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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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3º_Bloque 3. Los cambios

Elisabeth Fulhame y sus contribuciones a la química moderna

Se atribuye a Berzelius el descubrimiento de la catálisis en 1836, que es quién acuño el término. Pero quién realmente descubrió la actividad catalítica fue Elisabeth Fulhame. Ella publicó sus resultados en el libro titulado ensayos de la combustión, en el 1749, más de 40 años antes que Berzelius.

Fulhame empezó  a realizar sus investigaciones a raíz de plantearse la siguiente idea: conseguir hacer telas de metales mediante procesos químicos.  Esta cuestión no consiguió solucionarla en esa época, pero decidió hallar una solución. Realizando experimentos en los que estudiaba la reducción de sales metálicas como el oro utilizando un agente reductor como el hidrógeno y la luz. Estos experimentos los realizó a temperatura ambiente en disolución acuosa. Con el conjunto de sus resultados, elaboró su teoría con las que acabó coincidiendo en líneas generales con Lavoisier y fue contraria a la teoría del flogisto.

Se la considera la pionera de la cinética, ya que valoró la opción de que una reacción pudiera estar compuesta por más de una etapa, generó la base para la fotografía al utilizar la luz como agente reductor, propuso los mecanismos de reacción de las reacciones fotoquímicas mencionadas anteriormente y aportó una explicación de la actividad catalítica del agua.

Fulhame estuvo a punto de no publicar sus resultados, pero al enviarlos a científicos  prestigiosos que alabaron su trabajo, como el conde de Rumford, quién reprodujo de nuevo los experimentos de Fulhame y comprobó su veracidad. Fulhame decidió publicarlos, siendo reconocida y fue elegida como miembro Honorario de la Sociedad Química de Filadelfia.

Actividades:

  • Antes de leer el texto debatir sobre que son los catalizadores.

En grupos responder a las siguientes preguntas:

  • Explica qué es la química verde y su relación con el uso de los catalizadores, en qué contribuyen
  • Explicad una reacción catalítica que se utilicé en la actualidad para generar algún producto.
  • Describid el método científico desarrollado por Fulhame en sus experimentos
  • Explicad un experimento de esta científica. Podéis utilizar esta fuente (http://www.heurema.com/POFQ-ElizabethFulhame.htm) o buscar otras.
  • Buscad información y explicad qué es el flogisto y cuál era la teoría de Lavoisier que coincidió en líneas generales con la teoría de Fulhame.
  • ¿Si las mujeres representan el 50 % de la sociedad porque creéis que se ha pasado por alto su contribución en nuestra sociedad? Leed: https://www.oei.es/historico/divulgacioncientifica/?Mujeres-y-Ciencia-mas-que-olvidadas ¿Por qué creéis que Elisabeth Fulhame no estaba segura de publicar su obra y por qué finalmente lo hizo?

Objetivos

  1. Elaborar conclusiones en función de las evidencias recogidas en una investigación y argumentarlas.
    Argumentar el punto de vista sobre temas sociocientíficos, fomentando el espíritu crítico.
  2.  Identificar productos de uso habitual en nuestro entorno. Y entender su obtención.
  3. Describir el efecto de catalizadores en reacciones de uso cotidiano. Argumentar con criterios ambientales la utilización de catalizadores.
  4. Motivar y favorecer el interés hacia las ciencias.
  5. Favorecer el trabajo en equipo y la obtención de las competencias básicas.

Criterios de evaluación.

  1. Obtención de las competencias básicas. Valorando el desempeño de cada individuo dentro del grupo.
  2. Comprender la utilización del método científico y casos aplicados
  3. Adquisición de los conocimientos relacionados con las reacciones y el uso de catalizadores, viendo como influyen en la sociedad.
  4. Entender la relación entre sociedad y ciencia.

Bibliografia

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0187893X13725096

http://image.sciencenet.cn/olddata/kexue.com.cn/upload/blog/file/2008/10/200810102212944318.pdf

https://eic.rsc.org/opinion/elizabeth-fulhame-the-scientist-the-world-forgot/3008111.article

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.419.2423&rep=rep1&type=pdf

 

 

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LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MATERIA

Antoine-Laurent de Lavoisier rompió la idea de que los cuatro elementos (tierra, agua, fuego y aire) podían transmutarse y, como consecuencia, transformarse; idea heredada de la tradición alquímica.

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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. Demostró La Ley de la Conservación de la Materia, también llamada Ley de Conservación de la Masa o Ley de Lomonósov-Lavoisier, en honor a sus creadores. Fue elaborada independientemente por Mijaíl Lomonósov en 1745 y por Antoine Lavoisier en 1785. Esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química: la masa no se crea ni se destruye, sólo se transforma”. En una reacción química la suma de la masa de los reactivos es igual a la suma de la masa de los productos.

Lavoisier presentó en la Real Academia de Ciencias de Francia (19 de abril de 1776) sus investigaciones; reclamando la prioridad del descubrimiento del oxígeno al identificar su papel fundamental en la combustión, se le recuerda por su trabajo sobre los gases, la pólvora y la combustión.

