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Quimica I Cobach Sonora.

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Libro de qumica

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Quimica I Cobach Sonora.

  1. 1. 2 PRELIMINARES Esta publicación se terminó de imprimir durante el mes de junio de 2010. Diseñada en Dirección Académica del Colegio de Bachilleres del Estado de Sonora Blvd. Agustín de Vildósola; Sector Sur. Hermosillo, Sonora, México La edición consta de 11,736 ejemplares. COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE SONORA Director General Mtro. Jorge Luis Ibarra Mendívil Director Académico Profr. Julio Alfonso Martínez Romero Director de Administración y Finanzas C.P. Jesús Urbano Limón Tapia Director de Planeación Mtro. Pedro Hernández Peña QUÍMICA 1 Módulo de Aprendizaje. Copyright ©, 2009 por Colegio de Bachilleres del Estado de Sonora todos los derechos reservados. Segunda edición 2010. Impreso en México. DIRECCIÓN ACADÉMICA Departamento de Desarrollo Curricular Blvd. Agustín de Vildósola, Sector Sur Hermosillo, Sonora. México. C.P. 83280 Registro ISBN, en trámite. COMISIÓN ELABORADORA: EQUIPO TÉCNICOEQUIPO TÉCNICOEQUIPO TÉCNICOEQUIPO TÉCNICO CoordinaciónCoordinaciónCoordinaciónCoordinación general:general:general:general: Luz María Grijalva Díaz Elaboradores disciplinares:Elaboradores disciplinares:Elaboradores disciplinares:Elaboradores disciplinares: Alma Lorenia Valenzuela Chávez Matemáticas 1 Nydia Gabriela Estrella Química 1 Luz María Grijalva Díaz Introducción a las Ciencias Sociales Diego Navarro Gil Taller de Lectura y Redacción 1 María del Socorro Salas Meneses Ética y Valores 1 María Enedina Duarte Camacho Informática 1 Moisés Galaz Duarte Lengua Adicional al Español 1 Gabriela Rivera Ramos Orientación Educativa 1 Revisión Disciplinaria: Ramón Marcos Peralta Barreras Corrección de Estilo: Alejandro Ernesto Rivas Santoyo Antonia Sánchez Primero Diseño: Joaquín Rivas Samaniego Grupo Editorial: Bernardino Huerta Valdez Cynthia Deyanira Meneses Avalos Francisco Peralta Varela Joaquín Rivas Samaniego Coordinación Técnica: Claudia Yolanda Lugo Peñúñuri Coordinación General: Profr. Julio Alfonso Martínez Romero
  2. 2. 3PRELIMINARES Ubicación Curricular DATOS DEL ALUMNODATOS DEL ALUMNODATOS DEL ALUMNODATOS DEL ALUMNO Nombre: _______________________________________________________________ Plantel: __________________________________________________________________ Grupo: _________________ Turno: _____________ Teléfono:___________________ E-mail: _________________________________________________________________ Domicilio: ______________________________________________________________ _______________________________________________________________________ COMPONENTE: FORMACIÓN BÁSICA CAMPO DE CONOCIMIENTO: CIENCIAS EXPERIMENTALES HORAS SEMANALES: 05 CRÉDITOS: 10
  3. 3. 4 PRELIMINARES
  4. 4. 5PRELIMINARES Presentación....................................................................................................................................................................... 7 Mapa de asignatura............................................................................................................................................................ 8 BLOQUE 1. IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA...................................9 Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. Comprendiendo la importancia de la Química......................................................................... 10 Importancia de la Química en tu vida diaria y en el desarrollo de la humanidad.................................................... 10 Objeto de estudio de la Química.............................................................................................................................. 17 Química: una ciencia interdisciplinaria..................................................................................................................... 20 Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2. Conociendo como trabajan los químicos................................................................................. 23 Método de estudio de la Química............................................................................................................................ 24 ¿Por qué es necesaria la Cuantificación? ................................................................................................................ 25 BLOQUE 2. COMPRENDE LA INTERRELACIÓN DE LA MATERIA Y LA ENERGÍA.......................................37 Secuencia didácticaSecuencia didácticaSecuencia didácticaSecuencia didáctica 1111. Características y manifestaciones de la materia...................................................................... 38 Concepto de materia................................................................................................................................................ 39 Propiedades de la materia ....................................................................................................................................... 43 Estados de agregación de la materia ...................................................................................................................... 47 Cambios de estado.................................................................................................................................................. 50 Cambios de la materia ............................................................................................................................................. 52 Secuencia didácticaSecuencia didácticaSecuencia didácticaSecuencia didáctica 2222. Características y manifestaciones de la energía...................................................................... 55 Beneficios y riesgos en su consumo........................................................................................................................ 59 Energías limpias o no contaminantes ...................................................................................................................... 59 BLOQUE 3. EXPLICA EL MODELO ATÓMICO ACTUAL Y SUS APLICACIONES ..........................................63 Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. Aportaciones históricas que contribuyeron al establecimiento del modelo atómico actual...................................................................................................................................... 64 La conservación de la materia y el reciclaje............................................................................................................. 64 Leyes ponderales y teoría atómica de Dalton.......................................................................................................... 67 El electrón (primera partícula subatómica) y el modelo atómico de Thompson..................................................... 68 El protón (segunda partícula subatómica) y los rayos canales............................................................................... 69 El modelo de Rutherford y el núcleo atómico.......................................................................................................... 69 Los niveles de energía y el modelo atómico de Bohr.............................................................................................. 69 ¿Pero qué son los espectros de líneas? .................................................................................................................. 70 El neutrón (tercera partícula subatómica) y los experimentos de Chadwick........................................................... 71 Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2. Partículas subatómicas e isótopos........................................................................................... 77 Isótopos y sus aplicaciones ..................................................................................................................................... 85 Secuencia didáctica 3Secuencia didáctica 3Secuencia didáctica 3Secuencia didáctica 3. Modelo atómico actual ............................................................................................................. 88 Números cuánticos................................................................................................................................................... 90 Configuración electrónica......................................................................................................................................... 96 BLOQUE 4. INTERPRETA LA TABLA PERIÓDICA.......................................................................................101 Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. Evolución de la clasificación de los elementos químicos ...................................................... 102 Las triadas de Döbereiner...................................................................................................................................... 103 Las octavas de Newlands ...................................................................................................................................... 103 Ley periódica .......................................................................................................................................................... 103 La tabla periódica de Moseley ............................................................................................................................... 104 Ubicación y clasificación de los elementos en la tabla periódica.......................................................................... 105 Tabla periódica larga.............................................................................................................................................. 105 Grupos periodos y bloques.................................................................................................................................... 106 Grupos.................................................................................................................................................................... 106 Periodos.................................................................................................................................................................. 107 Bloques................................................................................................................................................................... 108 Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2. Principales familias de elementos .......................................................................................... 113 Los elementos en la tabla periódica....................................................................................................................... 114 Metales ................................................................................................................................................................... 114 No metales.............................................................................................................................................................. 115 Semimetales o metaloides ..................................................................................................................................... 115 Importancia socioecómica en México de los metales, no metales y metaloides.................................................. 118 Índice
