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Diles a los alumnos que en esta demostraci贸n verter谩s sal y az煤car en agua para averiguar cu谩l se disuelve mejor. Para que esta prueba sea razonable, deber谩s utilizar la misma cantidad (masa) de sal y az煤car, la misma cantidad de agua a la misma temperatura y deber谩s remover cada una de la misma manera durante el mismo periodo de tiempo.

Pregunta para investigar
驴Qu茅 se disuelve mejor en agua, la sal o el az煤car?

Materiales para la demostraci贸n

• Balanza que realiza la medici贸n en gramos
• Cilindro graduado
• Agua
• 2 vasos de pl谩stico transparente
• 2 vasos de pl谩stico peque帽os
• Sal
• 础锄煤肠补谤

Procedimiento

1. Al mismo tiempo, vierte la sal y el az煤car en el agua de los vasos correspondientes. Haz girar cada vaso al mismo tiempo y de la misma manera durante unos 20 segundos.
2. Camina por la sala para mostrar a los alumnos cu谩nta sal y az煤car queda en la parte inferior de cada vaso. Si tienes un retroproyector, coloca los vasos en el proyector para que toda la clase pueda comparar lo que queda sin disolver en cada vaso. Pregunta a los alumnos si una sustancia parece disolverse mejor que la otra.
3. Vuelve a girar el vaso durante otros 20 segundos y observa. A continuaci贸n, hazlo girar durante 20 segundos m谩s y pide a los alumnos que hagan sus observaciones finales.
4. Vuelve a verter lentamente y con cuidado la soluci贸n de cada vaso en el vaso vac铆o peque帽o correspondiente. Intenta que los cristales que no se disolvieron no ingresen a estos vasos. Muestra a los alumnos los vasos para que puedan comparar la cantidad de cristales no disueltos que quedan.

Resultados esperados
Se disolver谩 mucho m谩s az煤car que sal. En los vasos queda m谩s sal sin disolver que az煤car.

Nota: Normalmente, la solubilidad se mide por la cantidad de gramos de una sustancia que se disuelve en un determinado volumen de agua a una temperatura determinada. La demostraci贸n听anterior utiliza esta forma convencional de medir la solubilidad. Otro enfoque podr铆a ser comparar la cantidad de mol茅culas o iones de cada sustancia que se disuelve en agua. Esto requerir铆a una manera de 鈥渃ontar鈥� mol茅culas o iones en cada sustancia.

Obt茅n m谩s sobre informaci贸n sobre c贸mo contar mol茅culas o iones en Informaci贸n contextual para el maestro.

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Pregunta a los alumnos:

• 驴Qued贸 m谩s sal o az煤car en el fondo del vaso?
  Qued贸 m谩s sal sin disolver en el fondo del vaso.
• 驴Qu茅 se disolvi贸 mejor, la sal o el az煤car?
  Debido a que hab铆a poco o nada de az煤car en el fondo del vaso, se debe haber disuelto m谩s de esta en el agua.
• 驴Creen que obtendremos resultados similares si volvemos a intentar disolver sal y az煤car?
  Probablemente obtendremos resultados similares porque la cantidad de sal o az煤car que se disuelve tiene algo que ver con c贸mo interact煤a cada sustancia con el agua.
• El modo en que una sustancia se disuelve en agua se denomina solubilidad. 驴Esperar铆as que diferentes sustancias tuvieran una solubilidad igual o diferente?
  Cada sustancia est谩 compuesta por su propio tipo de mol茅culas que interactuar谩n con el agua de forma diferente. Las diferentes sustancias deben tener diferentes solubilidades.

Diles a los alumnos que comparar谩n la solubilidad de cuatro cristales dom茅sticos diferentes: sal (cloruro de sodio), sal de Epsom (sulfato de magnesio), MSG (glutamato monos贸dico) y az煤car (sacarosa). Expl铆cales que tambi茅n probar谩n un cristal desconocido que es qu铆micamente igual a uno de los otros cristales. Dado que es qu铆micamente igual, debe tener la misma solubilidad que uno de los cristales que probar谩n. Al final de la actividad, los alumnos deber铆an poder identificar el elemento desconocido.

Entrega a cada alumno una hoja de actividades.

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• 尝别肠肠颈贸苍听5.5听Respuestas de la hoja de actividades听PDF听触听DOCX听触听

Descarga la hoja de actividades y distribuya una por alumno.

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La hoja de actividades servir谩 como el componente de evaluaci贸n de cada plan de lecci贸n 5-E. Las hojas de actividades son evaluaciones formativas del progreso y la comprensi贸n de los alumnos. Al final de cada cap铆tulo se incluye una evaluaci贸n sumativa m谩s formal.

