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Secundaria 3 CienciasJosé Antonio López Tercero Caamaño

Química

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Ciencias 3 Quimica integral cov1 1Ciencias 3 Quimica integral cov1 1 4/15/08 10:22:10 AM4/15/08 10:22:10 AM

Ciencias3Química

José Antonio López Tercero Caamaño

El libro Ciencias 3. Química es una obra colectiva, creada y diseñada en el Departamento de Investigaciones

Educativas de Editorial Santillana, con la dirección de Clemente Merodio López.

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El libro Ciencias 3. Química fue elaborado en Editorial Santillana por el siguiente equipo:

Edición: Lucy Macías ArvizuAsistencia editorial: Luz María González, Nelly PérezCoordinación editorial: Roxana Martín-Lunas RodríguezRevisión técnica: María Eugenia Colsa GómezCorrección de estilo: Octavio Hernández Rodríguez, Luz María GonzálezÍndice de términos: Luz María Bazaldúa MonroyDiseño de interiores: Francisco Ibarra Meza, Fausto Adrián Urbán BrizuelaDiseño de portada: Francisco Ibarra MezaCoordinación de Iconografía: Germán Gómez LópezIlustración: Mauricio Morales Salcedo, Marcela Muñoz Gazca, Rolando Baca Ramírez, Ricardo Ríos Delgado, Hugo Morales Rodríguez, Mauricio Gómez Morin Fuentes, Teresa MartínezIlustración de portada: Teresa MartínezInvestigación iconográfica: Juan Miguel Bucio TrejoFotografía: Magalí Sarmiento Fradera, Francisco Palma Lagunas, Rocío Echávarri Rentería, Archivo Santillana, Júpiter Images, Science Photo Library, ReutersDigitalización de imágenes: José Perales Neria, Gerardo Hernández Ortiz, María Eugenia Guevara SánchezDiagramación: Fausto Adrián Urbán Brizuela, Yair Cañedo, Andrés Arroyo

Editora en Jefe de Secundaria: Roxana Martín-Lunas RodríguezGerencia de Investigación y Desarrollo: Armando Sánchez MartínezGerencia de Procesos Editoriales: Laura Milena Valencia EscobarGerencia de Diseño: Mauricio Gómez Morin FuentesCoordinación de Arte y Diseño: Francisco Ibarra MezaCoordinación de Iconografía: Germán Gómez LópezCoordinación de Servicios Electrónicos: Víctor Vallejo PaquiniFotomecánica electrónica: Gabriel Miranda Barrón, Manuel Zea Atenco, Benito Sayago Luna

La presentación y disposición en conjunto y de cada página de Ciencias 3. Química son propiedad del editor. Queda estrictamente prohibida la reproducción parcial o total de esta obra por cualquier sistema o método electrónico, incluso el fotocopiado, sin autorización escrita del editor.

D. R. © 2007 por EDITORIAL SANTILLANA, S. A. DE C. V.Av. Universidad 76703100, México, D. F.

Primera edición: abril, 2008

Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana.Reg. Núm. 802

Impreso en México

Recursos didácticos

Ciencias

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Secundaria 3

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José Antonio López Tercero Caamaño

Química 3Recursos didácticos

Ciencias 3 Qui mica int cov doce1 1 4/1/08 6:35:51 PM

José Antonio López Tercero Caamaño

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>PresentaCión

La ciencia, con todos los conocimientos y aplicaciones tecnológicas que implica, es la actividad humana que más ha modificado al mundo a lo largo de los últimos siglos. Su desarrollo engloba los principales deseos y posibilidades del ser humano, pues ha sido creada para saciar la curiosi-dad, facilitar la vida y resolver grandes retos que a su vez van dando origen a otros nuevos, más complejos y apasionantes. Y, si piensas que tú no formas parte de esta actividad porque no eres “un científico”, estás en un error. En la actualidad nadie resulta ajeno a la cien-cia, pues de una u otra forma todos disfrutamos de los beneficios que ge-nera su aplicación o estamos expuestos a circunstancias y problemas que, para resolverse, requieren el conocimiento o el desarrollo de técnicas. Pero tú sí tienes un gran privilegio, que desafortunadamente no com-parten todos los habitantes de este planeta: la posibilidad de conocer y comprender los fundamentos principales que rigen esas ideas y aplicacio-nes, que ya de por sí forman parte de tu vida. Y al conseguirlo, no sólo podrás valorar lo útil que te resulta, sino que comprobarás que saber y entender son dos verdaderos placeres que, además de disfrutarlos, nos ani-man a apreciar y a respetar más al Universo y a la vida. La química, que será el eje de nuestras actividades, es mucho más que un conjunto de conocimientos y experimentos de laboratorio. Es trans-formar el entorno y a la vez conservarlo; es poder analizar lo que vemos e imaginar cómo es internamente; es poder llevar beneficios a toda la hu-manidad en aspectos como la salud, la alimentación, el aprovechamiento de energía o la conservación del ambiente. Así lo han entendido muchos grandes pensadores e investigadores cuyos logros han ido construyendo esta ciencia y que nos han heredado la responsabilidad de llevar esos avan-ces por buen camino. Al escribir este libro intentamos que la química y la ciencia en general formen parte de la esencia de los lectores y lectoras, para ello hemos bus-cado actividades y ejemplos que puedan resultar atractivos, representativos y útiles con el fin de que cada quien construya su propio conocimiento; procuramos usar un lenguaje claro y sencillo, además de recordar conti-nuamente que lo que estamos analizando tiene relación e influencia con todo lo que nos rodea. Deseamos que disfrutes la aventura que aquí inicia y, sobre todo, que te ayude a construir un entorno en el que te desenvuelvas con más libertad, más opciones para elegir qué hacer, más conciencia que respalde tus acciones y más satisfacción por tus logros.

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Glosario

Contaminaciónpresencia en un medio de cualquier tipo de agente que normalmente no se encuentra y que altera el equilibrio del mismo, sin importar la fuente de la que provenga.

Reflexiona

Imagina que estás en algún lugar de tu casa, el que más te guste, y piensa en los objetos que hay ahí. En tu cuaderno haz una lista de al menos veinte productos o materiales que recuerdes de ese lugar, indicando si fueron tomados directa-mente de la Naturaleza o son producto de alguna industria o proceso de trans-formación creados por el hombre.

¡Piénsale!

Para una actividad como la alquimia, ¿qué ventajas hubiera representado que los alquimistas organizaran y anotaran claramente su información y la compar-tieran con los demás, con un lenguaje común? ¿Tienes idea de cómo se ha abordado este aspecto en la química moderna? Comparte tus ideas con tus compañeros.

Tiempos paralelos

Como consecuencia del gran avance de las investigaciones en química durante el siglo xix se desarrollaron múltiples procesos industriales, los cuales influ-yeron en todos los aspectos de la socie-dad: la instalación de grandes fábricas modificó las formas de producción, acarreando cambios en la economía, en la situación social de los obreros, en la política y el diseño de las ciudades, en la cantidad de productos generados y

Las TIC por tu cuenta

Los medios de información y comuni-cación continuamente informan sobre aspectos relacionados con el cambio global. Con el fin de que entiendas mejor el fenómeno y lo que puede hacerse para revertirlo, www.analitica.com/va/documentos/2628553.asp

Torito

Para resolver las preguntas siguientes deberás recordar claramente las dife-rentes unidades de volumen y masa que estudiaste desde la primaria y en los cursos anteriores de física y matemáti-cas. Piensa y calcula bien antes de dar la respuesta y compárala con la de tus compañeros. Si tienes dudas, acércate a tu maestro o maestra.

1. En un día con alta contaminación en

Para que te familiarices rápidamente con tu libro de Ciencias 3, con énfasis en química, a continuación te presentamos una breve descripción de sus contenidos.

enlaceEn estas páginas desarrollamos un tema que te ayudará a recordar lo que aprendiste en los cursos de Ciencias 1 y 2. Te resultará de gran utilidad, pues recuerda que todos los conocimientos están ligados entre sí y lo que ya sabes te facilitará la comprensión de lo que vamos a trabajar en este curso.

BloquesEl libro está organizado en cinco bloques, en los cuales encontrarás diversas secciones.

Cada bloque inicia con una imagen acom-pañada de fragmentos de poemas de grandes auto-

res de la literatura hispanoamericana que, como parte de la cultura, han resaltado aspectos de la ciencia y la Naturaleza. En la página siguiente está la descripción de lo que aprenderás y una pequeña reflexión que te llevará a responder ¿Qué piensas? sobre los temas que se van a tratar. Con esto empezarás a “calentar motores”…

Para comenzarUna breve introducción te permitirá reconocer antecedentes de los temas del bloque y te ayudará a identificar por qué es importante empezar a conocerlos.

LecciónCada bloque contiene tres lecciones. En las dos primeras encontrarás di-ferentes temas, preguntas, actividades e ilustraciones, repartidas en recua-dros y secciones.

A lo largo del texto hay algunas palabras o frases resaltadas, que son térmi-nos clave de esta asignatura. Del mismo modo en ocasiones se destacan «fra-ses o definiciones» para que les pongas atención, pues resultan importantes.

Entre los recuadros que incluimos en las lecciones, cuando el tema lo amerita, están los siguientes:• Reflexiona: los temas de este curso están relacionados con tu vida, el medio y la sociedad y vale la pena hacer conciencia

de estos vínculos.• Tiempos paralelos: encontrarás información interesante sobre otros aspectos de la vida, el conocimiento y la historia

que tienen relación con el tema que se trata y su momento.• Las TIC y Las TIC por tu cuenta: te sugerimos algunas herramientas tecnológicas con las que podrás profundizar y prac-

ticar lo estudiado.• Glosario: incluimos la definición o significado de algunas palabras —que

aparecen resaltadas— para facilitarte la comprensión del texto.• ¡Piénsale!: para construir tu aprendizaje, es importante que pongas

a funcionar tu razonamiento, y te vamos a pedir que lo hagas en varias ocasiones.

• Herramientas: algunos conocimientos de matemáticas y otras disciplinas nos resultan de utilidad, y aquí describiremos cómo emplearlos.• Torito: los problemas y razonamientos más difíciles apa-recen como reto; ¡seguro que podrás con ellos!• ¡A fondo!: complementamos algunos temas con aspectos que son muy interesantes.

> estruCtura de Tu LiBro

El mar como un vasto cristal azogadorefleja la lámina de un cielo de zinc;lejanas bandadas de pájaros manchanel fondo bruñido de pálido gris.El sol como un vidrio redondo y opacocon paso de enfermo camina al cenit;

el viento marino descansa en la sombrateniendo de almohada su negro clarín.Las ondas que mueven su vientre de plomodebajo del muelle parecen gemir.Sentado en un cable, fumando su pipa,está un marinero pensando en las playasde un vago, lejano, brumoso país.

RUBÉN DARÍO (NICARAGUA, 1867-1916)

Uno de los factores capaces de modificar el crecimiento de las plantas es la composición del suelo y no sólo debido a los nutrien-tes que aporta, sino también porque algunos materiales modifica-rán su apariencia. Entre ellos, las sustancias llamadas ácidos y “sus contrarios” las bases son un ejemplo interesante.Algunos árboles frutales, como los manzanos, los ciruelos y los naranjos, además de plantas con flores como las azaleas y las came-lias, sólo crecen bien en terrenos ácidos, mientras que el frijol, la cebolla, la alfalfa y el chícharo necesitan de suelos ligeramente básicos. Los agricultores pueden modificar esta característica: añaden un poco de cal para neutralizar la acidez y logran que el suelo quede básico, mientras que si añaden estiércol se favorecerá la acidez.

¿Conoces otros ejemplos en los que hayas oído mencionar áci-dos y bases? ¿Y la oxidación y la reducción?Este tipo de fenómenos químicos será nuestro objeto de estu-dio en este cuarto bloque. ¿Estás listo?

4.1. No sólo la genética determina el color de las flores. Las hortensias rosas crecen en suelo calizo, que es ligeramente básico, mientras que las azules provienen de un suelo con ligera acidez. Si la tierra tiene un exceso de alcalinidad o basicidad, las flores serán blanco-verdosas.

Imagina qué reacción tendría un hombre de la prehistoria si pudiera ver cómo

vivimos hoy en día. El ser humano, a lo largo de los siglos, ha transformado

casi todo lo que le rodea. Todas las especies interactúan con su medio, pero

los humanos se distinguen por su capacidad de analizar los fenómenos e in-

tentar modificarlos de forma consciente. Esto, junto con otras características,

como la posibilidad de asir objetos y transformarlos con las manos, permitió

a los hombres empezar a crear instrumentos útiles y adaptar su medio para

resolver sus necesidades, protegerse y vivir más cómodos.

Los avances de las civilizaciones antiguas, logrados mediante la experien-

cia diaria, pudieron trascender gracias a otras capacidades maravillosas: la

memoria y la posibilidad de comunicarse, inicialmente de forma oral, y luego

con símbolos que dieron origen a la escritura. Muchos procesos, inventos y

técnicas se fueron acumulando y mejorando por generaciones; las labores de

las diferentes personas se fueron haciendo más especializadas y poco a poco

apareció la división de oficios y de clases sociales. En diferentes lugares sur-

gieron civilizaciones que fueron desarrollando diferentes ideas y técnicas de

obtención de alimentos, de construcción, de transporte o de comunicación.

En este proceso de acumulación de conocimientos, ¿en qué momento

comenzó la actividad que llamamos “ciencia”? Aunque esta pregunta no tiene

una respuesta perfectamente determinada, podemos decir que a partir del

siglo xv se dieron los factores que hicieron que esta forma de ver la Naturaleza y

de aprender se volviera el motor de los cambios más impactantes que las comu-

nidades hayan visto hasta llegar a las complejas sociedades modernas.

Hoy no podríamos imaginar la sociedad moderna sin la ciencia y las apli-

caciones que genera por medio de la tecnología. Pero muchos conocimientos

científicos son muy complejos, tanto que resultan inaccesibles para la gente

no especializada, y, además, el desarrollo tecnológico ha provocado algunos

problemas que hacen que la imagen de la ciencia genere controversias.

¿Qué hace falta para hacer ciencia? ¿Cuándo y cómo empezó esta cien-

cia que llamamos “química”? ¿A qué se dedican los químicos? ¿Qué papel

desempeñan en la sociedad actual? ¿Cómo influye esta ciencia en tu vida

diaria? Estas preguntas y muchas otras cuestiones serán el objeto del análisis

en nuestro primer tema de estudio.

Al igual que la biología y la física, que ya conoces por los cursos de los años

anteriores, la química es una ciencia. Su campo de estudio se centra en la

materia, en particular en su composición y las transformaciones que puede te-

ner. Si consideras que todo lo que aprecias a tu alrededor, desde lo más lejano

hasta tu propio cuerpo está hecho de materia, podrás darte cuenta de la gran

cantidad de cosas que hay para analizar. Pero ¡no te asustes!, los conocimien-

tos acumulados a lo largo de la historia y los procedimientos que se siguen

por medio de la ciencia nos permiten tener la información clara y organizada

para que la comprendamos con facilidad, para que sigamos los avances y logros

que se van generando y para que le saquemos el máximo provecho mediante las

aplicaciones que se logran utilizando la tecnología.

Como todas las actividades humanas, la química influye en el desarrollo de

la vida cotidiana pues, además de ampliar el conocimiento, permite la gene-

ración de nuevos materiales y procesos que modifican nuestras actividades y

costumbres: tal vez por ahora no sabes mucho de química, pero sin saberlo ya

estás inmerso en ella.

No podemos negar que el mundo moderno debe muchas de sus características

al desarrollo de las ciencias. La química en particular, con la manipulación,

transformación y aprovechamiento de diversos materiales ha provocado que

muchas actividades y fenómenos tomen una apariencia que ya consideramos

cotidiana. Si no lo crees, observa la siguiente imagen:

1.4. Todos los materiales que te rodean,

por ejemplo, los que forman a los seres

vivos, los que están en el ambiente o

los fabricados por el hombre, contienen

sustancias químicas.

1.1. Mediante la observación, la imitación

de la Naturaleza y la experiencia

acumulada desde hace miles de años,

el hombre ha adaptado su entorno para

satisfacer sus necesidades.