  5. 5. 6 PRELIMINARES Secuencia didáctica 3Secuencia didáctica 3Secuencia didáctica 3Secuencia didáctica 3. Propiedades y tendencias periódicas................................................................................... 120 Radio atómico......................................................................................................................................................... 121 Energía de ionización o potencial de ionización.................................................................................................... 122 Afinidad electrónica................................................................................................................................................ 123 Electronegatividad.................................................................................................................................................. 124 BLOQUE 5. INTERPRETA ENLACES QUÍMICOS E INTERACCIONES MOLECULARES.............................129 Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. ¿Cómo se unen los átomos?.................................................................................................. 130 Regla del octeto...................................................................................................................................................... 131 Configuración puntual o estructura de Lewis......................................................................................................... 132 Tipos de enlace ...................................................................................................................................................... 132 Modelo de enlace iónico ........................................................................................................................................ 132 Porcentajes de electrovalencia............................................................................................................................... 132 Propiedades de los compuestos iónicos............................................................................................................... 134 El Modelo de enlace covalente .............................................................................................................................. 136 Geometría molecular .............................................................................................................................................. 139 Propiedades de los compuestos covalentes......................................................................................................... 141 Modelo del enlace metálico.................................................................................................................................... 141 Secuencia didáctiSecuencia didáctiSecuencia didáctiSecuencia didáctica 2ca 2ca 2ca 2. Atracción entre moléculas ...................................................................................................... 148 Dipolo-dipolo .......................................................................................................................................................... 150 Dipolo-dipolo inducido ........................................................................................................................................... 150 Fuerzas de dispersión o de London....................................................................................................................... 150 Puente de hidrógeno.............................................................................................................................................. 153 Los nuevos materiales............................................................................................................................................ 157 BLOQUE 6. MANEJA LA NOMENCLATURA QUÍMICA INORGÁNICA.........................................................163 Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. Nomenclatura de compuestos inorgánicos ........................................................................... 164 Lenguaje químico................................................................................................................................................... 166 Procedimiento para escribir fórmulas..................................................................................................................... 166 Nomenclatura de compuestos inorgánicos........................................................................................................... 169 Nomenclatura de compuestos químicos ............................................................................................................... 171 Óxidos..................................................................................................................................................................... 171 Base o hidróxidos................................................................................................................................................... 173 Hidruros.................................................................................................................................................................. 174 Ácidos..................................................................................................................................................................... 176 Sales....................................................................................................................................................................... 178 Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2. Importancia del buen uso y manejo de los productos químicos en el hogar........................ 184 BLOQUE 7. REPRESENTA Y OPERA REACCIONES QUÍMICAS.................................................................191 Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. Clasificación de los cambios químicos.................................................................................. 192 Ecuación química................................................................................................................................................... 194 Tipos de reacción................................................................................................................................................... 197 Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2. Balanceo de ecuaciones químicas......................................................................................... 201 Simbología.............................................................................................................................................................. 202 Método de balanceo por tanteo............................................................................................................................. 202 Método de balanceo Redox o por oxidación-reducción........................................................................................ 205 BLOQUE 8. ENTIENDE LOS PROCESOS ASOCIADOS CON EL CALOR Y LA VELOCIDAD DE LAS REACCIONES QUÍMICAS...............................................................................................................215 Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1Secuencia didáctica 1. Cambios energéticos en las reacciones químicas................................................................. 216 El calor en las reacciones químicas....................................................................................................................... 218 Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2Secuencia didáctica 2. Velocidad de las reacciones químicas................................................................................... 232 Factores que afectan la velocidad de reacción..................................................................................................... 234 Consumismo e impacto ambiental......................................................................................................................... 241 Bibliografía................................................................................................................................................... 246 Índice (continuación)
  6. 6. 7PRELIMINARES El presente Módulo de Aprendizaje de la asignatura de: Química 1, está diseñado considerando el modelo de competencias y el enfoque centrado en el Aprendizaje, respondiendo así a las nuevas disposiciones establecidas en la Reforma Integral de la Educación Media Superior implementada a nivel nacional. La estructura de este material didáctico integra competencias genéricas y disciplinares básicas que desarrollarás con aprendizajes múltiples, que permitirán apropiarte del conocimiento en forma crítica, analítica y propositiva. Con la mediación del maestro(a), este módulo te guiará a una nueva experiencia, a un reto: construir tu propio conocimiento. Es un documento guía que se verá enriquecido con las orientaciones y aportaciones se tu maestro (a), para cumplir con su cometido final, cuando como alumno profundices con autonomía, disciplina científica e interés intelectual, en tu propio conocimiento. Tu institución, el Colegio de Bachilleres del Estado de Sonora, ha trabajado fuerte y sin límite alguno, para entregarte un módulo perfectible y a la vez, de la calidad que lo requiere la Reforma, la Sociedad Mundial y sobre todo tú como alumno (a). Presentación
  7. 7. 8 PRELIMINARES Química 1Química 1Química 1Química 1 Identifica a la Química como una herramienta para la vida Comprendiendo la importancia de la Química. Comprende la interrelación de la materia y la energía. Características y manifestaciones de la materia. Características y manifestaciones de la energía. Explica el modelo atómico actual. Aportaciones históricas que contribuyeron al establecimiento del modelo atómico actual. Partículas subatómicas e isótopos. Modelo atómico actual. Interpreta la tabla periodica. Evolución de la clasificación de los elementos químicos. Principales familias de elementos. Propiedades y tendencias periódicas. Interpreta enlaces químicos e interacciones moleculares. ¿Cómo se unen los átomos? Atracción entre moléculas. Maneja la nomenclatura química. Nomenclatura de compuestos inorgánicos. Importancia del buen uso y manejo de los productos químicos en el hogar. Representa y opera reacciones químicas. Clasificación de los cambios químicos. Balanceo de ecuaciones químicas. Entiende los procesos asociados con el calor la velocidad de las reacciones químicas. Cambios energéticos en las reacciones químicas. Velocidad de reacción.
