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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

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FyQ-3ºESO

EL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD

En 1910 Rutherford cambió por completo el concepto de átomo que tenía la sociedad de entonces. En esta actividad vamos a comprobar si eres tan audaz como este científico a la hora de interpretar los resultados de su experimento.

El modelo de átomo aceptado antes de que Rutherford hiciera su experimento era el modelo atómico de Thomson, popularmente conocido como “modelo del budín de pasas”. Proponía un modelo de átomo en forma de esfera con carga positiva, dentro de la cual, se encontraban los electrones, como si fuesen las pasas del budín.

Experimento de Rutherford: Bombardearon una fina lámina de oro con partículas alfa. La partícula alfa es una partícula submicroscópica con una carga positiva. Pusieron su atención en como salían las partículas al interceptar la lámina y, por lo tanto, como salían después de colisionar con los átomos de oro. Esto les daría información sobre la estructura de los átomos.

Resultados: La mayoría de partículas casi ni se desviaban al atravesar la lámina, solo de vez en cuando estas eran desviadas de su trayectoria de modo considerable. Lo más sorprendente fue que algunas rebotaban y volvían a la fuente de emisión.

Esto chocaba con el modelo de Thompson ya que según su modelo la partícula debería atravesar el átomo sin desviarse o haciéndolo muy sutilmente.

Mediante un análisis de estos resultados Rutherford propuso un nuevo modelo que fue rotundamente aceptado.

Objetivos de la actividad propuesta

Aprender los modelos atómicos de Thomson y Rutherford.
Comprender la importancia de la experimentación en la ciencia.
Desarrollar habilidades de interpretación de resultados experimentales.
Actividad

1. Viendo los resultados que obtuvo Rutherford en su experimento, ¿Qué modelo atómico propondrías para explicarlos?

2. Busca información sobre qué modelo propuso Rutherford y compáralo con el que has propuesto tú.

En grupos de tres poned en común las respuestas a la pregunta 1 y encontrad un modelo de átomo que explique los resultados de Rutherford que os satisfaga a todos. Preparad una exposición oral, de no más de 5 minutos, de este modelo, si lo creéis necesario ayudaros con material (algún dibujo, diapositiva powerpoint…).
Las expondremos en las siguientes clases.

Referencias:

Wikipedia (2016). Experimento de Rutherford. Mensaje publicado en https://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Rutherford

EducaLab (2016). El experimento de Rutherford. Mensaje publicado en http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/el_atomo/exp.htm?3

DESCUBRIMIENTO DEL IBUPROFENO

El ibuprofeno fue sintetizado en 1960 en un pequeño laboratorio situado a las afueras de Nottingham, Gran Bretaña,  desarrollado por el Doctor Stewart Adams y sus colegas Nicholson y Burrows de la empresa farmacéutica Boots.

Fueron Diez años de investigación en la búsqueda de una alternativa a la aspirina que fue el primer fármaco antiinflamatorio descubierto, pero que tenía muchos efectos secundarios como reacciones alérgicas e indigestión, y para ello sintetizaron más de 600 compuestos químicos.

En 1966 se iniciaron los primeros ensayos clínicos para ser lanzado comercialmente en Reino Unido en 1969 como un remedio eficiente para la artritis reumática, y se comercializaría en USA y el resto del mundo a partir de 1974.

Lo más curioso del tema es que el doctor Stewart Adams probó por primera vez su fármaco durante un dolor de cabeza intenso que tenía antes de dar un discurso importante, se preparó una dosis de 600mg para estar seguro y descubrió que era muy efectivo.

Desde entonces el ibuprofeno se ha destacado como un remedio eficaz para multitud de afecciones: dolor de cabeza, dolor dental, fiebre, reuma, artritis, dolor muscular, y una infinidad de cuadros inflamatorios.

http://www.sertox.com.ar/modules.php?name=News&file=article&sid=9360

ACTIVIDAD

Tras la lectura del texto los alumnos trabajaran con el prospecto del Ibuprofeno para contestar a algunas cuestiones:

  1. Averigua el significado de analgésico, antiinflamatorio, posología y hepáticos.
  2. Los medicamentos suelen ser mezclas de varias sustancias, el principio activo es el componente que actúan sobre el organismo y los excipientes sirven para mejorar el sabor, aumentar el volumen etc. Encuentra el principio activo y los excipientes del ibuprofeno.
  3. Al ingerir un medicamento hemos de tener en cuenta los efectos adversos, ya que una sustancia puede ser beneficiosa para una parte del organismo y perjudicial para otra. Razona si este medicamento está indicado para mujeres embarazadas y para personas diabéticas.
  4. El ibuprofeno es un ácido y su fórmula molecular es C13H18O2 ¿Qué tipo de enlace formará?