Uno de los experimentos más importantes de Lavoisier fue examinar la naturaleza de la combustión, demostrando que es un proceso en el que se produce la combinación de una sustancia con oxígeno, refutando la teoría del flogisto (una sustancia hipotética que representaba la inflamabilidad y que carecía de peso).

Actividades

1. Conocer las ideas previas: ¿qué nos dice el nombre de Lavoisier? ¿conocéis algún descubrimiento?

2. Visualización de un vídeo con los descubrimientos importantes. Feedback de las ideas transmitidas.

3. Buscar bibliografía acerca de las investigaciones de Lavoisier.

4. Práctica en grupos de tres, en la cual sólo se necesitará una báscula, un globo, una botella con agua y una pastilla efervescente de carbonato de magnesio y ácido citríco. Pesar la materia al inicio y al final de la reacción. ¿Que se deduce? ¿Se cumple la ley de Lavosier?

5. Resolver problemas para conocer si los alumnos han entendido la ley de conservación de la masa y son capaces de razonar los resultados obtenidos. Ejemplo: 12 gramos de carbono reaccionan con 32 gramos de oxígeno, obteniéndose 44 gramos de dióxido de carbono. a)  Identifica los reactivos y los productos. b) Escribe la ecuación química. c) Comprueba que se cumple la ley de Lavoisier.

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Objetivos

  1. Construir conocimiento a partir de ideas previas o reestructurarlas, reconocer
  2. Profundizar en la ley de conservación de la materia de forma científica mediante videos y feedback.
  3. Favorecer el trabajo en equipo y valorar el interés científico.
  4. Motivar a los alumnos en las asignaturas de ciencias.
  5. A partir de la realización práctica, logramos un mayor impacto visual para cuando lo apliquemos a una reacción.
  6. Razonar de forma científica para fomentar la reflexión personal sobre lo aprendido, de modo que el alumno pueda comprobar su progreso respecto a sus conocimientos.

Criterios de Evaluación

  1. Interiorizar la ley de Lavoisier y su importancia en la Historia.
  2. Valorar las habilidades y actitud en los grupos de prácticas.
  3. Interés por la participación en debates y crear hipótesis.
  4. Capacidad para recabar información e investigar en distintas fuentes bibliográficas.
  5. Uso correcto del lenguaje y vocabulario científico-técnico
  6. Capacidad de resolución de problemas, para qué se aplica la ley de conservación de la masa y su uso en las reacciones químicas.

Contextualización

Estudiantes de 3º de ESO. Bloque 3: Los cambios. Ley de conservación de la masa.

Bibliografía

 

C. Marín España

LAS MOLÉCULAS DE CFC y la PRESERVACIÓN DE LA CAPA DE OZONO

El Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono es uno de los más exitosos ejemplos de cooperación internacional para superar un problema mayor, de dimensión global, que amenaza el medio ambiente. Desde la negociación del Protocolo, en 1987, sus Partes han debido adaptarlo continuamente en respuesta a la nueva evidencia científica y a los avances tecnológicos. La producción y consumo de peligrosos grupos de sustancias químicas, con capacidad para agotar la capa de ozono, han sido exitosamente suprimidos en los países desarrollados y el mismo proceso está en marcha en los países en vías de desarrollo. En términos generales, alrededor del noventa y cinco por ciento de las sustancias químicas que agotan el ozono han sido hasta la fecha puestas de lado. Este es un esfuerzo muy remarcable de las Partes del Protocolo de Montreal. Desde 1991 la publicación del Manual del Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono (1987) ha mostrado ser de gran valor como referencia acerca de las decisiones adoptadas por las Partes en el proceso de desarrollo del régimen del ozono.

Achim Steiner, Director Ejecutivo Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, 2006

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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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Contaminación y cambio climático

Los recursos naturales que el hombre utiliza se clasifican en renovables (vegetales y animales) y no renovables (combustibles fósiles, minerales, aguas subterráneas, etc.). En todo caso, si la velocidad de explotación de un recurso renovable es mayor que su regeneración, el recurso puede considerarse no renovable, ocasionando un deterioro ambiental mediante el agotamiento de recursos y polución o contaminación del medio.

El agotamiento se produce por el aumento de la población mundial y el modelo de crecimiento económico desarrollista tras la Revolución Industrial, momento a partir del cual se dispara la emisión de residuos tóxicos y peligrosos que tienen un efecto pernicioso sobre la salud de las personas.