  8. 8. Identifica a la Química como una herramienta para la vida Unidad de competencia: Reconoce a la Química como parte de su vida cotidiana, tras conocer el progreso que ha tenido esta a través del tiempo y la forma en que ha empleado el método científico para resolver problemas del mundo que nos rodea, así como su relación con otras ciencias, que conjuntamente han contribuido al desarrollo de la humanidad. Atributos a desarrollar en el bloque: 3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo. 4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, Matemáticas o gráficas. 5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo. 5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. 5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos. 5.4 Construye hipótesis y Diseña y aplica modelos para probar su validez. 5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información. 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. 6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus propios puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta. 7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimientos. 8.1 Propone manera de solucionar un problema y desarrolla un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. 8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva. 8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo. Tiempo asignado: 8 horas.
  9. 9. 10 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA Lee la siguiente afirmación y contesta lo que se te solicita. Anota tu respuesta en el espacio disponible, esta información se comentará en el grupo. “La Química está presente en todas tus actividades diarias” ¿Su presencia es un riesgo o un beneficio? __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ ____________________________________ Inicia ¡ya! las actividades extraclase. Pregúntale a tu profesor por las instrucciones. Secuencia Didáctica 1. Comprendiendo la importancia de estudiar Química. Inicio Es común escuchar que estudiar Química es difícil, que es como aprender un nuevo idioma y que sus conceptos son abstractos. Cierto es que en un principio deberás familiarizarte con el lenguaje de esta ciencia, pero la otra realidad es que convives diariamente con ella. Una gran cantidad de lo que nos rodea es fruto del trabajo constante de investigadores y científicos que han utilizado la Química para mejorar la calidad de vida del hombre. Sin las aportaciones de esta ciencia, no existiría un solo medicamento, no habría alimentos, ni agua potable para todos, y la informática, la aeronáutica o las telecomunicaciones serían sólo meras ilusiones. Todo es Química, porque en definitiva, átomos y moléculas son la única herramienta que tiene el hombre para crear. El objetivo de este curso es despertar el interés y reconocimiento hacia esta maravillosa ciencia, que garantiza la mejora constante de la esperanza y calidad de vida de la humanidad. Importancia de la Química en tu vida diaria y en el desarrollo de la humanidad. Iniciamos las actividades de este curso invitándote a trabajar de la mejor forma, con la intención de alcanzar el mayor desempeño en este semestre y por supuesto durante el transcurso del Bachillerato; recordándote que el enfoque en Competencias demanda un nuevo comportamiento del estudiante y entre otras situaciones requiere que este aprenda por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida. Sobre todo una Ciencia como la Química que nos ofrece conocimientos y productos que facilitan las actividades diarias. Actividad: 1
  10. 10. 11BLOQUE 1 Evaluación Actividad: 1 Producto: Conclusión. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Identifica hechos cotidianos asociados a la química. Analiza el impacto de los conocimientos y aportaciones de la Química a la calidad de vida. Aprecia el impacto de la Química en tu vida diaria. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente Desarrollo Se vive en una constante transformación, los alimentos que consumimos son producto de los cambios ocurridos en su cocción; los frutos se maduran, las plantas crecen, las sustancias que lanzamos al ambiente sufren transformaciones químicas y forman nuevas sustancias, algunas de las cuales son dañinas para los seres vivientes. Se puede decir que el universo en que se vive está en constante cambio. Todo lo que se usa, está basado en los principios fundamentales de la química. Por ejemplo la crema dental para tu aseo, los bolígrafos contienen tinta que se ha elaborado por procesos químicos, la ropa tiene un color que obedece a la utilización de pigmentos, el agua que se consume además de ser una mezcla de hidrógeno y oxígeno debe ser tratada químicamente para ello, los lubricantes que utilizan los vehículos son producto del estudio del petróleo, tus zapatos deportivos son mezclas de polímeros y si son de piel ésta debe pasar por diversos procesos químicos para eliminarles olores y hacerlos más manejables, en fin la química esta a tu alrededor y ocupa todos y cada uno de los espacios de tu vida. En este momento que estás leyendo, debes saber que la tinta es un producto químico y que el papel de este módulo se obtuvo también mediante procedimientos químicos. Al mismo tiempo, en tus ojos al leer, se están desencadenando miles de reacciones químicas en tu cerebro. Cuando respiras, te mueves, comes, duermes, tu cuerpo funciona como una extraordinaria fábrica química. La Química es parte de la vida y está presente en todos los aspectos fundamentales de la cotidianidad. La calidad de vida que se puede alcanzar se debe a los avances y descubrimientos que el estudio de la Química aplicada nos ha dado. La variedad y calidad de productos de aseo personal, de alimentos enlatados, los circuitos de la computadora, la pantalla de la televisión, los colores de las casas, el frío del refrigerador y la belleza de un rostro existen y mejoran gracias al estudio de la Química. El modo de vida actual depende de la utilización de los procesos químicos que proporcionan muchos bienes y servicios, sin embargo, la mayoría de los seres vivos aprovechan la materia tal y como se encuentra en la naturaleza. El ser humano es diferente puesto que generalmente transforma la materia antes de usarla en productos terminados que utiliza en el hogar, la industria, la medicina, la agricultura; pero al mismo tiempo, produce desechos y residuos peligrosos que dañan el ambiente. Es importante señalar que como toda ciencia, la Química, es una herramienta, que en algunos casos es causa de la degradación del medio ambiente pero también aporta soluciones a esta problemática. Lee este texto, para realizar la actividad 2