Con la formula molecular del ibuprofeno, calcula su masa molecular, su composición molecular y calcula cuantos moles hay en un sobre de ibuprofeno. Si disuelves el contenido de un sobre en 175 ml de agua, ¿cuál es la concentración en g/l?

OBJETIVOS

Conocer y reflexionar las aplicaciones de la Química en el campo de la medicina para mejorar el desarrollo de la sociedad.

Comprender un texto con contenido científico utilizando la terminología científica de manera apropiada.

Familiarizarse con los elementos químicos, la formación de compuestos y las fórmulas químicas como base del cálculo químico.

CRITERIOS DE EVALUACION

Definir con claridad los conceptos preguntados utilizando el lenguaje científico correctamente.

Identificar y distinguir sustancias puras o mezclas. Valorar la importancia y las aplicaciones de mezclas en los medicamentos.

Realizar los cálculos de masa molecular, composición, moles y concentración, de manera precisa y rigurosa.

Investigar y razonar con claridad los efectos nocivos de los medicamentos sobre la salud humana.

 

 

 

LEY DE BOYLE

    La ley de Boyle fue descubierta por Robert Boyle en el s. XVII, y fundó las bases para explicar la relación que hay entre presión y volumen en un gas. Mediante varios experimentos, demostró que, a temperatura constante, un gas al ser sometido a más presión reduce su volumen, mientras que si la presión decrece el volumen aumenta.

  La ley de Boyle establece que la presión de una cantidad fija de un gas es inversamente proporcional al volumen del gas. Siendo k la constante de proporcionalidad.

LA LEY DE BOYLE.

La ley de Boyle fue descubierta por Robert Boyle en el s. XVII, y fundó las bases para explicar la relación que hay entre presión y volumen en un gas. Mediante varios experimentos, demostró que, a temperatura constante, un gas al ser sometido a más presión reduce su volumen, mientras que si la presión decrece el volumen aumenta.

La ley de Boyle establece que la presión de una cantidad fija de un gas es inversamente proporcional al volumen del gas. Siendo k la constante de proporcionalidad.

P=k/V

Actividades:

  1. Busca una imagen que represente la ley de Boyle y explícala con tus propias palabras.
  2. En grupos de unas 4 personas, en una habitación jugar al pilla a pilla. Después marcar    un recinto en el suelo de unos 4x4m, y colocar por todo el perímetro sillas con el respaldo situado hacia el interior. Entrar dentro del recinto y jugar a la pilla pilla de nuevo. ¿Qué ocurre? ¿Cuál es la diferencia entre ambos juegos? ¿A qué creéis que es debido?
  3. Entra en el siguiente enlace. Consigue el material necesario e intenta reproducir el ensayo. ¿Qué crees que es necesario para que el globo se hinche más? ¿A qué se debe?

     

  4. Busca información sobre Edme Mariotte. ¿Quién es? ¿Por qué es conocido?
  5. Aplicando la ley de Boyle-Mariotte completa la siguiente tabla, luego elabora la gráfica P-V.

 

P(atm)

V (l)

0.25

80

 

50

1

 
 

10

  1. Calcula la presión final de 2 litros de gas a 50ºC y 700 mmHg si al final ocupan un volumen de 0,75 l a 50ºC

Objetivos:

  • Conocer el origen la ley de Boyle-Mariotte
  • Entender la ley de Boyle-Mariotte
  • Comprender el comportamiento de los gases
  • Ser capaz de aplicar la ecuación a la resolución de problemas.

