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Diles a los alumnos que explorarán cómo funcionan algunos paquetes calientes y fríos. Dales una pista de que tiene que ver con la disolución, la que han estado estudiando en este capítulo.

Materiales para la demostración

• 1 paquete frío desechable
• 1 paquete caliente desechable

Nota: En esta demostración, se disuelve 1 cucharadita de cada sustancia en 10 ml de agua. Dado que el propósito de esta demostración es mostrar si la temperatura simplemente sube o baja, esta medida del volumen es aceptable. Pero, para comparar qué sustancia es más o menos exotérmica o endotérmica que otra, como harán los alumnos en la actividad, el soluto se medirá en gramos.

Materiales para la demostración

• 1 paquete frío desechable
• 1 paquete caliente desechable
• Cilindro graduado, 50 ml o más pequeño
• Agua (a temperatura ambiente)
• 2 vasos de plástico transparente
• 2 termómetros
• 1 cucharadita

Procedimiento

1. Corta con cuidado un paquete frío y un paquete caliente para abrirlos. Muestra a los alumnos el contenido, pero no manipules ni permitas que los alumnos manipulen la sustancia sólida dentro de los paquetes.
2. Diles a los alumnos que el líquido que hay dentro de las bolsas llenas de líquido tanto del paquete frío como del caliente es agua. Vierte unos 10 ml de agua a temperatura ambiente en dos vasos de plástico transparente por separado.
3. Coloca un termómetro en cada vaso y selecciona dos alumnos voluntarios para que indiquen a la clase cuál es la temperatura inicial del agua en cada vaso.

Resultados esperados

La disolución de la sustancia del paquete frío hará que la temperatura disminuya a menos de 10 °C (endotérmica). La disolución de la sustancia del paquete caliente hará que la temperatura aumente a más de 40 °C (exotérmica). Los resultados pueden variar.

Diles a los alumnos que los científicos describen los cambios de temperatura que se producen cuando las sustancias interactúan como ±ð²Ô»å´Ç³Ùé°ù³¾¾±³¦´Çs o ±ð³æ´Ç³Ùé°ù³¾¾±³¦´Çs. Cuando la temperatura disminuye, como lo hace en el paquete frío, el proceso es ±ð²Ô»å´Ç³Ùé°ù³¾¾±³¦´Ç. Cuando la temperatura aumenta, como lo hace en el paquete caliente, el proceso es ±ð³æ´Ç³Ùé°ù³¾¾±³¦´Ç.

Entrega a cada alumno una hoja de actividades.

• Lección 5.9 Hoja de actividades PDF | DOCX |
• Lección 5.9 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 servirá como el componente de evaluación de cada plan de lección 5-E. Las hojas de actividades son evaluaciones formativas del progreso y la comprensión de los alumnos. Al final de cada capítulo se incluye una evaluación sumativa más formal.

Los alumnos registrarán sus observaciones y responderán preguntas sobre la actividad en la hoja de actividades. Las secciones Explícalo con átomos y moléculasÌý²âÌýAprende más de la hoja de actividades se completarán junto con la clase, en grupos o individualmente, según tus instrucciones. Observa la versión para el maestro de la hoja de actividades para encontrar las preguntas y respuestas.

Diles a los alumnos que compararán cuánto cambia la temperatura al disolver en agua cuatro sustancias domésticas. Presenta los cristales que los alumnos deberán disolver:

• El cloruro de potasio es un sustituto frecuente de la sal.
• El cloruro de calcio se utiliza para absorber la humedad del aire. También se incluye en algunas mezclas para hielo para tratar las aceras heladas durante el invierno.
• El carbonato de sodio es un ingrediente común de los detergentes para lavavajillas.
• El bicarbonato de sodio, también conocido como polvo para hornear, se utiliza en la cocción, en la pasta de dientes y en muchas otras aplicaciones.

Pregunta a los alumnos:

• ¿Cómo podemos establecer una comparación razonable para averiguar qué soluto es el más ±ð²Ô»å´Ç³Ùé°ù³¾¾±³¦´Ç y cuál es el más ±ð³æ´Ç³Ùé°ù³¾¾±³¦´Ç al disolverlo en agua? 
  Asegúrate de que los alumnos utilicen la misma cantidad de cada soluto. Basándose en lo que han aprendido en el Capítulo 5, Lección 5, los alumnos deben darse cuenta de que cada cristal debe pesarse en gramos. Los alumnos también deben recordar que deben consumir la misma cantidad de agua a la misma temperatura. Diles a los alumnos que en esta actividad tendrán que agitar los solutos en el agua para ayudarles a que se disuelvan más rápido. Deben tener cuidado de agitar cada vaso de la misma manera para cada prueba.