  11. 11. 12 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA Evaluación Actividad: 2 Producto: Tabla de datos. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Identifica la utilidad de la Química para la sociedad. Dialoga con los compañeros de clase y obtiene conclusiones en forma colaborativa. Relaciona y registra los ejemplos de productos con el área productiva a la que pertenece. Se comunica en forma correcta. Aprecia las aplicaciones de la Química en su vida cotidiana. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente En equipo, comenten la lectura e intercambien ideas sobre la aplicación de los conocimientos generados por la Química. Incluyan ejemplos de productos no mencionados en la lectura, pero que son de su conocimiento. Área de aplicación Producto Alimentación Sopa deshidratada (Maruchan) ¿Te has puesto a observar la cantidad de productos químicos que hay en tu hogar y los cambios que éstos sufren al ser utilizados? Actividad: 2
  12. 12. 13BLOQUE 1 Las cosas por su nombre Nos nutrimos exclusivamente con átomos y moléculas. Menú del día Primer plato Huevos revueltos con queso Segundo plato Filete de ternera Postre Vaso de leche Menú del día Primer plato Proteínas desnaturalizadas, polipéptidos, aminoácidos, polisacáridos, celulosa, colesterol y ácido oléico. Segundo plato Proteínas con triptófano, leucina, lisina, hierro, fósforo, magnesio, zinc, niacina y riboflavina Postre Lactosa, caseína, lactoalbúmina, calcio y fósforo. Sitios Web recomendados: http://www.aecq.es/esp/quimica_vida.pdf http://www.youtube.com/watch?v=eEi0O7aFyy0 http://www.chemistryandyou.org/base_span.htm
  13. 13. 14 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA Analiza el siguiente cuadro y responde los cuestionamientos que aparecen al final del mismo. Anota tus respuestas para discutir en clase. Principios fundamentales de Química que debería conocer un ciudadano medio. Tema global Contenido ¡Tú eres química! Química del cuerpo humano. ¡... y también lo es el resto del universo! La Química es una ciencia multidisciplinar que tiene que ver con todas las Ciencias que, de una u otra forma, tratan sobre la materia: Biología, Medicina, Paleontología, Astrofísica,... La Química fabrica nuevos materiales a la carta. La Química permite preparar nuevos materiales con propiedades específicas. No existen copias mejores o peores de las moléculas: ¡sólo existen ejemplares originales idénticos! Erróneamente, se suele considerar "químico" como adjetivo opuesto a "natural". Las moléculas son idénticas, independientemente de su origen. No existen sustancias tóxicas: ¡sólo existen dosis tóxicas! Los químicos pueden detectar cantidades inimaginablemente pequeñas de muchos compuestos. Eso es tranquilizador, aunque gracias a ello se sabe que la contaminación ha alcanzado ya los lugares más remotos. La Química provee soluciones a sus propios problemas. La Química permite limpiar el entorno de sustancias contaminantes. Beethoven, Da Vinci, Frida Kalo, García Márquez,... ¡Lavoisier! Los grandes triunfos de la Química son totalmente comparables a los logros culturales más elevados de la humanidad. Ni siquiera los químicos son perfectos. Los químicos son responsables tanto de los beneficios como de los riesgos asociados a los productos que preparan. Reflexiona y responde:  ¿Qué es lo bueno o lo malo de los usos presentes o futuros de los conocimientos químicos? __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ Actividad: 3
  14. 14. 15BLOQUE 1 Evaluación Actividad: 3 Producto: Cuestionario. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Confirma la presencia de la Química en su vida e identifica el beneficio o peligro del uso del conocimiento científico. Organiza información y argumentar sus reflexiones Se percata de la importancia de estudiar Química. Aprecia las aportaciones de la Química. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente  ¿A quién beneficia y a quién perjudica el desarrollo de la Química? _____________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________  ¿Cuáles son los límites de la Química? _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ Actividad: 3 (continuación)
  15. 15. 16 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA Elabora una línea del tiempo que incluya los principales momentos del desarrollo de la Química; relacionada a los destacados momentos del desarrollo de la humanidad. Actividad: 4 Evaluación Actividad: 4 Producto: Línea del tiempo. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Reconoce los grandes momentos del desarrollo de la Química. Relata los momentos trascendentales que ha vivido el desarrollo de la Química, a través del tiempo. Valora las aplicaciones de la Química en el desarrollo de la humanidad. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente Para conocer y comentar Recibe Premio Nacional de Investigación Ciudad de México, 3 de Febrero.- La investigadora Herminia Pasantes Ordóñez, del Instituto de Fisiología Celular de la UNAM, llamó a los jóvenes a interesarse por el estudio de la ciencia y a trabajar a favor de ella, en beneficio personal y del país. Luego de ser galardonada con el Premio Nacional a la Investigación Científica y Tecnológica de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP) por su desempeño y trayectoria, calificó a la ciencia como una actividad para exploradores y aventureros. Por ello, la investigadora emérita de la Universidad Nacional autónoma de México (UNAM) llamó a los jóvenes a integrarse a ella y destacó la importancia de la indagación científica para el desarrollo del país. “Es indispensable que los jóvenes sepan que esta labor también es gratificante, otorga viajes y premios que resaltan los logros alcanzados”, comentó. Pasantes Ordóñez consideró importante que en la investigación se trabaje, tenga intuición y suerte, pues son elementos que permiten “una carrera exitosa”, además de que a diario se debe tener un reto nuevo que motive a siempre buscar respuestas.