1.2. En la Grecia antigua había gente

dedicada a cultivar la razón, pero no solían

desarrollar trabajo práctico ni experimental,

pues consideraban que la actividad manual

sólo era digna de los esclavos.

1.3. La imagen de las grandes ciudades

actuales es el reflejo del desarrollo de la

ciencia y la tecnología.

1.5. Las medicinas, las conservas, los

combustibles, las fibras sintéticas, las pilas

y los materiales de empaque o envoltura

son ejemplos de producto de industrias

químicas.

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5Estructura de tu libro

• Trabajo científico: para reconocer el trabajo de grandes hombres de ciencia y analizar cómo desarrollaron su labor.• Notas curiosas: esta información muchas veces te sorprenderá.• ¡Compruébalo!: la química se presta para que pongas a prueba muchas de las experiencias que describimos, así que no

las dejes pasar.• Ponte a prueba: averigua si eres capaz de desarrollar lo que se te pide; ¡claro que podrás!• Para la historia: analizar la historia siempre ayuda a comprender la actualidad.• Fuera de clase: de vez en cuando, te sugeriremos actividades para que las realices por tu cuenta.

Para ayudarte a organizar el conocimiento, a repasar y practicar lo aprendido, hemos incluido las siguientes secciones:

aplica lo que sabesPreguntas y ejercicios para que emplees lo que ya entendiste.

¡Manos a la obra!Las ciencias y en particular la química requieren la experimentación y en esta sección encon-trarás las más diversas actividades para desarrollar en el laboratorio, en la cocina o en el espacio del que dispongas en tu escuela para ello. Aunque la mayoría de las veces emplearás materiales comunes y sencillos de conseguir, en ocasiones sugerimos experimentos más complejos que nece-sitan la asesoría de tus maestros o el empleo de materiales que deben manejarse con precaución. ¡Te vas a sorprender con muchos fenómenos que guarda la ciencia!

autoevaluaciónPara que tú mismo valores si vas avanzando correctamente, en algu-nas lecciones encontrarás preguntas de opción múltiple en las que deberás razonar empleando lo que ya sabes para indicar la respuesta correcta. Podrás consultar si tuviste razón al final de la lección, pero, ¡no hagas trampa!

integremosAl final de la lección, algunas lecturas, actividades, preguntas y ejerci-cios, te ayudarán a relacionar entre sí y repasar los temas analizados.

Proyectos La tercera lección de los primeros cuatro bloques y todo el Bloque 5 contienen sugerencias de proyectos para que desarrolles en equipo, con la asesoría de tu maestra o maestro. Algunos serán realizados por todo el grupo, y otros se repartirán para que cada equi-po investigue sobre diferentes temas.

una nueva actitudEl conocimiento que iremos construyendo no sólo sirve para “saber más”, sino tam-bién para provocar formas de comportamiento más acordes con la Naturaleza, el respeto, la ética, la tolerancia y los diferentes valores que nos ayudan a convivir armónicamente. Reflexionaremos un poco sobre ello en esta sección.

Para terminarAunque hayamos terminado el bloque, siempre hay mucho más por saber, y en esta sección trataremos de resaltar la impor-tancia de lo que estudiamos y cómo puede servirnos para ir “más allá”.

Al final de tu libro encontrarás una tabla periódica de los elementos para facilitar tus consultas en todo momento.Esperamos que, ahora que ya tienes una idea de la organización de tu libro, te adentres en él con entusiasmo y lo disfrutes

al máximo.

Nuevamente, puedes averiguar lo que has asimilado con las siguientes preguntas. Selecciona la opción que las complete adecuadamente y comprueba tus respuestas al final de la sec-ción “Integremos”, en la página 212.

1. En las estructuras de hierro sin la adecuada protección contra el oxígeno del aire el metal se oxida y se produce el polvo naranja que seguramente has visto en muchas ocasiones. Este óxido se forma con el catión de hierro +3 y el oxígeno. Revisa cuántos electrones de valencia tiene el oxí-geno e indica cuál de las siguientes fórmu-las corresponde al compuesto referido:a) FeO c)FeO b) Fe O d) Fe O

2. Otro elemento que puede tener una reacción similar es el cobre, que hace la siguiente:

Cu + O CuO

Para balancear la reacción, ¿cuáles serían los coeficientes correctos?a) 2, 1, 2 c) 1, 2, 3b) 0, 1, 0 d) 1, 2, 2

3. En la fabricación del jabón se calentó el carbonato de calcio para formar óxido de calcio. Revisa las fórmulas de estos reacti-vos e indica cuál es la reacción correcta y balanceada:

a) CaO + CO CaCOb) CaCO CaO + COc) 2CaCO CaO + 2COd) 2CaO + O 2CaO

4. En el mismo procedimiento se sintetizó hidróxido de potasio, KOH, mediante la reacción en agua del óxido de cal-cio, CaO, y el carbonato de potasio, K CO , como aparece a continuación:

CaO + K CO + H O 2KOH + CaCO¿Cuál de las siguientes frases sobre esta reacción es correcta?

a) La reacción no cumple con la ley de conservación de la masa porque el agua desapareció.b) La reacción cumple con la ley de conservación de la masa porque los reactivos y los productos son las mismas sustancias.c) La reacción no cumple con la ley de conservación de la masa porque hay más compuestos diferentes en los reactivos que en los productos.

d) La reacción cumple con la ley de conservación de la masa porque en los reactivos y los productos hay la misma can-tidad de átomos de los mismos elementos.5. El propano es uno de los gases derivados del petróleo que se quema en las estufas para cocinar. Su fórmula con-densada es C H . ¿Cuál de las siguientes estructuras cumple con los principios que hemos estudiado sobre los enlaces?

6. El butano, el otro gas de la estufa que viene con el pro-pano, también se forma con carbono e hidrógeno. Sus cuatro carbonos forman una cadena en secuencia, sólo con enlaces covalentes simples, uno tras otro. ¿Cuántos átomos de hidró-geno debe tener la molécula para cumplir correctamente con la regla del octeto?

a) 6 c) 8 b) 10 d) 4

3.33. El producto de la oxidación se llama óxido de hierro(III).

3.34. El propano del gas licuado de petróleo viene mezclado con otro compuesto similar pero de cuatro carbonos, el butano.

A lo largo de la lección hemos abordado diferentes temas y es momento de que los retomemos con algunos ejercicios para repasarlos e integrarlos.

Para comenzar, lee con atención el siguiente texto y anota en tu cuaderno las palabras que no comprendas; posterior-mente realiza las actividades que se indican.

La ciencia, el mejor profeta

La llegada del año 2000 estuvo acompañada de muchas pre-dicciones de catástrofes. En los últimos meses de 1999 era común escuchar frases como “el fin del mundo está cerca” o “grandes problemas se aproximan”. Evidentemente nada de esto sucedió, pero muchas personas pasaron momentos amar-gos creyendo en esos falaces presagios.

Diariamente, en muchas revistas, en periódicos, en la radio y la televisión, podemos escuchar horóscopos y predicciones que tienen el mismo fundamento falso que las ideas caóticas sobre el año 2000. Suelen ser tan generales, que se adaptan a cualquier persona en muchas circunstancias; sin embargo, basta que una predicción resulte verdadera para que la gente empiece a creerlas todas, sin pensar que, de las miles que hay, casualmente alguna puede ocurrir.

La lectura de las cartas, del café y de la mano, las “cura-ciones milagrosas” y hasta la observación de seres extraterres-tres no han probado ser más que fraudes llevados a cabo por gente muy astuta y abusiva, ávida de obtener beneficios apro-vechando la ignorancia de otras personas.

Los conocimientos y predicciones obtenidos por medio del desarrollo de la ciencia, antes de ser considerados correctos, son sometidos a muchas pruebas reproducibles.

Aun así, en ocasiones descubrimos nuevos fenómenos que invalidan o modifican ideas que se consideraban correctas. De esta forma ha evolucionado el saber humano y, debido a que aún hay muchas cosas que no sabemos explicar, lo seguirá haciendo, por un camino muy diferente al de las ideas basadas en creencias o especulaciones sin sustento.

La única forma de estar libre de charlatanes está en el cono-cimiento y el análisis de las circunstancias en que suceden los fenómenos. La credibilidad y la capacidad de predicción son dos de las características más importantes de la ciencia.

1. Tras leer el texto:a) Busca en un diccionario las palabras que no entendiste.b) Anota en tu cuaderno cuáles son las ideas principales

que crees que se tratan en el texto.c) Comenta con tus compañeros algunos ejemplos de casos

que se parezcan a lo que se describe en el texto.d) Debate en grupo cuáles son las principales diferencias

entre el conocimiento científico y el empleado para hacer pre-dicciones como las catástrofes del año 2000.

e) Busca horóscopos para el mismo día o la misma semana en diferentes periódicos o revistas y compara si son iguales para cada signo. Debate en grupo por qué hay diferencias entre ellos y concluye sobre la confiabilidad de esas predicciones.

2. A continuación aparecen algunas frases relacionadas con diferentes formas de aproximarnos al conocimiento. Cla-sifícalas como falsas o verdaderas, escribe en tu cuaderno la justificación de tus respuestas y compáralas con las contesta-ciones del resto del grupo:

a) El razonamiento es suficiente para saber si un conoci-miento es correcto.

b) La medición es indispensable para el desarrollo de la ciencia, pues nos permite obtener parámetros que podemos comparar en diferentes momentos.

c) Los modelos que se emplean en ciencia representan la verdad sobre el fenómeno que abarcan.

d) Los conocimientos científicos, como están comproba-dos, no evolucionan ni cambian.

e) En la ciencia hay ideas y explicaciones que no se pueden cuestionar ni plantear experimentos sobre ellas, pues son la base de nuestras afirmaciones.

3. La deforestación, es decir, la tala de bosques y selvas, es un grave problema ambiental en la actualidad. Aunque para llevarla a cabo no es necesario emplear sustancias químicas ni se producen contaminantes, también favorece al fenómeno de calentamiento global que ya hemos tratado. ¿Podrías explicar por qué ocurre esto?

4. Observa la siguiente gráfica, relacionada con la concen-tración de CO en la atmósfera y la temperatura promedio del ambiente a lo largo del tiempo. Analízala y explica qué conclusiones puedes obtener de ella.

El tema de este proyecto es de vital importancia. Si escuchas algún noticiario o lees algún periódico, sabes que con frecuencia el agua es centro de discusio-nes y apreciaciones: ¿cómo se lleva a una zona habitacional?, ¿qué usos se le da?, ¿qué debe hacerse para que sea potable?, ¿cómo remediar la enorme esca-sez que afecta a muchas regiones del mundo?, ¿se debe privatizar su manejo?

En la actualidad hay muchos especialistas, de todo tipo de disciplinas, ocupa-dos en debatir éstas y muchas otras cuestiones relacionadas con el vital líquido. Incluso se dice que las guerras del siglo XXI tendrán como motivo el acceso al agua potable, pues ya en la actualidad hay poblaciones que no cuentan con ella mientras que en otras regiones abrimos el grifo y dejamos escapar litros y litros mientras nos cepillamos los dientes o no reparamos las tuberías cuando se desperdician miles de metros cúbicos por fugas de diversos tamaños.

Aunque el agua total del planeta ha permanecido prácticamente constante durante muchos millones de años y es muy abundante, como puedes ver en la figura 1.143, menos de 1% puede emplearse para consumo humano. Pero a esto hay que restarle el hecho de que la mayoría de las actividades industriales, las de limpieza, las de cocina y las del baño van dejando restos biológicos y quí-micos que contaminan, de forma que esa agua se vuelve inutilizable. Por eso se oye decir con frecuencia que el agua se aca-bará, pero más correctamente debería-mos referirnos al agua potable. Dado que el diagnóstico a corto plazo es alarmante, resulta de gran importancia que todos echemos a andar los mecanismos de solución que estén a nuestro alcance, que pueden ser tan grandes como la instalación de plantas purificadoras para que las empresas no regresen al ambiente agua contaminada, o el organizar medidas para ahorrarla y reutilizarla en las pequeñas actividades domésticas. ¿Tú ya colaboras? Con la realización de este sencillo proyecto puedes poner tu granito de arena, que no es despreciable en ninguna medida.

1.142. Tres cuartas partes de la superficie terrestre están cubiertas de agua, pero la que se puede usar para consumo humano está cada vez más escasa, ¿por qué?

1.144. El agua es indispensable para la sobrevivencia y el estilo de vida de las sociedades está absolutamente condicionado por las circunstancias en que ésta se encuentre.

1.143. Se estima que hay 1 386 trillones de litros de agua en el planeta. Los acuíferos, la verdadera reserva para el hombre, sólo representan 0.61%: mientras que aprovechamos la de los lagos, 0.009%, y de ríos, con tan sólo 0.0001% del total.

En la primera lección de este bloque trabajamos con la idea de concentra-ción que, como recordarás, es un valor que representa la proporción entre los componentes de una mezcla. Los datos de concentración pueden expresarse como masa de soluto/volumen de mezcla, porcentaje en masa, porcentaje en volumen o ppm, entre otras formas, y son muy importantes para los químicos, pues los resultados de muchos procesos y fenómenos varían cuando se em-plean mezclas de diferentes concentraciones. Con el siguiente experimento conocerás un ejemplo al respecto:

NECESITAS: 7 vasos de precipitados de 250 mLAzúcar blancaEtiquetas Una cucharaColorantes vegetales, por lo menos azul, amarillo y rojo Probeta grandeUn embudo de separación con una man-guera de látex unida a su tubo de salida (si no lo tienes puedes usar una botella de plástico con un tapón, una manguerita y una pinza de tender la ropa).

Un soporte universal con anillo.DESARROLLO:

En los siete vasos etiquetados prepara las disoluciones que se indican en el cuadro y cópialo en tu cuaderno para que lo va-yas completando.

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Cuando hayas hecho las mezclas, revuélvelas bien hasta que el azúcar se disuelva perfectamente en todos los vasos. Observa las disoluciones y marca las diferencias entre todas ellas.Mide su volumen final, calcula su densidad o míde-la con el densímetro que hiciste en el experimento anterior y observa su apariencia. Todas son disolu-ciones de azúcar en agua, pero ¿son iguales?Tras tus observaciones añade a cada vaso unas go-tas de colorante vegetal, mezclándolos para que obtengas los colores del arco iris en secuencia en cada vaso (1-rojo, 2-naranja, 3-amarillo, 4-verde, 5-azul, 6-índigo o añil y 7-violeta). Si no sabes qué colores emplear, coméntalo con tus compañeros o haz pruebas en otro vaso con agua.Arma un aparato como el que se ve en la figura, cui-dando en especial que el extremo final de la man-guera llegue exactamente a la base de la probeta.Divide el volumen de tu probeta en siete partes para que calcules cuánta disolución emplearás de cada una. Agrega con cuidado la disolución del

>

>

>

>

>

1. ¿Cuántas sillas hay en 1 mol de sillas? ¿Y cuántas patas en

total tienen estas sillas?

2. Considera que el volumen de una gota de agua es de

0.25 mL; si tuvieras 1 mol de gotas, ¿en cuántos planetas como

la Tierra podrías poner el volumen total si en la superficie

terrestre hay cerca de 1 360 000 000 m ?

3. ¿Cuántas personas de tu mismo peso necesitarías para

juntar 1 mol de kilogramos?

4. Busca en la tabla periódica la masa atómica del hierro.

Recuerda que si ese dato lo expresas en gramos en lugar de

uma, tendrás un mol de átomos de hierro. Si tuvieras una

tonelada de este metal, ¿a cuántos moles de átomos corres-

ponde? ¿Y cuántos átomos son?