Nota: Comparar el grado del cambio de temperatura para diferentes sustancias mediante la disolución de la misma masa de cada sustancia en la misma cantidad de agua es apropiado para el nivel de la escuela media. Sin embargo, un enfoque más riguroso es disolver la mismo cantidad de partículas (moléculas o unidades iónicas) de cada sustancia en la misma cantidad de agua.

Obtén más información cómo contar moléculas en la Información contextual para el maestro.

• Lección 5.9 Información contextual para el maestro PDF

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Pregunta para investigar

¿Qué soluto se disuelve de manera más endotérmica y cuál se disuelve de manera más exotérmica en agua?

Materiales para cada grupo

• Cloruro de potasio
• Cloruro de calcio
• Carbonato de sodio
• Bicarbonato de sodio
• Agua
• 5 vasos pequeños
• Marcador permanente o cinta de enmascarar y bolígrafo
• Cilindro graduado
• °Õ±ð°ù³¾Ã³³¾±ð³Ù°ù´Ç
• Balanza en gramos

Resultados esperados

El cloruro de potasio se disolvió de manera más endotérmica y el cloruro de calcio se disolvió de manera más exotérmica. Las lecturas de temperatura de los alumnos variarán, pero probablemente serán similares a las siguientes:

Pregunta a los alumnos:

• ¿Qué solutos se disolvieron de manera endotérmica? 
  Cloruro de potasio y bicarbonato de sodio
• ¿Qué soluto se disolvió de la manera más endotérmica? 
  Cloruro de potasio
• ¿Qué solutos se disolvieron de manera exotérmica? 
  Cloruro de calcio y carbonato de sodio
• ¿Qué soluto se disolvió de la manera más exotérmica? 
  Cloruro de calcio

Proyecta la animación Formar y romper enlaces.

Diles a los alumnos que existe una regla importante en química: Se requiere energía para separar átomos, iones o moléculas que se atraen entre sí. Pero cuando se unen átomos, iones o moléculas, se libera energía. Una manera de decirlo es, “Se necesita energía para romper los enlaces y se libera energía cuando se forman enlaces�.

Proyecta la animación Energía y disolución.

Pulsa el botón “siguiente� y explica que esto sucede durante la disolución. Cuando las moléculas de agua son atraídas a las moléculas o los iones de una sustancia, y se unen a ellos, se libera cierta cantidad de energía, como muestra la flecha que sale. A continuación, las moléculas de agua separan los iones o las moléculas de la sustancia, lo que requiere energía, como muestra la flecha que entra.

Proyecta la imagen Disolución exotérmica.

El proceso de disolución es ±ð³æ´Ç³Ùé°ù³¾¾±³¦´Ç cuando se libera más energía cuando las moléculas de agua se “enlazanâ€� al soluto que la que se utiliza para separar el soluto. Dado que se libera más energía que la que se utiliza, las moléculas de la solución se mueven más rápido, lo que hace que la temperatura aumente.

Proyecta la imagen Disolución endotérmica.

El proceso de disolución es ±ð²Ô»å´Ç³Ùé°ù³¾¾±³¦´Ç cuando se libera menos energía cuando las moléculas de agua se “enlazanâ€� al soluto que la que se utiliza para separar el soluto. Dado que se libera menos energía que la que se utiliza, las moléculas de la solución se mueven más lentamente, lo que hace que la temperatura disminuya.

Proyecta el video Calentador de manos.

En el calentador de manos, las moléculas de agua y los iones del soluto se unen para formar un cristal. Doblar el disco metálico crea pequeñas rayaduras, que actúan como puntos de nucleación en los que se forma el cristal de acetato de sodio. A medida que las moléculas de agua y los iones se unen en el cristal en crecimiento, se libera energía. Esto provoca un aumento de la temperatura.

Proyecta el video Cambio de temperatura, alcohol en agua.

Explica que el “enlace� de las moléculas de agua a las moléculas de alcohol libera más energía que la que se necesita para separar las moléculas de alcohol entre sí. Esto provoca un aumento de la temperatura.