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Recuerda a los alumnos que han visto que algunos s贸lidos y l铆quidos pueden disolverse en agua (Cap铆tulo 5, Lecciones 5 y 7).

Pregunta a los alumnos:

• 驴Creen que los gases se pueden disolver en agua?听
  La idea de disolver un gas puede parecer extra帽a para los alumnos, pero esta demostraci贸n les ayudar谩 a darse cuenta de que los gases pueden disolverse en agua.

Materiales

Botella sin abrir de agua con gas de 1 litro

Preparaci贸n del maestro

Quita la etiqueta de una botella de agua con gas de 1 litro.

Pregunta a los alumnos:

• 驴En qu茅 se diferencia una botella de agua con gas de una botella de agua normal?听
  Los alumnos probablemente dir谩n que el agua con gas tiene burbujas.
• 驴Ven alguna burbuja en el agua con gas?听
  A煤n no deber铆an ver nada.

Diles a los alumnos que, en una f谩brica de agua con gas, se a帽ade gas de di贸xido de carbono a alta presi贸n al agua fr铆a para fabricarla. La presi贸n hace que se disuelva m谩s gas de lo que se disolver铆a normalmente.

Proyecta la imagen Mol茅cula de CO₂.

Se帽ala que una mol茅cula de di贸xido de carbono tiene una ligera carga negativa cerca del ox铆geno y una ligera carga positiva cerca del carbono. El CO₂ es soluble porque las mol茅culas de agua se ven atra铆das a estas 谩reas polares. El enlace entre el carbono y el ox铆geno no es tan polar como el enlace entre el hidr贸geno y el ox铆geno, pero es lo suficientemente polar como para que el di贸xido de carbono se disuelva en agua.

Proyecta la imagen CO₂ disuelto en agua.

Explica que, en el agua con gas, las mol茅culas de di贸xido de carbono se mezclan y disuelven a fondo en el agua. Esto es similar a las mol茅culas de sacarosa, los iones de sodio y cloruro de la sal, o las mol茅culas del alcohol isoprop铆lico, los que los alumnos disolvieron en agua en actividades anteriores en este cap铆tulo. Se帽ala que, cuando est谩n disueltas, las mol茅culas de CO₂ no son como peque帽as burbujas de gas mezcladas en el agua. En cambio, las mol茅culas individuales de CO₂ est谩n rodeadas de mol茅culas de agua.

Haz saber a los alumnos que, aunque el CO₂ se disuelve, las mol茅culas no se ven tan fuertemente atra铆das por las mol茅culas de agua como algunas sustancias como la sal o el az煤car. Debido a estas atracciones m谩s d茅biles, las mol茅culas de CO₂ salen de la soluci贸n con relativa facilidad. Por este motivo, las gaseosas pierden presi贸n si se dejan destapadas demasiado tiempo.

Entrega a cada alumno una hoja de actividades.

• Lecci贸n 5.8 Hoja de actividades PDF | DOCX |
• Lecci贸n 5.8 Respuestas de la hoja de actividades PDF | DOCX |

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 describir谩n el dise帽o de su experimento, 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.

Pregunta a los alumnos:

• Aparte de agitar el agua con gas o dejarla destapada, 驴hay otras formas de hacer que el gas de di贸xido de carbono salga del agua con gas?听
  Diles a los alumnos que pueden colocar objetos en la gaseosa para hacer que el di贸xido de carbono salga del agua con gas en forma de burbujas.

Pregunta para investigar

驴C贸mo puedes hacer que el gas de di贸xido de carbono salga de la soluci贸n?

Materiales para cada grupo

• Gaseosa en un vaso de pl谩stico transparente
• 2 vasos de pl谩stico transparente
• M&M
• Limpiador de tuber铆as

Preparaci贸n del maestro

Inmediatamente antes de la actividad, utiliza la botella de agua con gas de la demostraci贸n para verter alrededor de 3鈦�4 de taza de agua con gas en un vaso de pl谩stico transparente para cada grupo.

Pregunta a los alumnos:

• 驴De d贸nde provienen las burbujas de gas que has observado?听
  Hab铆a mol茅culas de di贸xido de carbono disueltas en el agua.
• 驴Ad贸nde fue el gas de di贸xido de carbono que estaba disuelto en el agua?
  Las burbujas de di贸xido de carbono ascendieron a la superficie y estallaron, liberando di贸xido de carbono en el aire.

Explica que los objetos colocados en la gaseosa ten铆an 谩reas con peque帽as salientes donde se depositaban las mol茅culas de di贸xido de carbono. Cuando una cantidad suficiente de mol茅culas se juntaba en un 谩rea determinada, se convert铆an en una burbuja. Cuando esta burbuja, que es menos densa que el agua que la rodea, se hac铆a lo suficientemente grande, flotaba en la superficie y estallaba, liberando gas di贸xido de carbono en el aire.