Los alumnos registrar谩n sus observaciones y responder谩n preguntas sobre la actividad en la hoja de actividades. Las secciones Expl铆calo con 谩tomos y mol茅culas y Aprende m谩s de la hoja de actividades se completar谩n en conjunto con la clase, en grupos o individualmente, seg煤n tus instrucciones. Observa la versi贸n para el maestro de la hoja de actividades para encontrar las preguntas y respuestas.

Informa a los alumnos que, antes de realizar una prueba de solubilidad, analizar谩n atentamente los cristales para ver si podr铆an obtener pistas sobre la identidad del elemento desconocido solo por su aspecto. Haz que los alumnos sigan el procedimiento siguiente y registren sus observaciones acerca de los cristales en la hoja de actividades. Hazles saber a los alumnos que pueden mirar los cristales y tocarlos, pero no deben llev谩rselos a la boca.

Pregunta para investigar
驴Puedes identificar el cristal desconocido por el aspecto que tiene?

Materiales para cada grupo

• Papel de construcci贸n negro
• Cinta de enmascarar
• Bol铆grafo o marcador permanente
• 5 vasos de pl谩stico peque帽os
• Sal
• Sal de Epsom
• MSG
• 础锄煤肠补谤
• Elemento desconocido (sal kosher gruesa)
• Lupa

Preparaci贸n del maestro

• Etiqueta los 5 vasos de pl谩stico peque帽os de la siguiente manera: 鈥沦补濒鈥�, 鈥淪al de Epsom鈥�, 鈥淢厂骋鈥�, 鈥湸〕撼Σ拱€� y 鈥凄别蝉肠辞苍辞肠颈诲辞鈥�.
• A帽ade al menos dos cucharaditas de cada cristal al vaso etiquetado.

Resultados esperados
Todos los cristales son blancos, pero algunos son m谩s transparentes u opacos que otros. Cada tipo de cristal tiene tambi茅n un tama帽o y una forma diferentes.

Pregunta a los alumnos:

• 驴Qu茅 notas sobre cada cristal? Incluye cualquier similitud o diferencia que observes entre ellos.
  Los alumnos deben describir las propiedades f铆sicas como el tama帽o, la forma, el color y la textura. Tambi茅n deben describir si los cristales son brillantes, mates, transparentes u opacos.
• 驴Ya puedes identificar el elemento desconocido?
  Los alumnos no deber铆an tener pruebas suficientes para identificar correctamente el elemento desconocido en este momento. No les digas a los alumnos que el elemento desconocido es sal kosher. Lo descubrir谩n al final de esta lecci贸n.

Explica que observar los cristales no es suficiente para identificar el elemento desconocido. Sin embargo, una prueba de solubilidad proporcionar谩 informaci贸n 煤til, si las variables son bien controladas. Pide a los alumnos que piensen en c贸mo pueden realizar una prueba de solubilidad utilizando la sal, sal de Epsom, MSG, az煤car y el elemento desconocido. Pide a los alumnos que trabajen en grupos para debatir sus ideas y anotar un plan simple en su hoja de actividades.

A medida que cada grupo presenta sus planes, pide a la clase que identifique c贸mo cada plan controla las variables. Es probable que todos los grupos sugieran que utilizar谩n el mismo volumen de agua a la misma temperatura en el mismo tipo de recipientes y con la misma cantidad de cada cristal. Pero puede haber cierto desacuerdo en c贸mo medir la misma cantidad de cada cristal. Algunos alumnos pueden sugerir utilizar el mismo volumen de cada cristal, mientras que otros pueden sugerir la misma masa de cada cristal. Si nadie sugiere usar la masa, explica que en la demostraci贸n se us贸 una masa igual de sal y az煤car: 5 g de cada uno.

Pregunta a los alumnos:

• 驴Es mejor utilizar el mismo volumen (como una cucharadita o 5 ml) o la misma masa (como 5 g) de cada cristal? 驴Por qu茅?
  Diles a los alumnos que har谩s una demostraci贸n que les ayudar谩 a ver si deben usar un volumen o una medida de masa para poder disolver la misma cantidad de cada cristal en agua.

Pregunta para investigar
驴Es mejor medir el mismo volumen o la misma masa de cada cristal cuando se realiza una prueba de solubilidad para identificar un elemento desconocido?

Materiales para la demostraci贸n

• 2 vasos de pl谩stico transparente
• Cereales redondos (Kix funciona bien)
• Bolsa pl谩stica con cierre herm茅tico (de un cuarto de gal贸n, para almacenamiento)
• Balanza

Preparaci贸n del maestro

Llena completamente con cereales redondos dos vasos de pl谩stico transparentes. Ambos vasos deben ser id茅nticos y contener la misma cantidad de cereales redondos. Coloca los vasos en una balanza para asegurarte de que tienen la misma masa.

