reales.

-Debatir y exponer lo aprendido en clase.

Evaluación:

Se evaluarán los siguientes aspectos:

  1. Haber comprendido las leyes de los gases.
  2. Aplicarlas adecuadamente a los casos planteados.
  3. Se aplique adecuadamente o no, utilizar con lógica lo aprendido para resolver el problema.
  4. Se valorará positivamente la implicación y participación en la actividad.

Bibliografía:

Petrucci, R., Harwood, W.,Herring, F. (2002). Capítulo 6: gases. En Petrucci, R., Harwood, W.,Herring, F. (8ª edición) Química general (pp. 175-219). Madrid: Pearson Prentice Hall

“El grafeno cambiará nuestras vidas”

El pasado febrero de 2016 se publicó en La Vanguardia una entrevista realizada a Frank Koppens [1], un físico que trabaja en el Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) que ha dedicado su carrera profesional al estudio del grafeno. Este físico considera el grafeno como una “joya” que tiene entre sus manos, al poseer este material unas propiedades físicas extraordinarias y un potencial económico superlativo. Como explica el científico en la entrevista, el grafeno es un material compuesto por átomos de carbono, así como el diamante o el grafito, pero a diferencia de éstos el grafeno es plano, al ser una lámina de carbono de un sólo átomo de grosor.

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Ley de los Volúmenes de Combinación

Un primer aspecto del conocimiento químico fue conocer la relación entre las cantidades de los cuerpos que intervienen en una reacción pasando de lo meramente cualitativo a lo cuantitativo. Muchos de los elementos y compuestos son gaseosos; y debido a que es más sencillo medir un volumen que el peso de un gas, se estudiaron las relaciones de volumen que se combinan entre los gases.

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