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eNLACe 10

BLoQue 1. LAS CARACTeRÍSTICAS de LOS MATeRIALeS 16

LeCCión 1. LA QuÍMICA, LA TeCNOLOGÍA Y TÚ 191.1 ¿Cuál es la visión de la ciencia y la tecnología

en el mundo actual? 19• Relación de la química y la tecnología con

el ser humano y el ambiente 191.2 Características del conocimiento científico:

el caso de la química 24• Experimentación e interpretación 28• Abstracción y generalización 29• Representación a través de símbolos, diagramas,

esquemas y modelos tridimensionales 30• Características de la química:

lenguaje, método y medición 311.3 Tú decides: ¿cómo saber que una muestra

de una sustancia está más contaminada que otra? 33• Toxicidad 42

LeCCión 2. PROPIedAdeS FÍSICAS Y CARACTeRIZACIÓN de LAS SuSTANCIAS 482.1 ¿Qué percibimos de los materiales? 48

• Experiencias alrededor de las propiedades de los materiales 48

• Limitaciones de los sentidos para identificar algunas propiedades de los materiales 49

• Propiedades cualitativas: color, forma, olor y estados de agregación 50

2.2 ¿Se pueden medir las propiedades de los materiales? 57• Propiedades extensivas: masa y volumen 58• Medición de propiedades extensivas 58• Propiedades intensivas: temperatura de fusión

y de ebullición, viscosidad, densidad, concentración (m/v), solubilidad 62

• Medición de propiedades intensivas 622.3 ¿Qué se conserva durante el cambio? 72

• La primera revolución de la química: el principio de conservación de la masa 72

• La importancia de las aportaciones del trabajo de Lavoisier 74

2.4 La diversidad de las sustancias 76• Experiencias alrededor de diversas sustancias 76• Una clasificación particular: el caso de las mezclas 77• Mezclas homogéneas y heterogéneas 77• Propiedades y métodos de separación de mezclas 82

>ConteniDo

7

LeCCión 3. PROYeCTOS. AHORA TÚ eXPLORA, eXPeRIMeNTA Y ACTÚA 92¿Quién es el delincuente?El análisis de la investigación científica 93¿Qué hacer para reutilizar el agua? 95

BLoQue 2. LA dIVeRSIdAd de PROPIedAdeS de LOS MATeRIALeS Y Su CLASIFICACIÓN QuÍMICA 98

LeCCión 1. MeZCLAS, COMPueSTOS Y eLeMeNTOS 1011.1 La clasificación de las sustancias 101

• Experiencias alrededor de diferentes clasificaciones de sustancias 101

• Mezclas: disoluciones acuosas y sustancias puras: compuestos y elementos 102

1.2 ¿Cómo es la estructura de los materiales? 110• El modelo atómico 111• Organización de los electrones en el átomo.

Electrones internos y externos 116• Modelo de Lewis y electrones de valencia 118• Representación química de elementos,

moléculas, átomos, iones e isótopos 1201.3 Clasificación científica del conocimiento

de los materiales 127• La segunda revolución de la química:

el orden en la diversidad de sustancias 127• Aportaciones del trabajo de

Cannizzaro y Mendeleiev 1281.4 Tú decides: ¿qué materiales utilizar

para conducir la corriente eléctrica? 134

LeCCión 2. TABLA PeRIÓdICA 1382.1 Estructura y organización de la información

física y química en la tabla periódica 141• Identificación de algunas propiedades

que contiene la tabla periódica: número atómico, masa atómica y valencia 141

• Regularidades que se presentan en la tabla periódica. Metales y no metales 143

• Características de: C, Li, F, Si, S, Fe, Hg 1532.2. ¿Cómo se unen los átomos? 162

• El enlace químico 162• Modelos de enlaces: covalente, iónico y metálico 163• El agua como un compuesto ejemplar 167

LeCCión 3. PROYeCTOS. AHORA TÚ eXPLORA, eXPeRIMeNTA Y ACTÚA 174

Contenido

8

¿Cuáles son los elementos químicos importantes para el buen funcionamiento de nuestro cuerpo? 174 ¿Cómo funcionan las drogas? 177

BLoQue 3. LA TRANSFORMACIÓN de LOS MATeRIALeS: LA ReACCION QuÍMICA 182

LeCCión 1. LA ReACCIÓN QuÍMICA 1851.1 El cambio químico 185

• Experiencias alrededor de algunas reacciones químicas 185• La formación de nuevos materiales 187

1.2 El lenguaje de la química 191• Los modelos y las moléculas 191• El enlace químico y la valencia 192• Ecuación química. Representación del principio

de conservación de la masa 1931.3 Tras la pista de la estructura de los materiales 196

• La tercera revolución de la química: aportaciones del trabajo de Lewis y Pauling 196

1.4 Tú decides: ¿cómo evitar que los alimentos se descompongan rápidamente? 202• Conservadores alimenticios 204• Catalizadores 207

LeCCión 2. LA MedICIÓN de LAS ReACCIONeS QuÍMICAS 2142.1 ¿Cómo contar lo muy pequeño? 214

• Las dimensiones del mundo químico 217• El vínculo entre los sentidos y el microcosmos 217• Número y tamaño de partículas. Potencias de 10 220• El mol como unidad de medida 223

LeCCión 3. PROYeCTO 230¿Qué me conviene comer? 230

• Aporte energético de los compuestos químicos de los alimentos. Balance nutrimental 230

¿Cuáles son las moléculas que componen a los seres humanos? 235

• Características de algunas biomoléculas formadas por CHON 235

BLoQue 4. LA FORMACIÓN de NueVOS MATeRIALeS 240

LeCCión 1. ÁCIdOS Y BASeS 2431.1 Ácidos y bases importantes en nuestra vida cotidiana 243

• Experiencias alrededor de los ácidos y las bases 243• Neutralización 246

9

1.2 Modelo de ácidos y bases 248• Modelo de Arrhenius 249

1.3 Tú decides: ¿cómo controlar los efectos del consumo frecuente de los “alimentos ácidos”? 256

LeCCión 2. OXIdACIÓN Y ReduCCIÓN 2602.1 La oxidación: un tipo de cambio químico 260

• Experiencias alrededor de la oxidación 2602.2 Las reacciones redox 263

• Experiencias alrededor de las reacciones de óxido-reducción 263

• Número de oxidación y tabla periódica 264

LeCCión 3. PROYeCTOS: AHORA TÚ eXPLORA, eXPeRIMeNTA Y ACTÚA 276¿Puedo dejar de utilizar los derivados del petróleo y sustituirlos por otros compuestos? 276¿Cómo evitar la corrosión? 282

BLoQue 5. QuÍMICA Y TeCNOLOGÍA 286

ProYeCto 1. ¿CÓMO Se SINTeTIZA uN MATeRIAL eLÁSTICO? 288

teMas Y PreGuntas oPCionaLes 2951. ¿Qué ha aportado México a la química? 295

• Principales contribuciones de los investigadores químicos al desarrollo del conocimiento químico 295

2. ¿Por qué usamos fertilizantes y plaguicidas? 2983. ¿De qué están hechos los cosméticos

y algunos productos de aseo personal como los jabones? 301

4. ¿En qué medida el ADN nos hace diferentes? 3045. ¿Qué combustible usar? 3076.¿Cuáles son las propiedades de algunos materiales

que utilizaban las culturas prehispánicas? 3107. ¿Cuál es el papel de la química en diferentes

expresiones artísticas? 312

Bibliografía 314Direcciones de internet 316

Tabla periódica de los elementos 317Índice de términos 318

Contenido

10

No te sorprendas, estás en el libro correcto

y no en el inicio del rodaje de una película.

Pero este texto, que tiene como objetivo acercarte

a temas de ciencia y tecnología, en particular de

química, comenzará por donde menos lo esperas.

Si le preguntáramos a la gente qué profesiones

cree que están más alejadas de la ciencia,

entre las respuestas más comunes seguramente

encontraríamos: cantante, actor, pintor, beisbolista, fotógrafo, escritor, árbitro de futbol, escultor,

locutor o bailarín. Como verás, mencionamos ejemplos relacionados con actividades artísticas

o deportivas que se consideran “culturales”, “recreativas” o “de esparcimiento”, y que muchas

personas practican aun sin ser profesionales.

Efectivamente, no es indispensable saber física, biología, química o matemáticas para jugar un

partido de futbol o pintar un cuadro. Sin embargo, esas actividades están más relacionadas con la

ciencia y la tecnología de lo que crees, pues las ciencias y las artes son creaciones humanas que

requieren imaginación, creatividad y entrega.

Las actividades que la sociedad emplea como medios de diversión o esparcimiento, como asistir a

un concierto, ver una película, ir a un museo, admirar a los deportistas en los Juegos Olímpicos o

bailar en una discoteca, no son ajenas a la ciencia y la tecnología, pues aprovechan muchas de sus

creaciones, descubrimientos e inventos. Tú ya conoces los principales temas de la biología y la física

pues los has estudiado en los cursos pasados, así que seguramente podrás imaginar muchos ejemplos

que ilustren la afirmación anterior. Como una forma de comprobarlo, a continuación encontrarás

algunos casos con los que podrás recordar algo de lo que ya estudiaste.

¡Luces, cámara, acción!

>enLaCe

¡Los logros científicos y las creaciones artísticas generan gran satisfacción y placer!

Aunque no lo creas, en la realización de una película hay tanta física o química como arte.

11

La biología en las actividades recreativas

Sin lugar a dudas, entre los conocimientos

científicos más provechosos para cualquier

persona están aquellos que se refieren a

nuestras funciones vitales. Como muestra

podemos mencionar el estudio de los alimentos

y la nutrición. Todos debemos ser cuidadosos con lo que comemos

para conservar la salud, pero este aspecto es especial para deportistas,

acróbatas, bailarines y todos aquellos profesionales que trabajan con su

cuerpo. Los atletas de alto rendimiento, los futbolistas o cualquier deportista profesional, siempre

cuentan con un especialista en nutrición como parte de su equipo; sus comidas son controladas

y diferentes según el momento de entrenamiento o competencia en que se encuentren. Así, un

velocista y un maratonista tienen diferente estructura corporal y comen de forma distinta: el primero

necesita energía disponible rápidamente, por ejemplo, de azúcares ingeridos durante

el desayuno previo a la competencia para lograr mayor rendimiento, mientras que el segundo

debe resistir el esfuerzo durante mucho tiempo, por lo que la noche anterior cena carbohidratos

complejos, como los de las pastas, que se procesan más lentamente.

La anatomía del cuerpo humano también es de gran interés para quienes deben cuidarse de

lesiones y desarrollar una constitución física acorde con su actividad, pero otros profesionales, como

los artistas plásticos, deben dominarla a la perfección. Seguramente has visto esculturas o pinturas

de grandes artistas que plasman hasta el más mínimo detalle de huesos, músculos, venas y arterias

en sus cuadros. Si conoces a alguien que haya estudiado la carrera de pintura, podrás averiguar que

entre las materias obligatorias que cursó está precisamente la anatomía humana.

Pensando en los espectadores o los viajeros, los diseñadores y constructores de

butacas también deben saber anatomía, pues los asientos de estadios, teatros o

aviones deben ser ergonómicos, es decir, tener

la forma adecuada para que sean cómodos

y permitir una postura correcta.

Enlace 11

El desarrollo muscular de los atletas es diferente según su especialidad.

Leonardo da Vinci (1452-1519), uno de los más grandes pintores, escultores e inventores, fue también de los primeros estudiosos de la anatomía.

El diseño de asientos se hace pensando en las medidas anatómicas promedio, pero a veces…

12

>enLaCe

El conocimiento sobre los animales y

sus necesidades tampoco es ajeno a la

industria del espectáculo, el entretenimiento

y la diversión. Los veterinarios son

indispensables en circos y zoológicos,

en los cuales hay que considerar el

comportamiento y las necesidades de

las diferentes especies para diseñar

sus viviendas y saber hasta dónde es

conveniente su contacto con la gente.

El cautiverio es una situación estresante

para muchos de estos animales, y su

sufrimiento puede ser muy grande si no se

les trata adecuadamente; para evitar esto

existen leyes y reglamentos que deben

respetarse y que se elaboran con la asesoría de

biólogos especialistas.

La propia Naturaleza suele ser un gran espectáculo y en México tenemos muchos ejemplos, gracias

a su gran variedad de ecosistemas. Pocas cosas hay que sean más impresionantes que ver las ballenas

en el Mar de Cortés en Baja California, pasear entre las mariposas Monarca en algunos bosques de

Michoacán o bucear en los arrecifes de los litorales de los miles de kilómetros de costa mexicana.

Desafortunadamente, la falta de cultura y conocimiento sobre lo importante que es la

conservación del ambiente favorece que los ecosistemas se contaminen, perturben y destruyan, por

lo que poco a poco desaparecen especies y disminuye la posibilidad de asombrarnos con ellas. Como

en todos los casos descritos hasta ahora, un mayor entendimiento colectivo de la ciencia ayudaría

mucho a la conservación y el mejor aprovechamiento de la Naturaleza, sin los cuales nuestra propia

especie corre el riesgo de desaparecer.

Algunos domadores han sido víctimas de sus mascotas, pues han desafiado sus costumbres aun sabiendo el peligro que enfrentaban.

Cuando tengas oportunidad, no dejes de conocer estas maravillas de la naturaleza mexicana.

13Enlace

También hay física en el entretenimiento

El curso pasado aprendiste que la física

tiene muchos campos de acción y estudio;

sin la mecánica, el electromagnetismo, la

termodinámica o la óptica,

las industrias del espectáculo

y del entretenimiento no

serían siquiera parecidas a lo

que conocemos.

Si te emocionan las

carreras de cualquier tipo,

ya sea de deportistas,

de caballos o de coches,

requerirás comprender a la perfección términos como trayectoria, velocidad,

aceleración o potencia que estudiaste como parte de la mecánica.

Entre los deportes olímpicos, la natación atrae a muchos

espectadores. Si te gusta nadar y tienes idea de cómo hacerlo bien,

intenta medir en cuánto tiempo recorres una distancia determinada

y compáralo con este dato: el récord mundial de la carrera de 100 m

de nado libre es de 47.84 s, que impuso el holandés Pieter van den

Hoogenband en Sydney, Australia, el 19 de septiembre de 2000; para

lograrlo, además de cientos de horas de práctica y de ejercicios complementarios a la natación,

se necesita un impresionante análisis técnico: la posición de brazos, piernas, cabeza y tronco debe estar

perfectamente controlada en cada movimiento para disminuir al máximo la fricción con el agua,

que también es afectada por la textura y la forma del traje de baño y hasta por el vello corporal;

se deben fortalecer determinados músculos para que el rendimiento sea óptimo en el momento y

la zona adecuados; hay que dominar la trayectoria y el impulso más intenso al dar las vueltas.

Cualquier mínimo detalle puede ayudar para ser el vencedor o para romper un récord, lo que cada

vez resulta más difícil.

No hay lugar más divertido para estudiar los temas relacionados con la fuerza o la energía que una feria.

Prácticamente todos los campos de estudio de la física se emplean en las carreras de coches. ¿Podrías pensar en ejemplos que demuestren esta afirmación?

En esta alberca se controla el flujo de la corriente para que el nadador practique sin avanzar. Los movimientos se monitorean y analizan de forma computarizada.

14

>enLaCe

Otro ejemplo muy diferente del estudio del

movimiento lo encontramos en una sala de

conciertos. Es fabulosa la manera en la que viajan

las ondas sonoras que produce cada instrumento;

si el lugar está bien planeado y construido, se

escucharán todos los sonidos nítidamente, aun en

el rincón más alejado del escenario. Los teatros más

antiguos que todavía existen fueron construidos con

base en la experiencia de sus arquitectos, que eran

verdaderos genios. Hoy hay ingenieros especialistas

en el diseño de auditorios y se apoyan en complejos programas de computación que simulan el viaje

de las ondas a través del espacio del recinto; pero no basta con la estructura adecuada, pues el

tipo de material de las alfombras, las cortinas, los muros y hasta la ropa de la gente afecta la

acústica.

Como un concierto de música clásica, la música

sonorizada por medios electrónicos en grandes

auditorios es igualmente emocionante. El sistema

de sonido, la iluminación y los efectos especiales

están basados por completo en los avances de

la ciencia y la tecnología. Posiblemente los

científicos que descubrieron la electricidad,

el magnetismo o la corriente eléctrica nunca

imaginaron la gran cantidad de aparatos y

aplicaciones que se desarrollarían después.