  16. 16. 17BLOQUE 1 En 2000 la UASLP instituyó el Premio Universitario a la Investigación Científica y Tecnológica, pero este año se otorgó, por primera vez, a nivel nacional. La también secretaria académica del Instituto de Fisiología Celular inició su actividad científica hace 50 años, cuando cursaba el segundo año de la licenciatura en medicina. Actualmente trabaja con su equipo de investigación en el estudio del edema cerebral, uno de los grandes problemas clínicos que ocasiona la muerte de células del centro nervioso. Herminia Pasantes Ordóñez fue reconocida por su labor y trayectoria científica ante la comunidad universitaria de la UASLP, así como por el rector de esa institución, Mario García Valdez. NOTIMEX Objeto de estudio de la Química. El conjunto de todos los seres y hechos que nos rodean forman lo que llamamos naturaleza; estos hechos que observamos a nuestro alrededor no se dan aislados y constituyen el campo de estudio de ciencias que se relacionan entre sí. Estas ciencias reciben el nombre de Ciencias Naturales y son principalmente: Biología, Física, Química y Astronomía. La Química es pues una Ciencia Natural. Históricamente, las ciencias naturales han estado relacionadas con la observación de la naturaleza, es decir, del mundo físico y biológico que nos rodea. Los orígenes de la Química son muy antiguos y hoy es una ciencia que no se parece en nada a los procesos asociados con la magia y los demonios. Se ha desarrollado de tal forma que se ha convertido en una de las más valiosas herramientas que tenemos para enfrentar los retos del nuevo milenio. A pesar del importante papel que la Química ha desempeñado en el pasado, su protagonismo será aún más relevante para afrontar los retos a los que hoy en día, y en el futuro, deberá enfrentarse la Humanidad: ¿Cómo se alimentarán los más de 9,000 millones de habitantes que poblarán La Tierra en 2050? ¿Cómo erradicaremos las enfermedades actuales y aquéllas que aún no conocemos?, ¿Cómo podrá, cada uno de los hombres y mujeres que habitan este planeta, alcanzar un nivel y calidad de vida suficientemente dignos? Sin duda será la Química, a través de sus científicos, investigadores, formadores, educadores, empresarios y trabajadores, la que aportará respuestas a estos y otros interrogantes, respuestas que sólo serán factibles si se establecen los necesarios cauces de colaboración entre todos ellos, apoyados por la sociedad, sus autoridades y organismos competentes. Actualmente, la Química es una ciencia que estudia la materia, los cambios que ésta experimenta y la energía implicada en estos procesos. Aunque la Química es una ciencia ancestral, sus fundamentos modernos se establecieron en el siglo XIX, cuando los avances tecnológicos e intelectuales permitieron a los científicos separar las sustancias en los más pequeños componentes y, por consiguiente, explicar muchas de las características físicas y químicas. El rápido desarrollo de la tecnología a lo largo del presente siglo ha dado más herramientas para estudiar aquellos aspectos de la materia que no se pueden ver a simple vista. Con computadoras y microscopios electrónicos los químicos pueden analizar, por ejemplo, la estructura de los átomos y de las móleculas (unidades en las que se basa el estudio de la Química), así como diseñar nuevas sustancias con propiedades específicas, como fármacos y productos que hagan más agradable el ambiente del consumidor. OBJETO DE ESTUDIO DE LA QUÍMICA MATERIA ENERGÍA CAMBIOS Lee con atención los siguientes párrafos, contienen información para resolver la actividad 5 La ciencia tiende a la miniaturización de la tecnología. En la foto, un chip sobre la cabeza de un alfiler.
  17. 17. 18 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA La Química sanguínea, una herramienta para prevenir y curar enfermedades. El estudio de la Química comienza en el mundo macroscópico, lo que observamos cuando ponemos atención a nuestro entorno. Para conseguir una adecuada interpretación de cada uno de los conceptos químicos, es necesario trabajarlos a nivel macroscópico (sensorial, perceptivo), microscópico (átomos, moléculas, iones) y simbólico (ecuaciones, fórmulas). Ninguno es más importante que el otro, por lo que en su momento deben ser abordados todos ellos para explicar el fenómeno. Como se señaló anteriormente, el campo de estudio de la Química es muy amplio, por lo tanto, resulta imposible que alguien posea todos los conocimientos que constituyen esta ciencia. Al ser tan amplio el espectro de fenómenos estudiados por la Química, esta ciencia se ha dividido en diferentes ramas: Química General: Trata de los principios básicos acerca de la constitución, las propiedades y transformaciones de las sustancias, además de estudiar las leyes generales de la Química. Química Inorgánica: Su campo de estudio se refiere a las sustancias que forman en el campo mineral. No estudia los componentes del carbono a excepción de los compuestos como carbonatos, cianuros y al monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO2). Química Orgánica: Se encarga del estudio de los compuestos del carbono. Excepto los antes mencionados que corresponden a la Química inorgánica. Química Analítica: Comprende los métodos de reconocimiento y determinación de los constituyentes de los compuestos tanto en su calidad (análisis cualitativo) como en su cantidad (análisis cuantitativo). Fisicoquímica: Estudia los principios matemáticos y físicos que se aplican al estudio de la materia y la energía. Bioquímica: Su campo se refiere a los procesos químicos que ocurren en los seres vivos. Mundo macroscópico Mundo microscópico H2O Mundo simbólico Simbólico Mundo del lenguaje y símbolos (confuso) Microscópico Mundo de los modelos y teorías (abstracto) Macroscópico Mundo de los hechos (concreto)
  18. 18. 19BLOQUE 1 Evaluación Actividad: 5 Producto: Cuestionario. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Distingue las ramas de la Química y contrasta las expresiones cualitativas y cuantitativas. Relaciona fenómenos o procesos, con la rama de la Química que le corresponde su estudio. Se interesa por el estudio de la Química. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente ¿Cómo se sabe qué contienen los alimentos que se ingieren? ¿Cómo ayuda la química al esclarecimiento de los crímenes?  Escribe una definición de Química, en la que demuestres comprender su objeto de estudio:___________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________  Con base en la división de la Química, indica la rama que se encarga del estudio de los siguientes procesos químicos: Los enlaces y la estructura de los compuestos: _________________________________________________________ La composición de los componentes de una bebida gaseosa: ____________________________________________ La cantidad de glucosa en sangre de una persona: ______________________________________________________ Las reacciones digestivas que permiten la nutrición en un niño: ___________________________________________ La solubilidad de las sales de cobre: __________________________________________________________________  Clasifica los siguientes enunciados como cualitativos o cuantitativos. El sol está a más o menos 150 000 millones de kilómetros de la Tierra: __________________________________ Alejandro Fernández es mejor cantante que Luis Miguel. ______________________________________________ El hielo es menos denso que el agua. ______________________________________________________________ La mantequilla sabe mejor que la margarina. __________________________________________________________ Actividad: 5