La contaminación del aire está producida por las emisiones de CO, óxidos de N y SO2, hidrocarburos y hollines, siendo muy frecuente en áreas urbanas. Los efectos más destacados de estas emisiones sobre la naturaleza son los siguientes:

  1. Efecto invernadero: se produce por el sobrecalentamiento del aire por absorción de la radiación infrarroja que emite nuestro planeta. La absorción la realiza el vapor de agua y el CO2 de forma natural. La temperatura de la Tierra aumenta debido a que el CO2 es transparente a la radiación solar pero absorbe la radiación infrarroja emitida desde la tierra. El calor queda atrapado en el planeta.
  2. El agujero de Ozono: Los clorofluorocarbonos, gases como NOX, derivados del Br y compuestos hidrogenados se combinan con los derivados del cloro para modificar el frágil equilibrio de la capa de ozono de la estratosfera. Problemas relacionados son: cáncer de piel, mutaciones genéticas, descenso de la producción de alimentos, etc.
  3. Llluvias ácidas: o acidificación del medio debido a la pérdida de la capacidad neutralizante del suelo y agua. Esto se debe al retorno a la superficie de ácidos, óxidos de azufre y nitrógeno descargados a la atmósfera.

Link Contaminación y Cambio Climático: http://politica.elpais.com/politica/2015/12/07/actualidad/1449492602_557064.html

Actividad: Cine fórum para 3º de la ESO “Cambio climático: La especie humana”

Objetivos:

  • Comprender la estructura el medio ambiente y sus interacciones físicas, biológicas y socioculturales en el espacio y en el tiempo.
  • Resaltar la importancia del medio en el desarrollo, ofreciendo alternativas de menor impacto ambiental.
  • Comprender las causas del cambio climático así como los escenarios futuros.
  • Promover la sensibilización.

Criterios de evaluación:

  • Relación de conceptos teóricos de la unidad didáctica con las conclusiones del alumno.
  • Propuestas innovadoras para la reducción de la contaminación y la reducción del consumo energético.
  • Descripción, reflexión y análisis críticos de los hechos.

Descripción:

Visione el siguiente documental sobre cambio climático y especie humana y tras ello redacte un texto de reflexión crítico donde se relacionen los conceptos sobre contaminación, cambio climático y especie humana.

Además, se deberán proponer alternativas al cambio climático y responder a las siguientes cuestiones: ¿Podemos eliminar las emisiones contaminantes debidas al ser humano? ¿Existen otro tipo de emisiones no provocadas por el hombre? ¿Está relacionada la evolución y progreso del ser humano con el cambio climático?

 

Los experimentos de Lavoisier

En los tiempos de Lavoisier se creía, aún, que el agua, al evaporarse, se transformaba parcialmente en tierra y en arena. La teoría parecía confirmada por los experimentos prácticos, ya que siempre que se hace hervir agua hasta su completa evaporación quedan en los recipientes residuos de tierra.

Lavoisier quiso repetir el experimento, pero tomó la precaución de usar recipientes cuidadosamente limpios. Luego colocó agua de lluvia purísima en un aparato que recogía todo el vapor de ebullición y lo hacía gotear en el mismo recipiente […]. Seguir leyendo “Los experimentos de Lavoisier”

Boyle y el análisis químico

“En este terreno llevó a cabo una valiosísima aportación, práctica y teórica, en la química de ácidos y bases, dando un nuevo sentido al concepto de ácido a partir de que él mismo obtuviera un indicador, el concentrado o jarabe de violetas, en cual tomaba coloración roja con los ácidos y verde con los álcalis, según expuso en su escrito “Experiments and Considerations Touching Colours “(1664). Realizó una clasificación experimental de las disoluciones en ácidas, alcalinas y neutras, que resultó de gran valor para los analistas químicos. En 1675, publicó una obra “Reflections upon the Hypothesis of Alcali and Acidum” en la que realizó una profunda crítica a la teoría de los dos elementos de Silvio (1614-1672) y Tachenio (1620-1690), según la cual la propiedad fundamental para la clasificación de las sustancias residía en su carácter ácido o alcalino. Siguiendo en el terreno de la química analítica…” Santos, S. E. (2002). En torno a Boyle. In Anales de la Real Sociedad Española de Química (No. 3, pp. 24-29). Real Sociedad Española de Química. Seguir leyendo “Boyle y el análisis químico”

LOS TRES ESTADOS DEL AGUA

“Durante la formación de la Tierra, la energía liberada por el choque de los planetesimales, y su posterior contracción por efecto del incremento de la fuerza gravitatoria, provocó el calentamiento y fusión de los materiales del joven planeta. Este proceso de acreción y diferenciación hizo que los diferentes elementos químicos se reestructurasen en función de su densidad. El resultado fue la

desgasificación del magma y la liberación de una enorme cantidad de elementos volátiles a las zonas más externas del planeta, que originaron la protoatmósfera terrestre. Los elementos más ligeros, como el hidrógeno molecular, escaparon de regreso al espacio exterior. Sin embargo, otros gases más pesados fueron retenidos por la atracción gravitatoria. Entre ellos se encontraba el vapor de agua. Cuando la temperatura terrestre disminuyó lo suficiente, el vapor de agua que es un gas menos volátil que el CO2 o el N2 comenzó a condensarse. Seguir leyendo “LOS TRES ESTADOS DEL AGUA”

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