Como parte del tema de la electricidad,

estudiaste también las ondas

electromagnéticas, con

las que se han generado

las aplicaciones más

sorprendentes en las

comunicaciones y la

diversión. Si a principios del siglo xx causó furor el cine, basado

Escuchar la música que nos gusta en vivo, en una sala con buena acústica, es una experiencia inolvidable.

Todos los instrumentos musicales, los aparatos de sonido y los sistemas de iluminación dependen de la corriente eléctrica en este tipo de espectáculos.

Los cantantes trabajan con un complicado instrumento que funciona con corrientes de aire, como un fuelle; si no lo conocen bien y no lo manejan adecuadamente, se enfrentarán a serios problemas que pueden incluso dejarlos mudos.

15Enlace

en luz que pasa a través de “micas con

imágenes” que se van moviendo, o la radio,

que permite escuchar señales que viajan por

el aire y se captan con antenas, la aparición

de la televisión a mediados del mismo siglo

estaba destinada a generar el mayor cambio

cultural de todos los tiempos.

Muchas veces se ha cuestionado si

la influencia de la televisión en la vida

cotidiana es benéfica o nociva para las

sociedades, pero esto no depende de la

tecnología con la que funciona, sino de los

criterios para definir los contenidos.

A la información que obtenemos por radio o

televisión hoy se suma la de Internet; el uso

de estas tecnologías tiene tanta importancia

que ya se manejan términos como “la era de las comunicaciones” o “la sociedad de la información”

para describir los tiempos modernos. De hecho, uno de los factores que determina las diferencias

entre los países desarrollados y los que están en vías de desarrollo es precisamente la capacidad

tecnológica de comunicarse.

Tercera llamada… ¡comenzamos!

Si la física y la biología influyen en la industria del entretenimiento, ¿cómo lo hará la química?

Seguramente podrás contestar esta pregunta y otras relacionadas con los más variados campos

de acción en muy poco tiempo, pues vamos a iniciar un viaje por medio del conocimiento de esta

ciencia, de su historia, su desarrollo, sus aplicaciones y su importancia.

Si la ciencia influye en la diversión,

intentaremos también que se dé el

fenómeno inverso: aprender química puede

ser una aventura no sólo útil, sino también

placentera y divertida. ¿Qué tal si lo

intentamos?

Desde los televisores de bulbos hasta las pantallas de plasma se ha modificado la tecnología, pero sigue siendo igualmente sorprendente que a través del aire, por un cable, con una cinta magnética o con un disco de plástico se obtenga la información para disfrutar de las imágenes y el sonido.

El manejo eficiente de la información va más allá de la diversión y el entretenimiento: condiciona el avance de la sociedad.

el alquimista(fragmento)

Lento en el alba un joven que han gastadola larga reflexión y las avarasvigilias considera ensimismadolos insomnes braseros y alquitaras(…)En su oscura visión de un ser secretoque se oculta en el astro y en el lodo,late aquel otro sueño de que todoes agua, que vio Tales de Mileto.

Jorge Luis Borges (ArgentinA, 1899-1986)

>BLOQue 1> Las características de los materiales

16

17

Conocerás diferentes visiones sobre la cien-cia y la tecnología, en particular sobre la química, e identificarás la influencia de los medios de comunicación en la transmisión de esas opiniones.

Reconocerás aportaciones del conocimiento químico que ayudan a satisfacer necesidades del ser humano y revisarás su influencia so-bre el ambiente.

Podrás comparar el conocimiento científico con otras formas de aproximarnos a los fe-nómenos y describirlos.

Identificarás herramientas útiles para la quí-mica.

Reconocerás algunos mecanismos para iden-tificar si algo está contaminado o no.

Clasificarás diferentes sustancias por medio del análisis y comparación de sus propie- dades.

Reconocerás la importancia de medir para caracterizar propiedades extensivas e inten-sivas de los materiales.

Aprenderás a manejar diferentes instrumen-tos de medición útiles para la química.

Descubrirás y analizarás el trabajo de An-toine Laurent de Lavoisier, que fue decisivo para identificar “qué se conserva durante los cambios”.

Identificarás diversas mezclas, reconoce-rás sus propiedades y comprobarás que sus componentes pueden separarse por diferen-tes métodos.

En la tercera lección de cada bloque tú serás el protagonista principal, pues aunque todo el libro requiere tu participación activa, aquí de-berás tomar decisiones sobre qué hacer y cómo actuar en situaciones concretas; para ello, en este caso tendrás que echar mano de todo lo estudiado y consultar variadas fuentes de información para averiguar “quién es el de-lincuente”, y para diseñar mecanismos que te permitan reutilizar el agua.

La química, la tecnología y tú

Propiedades físicas y caracterización de las sustancias

Proyectos. Ahora tú explora,

experimenta y actúa

LeCCIÓN 1 LeCCIÓN 2

Al observar la Naturaleza podemos apreciar gran cantidad de materiales. Si aña-dimos los productos generados con la intervención del ser humano, la lista se hace casi interminable. Asómate a una tienda o mercado y pregúntate si sabes cómo está hecho y qué utilidad tiene todo lo que ahí se expende.

La publicidad se encarga de que conozcamos “las virtudes” de los productos para hacerlos atractivos. Pero muchas veces se transmite infor-mación que puede ser cuestionable. Seguramente has escuchado frases como: “lo natural no hace daño” o “este producto es nocivo porque es sintético”, que colocan en desventaja a aquello obtenido por medio de la ciencia y la tecnología, o bien otras que se apoyan en estas actividades, como: “está hecho con tecnología de punta” o “científicos expertos lo avalan”. ¿Acaso son la ciencia y la tecno-logía heroínas o villanas? ¿Tú qué piensas?

LeCCIÓN 3

> ¿Qué piensas?

> Lo que aprenderás

No hace daño porque no tiene “químicos”

18

>PARA CoMenZar

Imagina qué reacción tendría un hombre de la prehistoria si pudiera ver cómo vivimos hoy en día. El ser humano, a lo largo de los siglos, ha transformado casi todo lo que le rodea. Todas las especies interactúan con su medio, pero los humanos se distinguen por su capacidad de analizar los fenómenos e in-tentar modificarlos de forma consciente. Esto, junto con otras características, como la posibilidad de asir objetos y transformarlos con las manos, permitió a los hombres empezar a crear instrumentos útiles y adaptar su medio para resolver sus necesidades, protegerse y vivir más cómodos.

Los avances de las civilizaciones antiguas, logrados mediante la experien-cia diaria, pudieron trascender gracias a otras capacidades maravillosas: la memoria y la posibilidad de comunicarse, inicialmente de forma oral, y luego con símbolos que dieron origen a la escritura. Muchos procesos, inventos y técnicas se fueron acumulando y mejorando por generaciones; las labores de las diferentes personas se fueron haciendo más especializadas y poco a poco apareció la división de oficios y de clases sociales. En diferentes lugares sur-gieron civilizaciones que fueron desarrollando diferentes ideas y técnicas de obtención de alimentos, de construcción, de transporte o de comunicación.

En este proceso de acumulación de conocimientos, ¿en qué momento comenzó la actividad que llamamos “ciencia”? Aunque esta pregunta no tiene una respuesta perfectamente determinada, podemos decir que a partir del siglo xv se dieron los factores que hicieron que esta forma de ver la Naturaleza y de aprender se volviera el motor de los cambios más impactantes que las comu-nidades hayan visto hasta llegar a las complejas sociedades modernas.

Hoy no podríamos imaginar la sociedad moderna sin la ciencia y las apli-caciones que genera por medio de la tecnología. Pero muchos conocimientos científicos son muy complejos, tanto que resultan inaccesibles para la gente no especializada, y, además, el desarrollo tecnológico ha provocado algunos problemas que hacen que la imagen de la ciencia genere controversias.

¿Qué hace falta para hacer ciencia? ¿Cuándo y cómo empezó esta cien-cia que llamamos “química”? ¿A qué se dedican los químicos? ¿Qué papel desempeñan en la sociedad actual? ¿Cómo influye esta ciencia en tu vida diaria? Estas preguntas y muchas otras cuestiones serán el objeto del análisis en nuestro primer tema de estudio.

Bloque 1 › Las características de los materiales

1.1. Mediante la observación, la imitación de la Naturaleza y la experiencia acumulada desde hace miles de años, el hombre ha adaptado su entorno para satisfacer sus necesidades.

1.2. En la Grecia antigua había gente dedicada a cultivar la razón, pero no solían desarrollar trabajo práctico ni experimental, pues consideraban que la actividad manual sólo era digna de los esclavos.

1.3. La imagen de las grandes ciudades actuales es el reflejo del desarrollo de la ciencia y la tecnología.

19

>LeCCIÓN 1La química, la tecnología y tú

Al igual que la biología y la física, que ya conoces por los cursos de los años anteriores, la química es una ciencia. Su campo de estudio se centra en la materia, en particular en su composición y las transformaciones que puede te-ner. Si consideras que todo lo que aprecias a tu alrededor, desde lo más lejano hasta tu propio cuerpo está hecho de materia, podrás darte cuenta de la gran cantidad de cosas que hay para analizar. Pero ¡no te asustes!, los conocimien-tos acumulados a lo largo de la historia y los procedimientos que se siguen por medio de la ciencia nos permiten tener la información clara y organizada para que la comprendamos con facilidad, para que sigamos los avances y logros que se van generando y para que le saquemos el máximo provecho mediante las aplicaciones que se logran utilizando la tecnología.

Como todas las actividades humanas, la química influye en el desarrollo de la vida cotidiana pues, además de ampliar el conocimiento, permite la gene-ración de nuevos materiales y procesos que modifican nuestras actividades y costumbres: tal vez por ahora no sabes mucho de química, pero sin saberlo ya estás inmerso en ella.

1.1 ¿Cuál es la visión de la ciencia y la tecnología en el mundo actual?

Relación de la química y la tecnología con el ser humano y el ambiente

No podemos negar que el mundo moderno debe muchas de sus características al desarrollo de las ciencias. La química en particular, con la manipulación, transformación y aprovechamiento de diversos materiales ha provocado que muchas actividades y fenómenos tomen una apariencia que ya consideramos cotidiana. Si no lo crees, observa la siguiente imagen:

Lección 1 › La química, la tecnología y tú

1.4. Todos los materiales que te rodean, por ejemplo, los que forman a los seres vivos, los que están en el ambiente o los fabricados por el hombre, contienen sustancias químicas.

Reflexiona

Imagina que estás en algún lugar de tu casa, el que más te guste, y piensa en los objetos que hay ahí. En tu cuaderno haz una lista de al menos veinte pro-ductos o materiales que recuerdes de ese lugar, indicando si fueron tomados directamente de la Naturaleza o son producto de alguna industria o proce-so de transformación creados por el hombre. Cuando los tengas, compara tu escrito con el de algunos compañeros y comenten para tratar de responder la pregunta: ¿cómo influye la química en nuestras vidas?

1.5. Las medicinas, las conservas, los combustibles, las fibras sintéticas, las pilas y los materiales de empaque o envoltura son ejemplos de producto de industrias químicas.

20

Debido a que el desarrollo y la aplicación de la química han producido muchos avances encaminados a satisfacer necesidades básicas, como la ali-mentación, la salud o el vestido, y a hacer más cómoda y atractiva la vida cotidiana, podríamos pensar que toda la gente tiene una opinión favorable de esta disciplina. Sin embargo, como consecuencia de estas aplicaciones se han producido también algunos efectos indeseables, como la producción excesiva de basura, la contaminación del aire, el agua y el suelo, la apari-ción de muchos productos tóxicos, la generación de armas o la extinción de algunas especies. Si sumamos a esto el hecho de que algunos conocimientos se van especializando y haciendo cada vez más complejos y poco accesibles para la población en general, el resultado es que las opiniones sobre la ciencia y la tecnología se dividen.

La importancia que tiene la imagen de la química en la sociedad va mucho más allá de las opiniones, pues éstas repercuten en los más variados ámbitos. Como muestra, analiza las siguientes frases:

La publicidad aprovecha la ignorancia de la gente para que se vendan >productos, muchas veces inútiles, avalándolos con frases “muy científicas”; sin embargo, para promocionar otros artículos se elogia su origen natural, como si no hubiera productos naturales tóxicos o lo artificial fuera necesariamente dañino.En los medios políticos y económicos, en los que se decide el gasto >destinado a asuntos de ciencia y tecnología, en ocasiones las opiniones favorables o desfavorables sobre estos temas influyen más que las ideas de los expertos para aprobar o rechazar proyectos como, por ejemplo, la biotecnología, la clonación, los anticonceptivos, el uso de energéticos o las investigaciones espaciales.El uso excesivo de algunos procesos, como la quema de combustibles >para transportes, industria o calefacción, han generado problemas como el aumento de la temperatura global de la atmósfera. Muchos científicos han dado señales de alerta y han sugerido estrategias para disminuir estos efectos, pero algunos gobiernos los ignoran y sus decisiones se basan en criterios principalmente económicos y de negocios.

1.6. ¿De verdad crees que todos los científicos son superdotados, están locos o tienen apariencia extraña? ¿Acaso conoces a mucha gente así?

>LeCCIÓN 1

1.8. El calentamiento global, que está alterando el clima del mundo, ¿será culpa de la química?

Reflexiona

Seguramente conoces muchos más ejem-plos que ilustran tanto la utilidad y bene-ficio de la química como los problemas y opiniones que genera. Coméntalos con tus compañeros y conoce sus opiniones.

1.7. Muchos productos que se anuncian para bajar de peso y tener cuerpos esculturales no sólo no funcionan, sino que pueden ser peligrosos para la salud.

Bloque 1 › Las características de los materiales

21

>¡Manos A LA oBra!¡Las opiniones sobre química y tecnología a debate!

Con la participación de todo el grupo, organicen una >discusión que tenga como tema central: “¿Resulta bené-fico el desarrollo de la química y la tecnología?”Para tener información más amplia sobre el tema, te su- >gerimos que previamente hagas una encuesta entre tus familiares, amigos o conocidos. Piensa qué preguntas podrías hacer y organízalas junto con las respuestas. Ahí te van algunas ideas de preguntas para que abarques dis-tintos aspectos importantes:

a) Mencione algunos beneficios que hayan generado la investigación científica y la tecnología en los campos que se indican:

Alimentación Empaques y envolturasSalud VestidoAgricultura ViviendaTransporte Diversión

b) Con respecto a la pregunta anterior, describa también problemas que se hayan generado para la gente, la sociedad o el ambiente.

c) Haciendo un balance de los aspectos benéficos y los pro-blemas, ¿cree usted que el desarrollo de la ciencia sea positivo o negativo?

d) ¿Cree usted que la solución de los problemas genera-dos por las aplicaciones tecnológicas podrían resolverse sin el conocimiento científico? Si así lo cree, sugiera cómo.

e) ¿En qué o quién cree usted que recae la responsabilidad de los problemas: en la ciencia, en los científicos, en los fabri-cantes de tecnología, en los comerciantes, en los medios que publicitan los productos, en los consumidores, en alguien más?

Arregla y organiza las preguntas como consideres mejor >y añade todo lo que creas que te aportará información para discutir en el debate.La idea es que, tras reunir y revisar la información, el día >del debate el grupo se divida en dos, para que cada mitad defienda una postura: a favor o en contra. Posiblemente te toque estar en la mitad con la que no estás de acuerdo, pero haz un esfuerzo para encontrar los argumentos que avalarían esa opinión. Para el buen funcionamiento de la sesión sería conve- >niente que eligieran a un compañero como moderador con el fin de que vaya dando la palabra a quien le toque, procurando el equilibrio entre las participaciones de las dos mitades; otra persona podría ser el secretario, para ir anotando frases a manera de resumen de cada aporta-ción, ya sea en el pizarrón o en una hoja.Una vez que hayan terminado los argumentos de ambas >partes, procuren obtener conclusiones del grupo y anó-tenlas en sus cuadernos para que quede constancia de la actividad.

Lección 1 › La química, la tecnología y tú

1.9. Organiza tus ideas y prepárate para defenderlas lo mejor posible en el debate.

22

Tiempos paralelos

En enero de 2007 se reunieron en Davos, Suiza, los líderes políticos más importantes del mundo en el Foro Económico Mundial. Los temas que trataron se centraron en la pobreza, el poder de la economía china, la paz en Medio Oriente y el cambio climático. A principios de febrero del mismo año, científicos de todo el mundo, reunidos en el panel de la Organización de las Naciones Unidas (ONU) sobre el clima, alertaron una vez más sobre la responsabilidad del ser humano y la quema de combustibles en este cambio climático, y presentaron alarmantes conclusiones.