3. Vierte los cereales de uno de los vasos dentro de una bolsa de pl谩stico para almacenamiento con cierre herm茅tico. Deja salir la mayor cantidad de aire posible y sella la bolsa de manera segura.
4. Coloca la bolsa en el suelo y tritura los cereales completamente con el pie. Una vez pulverizados los cereales, abre la bolsa y vierte los cereales triturados de nuevo en el vaso.

Pregunta a los alumnos:

• 驴Qu茅 vaso contiene m谩s cereales?
  Los alumnos se dar谩n cuenta de que ambos vasos contienen la misma cantidad de cereales, pero es posible que algunos tengan la necesidad de decir que el vaso con los cereales redondos contiene m谩s cereales.
• 驴Se a帽adi贸 o se elimin贸 alg煤n cereal de cualquiera de los vasos?
  Se帽ala que, aunque los cereales triturados ocupan menos espacio, sigue siendo la misma cantidad de materia (cereales) que la que hab铆a en el vaso antes de triturarlos.
• 驴C贸mo podr铆as demostrar que estos dos vasos contienen la misma cantidad de materia?
  Los alumnos deben sugerir poner los vasos en la balanza como se hizo antes.

5. Coloca los vasos en los extremos opuestos de una balanza para demostrar que la masa de cereales en cada vaso es la misma.

Resultados esperados
Aunque el volumen de los cereales redondos es mayor que el volumen de los cereales redondos triturados, los vasos se equilibran en la balanza.

Diles a los alumnos que imaginen que los cereales redondos grandes representan a los cristales grandes y los cereales triturados representan a los cristales peque帽os. Explica que el tama帽o y la forma de los cristales pueden ser diferentes, pero la balanza muestra que su masa es la misma. Recuerda a los alumnos que la masa es una medida de la cantidad de materia. Dado que los cristales grandes y los peque帽os (cereales) tienen la misma masa, ambos vasos contienen la misma cantidad de materia. Concluye que, para medir cantidades iguales, es mejor medir la masa de las sustancias que su volumen.

Pregunta a los alumnos:

• En la prueba de solubilidad que realizar谩s, tendr谩n que medir cantidades iguales de los cinco cristales. 驴C贸mo medir谩n cantidades iguales?
  Despu茅s de esta demostraci贸n, los alumnos deben darse cuenta de que, para una prueba de solubilidad, es mejor medir la masa que medir el volumen.

En base a lo que los alumnos observaron cuando analizaron de cerca los diferentes cristales junto con las pruebas de la demostraci贸n, deben darse cuenta de que los diferentes cristales tienen un tama帽o o una forma ligeramente diferentes. Esto har谩 que se dispongan de forma diferente en la cuchara para que en la cuchara haya m谩s gr谩nulos de uno que del otro.

Nota: La siguiente explicaci贸n puede ser demasiado dif铆cil para los alumnos, pero se incluye aqu铆 para que la tengas en cuenta y hables con los alumnos si crees que es apropiado. Incluso si los gr谩nulos de sal y az煤car tuvieran exactamente el mismo tama帽o y forma, y se dispusieran exactamente de la misma manera en una cuchara, no ser铆a una buena idea utilizar una cuchara de t茅 para medir cantidades iguales con fines de realizar una prueba de solubilidad. Por este motivo: La sal es aproximadamente un 25听% m谩s densa que el az煤car. Por lo tanto, una cucharadita de sal pesa casi un 25听% m谩s que una cucharadita de az煤car. La prueba de disoluci贸n no ser铆a precisa porque estar铆as comenzando con una masa de sal mayor que la del az煤car.

Materiales para cada grupo

• Balanza en gramos
• 5 vasos de pl谩stico peque帽os
• 5 vasos de pl谩stico transparente
• Cinta de enmascarar y bol铆grafo o marcador permanente
• Sal
• Sal de Epsom
• MSG
• 础锄煤肠补谤
• Elemento desconocido (sal kosher gruesa)
• Agua

Procedimiento

1. Utiliza cinta de enmascarar y un bol铆grafo para etiquetar los 5 vasos peque帽os de pl谩stico: 鈥沦补濒鈥�, 鈥淪al de Epsom鈥�, 鈥淢厂骋鈥�, 鈥湸〕撼Σ拱€� y 鈥凄别蝉肠辞苍辞肠颈诲辞鈥�.
2. Etiqueta los 5 vasos de pl谩stico transparente m谩s grandes del mismo modo.
3. Pesa 5 g de cada cristal y coloca cada uno en su peque帽o vaso etiquetado.