  19. 19. 20 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA Química: una ciencia interdisciplinaria. Conforme vamos adquiriendo nuevos conocimientos sobre el mundo, nos damos cuenta que una sola ciencia no basta para explicar todos los fenómenos que se dan en el universo, debido a que cada una de ellas tiene una metodología y un objeto de estudio característicos. La Química no es la excepción, y para lograr comprender a fondo los fenómenos que estudia, se apoya en muchas otras ciencias. Así mismo, las aportaciones de la Química son necesarias para que otras ciencias avancen en la comprensión de los fenómenos que abarca su campo de estudio. Ésta es la razón por la que se afirma que la Química es una ciencia interdisciplinaria que se relaciona con otras de gran importancia dentro del desarrollo científico y tecnológico de las sociedades modernas. La Química es considerada una ciencia que se encarga del estudio de la naturaleza, de la composición de la materia, de la estructura y de los cambios que experimenta, además de la forma en que interacciona con la energía y los principios generales que rigen el comportamiento de la materia. Cualquier químico en su laboratorio utiliza conocimientos provenientes de otras ciencias. Con frecuencia tiene necesidad de efectuar cálculos que requieren conocimientos de Matemáticas o del campo de la Física. Igualmente, las disciplinas biológicas le aportan a la Química datos fundamentales sobre las sustancias que son necesarias para el funcionamiento de la vida, muchas de las cuales ya se han logrado sintetizar en el laboratorio. A la par, la Química ayuda a otras ciencias. No cabe duda que la medicina ha sido uno de los territorios que más se ha beneficiado con los descubrimientos de la Química. Se pueden señalar los medicamentos que se preparan siguiendo una fórmula, el tratamiento del cáncer mediante la aplicación de radiaciones, el diseño de nuevos métodos de diagnóstico para el tratamiento de enfermedades, etc. La industria de los alimentos es otro ejemplo de un área que se ha visto beneficiada por las aportaciones de la Química, ya que se han fabricado compuestos que se utilizan para conservar los alimentos en buen estado y con propiedades nutritivas mejoradas. La enseñanza de la Química se vincula definitivamente con la de la Biología y la Ecología, para dar a los estudiantes una visión global de cómo el buen o mal uso de los productos químicos determina las condiciones de vida en una comunidad. Las múltiples implicaciones de la Química con otras ciencias nos hacen entender la razón por la cual se le considera como la ciencia central. “La educación del hombre será la causa de la destrucción o esperanza de la humanidad”.
  20. 20. 21BLOQUE 1 Cierre Investiga el significado de los conceptos, consulta diccionarios o glosarios; una vez que hayas leído varias definiciones resuelve lo siguiente:  Anota una breve pero clara explicación sobre cada término. Química_____________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ Biología_____________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ Matemáticas_________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ Tecnología__________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ Física_______________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ Método_____________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________ Actividad: 6
  21. 21. 22 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA Evaluación Actividad: 6 Producto: Cuestionario. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Comprende la relación de la Química con otras ciencias. Busca y selecciona información. Elabora y redacta conclusiones, una vez que ha consultado la información. Se expresa con exactitud. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente Actividad: 7 (continuación) La Matemática es importante a la Química por: _________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ La Física por: _____________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ La Informática por: _________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ La Química le es útil a la Biología por: _________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ La Química es importante para la sociedad por: ________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________  Con base en la información sobre la relación de la Química con otras ciencias, y las explicaciones anteriores, completa los siguientes enunciados:  Con base en la información sobre la relación de la Química con otras ciencias, y las explicaciones anteriores, completa los siguientes enunciados: La Matemática es importante a la Química por: _________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ La Física por: ______________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ La Informática por: _________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ La Química le es útil a la Biología por: ________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ La Química es importante para la sociedad por: ________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ Actividad: 6 (continuación)
  22. 22. 23BLOQUE 1 Secuencia Didáctica 2. Conociendo cómo trabajan los químicos. Inicio Elabora un mapa mental, (en una hoja tamaño carta) en el cual expreses cómo realizan sus investigaciones los químicos. Comparte tu trabajo con el resto del grupo y comenten sobre el análisis de los diferentes mapas. Actividad: 1
  23. 23. 24 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA Evaluación Actividad: 1 Producto: Mapa mental o collage. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Describe el método de trabajo de la Química. Expresa gráficamente y por escrito su percepción sobre el método de la Química. Comparte sus ideas y acepta la diversidad de expresiones. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente Desarrollo Método de estudio de la Química. El hombre, para transformar la realidad, necesita descubrir cómo funciona. No cabe duda que el investigador se ve obligado a elaborar y reelaborar su propio método de trabajo para llegar a desentrañar los secretos de la naturaleza. El método es el conjunto de procedimientos para la realización de un fin; éste se deriva de la experiencia misma, y son los resultados obtenidos los que indican si es o no el adecuado. El método particular de las ciencias naturales es el método experimental, el cual no es una “receta” que al seguirse paso a paso resolverá automáticamente los problemas. Cuando se estudian los fenómenos naturales, sean éstos de cualquier tipo (físico, químico o nuclear), el primer paso para su estudio es la observación. Esta percepción de los fenómenos es nuestro único contacto con el mundo físico y son nuestros sentidos los que se encargan de comunicarnos la forma en que está sucediendo el fenómeno. Los datos experimentales que obtenemos provienen de sucesos observables y son mejores o peores en la medida que lo sean los métodos de detección. El hombre ha aprendido por medio de sus experiencias que sus sentidos están limitados para percibir los fenómenos y ha inventado una gran cantidad de instrumentos para facilitar sus observaciones, tales como el microscopio, el telescopio, la balanza, el potenciómetro y el espectrofotómetro, entre otros. La mayor parte de las veces la finalidad de la observación es obtener una medida cuantitativa de los fenómenos; es decir, una relación que indique la magnitud del suceso que se está observando. Generalmente dicha magnitud se expresa con un número y una unidad, que sirve para comparar con sucesos similares. Los científicos son personas curiosas que se hacen muchas preguntas sobre el mundo que les rodea y tratan de encontrar las respuestas. Los físicos, químicos, astrónomos, biólogos, etc., son científicos que investigan sobre distintos temas siguiendo un método propio que les ayuda a investigar sobre diferentes temas. Este proceso se llama " Método Científico" y consta de las siguientes etapas: Lee el siguiente texto, como apoyo para resolver la actividad 2.