Pregunta a los alumnos:

• Cuando bebes gaseosa con un sorbete, es posible que hayas notado que se forman burbujas en el exterior del sorbete. Ahora que has realizado esta actividad, 驴por qu茅 crees que se forman estas burbujas en el sorbete?听
  Aunque el sorbete parezca liso, tambi茅n tiene 谩reas con peque帽os bultos, donde se acumulan mol茅culas de di贸xido de carbono. Cuando una cantidad suficiente de ellas se acumulan en una zona, se convierten en una burbuja de gas di贸xido de carbono.

Pregunta a los alumnos:

• 驴Esperar铆an que el di贸xido de carbono se disuelva mejor en agua caliente o fr铆a? Pista: El agua con gas se conserva en el refrigerador despu茅s de abrirse.听
  Los alumnos descubrir谩n la respuesta a esta pregunta al realizar la siguiente actividad.
• 驴C贸mo podr铆an crear un experimento para averiguar si el di贸xido de carbono se disuelve mejor en agua que se caliente o que se enfr铆a?听
  Los alumnos deben darse cuenta de que necesitar谩n dos vasos de agua con gas. A continuaci贸n, deber谩n calentar uno y enfriar el otro. Una forma sencilla de calentar y enfriar los vasos es usar un ba帽o de agua caliente o fr铆a como el que se describe en el procedimiento.
• Si escapa m谩s gas de di贸xido de carbono del agua con gas, 驴habr谩 m谩s o menos burbujas que explotan en la superficie?听
  Habr谩 m谩s burbujas explotando en la superficie.
• Si m谩s gas de di贸xido de carbono permanece disuelto, 驴habr谩 m谩s o menos burbujas que explotan en la superficie?听
  Habr谩 menos burbujas explotando en la superficie.

Concluye que los alumnos pueden comparar lo r谩pido que el gas de di贸xido de carbono se escapa o permanece en la soluci贸n comparando la cantidad de burbujas que ven que suben a la superficie y que estallan. Que m谩s burbujas suban a la superficie y exploten significa que se est谩 escapando m谩s gas de la soluci贸n. Que menos burbujas suban a la superficie y exploten significa que queda m谩s gas en la soluci贸n.

Pregunta para investigar

驴Se disuelve mejor el di贸xido de carbono en agua que se calent贸 o en agua que se enfri贸?

Materiales para cada grupo

• Agua con gas en 2 vasos de pl谩stico transparente
• Agua caliente (aproximadamente a 50听掳C)
• Agua fr铆a (a unos 5听掳C)
• 2 contenedores pl谩sticos (en los que los vasos puedan caber f谩cilmente)

Los alumnos deben darse cuenta de que el gas disuelto sale de la soluci贸n m谩s r谩pido cuando el agua con gas est谩 caliente que cuando est谩 fr铆a. Lo contrario tambi茅n es cierto: El gas disuelto tiende a permanecer disuelto mejor en el agua con gas fr铆a.

Pregunta a los alumnos:

• 驴El di贸xido de carbono se mantiene mejor disuelto en agua caliente o en agua fr铆a?听
  El di贸xido de carbono se mantiene mejor disuelto en agua fr铆a.
• 驴C贸mo lo saben?听
  Escapa m谩s gas del agua con gas colocada en agua caliente.
• Bas谩ndote en lo que has observado en este experimento, 驴por qu茅 crees que la gente guarda el agua con gas en el refrigerador despu茅s de abrir la botella?听
  Dado que escapa una menor cantidad de di贸xido de carbono cuando el agua con gas est谩 m谩s fr铆a, mantener el agua con gas en el refrigerador evita que pierda la presi贸n.

Recuerda a los alumnos que el gas de di贸xido de carbono est谩 listo para salir del agua con gas, independientemente de la temperatura del agua. Esto se debe a que las mol茅culas de gas y las mol茅culas de agua se atraen un poco entre s铆, pero no demasiado. Lo 煤nico que tienes que hacer es dejar una botella de agua con gas abierta y el di贸xido de carbono saldr谩 por s铆 solo, lo que har谩 que el agua con gas pierda la presi贸n. Calentar el agua con gas aumenta el movimiento de las mol茅culas de agua y di贸xido de carbono, lo que hace que sus v铆nculos sean menos firmes y que el gas se escape a煤n m谩s r谩pido.

Nota: Incluso el agua con gas de la que decimos que tiene 鈥減oca presi贸n鈥� contiene un poco de di贸xido de carbono porque parte del CO₂ del aire se disuelve en el agua.

Proyecta la imagen Gr谩fico de solubilidad del CO₂.

Observa el gr谩fico para ver c贸mo cambia la concentraci贸n de di贸xido de carbono en el agua con la temperatura.