 

Evaluación:

  • La capacidad de trabajo en grupo e individual
  • La capacidad de observación, deducción y razonamiento crítico
  • Un lenguaje adecuado y sin faltas de ortografía

 Bibliografía:

  • Chang, R. y College, W. (2002). Capítulo 5. Gases. En R. Chang y W. College, (7ª ed.), Química (pp. 153-203). Colombia: Mc Graw Hill.
  • Ley de Boyle con un globo, agua y una botella de plástico. (23/05/2012) [Video]. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=MsMsIsxEuaM

Historia de la Anestesia

Anestesia, proviene del griego Αναισθησία (Platón , 428 – 347 a.C), que significa ‘sin sensación’; es un acto médico controlado en el que se emplean fármacos para bloquear la sensibilidad táctil y dolorosa de un paciente, sea en todo (Anestesia General) o parte de su cuerpo (Anestesia Local).

El descubrimiento de los primeros agentes con capacidad anestésica data de la época antigua, existiendo de hecho textos clásicos que estaban dirigidos al tratamiento de heridas que se anestesiaban con vino, opio y cáñamo de la India (medicina tradicional china e hindú). Posteriormente aparece el éter, que se remonta al siglo VIII d.C (filósofo árabe), pero no es hasta el siglo XVI cuando Paracelso logra su síntesis y describe su efecto aletargante en pollos. Cabe decir que el éter fue motivo de espectáculos circenses y demostraciones en escuelas de medicina, siendo precisamente en una de ellas donde un dentista estadounidense, William Green Morton, aprendió el uso del Óxido Nitroso (previamente descubierto en 1772 por Joseph Priestley), pero no pareciéndole suficientemente potente para realizar actos quirúrgicos por sí mismo, patentó en 1846 un nuevo agente anestésico llamado Letheon, resultando su aplicación un éxito, y obviamente muy lucrativa.

Otros agentes anestésicos que se usaron durante esa época fueron el cloruro de etilo, etileno y propileno, pero su uso se abandonó por relacionarse con efectos secundarios indeseables y potencialmente mortales. El cloroformo, en cambio, tuvo un uso más difundido, principalmente como agente facilitador del parto.

Aún hoy muchos de esos productos se siguen utilizando en la práctica habitual médica, o con similares fines, y aunque es cierto que existen muchos más en el arsenal anestésico actual, sus fines siguen siendo los mismos que hace casi dos siglos, conseguir un estado de inconsciencia y ausencia de dolor, durante el acto quirúrgico.

Bibliografía:

Rodríguez Varela, M. et al. (2001). Anestesiología Clínica, Ciencias Médicas – BVSCuba.

Higgins, L.F., página web personal, Cronohistoriografía de la Anestesiología, Anestesiología Mexicana en Internet.

Actividades

1-        Lee el texto con atención e identifica las distintas sustancias que se han utilizado como anestesia a lo largo de nuestra historia.

2-        ¿Por qué crees que es necesario el uso de la anestesia?

3-        ¿En qué consiste un acto quirúrgico? Investiga con tus compañeros (grupos de 4 ó 5 estudiantes) y nombrad tres actos quirúrgicos en los que se requiera el empleo de Anestesia General y otros tres en los que sea suficiente la utilización de Anestesia Local.

Posteriormente escoged una de los compuestos químicos que se mencionan en el texto y buscad información (extensión máxima 1 página A4) para exponerla en la próxima clase al resto de compañeros.

Objetivos

Conocer la historia de la anestesia y comprender su importancia en la Medicina.

Identificar diversos compuestos químicos relacionados con el descubrimiento de la anestesia.

Fomentar el aprendizaje cooperativo y la interacción grupal a través del trabajo en equipo.

Investigar y buscar información para trabajar las competencias tecnológicas y estimular el aprendizaje por indagación.

Realizar una exposición oral para potenciar las competencias comunicativas

Criterios de evaluación

Reflexionar sobre el descubrimiento de la anestesia y entender la importancia del desarrollo científico para la sociedad.

Ser capaz de relacionar las Ciencias Químicas con los progresos en la Medicina.

Respetar y aceptar la diversidad de opiniones y cultivar el compañerismo y la participación.

Disponer de criterios y estrategias de búsqueda para utilizar las TIC como fuentes de información.