En los periódicos de esos días se leyeron encabezados como los siguientes:

Bloque 1 › Las características de los materiales

Este año en Davos aumentan al doble los interesados en el tema

Davos, 24 de enero de 2007. Las prin-cipales compañías del mundo a través de sus presidentes ejecutivos (CEO) manifestaron gran preocupación por el costo que tendrá el cambio climáti-co sobre los negocios, y consideraron a este problema como más alarmante que el terrorismo, la inestabilidad política y la escasez de petróleo y otros recursos. La firma de consultoría estadounidense Price Waterhouse Coopers (PwC) pre-sentó un sondeo en el Foro Económico Mundial, en el que el 40% de los eje-

cutivos encuestados se encuentra muy preocupado por las condiciones del cli-

ma; sin embargo, entre los empresarios norteamericanos la cifra baja a sólo el 18%... Por su parte, el presidente de Estados Unidos, George Bush, presentó diversos

compromisos para reducir la emisión de bióxido de carbono y para sustituir el petróleo por etanol, pese a que aún no ha ratificado su apoyo al Protocolo de Kyoto para hacer frente al calenta-miento global… Los líderes empresariales se mues-tran muy optimistas pues consideran que la globalización trae importantes oportunidades de expansión y penetra-ción geográfica, pero están conscien-tes de que deben basar este crecimien-to en tecnologías no contaminantes…

Bush dice tomar el asunto en serio y promete reducción de combustio-

nes en 20% para el 2017

El cambio climático afectará a la mayoría de los negocios: ejecutivos de todo el mundo

La Torre Eiffel, el Coliseo Romano, la Puerta de Alcalá, el Arco del Triunfo y miles de hogares europeos apagan luces cinco minutos ante el llamado de ambientalistas

París/Pekín, 1 de febrero de 2007. Un grupo de 2,500 científicos de 130 paí-ses, la mayor autoridad sobre el cambio climático reunida en París, advirtió que muchos de los efectos observados se mantendrán o crecerán por siglos aun cuando se pongan en marcha medidas para frenar las emisiones de gases de

carbono producto, principalmente, de la quema de combustibles fósiles… Por otro lado, en Pekín, China, científicos advirtieron que el aumento de tempe-ratura en la meseta Qinghai-Tibet, de-rretirá glaciares, secará ríos y provocará grandes sequías…

Urge frenar el calentamiento global

El nivel de los océanos seguirá creciendo durante mil años,

advierten los científicos del panel de la ONU

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Rescata las principales ideas que aparecen en los fragmentos anteriores, escríbelos en tu cuaderno y coméntalas con tus compañeros para responder: ¿qué relación tiene la química con estas noticias? Y, ¿en qué medida todos estamos involucrados en los problemas que se muestran?

1.10. Diversas agrupaciones aprovechan los foros y reuniones internacionales para protestar por asuntos como la pobreza, la desigualdad o la destrucción del ambiente.

Las TIC por tu cuenta

Los medios de información y comunicación continuamente hablan sobre aspectos relacionados con el cambio global. Con el fin de que entiendas mejor el fenómeno y lo que puede hacerse para revertirlo, podrías llevar a cabo las siguientes consultas:

> Analiza el video “La química y el ambiente”, vol. XIII de la colec-ción El mundo de la química, si es que lo tienen en tu escuela.

> Averigua qué son los protocolos de Kyoto y de Montreal; para ello puedes consultar las páginas de Internet:

archivo.greenpeace.org/Clima/Prokioto.htmunfccc.int/portal_espanol/essential_background/feeling_the_heat/items/3304.phpes.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Montrealwww.analitica.com/va/documentos/2628553.asp

París, 2 de febrero de 2007. Según un reporte de la prensa local, un grupo norteamericano que incluye a las mayores empresas petrole-ras, entre ellas ExxonMobil, ofreció dinero y viáticos a los miembros del Panel Intergu-bernamental en Cambio Climático (IPCC) para que suavizaran el informe de la ONU

publicado este viernes, que cuenta con el aval de expertos de 130 países… El informe ha de-jado atrás suposiciones para confirmar que el calentamiento se debe al 90% de las activida-des humanas… principalmente de los países industrializados y de economías emergentes como China, India y Brasil… Entre otras con-

clusiones se cita que los mares han absorbido el 80% de calor generado hasta ahora, los des-hielos en la Antártica y Groenlandia contribu-yen al aumento del nivel del mar y se observan grandes ascensos en las precipitaciones de las partes orientales de América, el norte de Eu-ropa y Asia Central…

Grupo ligado a Bush ofrece soborno a expertos para que alteren reporte sobre el cambio climático

La Tierra podría calentarse hasta 6.4 °C a fines del siglo XXI. La única solución está en disminuir emisiones de gases de efecto invernadero en todos los países

Lección 1 › La química, la tecnología y tú

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1.11. Conocimiento empírico: muchas especies de animales son capaces de modificar su entorno y adaptarlo para sobrevivir o protegerse, y decimos que lo hacen por instinto. Por ejemplo, las abejas hacen panales y los castores hacen represas. Seguramente muchas prácticas del ser humano tienen un origen parecido, pero la capacidad de observación, el análisis, la acumulación de experiencias y transmisión de ideas permitió que se desarrollaran técnicas complejas, apoyadas en procesos de prueba y error.

1.2 Características del conocimiento científico: el caso de la química

El ser humano tiene la capacidad de apreciar el mundo, analizarlo, describirlo y modificarlo con diversas acciones y, a lo largo de la historia, estas posibilida-des han originado diferentes formas de conocer y actuar.

1.12. El arte: la necesidad de comunicar y de interpretar los sucesos ha impulsado la creación de muchas obras pictóricas, musicales, literarias y de todos tipos. Esta forma de representar los sucesos tiene como únicos límites la imaginación y la creatividad; se han desarrollado técnicas que los artistas pueden dominar y los productos pueden gustarnos o no, pero cualquier representación es válida.

1.13. La religión: como parte de la cultura de diferentes regiones y como una interpretación del origen y desarrollo del mundo y el ser humano, las religiones proponen explicaciones y preceptos que se consideran dogmas. Estas ideas las acepta la gente que sigue dichos preceptos porque así lo cree, sin necesidad de cuestionamientos ni demostraciones.

1.15. La ciencia: ¿qué tiene de especial esta forma de conocer y transformar el mundo? ¿Qué se requiere para llevarla a cabo? ¿Por qué ha generado tantos desarrollos tecnológicos? ¿Comparte algo con las otras formas de conocer el mundo??

1.14. La filosofía: es el estudio de los principios que organizan y orientan el conocimiento, tratando de analizar las causas y los efectos del pensamiento y las acciones. Desde varios siglos antes de nuestra era, se empezó a buscar cómo se construyen las explicaciones lógicas y racionales, pero en este esfuerzo

los primeros filósofos generaron algunas ideas falsas, ya que trataron de explicar fenómenos naturales sólo de forma racional, y no todo lo que “suena o parece lógico” es necesariamente verdadero. Por ejemplo, Aristóteles (384-322 a. de n. e.), uno de los primeros analistas del pensamiento, proponía explicaciones con gran rigor de razonamiento que hoy sabemos que no son ciertas, como decir que los objetos pesados caen siempre más rápido que los ligeros.

Bloque 1 › Las características de los materiales

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Glosario

Instinto:conjunto de pautas de reacción o compor-tamiento que contribuye a la conservación de la vida de un individuo o de la especie.

dogma:proposición que se acepta como firme y cierta y como principio innegable de una ciencia o doctrina.

Trata de responder las preguntas que aparecen en la figura 1.15. Con las siguientes actividades relacionadas con la química, que es una ciencia, trataremos que recuerdes muchas cosas que ya sabes y así te sea más fácil dar las respuestas.

Y antes de la química… ¿qué?Si buscamos los antecedentes de los químicos que hoy trabajan en modernos laboratorios, tenemos que remontarnos a los primeros siglos de nuestra era, cuando surgieron los primeros alquimistas. La alquimia, una mezcla de actividades experimentales y especulaciones filosóficas, comenzó entre los griegos de la escuela de Alejandría y se fue extendiendo hacia oriente y occidente, hasta abarcar todo el Mediterráneo, las regiones árabes, Medio Oriente y China.

Los alquimistas se dedicaban a combinar sustancias, analizar fenó-menos naturales, diseñar aparatos, experimentar con venenos y mu-chas actividades más que les permitían mostrar hechos asombrosos y hasta desarrollar técnicas útiles, lo que hizo que muchos de ellos re-cibieran protección de los gobernantes de sus regiones y adquirieran una posición de privilegio, pues su conocimiento aplicado a las armas,

la producción de bienes o las intrigas, permitía acrecentar el poder y el dominio. Como algunos de ellos mezclaban sus experiencias con actividades “ocultistas” y hacían negocios poco honestos actuando como charlatanes, también se les veía como magos o brujos.

Entre los principales objetivos de los alquimistas estaba convertir diversos metales en oro, que ya entonces era un material sinónimo de riqueza. Muchos conocimientos sobre las sustancias y sus cambios fueron descubiertos en esta búsqueda, pero muchos más se perdie-ron, pues ellos mismos llevaban poco control de los procesos, los mantenían en secreto para no ceder privilegios y llamaban a cada cosa con nombres que los demás no entendían.

Para la historia

1.16. Henning Brand (1630-1710) fue un alquimista alemán que, en la búsqueda de convertir otros metales en oro, obtuvo por primera vez un sólido brillante, el fósforo blanco; lo logró hirviendo su orina, calentándola con arena y condensando los vapores generados.

1.17. El médico suizo Theophrastus Bombastus von Hohenheim, mejor conocido como Paracelso, fue el creador de la iatroquímica, disciplina en la que experimentaba con diferentes sustancias químicas para curar, como un antecedente del uso de las medicinas. A él se atribuye la frase: “La dosis hace el veneno”.

Lección 1 › La química, la tecnología y tú

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¡Piénsale!

Para una actividad como la alquimia, ¿qué ventajas hubiera representado que los alquimistas organizaran y anotaran claramente su información y la compar-tieran con los demás, con un lenguaje común? ¿Tienes idea de cómo se ha abordado este aspecto en la química moderna? Comparte tus ideas con tus compañeros.

Bloque 1 › Las características de los materiales

La importancia del trabajo experimentalTal como lo era la alquimia, la química es una ciencia experimental, pues basa muchos de sus conocimientos y logros en el trabajo directo con la ma-teria y sus cambios. Aunque generalmente asociamos los experimentos con laboratorios equipados con aparatos y sustancias “sofisticados”, cualquier lu-gar puede ser útil para llevar a cabo trabajo práctico y, con imaginación e ingenio, pueden ponerse en práctica experiencias grandiosas. Lo que sí es importante es organizar este trabajo, pues experimentar no es sólo revolver sustancias por ocurrencia, lo que puede resultar incluso peligroso.

¿Ya conoces el laboratorio?Como parte de este curso podrás apreciar muchos cambios sorprendentes, ob-servarás fenómenos que te ayudarán a comprender el porqué de algunas ideas y podrás diseñar experimentos con base en lo que vayas aprendiendo. Para hacerlo, es importante conocer bien el lugar principal de trabajo. Si tu escuela cuenta con un laboratorio, en él se desarrollarán muchas de las actividades que te proponemos en este libro.

En la primera ocasión que acudas al laboratorio, será importante que iden-tifiques algunos aspectos:

¿Funcionan bien las puertas como para salir en caso de emergencia? >

1.19. Analiza con tu grupo la conveniencia de emplear una bata, guantes y gafas de protección siempre que sea necesario.

1.18. Localiza las tomas de agua, de gas y los contactos eléctricos, que suelen ser de utilidad.

¿Con qué instalaciones está >equipado?

¿Qué equipo usarás para >protección?

27Lección 1 › La química, la tecnología y tú

1.20. Localiza extintores, regaderas o mantas y analiza cómo y cuándo se usan.

Herramientas

Tu trabajo experimental será tan impor-tante para este curso, que sería conve-niente que llevaras un registro continuo, claro y organizado de tus actividades en un cuaderno especial o “bitácora”. Con las observaciones registradas po-drás analizar y buscar explicaciones o interpretar lo ocurrido con más facili-dad. ¿Qué tal si la estrenas con una des-cripción y un esquema del laboratorio que acabas de analizar?

1.21. Nunca pruebes, toques o huelas directamente un reactivo de laboratorio, pues la experiencia puede ser muy peligrosa.

1.22. A medida que vayamos trabajando, conocerás aparatos especialmente diseñados para medir, calentar, contener, mezclar y muchas otras funciones. La mayoría se pueden sustituir por material casero, así que no te preocupes si no cuentas con alguno de ellos.

¿Qué equipo hay contra incendios? >

¿Qué tipo de actividades están restringidas? Razona qué riesgos tendría >tu salud y el desarrollo de los experimentos si se pudiera comer o beber, fumar, jugar y trabajar solo o sin atención en el laboratorio.

¿Qué materiales, aparatos y sustancias hay en el laboratorio? >

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Ahora que ya conoces el laboratorio, te sugerimos que lleves a cabo los siguientes experimentos, con los que pondrás en práctica acciones y actitudes deseables para “hacer ciencia”; organízate en equipos de tres o cuatro personas.

En cada actividad resaltaremos aspectos de la construcción del conoci-miento científico; pon mucha atención, pues lo que aprendas te será útil cada vez que tengas relación con la ciencia. Además, sigue las indicaciones y las medidas de precaución que se recomiendan, pues de lo contrario puedes tener accidentes o echar a perder el material.

Fíjate también que cuando se mencionan sustancias químicas, se acom-paña su nombre con el símbolo que los químicos le damos, y que forma parte del lenguaje de esta ciencia.

experimentación e interpretación

En este primer experimento que realizarás con tu equipo te proponemos po-ner especial atención en la observación detallada de lo que ocurre, para que luego, aplicando los conocimientos que ya tienes y el razonamiento, intentes interpretar lo ocurrido:

Bloque 1 › Las características de los materiales

un cambio químico “sangriento”

necesitAs:Dos vasos de precipitados de 100 mLEspátula o cuchara pequeñaAlgodónCloruro de hierro(III), FeCl3

Tiocianato de potasio, KSCNAgua

DesArroLLo:En cada vaso pon 10 mL de agua. >En uno de ellos añade con la espátula un poco de tiocia- >nato de potasio y revuelve hasta que se disuelva.Enjuaga y seca muy bien la espátula y en el segundo >vaso agrega un poco de cloruro de hierro(III). Disuelve bien y vuelve a lavar la espátula.Humedece un algodón con la disolución de cloruro de >hierro(III) e impregna una parte de tu brazo con ella.Moja la espátula con la disolución de tiocianato de po- >tasio y toca con ella la zona del brazo mojada con la otra disolución, simulando que te cortas. Observa qué ocurre y al terminar lávate muy bien con >agua y jabón.

AnALizA y concLuye:Compara la apariencia de las sustancias en disolución >antes y después de reunirlas: ¿parecen lo mismo?De acuerdo con lo observado, ¿crees que se trate de un >cambio físico en el que sólo se reunieron las sustancias o de un cambio químico en el que éstas se transformaron en otras?¿La sola observación te aporta toda la información para >comprender lo sucedido? ¿Qué más crees que hace falta?Comenta con tu equipo qué pudo suceder y concluyan >con la asesoría de su profesor.

>¡Manos A LA oBra!

1.23. ¡PRECAUCIÓN! Recuerda que en el laboratorio nunca debes probar las sustancias y que es conveniente lavarte bien al terminar.

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>¡Manos A LA oBra!Abstracción y generalización

Con la actividad anterior pudiste darte cuenta de que un ex-perimento nos permite obtener información, pero la experien-cia con la que ya contamos y el análisis razonado son lo que nos permite interpretar lo ocurrido. Así que la construcción y el desarrollo de la ciencia requieren de la abstracción, que implica procesar la información por medio del razonamiento. Este procesamiento se presenta desde que hacemos hipótesis, es decir, suposiciones razonadas de lo que puede ocurrir, hasta que analizamos los resultados.

