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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

3º_Bloque 2. La materia

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

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.

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.

Seguir leyendo “Modelo atómico según Niels Bohr”

La Contaminación del Agua y su Depuración

El inicio del tratamiento de las aguas residuales data de fines de 1800 y principios del actual siglo y coincide con la época de la higiene, cuando se observa la relación entre la contaminación del agua y las enfermedades debido a ello. Seguir leyendo “La Contaminación del Agua y su Depuración”

`EUREKA´!

Herón II, rey de Siracusa, pidió un día a su pariente Arquímedes (aprox. 287 a.C. – aprox. 212 a.C.), que comprobara si una corona que había encargado a un orfebre local era realmente de oro puro. El rey le pidió también de forma expresa que no dañase la corona.
     Arquímedes dio vueltas y vueltas al problema sin saber cómo atacarlo, hasta que un día, al meterse en la bañera para darse un baño, se le ocurrió la solución. Pensó que el agua que se desbordaba tenía que ser igual al volumen de su cuerpo que estaba sumergido. Si medía el agua que rebosaba al meter la corona, conocería el volumen de la misma y a continuación podría compararlo con el volumen de un objeto de oro del mismo peso que la corona. Si los volúmenes no fuesen iguales, sería una prueba de que la corona no era de oro puro.

 Al llevar a la práctica lo descubierto, se comprobó que la corona tenía un volumen mayor que un objeto de oro de su mismo peso. Contenía plata que es un metal menos denso que el oro.” Seguir leyendo “`EUREKA´!”

La tabla periódica: historia

La tabla periódica moderna que a día de hoy conocemos apareció por primera vez en 1869 pero hay que remontarse un tiempo atrás para ver sus origines y entender su evolución.

En 1789, Antonie Lavoisier, publicó un listado con 33 elementos químicos y los agrupo en los principales grupos que el descubrió (gases, metales, no metales y tierras). Seguir leyendo “La tabla periódica: historia”

El descubrimiento del electrón

Mientras se desarrollaba el modelo atómico-molecular de la materia se fue conociendo un conjunto de hechos que ponen en cuestión una de sus principales hipótesis: la supuesta inmutabilidad e indivisibilidad de los átomos.

Thomson investigaba el efecto de las descargas electrícas sobre gases a presión reducida, usando tubos de descargas como el de Crookes (1832-1919) o el de Hittorf (1824-1914). Estaba especialmente interesado en el estudio de los rayos catódicos, un término acuñado por Goldstein (1850-1930). Era un tema en el que muchos investigadores estaban interesados. Thomson probó que los rayos catódicos tenían naturaleza corpuscular, estando formados por electrones. Seguir leyendo “El descubrimiento del electrón”

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