Ordenar y aportar nuevos contenidos referentes a la temática escogida (compuesto químico), ser capaz de transmitirlos a la clase y actuar con seguridad en la exposición.

MENDELÈIEV (1834-1907): PONIENDO ORDEN

Dimitri Mendelèiev nació en TobolsK, Siberia. Estudio Química en la Universidad de San Petersburgo donde en 1867 fue nombrado profesor. Fue entonces, preparando un libro para sus alumnos, cuando desarrollo su tabla periódica , la cual aparecería en el libro “Los principios de la Química” (el más famoso de la época). Mendelèiev ordenó los 63 elementos conocidos hasta entonces en una tabla en orden creciente de sus pesos atómicos donde los elementos semejantes entre si se aparecían en una misma fila horizontal (en la actualidad se disponen en columnas o grupos).

Un hecho histórico que marco el desarrollo de la tabla periódica de Mendelèiev e incluso marco un antes y un después en el desarrollo de la química fue el Congreso de Karlsruhe (1860, Alemania).

Mendelèivev tras el congreso escribió (Pascual Román Polo, 2011):

“Considero como una etapa decisiva en el desarrollo de mi pensamiento sobre la ley periódica, el año 1960, el del Congreso de Químicos de Karisruhe, en el que participe, y las ideas expresadas en este congreso por el químico italiano S. Cannizzaro .Le tengo por mi verdadero precursor, pues los pesos atómicos establecidos por el me han dado un punto de apoyo indispensable”

 ACTIVIDAD

Tras ver el video de Gerard Way (2014, youtube) y leer el texto anterior, contesta razonadamente a las siguientes preguntas:

  1. ¿Qué criterios utilizo Mendelèiev para ordenar los elementos? (0,5P)
  2. ¿Fueron acertadas las predicciones de Mendelèiev? Compara la tabla periódica actual y la tabla periódica de Mendeléiev que aparece en el texto. (1,5P)
  3. Elabora una ficha de un elemento químico en la que tendrá que aparecer sus características más relevantes. Para ello se asignara en clase un elemento por alumno y se darán unas pautas así como una ficha ejemplo. Nos basaremos en la tabla periódica “artística” del Royal Australian Chemical Institute (https://www.raci.org.au/periodic-table-on-show ).                                                   Dichas fichas, tras una  explicación breve de su elemento por cada alumno, serán utilizadas para construir  en clase, entre todos los alumnos, una tabla periódica.(2P)
  4. Consulta bibliografía e investiga que otros científicos contribuyeron a la elaboración de la tabla periódica actual. Por ejemplo, Henry Carendish descubrió algunos de los gases nobles. (2P).

OBJETIVOS DE LA ACTIVIDAD

Los  objetivos de esta actividad son:

  • Conocer la estructura de la tabla periódica y saber situar los elementos más importantes.
  • Dados una serie de elementos, diferenciar entre metales y no metales y conocer las propiedades más generales.
  • Conocer la evolución histórica de la tabla periódica.
  • Familiarizarse con la búsqueda de información.

 EVALUACIÓN

  • Puntuación de cada pregunta.
  • Se valorara sobre tres puntos la expresión oral de cada alumno en la explicación de su elemento y la originalidad-fiabilidad de la ficha propuesta. Así como la participación en la construcción de la tabla periódica.
  • Aprendizaje de la tabla periódica y competencias básicas trabajadas durante la actividad (1P).
  • Este trabajo contara un 30% de la evaluación final de la asignatura.

REFERENCIAS

-Pascual Román Polo ( 2011) “El sesquicentenario del Primer Congreso Internacional de Químicos”, Anales de Quimíca, Nº3, pag 231-239.

– Tabla periódica, Royal Australian Chemical Institute, recuperado el 22 de abril de 2017 de https://www.raci.org.au/periodic-table-on-show .

-Ilustración 1. Geyer, M. (2007-2008) Docencia e Investigación, recuperado el 22 de abril de 2017 de http://www3.uah.es/vivatacademia/anteriores/n91/docencia.htm .

-Ilustración 2. Biografías y vidas (2004-2017), recuperado el 22 de abril de 2017 de  http://www.biografiasyvidas.com/biografia/m/mendeleiev.htm .