Antes de asegurar que un proceso ocurre o que un cono-cimiento puede considerarse como válido, es preciso repetir muchas veces los experimentos y analizar si todos los factores que pueden influir están siendo considerados, pues cuando los científicos afirman una idea es porque así sucede en todas las pruebas que han realizado. También es posible hacer generalizaciones, es decir, extender un conocimiento que se ha comprobado muchas veces a todos los casos en los que se presenten circunstancias similares. Por supuesto que si al hacer nuevas pruebas con esos casos el resultado varía, habrá que modificar las explicaciones, justificaciones o leyes que se habían considerado válidas. Las ciencias se autocorrigen cuando es necesario.

¿Qué tienen en común?necesitAs:

6 tubos de ensayoGradillaEspátulaPipeta de 5 mLBicarbonato de sodio, NaHCO3

Disoluciones de los siguientes ácidos que preparará tu maestro:

Ácido clorhídrico, HCl, ácido sulfúrico, H2SO4, ácido nítrico, HNO3

Vinagre (es disolución en agua de una sustancia llamada ácido acético, CH3COOH)Disolución de azúcar de mesa (se llama sacarosa, C12H22O11)Alcohol etílico, CH3CH2OHSobre de sal de uvas (lo consigues en la farmacia)

DesArroLLo:Pon los 6 tubos en la gradilla y con la espátula añade a >cada uno un poco de bicarbonato de sodio, procurando que todas las cantidades sean similares.Añade al primer tubo 2 mL de la disolución de ácido >clorhídrico, observa lo que sucede, y repite el proceso con los demás tubos cambiando en cada uno el líqui-do (ácido sulfúrico, ácido nítrico, vinagre, disolución de azúcar y alcohol etílico). Observa y anota lo que ocurre en cada caso.Disuelve la sal de uvas en medio vaso con agua, observa >y lee en el sobre qué sustancias contiene el polvo.

AnALizA y concLuye:Describe lo que ocurrió en cada tubo y en la sal de uvas. >Haz una lista de las sustancias con las que ocurrió algo >similar.Piensa: el jugo de limón contiene, entre otros componen- >tes, una sustancia llamada ácido cítrico, ¿qué crees que pasará si agregas jugo de limón al bicarbonato de sodio? ¿Por qué? Sería deseable que comprobaras tu suposición con tu equipo, ya sea en el laboratorio o en casa.Aunque en este caso sólo se hicieron unas cuantas reac- >ciones, ¿aplicaste alguna generalización? ¿Por qué? Co-menta con tu equipo y anota tus conclusiones.

1.25. Asegúrate siempre de que todo el material esté limpio antes de usarlo.

1.24. Para manejar las condiciones en las que ocurren los fenómenos, muchas veces es necesario trabajar en ambientes creados para mantener todas las variables bajo control.

Lección 1 › La química, la tecnología y tú

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Representación a través de símbolos, diagramas, esquemas y modelos tridimensionales

Como ya pudiste analizar a lo largo de los cursos de Ciencias 1 y 2, el desarro-llo de la ciencia implica actividades variadas en las que se emplean muchas herramientas. La comprensión, la representación y la comunicación de las ideas y descubrimientos son fundamentales para el avance, y para facilitarlas podemos echar mano de esquemas, diagramas, cuadros, gráficas. A lo largo del curso iremos practicando y analizando el empleo de estos recursos y, ya que iniciamos este bloque hablando entre otros temas de la química y el am-biente, como ejemplo observa y analiza las siguientes figuras que contienen información útil para ese tema:

Las explicaciones y representaciones que logran los científicos no son necesariamente verdaderas. Aunque deben ser lógicas, apoyarse en experien-cias, permitir hacer predicciones que sí se cumplen y no fallar ante ningún fenómeno observable, no dejan de ser propuestas o modelos, que pueden sus-tituirse o modificarse si se descubre algo que los contradiga o se propone una

1.26. Esta gráfica muestra en qué países del mundo se generaron más emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera durante el año 2000. ¿Qué factores crees que influyan en la generación de más o menos contaminantes?

Bloque 1 › Las características de los materiales

Países

EUA

ChinaRus

iaJap

ónInd

ia

Aleman

ia

Reino U

nido

Canad

á

Corea del

Sur

Italia

Franc

ia

Méx

ico

Austra

liaBras

il

Ucrania

200

0

400

600

800

1 000

1 200

1 400

1 600

1 800

Mill

ones

de

tone

lada

s de

dió

xido

de

carb

ono

Países que generan mayor emisión de dióxido de carbono

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explicación que se considere mejor. Un modelo será más valioso cuanto mejor represente la realidad.

Otro tipo de modelos los puedes ver en la figura 1.27, en la que se muestran algunos compuestos aprovechando pequeñas bolas y varillas, que representan átomos y los enlaces que los unen. Obviamente, el tamaño, el color e incluso la forma que se aprecian en este modelo tridimensional no necesariamente coin-ciden con la realidad, pero son una representación de las sustancias que forman parte indispensable de la comprensión de la química.

Características de la química: lenguaje, método y medición

La química, parte del conocimiento universal, comparte con las demás cien-cias la visión objetiva de los fenómenos, la necesidad de generar conocimien-tos que puedan comprobarse y que permitan hacer predicciones que resulten correctas. Su campo de estudio, centrado en la materia y sus transformacio-nes, se toca en muchos puntos con otras disciplinas científicas, como verás en diversos ejemplos que desarrollaremos a lo largo del texto. Por otro lado, esta visión de la Naturaleza contrasta con la que se maneja en otras formas de acercarse al conocimiento que ya revisamos, por ejemplo: para muchos de los fenómenos que se analizan en química se aprovechan conocimientos adquiridos empíricamente, pero la ciencia requiere ir más allá para compro-barlos y sistematizarlos. A diferencia de las ideas de la religión, de la astrología y de otras actividades “esotéricas”, en química jamás partiremos de dogmas o de principios que no puedan someterse a la duda y al diseño de mecanismos de comprobación.

La química tiene también sus particularidades de lenguaje y representa-ción. Ya empezaste a conocer los nombres de algunas sustancias y los símbolos que se les asignan, y también algunos materiales y aparatos que se emplean comúnmente en esta disciplina. Además, la clasificación de los materiales y los objetos de estudio es otra herramienta que facilita y organiza el trabajo.

Habrás notado también que, si bien no hay un método único de desarrollo de la ciencia, hay ciertos aspectos como la planeación, la observación, la abs-tracción, la experimentación, la comprobación, el análisis, la interpretación y la comunicación de resultados que se presentan en todos los procesos de la quí-mica. Como una forma de transmitir los logros y conocimientos, existen publi-caciones periódicas especializadas en química a las cuales los científicos envían artículos en los que describen con todo detalle y rigor sus descubrimientos y la forma en que los consiguieron para que otros puedan reproducirlos. También hay libros y revistas de divulgación, que resultan muy atractivos, dedicados a acercar este conocimiento a toda la sociedad de forma muy accesible.

En todo este conjunto de actividades de la química aún nos falta analizar otra más, una que fue fundamental para que los primeros químicos se distin-guieran de los alquimistas: la medición. Con el siguiente experimento podrás ver un ejemplo de la importancia de medir.

1.28. Las diferentes sustancias se pueden clasificar de acuerdo con sus propiedades comunes. Por ejemplo, los llamados ácidos, entre otras características, reaccionan de forma similar.

Lección 1 › La química, la tecnología y tú

1.27. Representación tridimensional de las moléculas de dióxido de carbono, CO2, metano, CH4, y agua, H2O, están entre las principales generadoras del llamado “efecto invernadero” y el calentamiento global.

CH4

H2OCO2

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>¡Manos A LA oBra!¿Qué combustible libera más energía al quemarse?

necesitAs:2 lámparas de alcohol2 vasos de precipitados de 250 mL2 tripiés y rejillas con asbesto2 termómetros2 soportes universales con pinzasProbeta de 50 mLBalanza

Alcohol etílico y gasolina1 probeta de 50 o 100 mL

DesArroLLo:Etiqueta las lámparas (alcohol y gasolina). >Con la balanza, mide la masa de cada una de las lámpa- >ras y anota en tu bitácora los resultados.Monta un equipo como el que se ve en el esquema. >Usando la balanza, mide 20 g de alcohol y 20 g de gaso- >lina y colócalos en la respectiva lámpara.En cada vaso añade 50 mL de agua medidos con la >probeta.Enciende las lámparas e inicia el calentamiento del agua. >Controla la temperatura de cada vaso y cuando el termó- >metro marque 70 °C coloca la tapa de la lámpara para que se apague la mecha.Mide en la balanza la masa restante de cada combusti- >ble y compárala con la cantidad inicial.

AnALizA y concLuye:Comenta con tu equipo qué > factores o variables contro-laste durante el experimento y describe cómo lo hiciste en cada caso.¿Cómo puedes saber cuál de los dos combustibles aporta >más energía por unidad de masa?¿Qué importancia tiene medir para que esta experiencia >te permita responder la pregunta anterior?

1.30. El trabajo científico se desarrolla en muchos campos, pero los objetivos son comunes: descubrir los secretos de la Naturaleza, comunicarlos, compartirlos y diseñar formas de aprovecharlos.

1.29. Vas a usar alcohol y gasolina, que se incendian con mucha facilidad, así que no prendas cerillos hasta no estar seguro de que ambos combustibles están en las lámparas cerradas.

Reflexiona

Bloque 1 › Las características de los materiales

Alcohol Gasolina

1. Explica en tu cuaderno, con tus propias palabras: ¿qué son el tra-bajo y el conocimiento científicos?

2. Comenta con tus compañeros cómo se relaciona la química con la física, la biología, la geografía, las matemáticas, la historia, la economía, la cocina y el arte. ¿Podrán encontrar campos de acción donde se requieran varias de ellas a la vez?

3. En una revista apareció un anuncio en el que se ofrecía la venta de agua de un manantial que cura una gran cantidad de enfermeda-des con sólo ingerirla durante un mes. Por otro lado, en un comer-cial de televisión se mostró cómo en cinco días la aplicación de una crema logró que los usuarios bajaran cinco kilogramos de grasa de la cintura. ¿Qué crees que haría un químico si estuviera interesado en estas informaciones?

33

1.3 tú decides: ¿cómo saber que una muestra de una sustancia está más contaminada que otra?

Ya hemos visto, con diversos ejemplos, que mediante la aplicación de los co-nocimientos que genera la química se busca resolver necesidades básicas y crear mejores condiciones de vida; sabemos también que en algunos pro-cesos tecnológicos se pueden generar contaminantes o se destruyen facto-res ambientales importantes para la Naturaleza. Sin embargo, no sólo las industrias o los transportes generan contaminación.

Nuestro planeta tiene la capacidad de regenerar el ambiente ante diversas alteraciones. Por ejemplo, los cadáveres y restos de seres vivos se descomponen debido a la erosión y a la actividad de hongos y bacterias, restituyendo sustancias al medio que son componentes habituales, como dióxido de carbono, CO2, agua, H2O, y sales con nitrógeno o azufre. Pero todos estos procesos tienen lími-tes y, cuando se sobrepasan, crean serios problemas como, por ejemplo, daños a la salud, destrucción de especies, erosión del suelo o desajustes en el clima.

1.31. Muchos fenómenos naturales, como las erupciones volcánicas, generan contaminación y alteran las condiciones reinantes en una región.

Glosario

Contaminación:presencia en un medio de cualquier tipo de agente que normalmente no se encuentra y que altera el equilibrio del mismo, sin importar la fuente de la que provenga.

1.32. En el suelo, la basura es la forma de contaminación que fácilmente vemos, pero el abuso de los plaguicidas y los fertilizantes, y los desechos urbanos e industriales, generan serios problemas.

Lección 1 › La química, la tecnología y tú

34

La contaminación del aire preocupa de forma especial a los científicos, pues según muchos estudios, es la responsable de las alteraciones climáti-cas que se están presentando desde hace algunos lustros. Los cambios en la temperatura ambiente en muchas regiones, las variaciones en la fuerza y las temporadas de los huracanes, las grandes inundaciones o las sequías seve-ras, parecen ser muestra de esta transformación atmosférica paulatina.

1.34. La principal fuente de contaminación del aire es la quema de combustibles fósiles, como los derivados del petróleo, el carbón y el gas natural o metano.

1.33. Los ríos, lagos y mares reciben contaminantes de los desagües industriales, de los hogares y de los excesos de fertilizantes y plaguicidas.

Bloque 1 › Las características de los materiales

Reflexiona

El dióxido de carbono, CO2, es un gas indispensable para que las plan-tas y algas realicen la fotosíntesis y generen los carbohidratos con los que se inicia la cadena alimenticia. Del mismo modo, la mayo-ría de los seres vivos lo liberamos a la atmósfera como producto de la respiración. Sin embargo, es uno de los llamados gases invernadero, responsables del calentamiento global que estamos viviendo.

Investiga un poco más sobre estos fenómenos y comenta en grupo:¿Es igual el CO2 que se produce y consume en los seres vivos que el que generan las combustiones? ¿Qué factores hacen que este gas, cuya presencia es natural en la atmósfera, ahora genere problemas? Con la asesoría del profesor obtengan una conclusión con base en las respuestas y anótenla en sus cuadernos.

35Lección 1 › La química, la tecnología y tú

Herramientas

¡No es lo mismo “cantidad” que “concentración”!Para seguir analizando las causas y los efectos de la contaminación revisaremos un concepto que nos resultará muy útil: concentración.

Analiza las imágenes 1.35 y 1.36. Como podrás darte cuenta, si quie-res hacer más cantidad de limonada que mantenga el mismo sabor ten-drás que aumentar la cantidad de jugo y azúcar en la misma proporción que aumentes el agua.

Así como en el agua de limón, en muchos fenómenos naturales y en diversos procesos de la tecnología las propiedades y los cambios que se presenten los determinan no sólo las sustancias que haya, sino tam-bién la proporción entre ellos. A este dato le llamamos concentración y existen diversas formas de expresarla.

La forma más sencilla podemos ejemplificarla con algunos de los datos de la limonada:

> Si en una jarra de 1.5 L se añaden 3 cucharadas de azúcar, podemos hacer una operación como la siguiente para expresar la concentración:

3 cucharadas = 2

cucharadas 1.5 L L

La expresión 2 cucharadas/L quiere decir que, para mantener la pro-porción, será necesario añadir dos cucharadas por cada litro de limo-nada que se quiera preparar y es una expresión de concentración.

Otra forma de indicar concentraciones es por medio de porcenta-jes. Por ejemplo, el suero salino que se compra en las farmacias está hecho con agua y sal en una proporción similar a la que guardan los líquidos del cuerpo, y la etiqueta dice que es disolución de cloruro de sodio, NaCl o sal de mesa, al 0.9% en masa. Esto quiere decir que en cada 100 g de disolución, 0.9 g son de cloruro de sodio. Como podrás darte cuenta, en los porcentajes es importante que las cantidades de las sustancias y del total de la mezcla se midan en las mismas unidades, ya sean de masa o de volumen.

1.35. Imagina que vas a preparar una jarra de limonada y para ello pones tres cucharadas de azúcar, el jugo de seis limones, completas con agua hasta tener litro y medio de bebida y agitas.

1.36. Si sirves un vaso de limonada, te llevas sólo una porción del agua, del azúcar y del jugo de limón, pero el sabor del líquido es igual que el de la jarra, pues se determina por la proporción que hay entre los componentes de la mezcla, aunque las cantidades en ambos recipientes sean diferentes.

>aPLiCa LO Que saBes1. En un vaso común caben alrededor de 250 mL de líqui-do. Si quisieras preparar sólo un vaso de limonada que supiera igual que la de las figuras 1.35 y 1.36, ¿cuánta azúcar y cuánto limón deberías agregar?

2. Las bebidas alcohólicas tienen indicada la concentración de alcohol que tienen como porcentaje en volumen. Si un vino indica 12.5% vol de alcohol, ¿qué quiere decir? ¿Cuánto alcohol se está ingiriendo si se toma una copa donde hay 150 mL de esa bebida?