  24. 24. 25BLOQUE 1 En alguna ocasión te habrás encontrado en una situación en donde solamente te dediques a ver y no a observar, como por ejemplo el arco iris. ¿Podrías describirlo? ¿En qué orden aparecen los colores? Al hablar de las características del estudio de la Química, se han mencionado como sus tres pilares el lenguaje, el uso de síntesis y análisis, y la cuantificación, o sea el uso de mediciones y cálculos. En el caso específico de la Química la cuantificación es fundamental y ha permitido elevar esta disciplina a la categoría de ciencia, además de posibilitar la predicción de fenómenos de importancia en diferentes niveles, desde el ámbito cotidiano hasta el industrial. Uno de los más destacados actualmente es la necesidad imperiosa de cuantificar los contaminantes del aire, ya que en pequeñas cantidades puede ser inofensivo, pero a elevadas concentraciones son altamente perjudiciales para la mayoría de los seres vivos. Actualmente en la Ciudad de México, y en muchas otras grandes ciudades del mundo, se lleva a cabo un registro cuantitativo de todos los contaminantes atmosféricos, con el fin de tomar las medidas necesarias de protección al ambiente y, por tanto, de los seres vivos. En cuanto a los medicamentos, es común que un médico recete a sus pacientes una determinada dosis. Esta dosis no es otra cosa que una medida de la cantidad que el paciente debe recibir de dicha medicina, ya que no es la misma que puede consumir un bebé a la que puede utilizar un adulto. Generalmente la dosis depende de la edad, peso corporal y capacidad del paciente para metabolizar el medicamento; de tal manera que cuantitativamente existe una dosis mínima, por debajo de la cual no tendría efecto el medicamento, y una dosis máxima, que al ser rebasada puede resultar tóxica o incluso letal para el organismo. Cuando una persona ingiere una bebida alcohólica, existe una diferencia cuantitativa entre mantenerse sobrio, estar “alegre”, o llegar hasta un estado evidente de embriaguez, donde sus sentidos y sus capacidades están totalmente limitados, de forma que cuantificando la concentración de alcohol en la sangre se puede predecir el comportamiento de un individuo dependiendo de su edad, sexo, peso corporal, costumbre a las bebidas alcohólicas y algunas otras variables. Observación Conocimiento acumulado Hipótesis Conclusión Recolección de datos Experimento Análisis Pregunta Obtención y registro de información. Obtención y registro de información. ¿Por qué es necesaria la cuantificación?
  25. 25. 26 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA Muchas enfermedades pueden ser evitadas o controladas gracias a la cuantificación. La hemoglobina es una proteína que contiene hierro (Fe) que transporta el oxígeno de los pulmones a las células. Si la cantidad de hierro es deficiente, la hemoglobina no se forma, causando lo que se conoce como anemia. La diabetes es una enfermedad que se presenta por niveles altos de glucosa en la sangre. Mediante la cuantificación continua de dichos niveles y analizando las características del paciente, puede elegirse el tratamiento adecuado para controlar el padecimiento. En la industria metalúrgica se analizan y cuantifican las proporciones adecuadas de los componentes de una aleación, porque, de no hacerse rutinariamente, la calidad disminuye y pueden generarse productos que sean muy sensibles a la corrosión y que tengan muy poca resistencia. En conjunto, podemos decir que en cualquier tipo de industria es necesario cuantificar diferentes variables, mantener la calidad de los productos que llegan a los compradores, y esa cuantificación en la industria es lo que se conoce como control de calidad. Para terminar con este tema se puede decir que las aportaciones de Boyle, Lavoisier, Berzelius y muchos otros investigadores, anteriores y posteriores a ellos, hicieron de la Química una ciencia 100% cuantitativa y que gracias a ello tiene un lugar destacado en todos los países del mundo en el ámbito económico, social y político, porque esta posibilidad de cuantificar los fenómenos químicos permite su predictibilidad y facilita el control de las variables para mejorar la producción de bienes para la humanidad. Una vez realizada la lectura del tema: método de estudio de la Química, formen equipos de 5 integrantes, comenten las temas propuestos y respondan brevemente lo que se indica en cada caso. Compartan sus conclusiones con el resto del grupo.  Describan 3 temas de investigación que sólo se realizan si contamos con instrumentos que posibiliten su observación. Pueden ser ejemplos que no se hayan mencionado en la lectura. __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________  Expliquen por qué el éxito y la exactitud de una investigación química, dependen en gran medida de los instrumentos de observación y medición utilizados. __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ Actividad: 2
  26. 26. 27BLOQUE 1 Evaluación Actividad: 2 Producto: Cuestionario. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Conoce la utilidad de los instrumentos de observación y medición en el trabajo químico. Dialoga y toma acuerdos con compañeros de grupo. Aprecia las ideas de los compañeros, en la construcción de nuevos conocimientos. Coevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente Investiga en internet, libros de metodología de la investigación o libros de texto de Química, la descripción de cada uno de los pasos del método científico señalados a continuación, y completa la siguiente tabla Pasos del método científico Descripción Observación Delimitación del problema (pregunta científica) Planteamiento de hipótesis Obtención y registro de información Experimentación Contrastación de resultados (análisis ) Comunicación de conclusiones Actividad: 3