-Explicación de la tabla periódica. Way, Gerard (2014), https://www.youtube.com/watch?v=h8N0hiPryFs.

LA LEVITACIÓN

En abril de 2015 el tren japonés de levitación magnética “Maglev”, en fase de pruebas, consiguió alcanzar los 603 km/h durante casi 11 segundos.

OBJETIVOS:

  • Relacionar el avance tecnológico descrito con los conocimientos previos (campo magnético).
  • Experimentar con materiales para asimilar el concepto de la fuerza electrostática.
  • Tomar conciencia que la ciencia está viva y evoluciona.

ACTIVIDADES:

1.-Lee el siguiente artículo del diario el País donde describe esta proeza: http://economia.elpais.com/economia/2015/04/21/actualidad/1429614235_298972.HTML

2.-Describe brevemente porque el tren levita.

3.-Sería difícil construir un tren de levitación magnética de una forma rápida y sencilla (ya que necesitaríamos imanes superconductores a bajísimas temperaturas). No obstante, podemos cargar fácilmente dos materiales con el mismo signo para crear una fuerza electrostática repulsiva entre ambos. Por ejemplo, frotando con un paño de algodón:

   – un globo hinchado.

   – una sección (en forma de anillo) de una bolsa de plástico fino.

Realiza el experimento y redacta un breve informe con soporte visual (fotos) describiendo porque levita el anillo de plástico fino cuando se sitúa sobre el globo hinchado.

4.-Busca información de los diferentes avances tecnológicos más importantes de la historia gracias a la electricidad y el magnetismo.

5.-Participa en un debate, en un grupo de 6 personas, donde se ponga en común de las ideas encontradas en el punto 4.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN:

  • Relacionar correctamente los conceptos tratados en las actividades con los conocimientos previos.
  • Redactar el informe del experimento de forma adecuada y con una argumentación coherente.
  • Participar en el debate con una actitud proactiva y respetuosa con los demás.

BIBLIOGRAFÍA:

Mazón, J (2014) Un submari d’aire i altres experiments. Valls: Cossetània.

 

 

 

 

Paradoja de dos revoluciones

aidaEn 1776 Antonie-Laurent Lavoisier presentó sus investigaciones sobre la combustión e identificó el oxígeno como papel fundamental en esta reacción. Este parisino era abogado de profesión y trabajaba en una institución de carácter semifeudal recolectando impuestos para el Estado. Desde joven se interesó por las ciencias y su tiempo libre lo invertía en experimentar en un laboratorio que montó él mismo. Demostró que en una reacción la cantidad de materia siempre es la misma al inicio y al final, lo que hoy conocemos como la Ley de conservación de la materia. Entre los experimentos más importantes Lavoisier examinó la naturaleza de la combustión, demostrando que es un proceso en el que se consume oxígeno y derrumbó así la teoría del flogisto. Esta creencia estuvo vigente durante aproximadamente un siglo. Pero, ¿en qué consistía esta teoría ahora obsoleta?

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Modelo atómico según Niels Bohr

Niels Bohr fue un físico danés que después de finalizar su doctorado, comenzó a trabajar en el equipo de Rutherford, en los Laboratorios Cavendish de Cambridge.13102016_00641bohr

Tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, Niels Bohr trató de incorporar en él la teoría de “cuantos de energía” desarrollada por Max Planck y el efecto fotoeléctrico observado por Albert Einstein.

En 1913, Bohr postuló la idea de que el átomo es un pequeño sistema solar con un pequeño núcleo en el centro y una nube de electrones que giran alrededor del núcleo. Hasta aquí, todo es como en el modelo Rutherford.

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Mujeres científicas

laredo“Les propongo un juego:

  1.  Tomen papel y lápiz.
  2. Escriban todos los nombres de mujeres científicas que se les ocurran.
  3. Ahora, borren el de Marie Curie.

¿Cuántos quedaron? Posiblemente dos, uno o, en la mayoría de los casos, ninguno […].

¿Cómo puede ser que no conozcamos ningún nombre femenino en las ciencias? ¿Será que no existen? No. Nada de eso […] Las damas en la historia de la ciencia son como las partículas: fundamentales, pero invisibles. Seguir leyendo “Mujeres científicas”

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