36

>¡Manos A LA oBra!Otra expresión de concentraciones

Cuando las mezclas contienen una proporción muy baja de sustancias disueltas es posible que las expresiones comunes, como los porcentajes, no resulten muy útiles, pues hay que manejar números muy pequeños.

Para que comprendas otra forma útil de expresar la concen-tración, te proponemos que realices la siguiente experiencia:

necesitAs:7 vasos de plástico transparentes2 goterosJugo de alguna fruta o agua de jamaicaAgua de la llave

DesArroLLo:Numera los vasos del 1 al 7 y >pon en el primero 10 gotas de jugo o agua de jamaica.De ese primer vaso pasa una >gota de jugo al vaso #2 y añade nueve gotas más de agua sim-ple; mezcla bien.Vuelve a hacer la misma ope- >ración poniendo una gota del vaso #2 en el #3 y añadiendo nueve gotas de agua. Repite vaso tras vaso hasta llegar al #7, como se indica en el siguiente esquema.Anota en tu bitácora las carac- >terísticas que se aprecian en cada vaso; fíjate especialmente en el color, el olor y el sabor.

Comenta con tus compañeros las siguientes preguntas: >¿queda algo de jugo o agua de jamaica en el último vaso? ¿Cómo sabes? Si en lugar de jugo la muestra fuera una medicina o un veneno, ¿haría el mismo efecto al tomar cualquiera de las diluciones?

Como puedes calcular, a cada vaso sólo pasamos la décima parte del anterior, así que en el séptimo hay la millonésima parte de la cantidad original, pero el volumen total, 10 gotas, es igual que al principio. Con este razonamiento, podemos decir que en el séptimo vaso la mezcla tiene una concentración de una parte por millón o 1 ppm del jugo original en agua.

1.37. Los números que se muestran debajo de los vasos indican qué tan diluida está la muestra original.

Torito

Para resolver las preguntas siguientes deberás recordar claramente las diferentes unidades de volumen y masa que estudiaste desde la primaria y en los cursos anteriores de física y matemáticas. Piensa y calcula bien antes de dar la respuesta y compárala con la de tus compañeros. Si tienes dudas, acércate a tu maestro o maestra.

1. En un día con alta contaminación en la ciudad, los análisis del aire muestran que hay una concentración de monóxido de carbono, CO, de 14 ppm. ¿Cuántos mililitros de este gas habrá repartidos en cada metro cúbico de aire?

2. Si el suero salino fisiológico, como sabes, contiene 0.9% en masa de cloruro de sodio, ¿cómo expresarías esta concentración en partes por millón? ¿Sería práctico trabajar con ese dato?

3. Si la concentración de alguna sustancia es aun menor que las que hemos trabajado hasta ahora, podemos usar otra unidad, par-tes por mil millones. Al analizar 50 m3 de aire en la atmósfera de una zona industrial se detectan 0.2 mL de dióxido de azufre, SO2. ¿A cuántas partes por mil millones corresponde esta proporción?

Bloque 1 › Las características de los materiales

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37

La contaminación atmosférica y sus efectosMillones de toneladas de combustibles fósiles se queman diariamente, emi-tiendo gases que provocan diferentes efectos según la concentración que al-canzan. A continuación aparece un cuadro en el que encontrarás información interesante. Analízala con cuidado.

Lección 1 › La química, la tecnología y tú

1.38. La lluvia ácida produce que plantas y bosques se dañen, que se erosionen construcciones y monumentos de piedra o metal, e incluso la pintura de los coches.

Gases contaminantes que causan diversas perturbaciones ambientales

Gas efecto de invernadero

destrucción de ozono

estratosférico

disposición ácida

Bruma fotoquímica

Corrosión disminución de la

velocidad

Reducción de la ca-pacidad atmosférica

de autolimpieza

Monóxido de carbono (CO) +

Dióxido de carbono (CO2) + +/–

Metano (CH4) + +/– +/–NOX óxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno (NO2)

+/– + + +

Óxido nitroso (N2O) + +/–

Dióxido de azufre (SO2) – + + +

Halocarburos + +Ozono (O3) + + –

(+) Genera el efecto. (–) Disminuye el efecto. (+/–) Depende de circunstancias como la altura, la temperatura y los vientos.

38

1.39. Al llegar las radiaciones solares a la atmósfera, la capa de ozono retiene los rayos gamma y la luz ultravioleta; otra parte de la radiación la reflejan las nubes, partículas de la atmósfera y el suelo. El resto lo absorbe la superficie y, en parte, es reemitido en forma de radiación infrarroja; una fracción de ésta se escapa pero el resto lo retienen el vapor de agua y algunos gases atmosféricos, lo que hace que la temperatura de la superficie sea mayor a la de las capas altas. El aumento en la concentración de gases como CO2 y CH4 incrementa este efecto y hace que la temperatura promedio de la superficie ascienda poco a poco.

Bloque 1 › Las características de los materiales

1.40. Cuando consumas productos que vienen en latas con aerosoles, revisa la etiqueta para ver si indica que no daña la capa de ozono, pues de lo contrario estarás cooperando en la emisión de “halocarburos”, también llamados CFC como referencia al tipo de compuestos, clorofluorocarbonos. Éstos también los generan los aviones y las fallas de los sistemas de refrigeración, que al llegar a la capa de ozono, producen su acción destructiva durante mucho tiempo.

Reflexiona

Los efectos de los contaminantes ambientales son mucho más graves para el planeta de lo que, por ahora, podemos advertir a nuestro alre-dedor; las actividades que los generan no son sólo las de las grandes industrias: cada vez que empleas un transporte, utilizas un aparato eléctrico o enciendes un foco, ayudas a que estos efectos se incremen-ten. Analiza qué actividades de tu vida cotidiana podrías modificar para

cooperar con el planeta. ¿No será momento de sacrificar algunas co-modidades con tal de asegurar el futuro? ¿Estará muy lejos el momen-to en que ya no optemos, sino que nos veamos obligados a modificar nuestras costumbres? ¿Será necesario establecer leyes que regulen el consumo o bastará con “pagar” por lo que gastamos?

Alrededor del 30 al 35% de la radiación es reflejada por las nubes, los océanos,

la superficie terrestre y las distintas capas

de la atmósfera. Esta radiación sale hacia el exterior

Capa de ozono

Radiación de onda corta(visible e infrarroja)

Vaporde agua

Moléculas de metano

Moléculas de dióxido de carbono

El 25% de la radiación es absorbida por la atmósfera y

45% por la superficie de la Tierra

Rayos gammay rayos X

Radiaciónultravioleta

La radiación infrarroja de onda larga emitida por la superficie

terrestre hacia la atmósfera La radiación infrarroja de onda larga absorbida por el vapor de agua,

el dióxido de carbono y el metano luego es emitida hacia la Tierra

39

La contaminación atmosférica y sus cifrasSeguramente, en algún noticiario has escuchado los reportes de la contami-nación atmosférica. Si vives en alguna de las grandes ciudades del país, posi-blemente has participado en las actividades que se ponen en práctica cuando hay “contingencia ambiental”, como evitar el uso de los coches, no hacer acti-vidad física al aire libre o incluso paralizar la actividad industrial. Tomar estas decisiones requiere conocer la concentración de los contaminantes, que en la mayoría de los países se reportan en partes por millón (ppm). En México se ha diseñado un sistema, el Índice Metropolitano de Calidad del Aire (IMECA), cuyos valores se determinan para cada gas contaminante según los efectos que provoca. En el siguiente cuadro puedes consultar estos valores, los periodos en que se monitorea cada gas, la concentración a la que equivale en ppm, los efectos que producen y las medidas que se toman en cada caso:

Índice Metropolitano de la Calidad del Aire (IMeCA).Nivel aproximado de contaminantes

Nivel aproximado de contaminantes (ppm) Partículas SO2 CO O3 NO2 IMeCA

24 hmg/m3

24 h 8 h 1 h 1 h efecto en la salud

Medidas a tomar por niveles desfavorables de dispersión (Sedue)

100 275 0.18 13 0.1 0.2Insalubre

Síntomas de irritación en personas sanas.

Vigilancia las 24 h del día de los niveles de contaminación.

200 420 0.35 21 0.21 0.7

Muy insalubre

Disminución en la toleran-cia al ejercicio físico.

Implantar el primer nivel de reducción de emisiones de fuentes industriales (promedio, 30%).

300

400

500

600

790

950

0.56

0.78

1

31

41

50

0.35

0.45

0.6

1.15

1.6

2

PELIGRO

Aumento prematuro de varias enfermedades.Muerte prematura de enfermos y ancianos.

Implantar el segundo nivel de reducción de emisiones de fuentes industriales (promedio, 50%).

Implantar el tercer nivel de reducción de emisiones de fuentes industriales (promedio, 70%).

Para terminar con el análisis de los contaminantes, el cuadro de la página siguiente indica cuáles son las fuentes de cada uno, qué cantidades se emiten anualmente y cómo ha ido variando su concentración a lo largo del tiempo. Analiza los datos y con ellos completa las actividades del siguiente Torito.

Torito

Para que practiques un poco la forma de expresar la concentración de las disoluciones, responde las siguientes preguntas. Puedes ayudarte con el cuadro de arriba y el de la página 40.

a) Al analizar 30 m3 del aire de la ciudad de Monterrey se detectaron 6.2 mL de dióxido de azufre, SO2, y esta concentración mostró valores muy similares durante 24 horas. Calcula la concentración en ppm y, con ayuda del cuadro de arriba, indica si sería necesario tomar alguna

medida de contingencia, que contribuyera a la conservación del medio ambiente.

b) En el centro de la Ciudad de México, en un día muy soleado y apa-rentemente despejado, se decretó fase 1 de contingencia pues el valor de la concentración del ozono se encontraba en 200 IMECA durante más de una hora. ¿A qué valor en ppm corresponde? ¿Cómo expresarías este valor como porcentaje en volumen?

Lección 1 › La química, la tecnología y tú

40

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Bloque 1 › Las características de los materiales

41Lección 1 › La química, la tecnología y tú

1.41. Los CFC que destruyen la capa de ozono han hecho que ésta se adelgace y los rayos ultravioleta que penetran a la superficie generen daños como el aumento en la incidencia del cáncer de piel. Afortunadamente, parece que, gracias a la alarma que dieron los científicos para disminuir el uso de aerosoles y otros contaminantes, se recuperará paulatinamente.

>traBaJo CIeNTÍFICOEn 1995 la comunidad científica mexicana recibió una gran alegría: ¡por primera vez un mexicano recibía el Premio Nobel de química!

Su nombre: Mario José Molina Henríquez, originario de la Ciudad de México, donde nació el 19 de marzo de 1943.

Este destacado mexicano ingresó en 1960 a la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México, UNAM, para estudiar ingeniería química. Tras graduarse, en 1965 siguió estudios de posgrado en la Universidad de Frei-burg, Alemania y, posteriormente, en la Universidad de Ber-keley, California.

En 1975 fue nombrado miembro del profesorado de la Uni-versidad de Irving, también en California, y empezó a condu-cir sus propias investigaciones. En 1989 se incorporó al Insti-tuto Tecnológico de Massachusetts y adquirió la ciudadanía estadunidense.

Los problemas de la química ambiental han sido el centro de la investigación de Mario Molina. En 1974 publicó su tercer

artículo científico en la revista Nature con sus investigaciones sobre la capa de ozono, que fueron de los primeros que alerta-ron acerca del peligro por el uso de los CFC de los aerosoles. Este trabajo fue el que le abrió las puertas al Premio Nobel en 1995, junto con F. S. Rowland y P. Crutzen; desde entonces se ha convertido en un gran luchador para resolver los proble-mas de la atmósfera, contando incluso con su propia organiza-ción, el Centro Mario Molina para Estudios Estratégicos sobre Energía y Medio Ambiente, A. C., y actualmente trabaja en el Proyecto Milagro, que pretende cono-cer más sobre los efectos de la conta-minación atmosférica en el mundo, incluida la Ciudad de México.

Mario Molina es un gran orgullo para nuestro país, y también es ejem-plo de que podemos desarrollarnos en los campos más complejos, lo que requiere trabajar intensamente.

A fondo

Con la ayuda de los tres cuadros de las pági-nas anteriores e investigando por tu cuenta, contesta las siguientes preguntas y comenta las respuestas en grupo:

1. Entre los gases que aumentan el efec-to invernadero se encuentra el metano, CH4. ¿Por qué la ganadería está relacionada con este gas?

2. El ozono es indispensable para el pla-neta como constituyente de la capa que está en la estratosfera, pero cuando está en la su-perficie es dañino porque es excesivamente irritante. Ninguna fuente contaminante lo produce en forma directa, pero se genera como parte del esmog fotoquímico. ¿Qué quiere decir esto?

3. ¿Todos los gases contaminantes son tóxicos en el mismo grado? ¿Qué datos de los cuadros puedes consultar para responder?

4. Cuando se enciende un calentador o una estufa en un cuarto poco ventilado para calentarse durante el invierno, se corre el riesgo de intoxicación y muerte por asfixia. ¿Qué gas es el responsable?

Oct 1-15, 1980 Oct 1-15, 1982 Oct 1-15, 1984 Oct 1-15, 1986

Oct 1-15, 1988 Oct 1-15, 1990 Oct 1-15, 1992 Oct 1-15, 1994

Oct 1-15, 1996 Oct 1-15, 1998 Oct 1-15, 2000 Oct 1-15, 2001

1.41. Los CFC que destruyen la capa de ozono han hecho que ésta se adelgace y los rayos ultravioleta que penetran a la superficie generen daños como el aumento en la incidencia del cáncer de piel. Afortunadamente, parece que, gracias a la alarma que dieron los científicos para disminuir el uso de aerosoles y otros contaminantes, se recuperará paulatinamente.

42

Toxicidad

Al leer sobre los contaminantes habrás podido notar que sus efectos están asociados con las cantidades o, en la mayoría de los casos, con las concentraciones en que se presentan. Lo mismo ocurre con todas las sustancias que tienen efectos sobre los seres vivos. Incluso un ali-mento puede resultar tóxico en ciertas condiciones. Por ejemplo, las personas con diabetes no pueden consumir el azúcar sin un estricto control, pues la imposibilidad de procesarla hace que sea para ellas un verdadero veneno.

1.42. Los postres y alimentos dulces pueden ser un gran manjar, pero el abuso produce obesidad, que es un gran problema de salud pública.

¿Puede la sal ser un “veneno”?Para que compruebes la frase “la dosis hace el veneno”, lleva a cabo el siguiente experimento, en el que germinarás frijoles re-gándolos con disoluciones salinas de distintas concentraciones:

necesitAs:Semillas de frijol Algodón 6 vasos o recipientes desechables transparentesBalanza y probeta de 100 mL6 botellas de plástico de 1.5 LCloruro de sodio, NaCl, que es la sal de mesaAgua 12 etiquetas

DesArroLLo:Numera las botellas del 1 al 6, y en cada una de ellas >prepara las siguientes disoluciones:1. 1 L de agua de la llave, sin añadir sal. 2. 9 g de sal y 991 mL de agua (que equivalen a 991 g, pues la densidad del agua es 1 g/mL) 3. 18 g de sal y 982 mL de agua4. 50 g de sal y 950 mL de agua5. 150 g de sal y 850 mL de agua6. 300 g de sal y 700 mL de aguaCalcula la concentración en porcentaje de masa para las >disoluciones 2 a 6 y anótala también en las etiquetas co-rrespondientes.Marca también los 6 recipientes; coloca en cada uno >5 semillas de frijol y cúbrelas con algodón.Humedece el algodón de cada recipiente con 15 mL de >la disolución que le corresponde. Colócalos en un lugar

con temperatura templada y luz, donde puedas revisarlos diariamente.Observa cada día cómo van las semillas sin sacarlas del re- >cipiente. Compara todos los detalles que puedas apreciar.Mantén húmedos los algodones agregando a todos la >misma cantidad de las disoluciones correspondientes.