Si no tienes tiempo suficiente, puedes detenerte aqu铆 y hacer que los alumnos guarden los cristales y realicen la prueba otro d铆a. Si tienes tiempo para realizar la prueba, sigue con el procedimiento.

La cantidad de agua utilizada en el procedimiento es espec铆fica y debe utilizarse as铆 porque proporciona resultados claros. Hacer girar los cristales en agua es una buena forma de mezclarlos para ayudar a que se disuelvan. Gu铆a a la clase para que todos los grupos viertan sus muestras de cristal en el agua al mismo tiempo. Indica tambi茅n a los alumnos cu谩ndo deben agitar el agua y los cristales y cu谩ndo detenerse y observar. Habr谩 tres intervalos de 20 segundos.

Pregunta para investigar
驴Puedes identificar un elemento desconocido mediante una prueba de solubilidad?

Materiales para cada grupo

• Cilindro graduado
• 5 g de cada uno de sal, sal de Epsom, MSG, az煤car y el elemento desconocido (sal gruesa kosher)
• 5 vasos de pl谩stico transparente
• Agua

Procedimiento

1. Utiliza un cilindro graduado para a帽adir 5 ml de agua a temperatura ambiente a cada vaso de pl谩stico transparente vac铆o.
2. Haz coincidir cada par de vasos etiquetados de manera que cada vaso con los cristales est茅 cerca de su vaso de agua correspondiente.

Pregunta a los alumnos:

• 驴Hay alg煤n cristal que puedan descartar como que probablemente no sea el elemento desconocido?
  En base a sus observaciones, es m谩s probable que los alumnos descarten el az煤car y la sal de Epsom como el elemento desconocido.
• 驴Qu茅 vaso o vasos parecen tener aproximadamente la misma cantidad de cristal sin disolver que el elemento desconocido?
  El elemento desconocido, la sal y el MSG parecen tener una cantidad similar de cristales sin disolver.
• 驴Cu谩l creen que es la identidad del elemento desconocido?
  Los alumnos podr铆an llegar a la conclusi贸n de que el elemento desconocido es la sal, pero pueden tambi茅n pensar que podr铆a ser el MSG.
• 驴Qu茅 pruebas tienes para respaldar tu conclusi贸n?
  Los alumnos deben citar la cantidad de cristal que queda en cada vaso como prueba de que el elemento desconocido es la sal o el MSG
• Si alguien de la clase lleg贸 a una conclusi贸n muy diferente y tuvo observaciones muy diferentes, 驴qu茅 crees que puede haber provocado estas diferencias?
  Los alumnos deben mencionar posibles errores al pesar los cristales, al medir la cantidad de agua utilizada, al agitar de una manera diferente o al verter accidentalmente los cristales en los vasos equivocados.

Diles a los alumnos que su prueba mostr贸 que las diferentes sustancias tienen diferentes solubilidades. De hecho, la solubilidad es una propiedad caracter铆stica de una sustancia. Explica a los alumnos que este tipo de prueba de solubilidad puede ayudar a eliminar algunos de los cristales, pero puede no ser lo suficientemente precisa como para identificar el elemento desconocido. Dado que pueden tener alguna duda sobre la identidad del elemento desconocido, los alumnos realizar谩n una prueba de recristalizaci贸n con las soluciones cristalinas realizadas durante la prueba de solubilidad.

Explica a los alumnos que podr铆an obtener m谩s pistas sobre la identidad del elemento desconocido si permiten que las soluciones de los cristales disueltos recristalicen. Permitir que las sustancias se recristalicen a partir de sus soluciones podr铆a mostrar similitudes y diferencias que no fuesen tan f谩cilmente visibles en los cristales originales.

Nota sobre los materiales: La prueba de recristalizaci贸n debe realizarse inmediatamente despu茅s de la prueba de solubilidad con las soluciones hechas durante la prueba de solubilidad. Los alumnos reutilizar谩n los vasos grandes de pl谩stico transparente y las soluciones de la parte de disoluci贸n de la actividad, de acuerdo con el procedimiento.

Pregunta para investigar
驴Los cristales que se forman cuando se evaporan las soluciones ayudan a identificar un elemento desconocido?

Materiales para cada grupo

• Cinco soluciones hechas en la actividad, cada una en un peque帽o vaso de pl谩stico
• 5 vasos de pl谩stico transparentes de la actividad
• Lupa
• Agua
• Toalla de papel

Procedimiento

1. Enjuaga cada vaso de pl谩stico transparente grande con agua para eliminar cualquier cristal restante. Seca cada uno de ellos con una toalla de papel.
2. Vierte con cuidado la soluci贸n de cada vaso peque帽o en el vaso de pl谩stico transparente correspondiente.
   