Pregunta a los alumnos:

• A medida que aumenta la temperatura, 驴el di贸xido de carbono se vuelve m谩s o menos soluble en agua?听
  El di贸xido de carbono se vuelve menos soluble a medida que aumenta la temperatura del agua.
• 驴Este gr谩fico coincide o no con tus observaciones? Explica.听
  Este gr谩fico coincide con las observaciones de los alumnos en la actividad. Cuando el agua con gas se calent贸, m谩s CO₂ abandon贸 la soluci贸n. Dado que sali贸 m谩s gas, se disolvi贸 menos en el agua m谩s caliente.
• 驴Qu茅 te dicen los gr谩ficos sobre la solubilidad del di贸xido de carbono en comparaci贸n con la sacarosa, a medida que aumenta la temperatura?听
  La curva que muestra la solubilidad del di贸xido de carbono disminuye a medida que aumenta la temperatura del agua, mientras que la curva que muestra la solubilidad de la sacarosa aumenta a medida que aumenta la temperatura del agua. M谩s sacarosa puede disolverse en agua caliente que en agua fr铆a. Pero, en el caso del di贸xido de carbono, se puede disolver m谩s en agua fr铆a que en agua caliente.

Diles a los alumnos que hay otro ejemplo com煤n de un gas disuelto en agua. El agua en la que viven los peces y otras criaturas acu谩ticas tiene gas ox铆geno disuelto. Estas criaturas utilizan sus branquias para extraer ox铆geno del agua para sobrevivir. Al igual que la solubilidad del di贸xido de carbono en agua, la solubilidad del ox铆geno disminuye a medida que aumenta la temperatura.

Pregunta a los alumnos:

• Durante los largos veranos calurosos, puedes notar que los peces suben a la superficie del estanque para tomar aire. 驴Por qu茅 crees que los peces salen a la superficie de esta forma, en lugar de respirar el ox铆geno disuelto en el agua, como lo hacen normalmente?听
  Al igual que el di贸xido de carbono, la concentraci贸n de ox铆geno disuelto tambi茅n se ve afectada por la temperatura. El agua fr铆a es capaz de contener m谩s ox铆geno disuelto que el agua caliente. En invierno y a principios de la primavera, cuando la temperatura del agua es baja, la concentraci贸n de ox铆geno disuelto es alta. En verano y a principios del oto帽o, cuando la temperatura del agua es alta, la concentraci贸n de ox铆geno disuelto es baja.
• Las centrales energ茅ticas a carb贸n calientan el agua para hacer girar las turbinas y producir electricidad. Despu茅s de usar el agua, se la enfr铆a y devuelve al r铆o o al lago del que provino. 驴Por qu茅 es importante enfriar el agua antes de devolverla al r铆o?听
  Los gases disueltos, como el ox铆geno para los peces y el di贸xido de carbono para las plantas acu谩ticas, se escapar铆an si el agua devuelta estuviera caliente. El agua fr铆a ayuda a mantener los gases disueltos, lo que es necesario para los peces, otras criaturas acu谩ticas y plantas submarinas.

Pregunta a los alumnos:

• 驴Alguien ha visto alguna vez la demostraci贸n de la Coca Cola diet茅tica y los caramelos Mentos?听
  Si los alumnos la han visto, p铆deles que describan la actividad. Se introduce un paquete completo de caramelos Mentos en una botella de 2 litros de bebida con gas, habitualmente Coca Cola diet茅tica. La gaseosa sale de la botella con mucha fuerza y se eleva por el aire.

听

Proyecta el video Demostraci贸n de caramelos Mentos y Coca Cola diet茅tica.

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Si est谩s dispuesto a hacer esta demostraci贸n, debes realizarla al aire libre.

Recuerda a los alumnos que el limpiador de tuber铆as y el M&M que a帽adieron al agua con gas hicieron que el CO₂ se escapase de la soluci贸n. Los caramelos Mentos y la Coca Cola diet茅tica funcionan de la misma manera. A nivel microsc贸pico, la superficie del caramelo es rugosa, con muchos bultos y huecos diminutos. Cuando se a帽ade el caramelo a la gaseosa, las mol茅culas de di贸xido de carbono se adhieren a estos peque帽os puntos llamados puntos de nucleaci贸n. En estas 谩reas se acumulan m谩s mol茅culas de di贸xido de carbono, que forman burbujas. Las burbujas de di贸xido de carbono se forman r谩pidamente y crecen en todas direcciones, pero solo pueden escapar de la parte superior de la botella. Debido a que muchas burbujas se forman y suben a la superficie a la vez, traen consigo una gran cantidad de la gaseosa a medida que salen de ella, lo que crea una 鈥渇uente鈥� de gaseosa.

听