AnALizA y concLuye:Prolonga el experimento los días necesarios para que las >plantas se desarrollen completamente; anota las caracte-rísticas que vayas detectando en cada caso. Puedes orga-nizar la información en un cuadro en el que compares con facilidad las características.Comenta con tus com- >pañeros: ¿por qué hay que colocar todos los re-cipientes en condiciones iguales de temperatura y luz?, ¿qué variables se es-tán controlando para po-der analizar la influencia de la concentración de sal en la germinación?, ¿qué demuestran los re-sultados obtenidos?

>¡Manos A LA oBra!

Bloque 1 › Las características de los materiales

43Lección 1 › La química, la tecnología y tú

Así que, ¡¿lo natural siempre es mejor?!Cuando escuches en la propaganda de cualquier producto que no hace daño porque es natural, recuerda que esta relación no es siempre exacta: hay productos naturales muy tóxicos y cada persona reacciona de forma diferente ante las mismas sustancias, así que mejor revisa otras propiedades de lo que vas a consumir.

Como una muestra de que la Naturaleza también puede ser peligrosa cuando no la conocemos adecuadamente, analiza los siguientes ejemplos:

1.44. Muchas de las mordeduras de serpiente o las picaduras de alacrán son mortales si no se administra el antídoto correspondiente en un hospital.

1.43. Este clásico hongo que aparece en muchos cuentos, la Amanita muscaria, es una de las especies más venenosas para los seres humanos. ¡Nunca se te ocurra comer ningún hongo del bosque, pues distinguir entre los venenosos y los alimenticios requiere muchísima experiencia!

1.45. Las medusas se ven muy hermosas, pero, ¡aléjate de ellas! Al contacto con la piel pueden producir graves quemaduras y hasta la muerte.

1.46. El veneno más fuerte que se conoce es la toxina botulínica que produce la bacteria Clostridium botulinum, que puede desarrollarse en latas de conservas. Es una toxina paralizante y 1 g alcanza para matar a varios millones de personas.

Las TIC por tu cuenta

Si quieres saber un poco más sobre venenos y productos tóxicos, puedes navegar en Internet y encontrarás muchísimos ejemplos. Una página con datos interesantes es la siguiente: www.ilo.org/public/spanish/protection/safework/cis/products/safetytm/toxic.htm

¿Has oído hablar de la marea roja?

Los aficionados a los mariscos saben que no deben comerlos cuando se pre-senta este fenómeno, cuyas causas no están totalmente establecidas, aunque se cree que se relaciona con cambios de temperatura, salinidad e incluso con la contaminación. Consiste en el aumento temporal en la concentración de algu-nos organismos del plancton, que en ocasiones se asocia con una coloración rojiza por la producción de pigmentos. Las toxinas que producen estos micro-bios no son peligrosas para los moluscos, pero sí para quien los ingiere. Puede pro-ducir parálisis de extremidades, diarreas o pérdida de memoria según la especie que las produzca.

La marea roja es uno de los casos de producción de venenos en la Naturaleza y, aunque hoy se estudia de forma cien-tífica, la observación de la gente de la costa permitió que se identificara desde hace más de un siglo. Tal vez has escu-chado alguna frase de la “sabiduría o la cultura popular”, como por ejemplo, que no es muy conveniente comer algunos mariscos en los meses que no tienen “r” (mayo, junio, julio y agosto), que en nues-tro país corresponden a la temporada de calor. Esto no tiene que ver sólo con la marea roja, sino también con la posibili-dad de que los alimentos se descompon-gan por el aumento de temperatura.

Notas curiosas

Dinoflagelado.

44

Reflexiona

¿Cuántas veces has tomado una medicina sin la prescripción de un médico? ¿Eres consciente del peligro que esto repre-senta? En muchos países, para comprar la mayoría de las medicinas se requiere receta médica, mientras que en México sólo se controlan algunos medicamen-tos, principalmente los que afectan el sistema nervioso y algunos para el cora-zón, ¿qué crees que resulte más conve-niente?

Comenta en grupo qué se podría ha-cer para regular esta situación.

¿Cómo se calculan las dosis de los productos tóxicos?No es fácil detectar que un producto es tóxico. Hay sustancias que resul-tan muy venenosas y otras que sólo son dañinas cuando se consumen en grandes cantidades. El conocimiento sobre sus propiedades se va generando gracias a la experiencia.

En muchos de los casos que hemos tratado, como la marea roja o los hongos venenosos, el saber popular se transmite de generación en genera-ción, como parte de la tradición, pero esto no impide que se hagan estudios científicos como los que se realizan con los contaminantes o los medicamentos. Los métodos para lograrlo gene-ran mucha controversia, pues requieren del manejo de seres vivos a los que se administran los productos.

La experimentación con animales ha estado sujeta a debate en muchos foros internacionales. En la mayoría de los casos se ha llegado a la conclusión de que el beneficio para la humanidad es invaluable, pero también se ha criti-cado fuertemente el sufrimiento que se produce sobre las especies. Incluso se han creado leyes que regulan los métodos con los que se puede experimentar para que el daño generado sea el menor posible.

¿experimentos con seres humanos?Si bien las pruebas en animales aportan mucha información sobre alimentos, medicinas, cosméticos, plaguicidas y hasta fi-bras textiles, en muchos casos los efectos sobre el ser humano no resultan idénticos, así que siempre habrá una primera vez en que una persona consuma o utilice un producto nuevo, y esto será equivalente a un experimento. También existe una legislación sobre la experimentación con seres humanos para evitar abusos como los que se han cometido en distintas épo-cas contra presos, enfermos, gente indefensa o clientes que no saben lo que están consumiendo. Incluso hay empresas que se dedican a probar los efectos de las sustancias con personas que se contratan, sabiendo que les van a administrar un producto cuyos efectos no son del todo conocidos. Para hacer las pruebas, estos “empleados” son recluidos en habitaciones con ambientes agradables donde pueden llevar a cabo sus actividades cómoda y normalmente; se les suministra el producto en la dosis que se cree será efectiva y se monitorean sus síntomas haciendo análi-sis clínicos y pruebas periódicas de sangre y de orina.

1.47. Diversas especies de roedores —ratas, ratones, cuyos o conejos— son criados expresamente para experimentar los efectos de las sustancias.

1.48. Mediante estas pruebas con gente sana se pueden saber los efectos secundarios que tienen los medicamentos, pero la efectividad de curación sólo se puede probar en los pacientes enfermos.

Bloque 1 › Las características de los materiales

45

Herramientas

Como resultado de las pruebas de toxicidad se obtiene un dato llamado dosis letal media, DL50, que corresponde a la concentración de sustancia que produce la muerte del 50% de una pobla-ción de prueba. En este caso se debe citar cuál es la especie en la que se hizo la medición y la masa de sustancia que se empleó por cada kilogramo del ser vivo. A continuación aparecen al-gunos valores DL50 de sustancias comunes probadas con ratones del laboratorio. Normalmente no corresponden a la DL50 en seres humanos, pues para algunas sustancias somos más toleran-tes y para otras somos más sensibles:

Glosario

dioxinas:son un conjunto de compuestos de car-bono que contienen cloro y que se pro-ducen de forma espontánea durante los incendios, en los incineradores de basu-ra y en las erupciones volcánicas.

Compuesto DL50

(mg/kg, vía oral, rata)

Vitamina C 11 900Etanol (alcohol) 7 060Ácido cítrico 5 040Cloruro de sodio 3 000Sulfato de hierro(II) 320Dieldrín (insecticida) 38Paratión (insecticida) 2dioxinas (contaminantes) 0.02Toxina botulínica 0.0000004

Lección 1 › La química, la tecnología y tú

La toxicidad y la contaminación son un ejemplo de los fenómenos que se analizan por medio de la química. Por supuesto que en algunas ocasiones no hacen falta muchas pruebas para saber que algo está contami-nado, pues se puede distinguir a simple vista o mediante el olor o el sabor. Del mismo modo, muchos productos tóxicos o venenosos son conocidos y por tradición se evitan. Pero el gran reto se encuentra pre-cisamente en aquellas ocasiones en las que no es evidente la presencia de productos o microorganismos peligrosos. Es entonces cuando el trabajo de los químicos se vuelve indispensable, pues la detección se debe realizar por medio de pro-

cesos ordenados, del manejo de complejos aparatos de análisis y del uso de reacciones químicas particulares para cada caso.

1.49. Los medicamentos han curado y salvado a millones de personas, pero cuando se toman sin la valoración de un médico se vuelven muy peligrosos, pues la dosis incorrecta o las interacciones con otras sustancias son mortales.

1.50. En todas las empresas que procesan alimentos, productos de limpieza o cosméticos hay un laboratorio de control de calidad donde los químicos especializados no sólo analizan que el producto tenga las características deseables, sino que esté libre de contaminantes o productos tóxicos.

¡Piénsale!

Aprovechando la información del cuadro anterior (dosis letal media) y reuniendo los datos que necesites, resuelve las si-guientes preguntas:

1. Si suponemos que la DL50 de la sal, cloruro de sodio, citada para ratas en el cuadro es igual en los seres humanos, ¿cuánta sal tendrías que comer para completar esta dosis?

2. ¿Con cuántas pastillas de vitamina C de 0.5 g se alcanzaría la dosis letal para un ratón de 25 g?

46

A lo largo de la lección hemos abordado diferentes temas y es momento de que los retomemos con algunos ejercicios para repasarlos e integrarlos.

Para comenzar, lee con atención el siguiente texto y anota en tu cuaderno las palabras que no comprendas; posterior-mente realiza las actividades que se indican.

La ciencia, el mejor profeta

La llegada del año 2000 estuvo acompañada de muchas pre-dicciones de catástrofes. En los últimos meses de 1999 era común escuchar frases como “el fin del mundo está cerca” o “grandes problemas se aproximan”. Evidentemente nada de esto sucedió, pero muchas personas pasaron momentos amar-gos creyendo en esos falaces presagios.

Diariamente, en muchas revistas, en periódicos, en la radio y la televisión, podemos escuchar horóscopos y predicciones que tienen el mismo fundamento falso que las ideas caóticas sobre el año 2000. Suelen ser tan generales, que se adaptan a cualquier persona en muchas circunstancias; sin embargo, basta que una predicción resulte verdadera para que la gente empiece a creerlas todas, sin pensar que, de las miles que hay, casualmente alguna puede ocurrir.

La lectura de las cartas, del café y de la mano, las “cura-ciones milagrosas” y hasta la observación de seres extraterres-tres no han probado ser más que fraudes llevados a cabo por gente muy astuta y abusiva, ávida de obtener beneficios apro-vechando la ignorancia de otras personas.

Los conocimientos y predicciones obtenidos por medio del desarrollo de la ciencia, antes de ser considerados correctos, son sometidos a muchas pruebas reproducibles.

Aun así, en ocasiones descubrimos nuevos fenómenos que invalidan o modifican ideas que se consideraban correctas. De esta forma ha evolucionado el saber humano y, debido a que aún hay muchas cosas que no sabemos explicar, lo seguirá haciendo, por un camino muy diferente al de las ideas basadas en creencias o especulaciones sin sustento.

La única forma de estar libre de charlatanes está en el cono-cimiento y el análisis de las circunstancias en que suceden los fenómenos. La credibilidad y la capacidad de predicción son dos de las características más importantes de la ciencia.

1. Tras leer el texto:a) Busca en un diccionario las palabras que no entendiste.b) Anota en tu cuaderno cuáles son las ideas principales

que crees que se tratan en el texto.c) Comenta con tus compañeros algunos ejemplos de casos

que se parezcan a lo que se describe en el texto.d) Debate en grupo cuáles son las principales diferencias

entre el conocimiento científico y el empleado para hacer pre-dicciones como las catástrofes del año 2000.

e) Busca horóscopos para el mismo día o la misma semana en diferentes periódicos o revistas y compara si son iguales para cada signo. Debate en grupo por qué hay diferencias entre ellos y concluye sobre la confiabilidad de esas predicciones.

2. A continuación aparecen algunas frases relacionadas con diferentes formas de aproximarnos al conocimiento. Cla-sifícalas como falsas o verdaderas, escribe en tu cuaderno la justificación de tus respuestas y compáralas con las contesta-ciones del resto del grupo:

a) El razonamiento es suficiente para saber si un conoci-miento es correcto.

b) La medición es indispensable para el desarrollo de la ciencia, pues nos permite obtener parámetros que podemos comparar en diferentes momentos.

c) Los modelos que se emplean en ciencia representan la verdad sobre el fenómeno que abarcan.

d) Los conocimientos científicos, como están comproba-dos, no evolucionan ni cambian.

e) En la ciencia hay ideas y explicaciones que no se pueden cuestionar ni plantear experimentos sobre ellas, pues son la base de nuestras afirmaciones.

3. La deforestación, es decir, la tala de bosques y selvas, es un grave problema ambiental en la actualidad. Aunque para llevarla a cabo no es necesario emplear sustancias químicas ni se producen contaminantes, también favorece al fenómeno de calentamiento global que ya hemos tratado. ¿Podrías explicar por qué ocurre esto?

4. Observa la siguiente gráfica, relacionada con la concen-tración de CO2 en la atmósfera y la temperatura promedio del ambiente a lo largo del tiempo. Analízala y explica qué conclusiones puedes obtener de ella.

Bloque 1 › Las características de los materiales

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47

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5. Revisa ahora esta otra gráfica relacionada con la emisión de compuestos del carbono a la atmósfera, donde el principal es el CO2, en las diferentes regiones del planeta y comenta tus observaciones con tus compañeros para responder las siguientes preguntas:

a) ¿En qué regiones se ha incrementado más la quema de combustibles y en qué otras el aumento ha sido menor o ha disminuido? ¿Por qué crees que ocurra esto?

b) ¿Cómo crees que se relacione el estilo de vida o la forma de vivir con las emisiones de carbono a la atmósfera?

c) ¿Qué tipo de actividades son las que generan mayor can-tidad de emisiones?

d) ¿Cómo podrías cooperar a disminuir este problema?

6. Como una forma de tratamiento estético para disminuir las arrugas, desde hace algunos años se han puesto de moda las inyecciones de disoluciones de toxina botulínica, pues este veneno paraliza temporalmente los músculos y se dejan de marcar muchas líneas de expresión. Se puede emplear un tra-tamiento similar de inyecciones locales para combatir enfer-medades que se manifiestan por medio de espasmos y temblo-res, como ciertos tics o problemas del habla. El efecto dura de 3 a 6 meses, y en la mayoría de los pacientes no genera efectos secundarios. ¿Puedes explicar cómo es posible que el

veneno más potente que se conoce se use para tra-tar enfermedades?

7. Según el organismo internacional conocido como OCDE, Organización para la Coopera-ción y el Desarrollo Económicos, en una noticia publicada en enero de 2007, en México no hay suficientes investigadores científicos para acti-vidades de alta calidad, en total 10 veces menos que el promedio de los países que pertenecen a la organización. Esto no pone en duda la calidad de los investigadores mexicanos, pero sí habla de su escaso número. ¿Cómo crees que afecte esta situación al desarrollo del país? ¿Cómo podría solucionarse? Comenta estas preguntas con tus

compañeros y escribe un pequeño texto con tus conclusiones y tus propuestas de solución.

Lección 1 › La química, la tecnología y tú

270

250

290

310

330

350

370

390

ppm(CO2)

Año de medición

10001100

12001300

14001500

16001700

18001900

2000

Concentración de CO2

Temperatura promedio

13.7

13.5

13.9

14.1

14.3

14.5

oC

Concentración de CO2/temperatura/año

Año

200

400

600

800

1 000

1 200

1 800

Mill

ones

de

tone

lada

s de

CO

2/añ

o

1800 1850 1900 1950 2000

1 600

1 400

emisiones anuales de CO2 por región

EUA y Canadá Oeste de Europa China y este asiático Europa del este y ex repúblicas soviéticas India y sur de Asia Australia, Japón y estados del Pacífico Centro y Sudamérica Europa central África

3

Cien

cias

3 Q

uím

ica

Secundaria 3 CienciasJosé Antonio López Tercero Caamaño

Química

33

Ciencias 3 Quimica integral cov1 1Ciencias 3 Quimica integral cov1 1 4/15/08 10:22:10 AM4/15/08 10:22:10 AM