3. Deja que las soluciones se asienten durante la noche.
   
4. Al d铆a siguiente, utiliza una lupa para observar cuidadosamente los cristales de la parte superior e inferior del vaso.
   

Resultados esperados
La sal y el elemento desconocido tienen un aspecto muy similar. La sal de Epsom, el MSG y el az煤car se ven distintos entre s铆 y distintos a la sal y el elemento desconocido. Es posible que el az煤car a煤n no se haya recristalizado, pero si se le da m谩s tiempo, formar谩 cristales.

Pregunta a los alumnos:

• Describan los cristales en cada vaso. 驴Cu谩l creen que es la identidad del elemento desconocido?
  Los alumnos deben hablar sobre la forma y el tama帽o de los diferentes cristales y observar que tanto la sal como el elemento desconocido son muy similares.

Diles a los alumnos que el elemento desconocido es sal kosher gruesa. Es qu铆micamente igual que la sal normal, pero el proceso de fabricaci贸n de la sal de mesa y de la sal kosher es diferente y por eso tienen un aspecto diferente.

Proyecta la imagen Los cuatro cristales.

Explica que, debido a que estas sustancias est谩n compuestas por diferentes 谩tomos e iones unidos de forma diferente, interact煤an con el agua de manera diferente, lo que les da a cada una su propia solubilidad caracter铆stica.

• Sal
  Recuerda a los alumnos que el cloruro de sodio es un compuesto i贸nico. Hay un ion de sodio positivo (Na⁺) y un ion de cloruro negativo (Cl^鈥�). El agua polar interact煤a con estos iones cargados de forma opuesta para disolver la sal.
• Sal de Epsom
  Diles a los alumnos que la sal de Epsom es un compuesto i贸nico. Hay un ion de magnesio positivo (Mg²⁺) y un ion de sulfato negativo (SO^2鈥�). El agua polar interact煤a con estos iones cargados de forma opuesta para disolver la sal de Epsom.
• MSG
  El MSG est谩 compuesto por un ion de sodio positivo (Na⁺) y un ion de glutamato negativo, que tiene la f贸rmula molecular (C₅H₈NO^鈥�). El agua polar interact煤a con estos iones cargados de forma opuesta para disolver el MSG.
• 础锄煤肠补谤
  La sacarosa no es un compuesto i贸nico. La sacarosa tiene muchos enlaces O鈥揌, que le dan 谩reas polares positivas y negativas. Estas 谩reas atraen otras mol茅culas de sacarosa y las mantienen unidas en forma de cristal. Estas 谩reas polares interact煤an con el agua y hacen que mol茅culas de sacarosa enteras se separen entre s铆, y se disuelvan.

Diles a los alumnos que, en funci贸n de la sustancia que se disuelve, los iones se separan entre s铆 o las mol茅culas se separan entre s铆. La sal y el az煤car son ejemplos comunes de disoluci贸n de ambos tipos de s贸lidos.

Proyecta la imagen El agua disuelve la sal.

Pregunta a los alumnos:

• Cuando se disuelve la sal, 驴por qu茅 se atraen las mol茅culas de agua a los iones de sodio y cloruro?
  El cloruro de sodio es un compuesto i贸nico con un ion de sodio positivo (Na⁺) y un ion de cloruro negativo (Cl^鈥�). El agua polar interact煤a con estos iones cargados de forma opuesta para hacer que se disuelva.

Proyecta la imagen El agua disuelve el az煤car.

Pregunta a los alumnos:

• Cuando el az煤car se disuelve, 驴por qu茅 se atraen las mol茅culas de agua a las mol茅culas de sacarosa?
  La sacarosa tiene muchos enlaces O鈥揌, que le dan 谩reas polares positivas y negativas. Estas 谩reas atraen otras mol茅culas de sacarosa y las mantienen unidas en forma de cristal. Estas 谩reas polares interact煤an con el agua y hacen que mol茅culas de sacarosa enteras se separen entre s铆, y se disuelvan.
• 驴Cu谩les son las similitudes y diferencias entre el agua que disuelve la sal y el agua que disuelve el az煤car?
  Los iones de sodio y cloruro se separan unos de otros y se rodean de mol茅culas de agua a medida que se disuelven. Mol茅culas enteras de sacarosa se separan de otras mol茅culas de sacarosa. Los enlaces covalentes que sostienen los 谩tomos en la mol茅cula de sacarosa no se rompen.