  27. 27. 28 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA Evaluación Actividad: 3 Producto: Tabla. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Reconoce los pasos del método científico. Completa una tabla de contenido, en la que describe los pasos del método científico. Se interesa por los pasos del método científico. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente Con base en el siguiente texto, conteste los reactivos, que aparecen al final del mismo, colocando la respuesta correcta dentro del paréntesis. MÉTODO CIENTÍFICO (1) Un científico observa que los líquidos, guardados en recipientes sin tapa, disminuyen su nivel a medida que pasa el tiempo, en tanto que en el ambiente se perciben los olores de las sustancias expuestas. Nota también que algunas sustancias requieren, para impregnar el aire, menos tiempo que otras. Se formula entonces, una cantidad de preguntas como: ¿Por qué desciende el nivel en los recipientes? ¿Por qué el aire se impregna de olores? ¿Por qué algunos líquidos tardan más que otros en impregnar el aire? (2) Basado en las preguntas formuladas y en su propia experiencia el investigador se plantea el siguiente problema ¿Se evaporan todos los líquidos a la misma velocidad y con el mismo sistema? (3) El investigador sospecha que los líquidos tienen diferentes regímenes de evaporación, entonces plantea lo siguiente “La velocidad de evaporación es diferente para cada caso y depende de la naturaleza y características del liquido de que se trate”. (4) El científico investiga, razona y predice “Si la velocidad de evaporación depende de la naturaleza del líquido entonces, iguales cantidades de líquidos diferentes colocados en recipientes iguales y en idénticas condiciones ambientales mostraran, al cabo de un tiempo, disminuciones de niveles diferentes en cada frasco, motivados por la evaporación diferente”. (5) El científico planea un experimento en todos sus detalles: Se expondrán durante 24 horas, en un ambiente ventilado 5 recipientes iguales, numerados del 1 al 5 en los que se verterán cantidades iguales de: agua, gasolina, éter, cloroformo y alcohol. Transcurrido el tiempo establecido, se medirá nuevamente, con el mismo procedimiento, la cantidad de líquido de cada frasco y se registraran los valores obtenidos. (6) Con los datos obtenidos a la vista, nos preguntaremos: ¿Todos los líquidos se evaporan de igual modo? Si así no fue: ¿Cuáles se evaporan más y cuales menos? ¿Coinciden los resultados con las previsiones? ¿Se confirma la hipótesis planteada? (7) Verificada la evaporación diferencial de los 5 líquidos analizados, podremos redactar la conclusión que será: “La velocidad de evaporación no es uniforme para todos los líquidos sino que depende de su naturaleza”. Actividad: 4
  28. 28. 29BLOQUE 1 Evaluación Actividad: 4 Producto: Análisis de texto. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Identifica los pasos del método científico. Distingue los pasos del método científico, a partir de un reporte. Resuelve con seguridad y exactitud sus tareas escolares. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente Reactivos: ( ) En el párrafo 6 del texto hay una serie de preguntas, son estas preguntas ejemplo de: a) Observación b) Contrastación de resultados c) Delimitación del problema (pregunta científica) d) Conclusiones ( ) ¿Cual es la etapa del método científico que corresponde al párrafo 7? a) Observación b) Contrastación de resultados c) Delimitación del problema (pregunta científica) d) Conclusiones ( ) Para explicar el método científico el texto habla de líquidos que se evaporan ¿Cuál sería el párrafo que describe la hipótesis? a) 2 b) 3 c)4 d) 5 ( ) Señale cuales de estas afirmaciones son correctas: 1) La observación es posterior al experimento 2) El experimento pone a prueba la validez de la hipótesis 3) La hipótesis es una respuesta tentativa al problema 4) La contrastación de resultados (análisis) se establece a partir de la conclusión a)1 y 2 b) 2 y 3 c) 3 y 4 d) 1 y 4 Actividad: 4 (continuación)
  29. 29. 30 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA Evaluación Actividad: 5 Producto: Guía de consulta. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Reconoce las medidas de seguridad y primeros auxilios, del trabajo experimental. Elabora una guía de seguridad y primeros auxilios. Se da cuenta de la importancia de realizar los experimentos con medidas de seguridad. Valora el cuidado personal y de los compañeros al realizar actividades experimentales. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente Investiga las principales medidas de seguridad y primeros auxilios recomendadas para el trabajo experimental (laboratorio). Escríbelas en un folder, cartulina o papel resistente, ya que debes conservarla como guía de consulta. (Considera reutilizar papel). Actividad: 5
  30. 30. 31BLOQUE 1 Evaluación Actividad: 6 Producto: Tabla. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Identifica y relaciona los instrumentos de medición y observación con sus usos. Describe los instrumentos comunes del laboratorio escolar. Reconoce la necesidad de los instrumentos de observación y medición en el trabajo químico. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente Investiga los usos de cada uno de los instrumentos a utilizar en actividades experimentales, expuestas en el laboratorio de tu plantel, dibuja o recorta una imagen siguiendo el ejemplo. (Debes reutilizar papel). Ejemplo: Actividad: 6 Dibujo y nombre del instrumento Usos Recipiente de vidrio de forma cilíndrica y fondo plano, usado en el laboratorio para contener líquidos que intervienen en procesos químicos, como la precipitación. También sirve para medir volumen de líquidos (no son precisos), para calentar y mezclar sustancias.
  31. 31. 32 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA Cierre Actividad experimental en casa: En equipo de máximo seis personas realicen las siguientes actividades experimentales, aplicando el método científico y presenten reporte escrito de sus observaciones. Los datos obtenidos se comentaran en el grupo. Con las medidas de seguridad pertinentes, si gustas comparte esta actividad con tu familia. El docente elegirá a tres equipos para que expliquen sus experimentos, el resto del grupo participará haciendo preguntas y dando apoyo al equipo expositor con las respuestas. Lee las etiquetas de los productos antes de trabajar con ellos. ¿Qué sucede al combinar los siguientes productos? Antes de realizar el experimento, lean las etiquetas de los productos y escriban su hipótesis sobre lo que ocurrirá en las siguientes combinaciones:  Clara de huevo con alcohol y clara de huevo con vinagre. Hipótesis: _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ Observación: _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ Actividad: 7
  32. 32. 33BLOQUE 1  El limpiador de hornos, (easy off o grease off, en presentación líquida) con agua. NO CAMBIES EL PRODUCTO RECOMENDADO POR OTRA PRESENTACIÓN U OTRO PRODUCTO. Nota: utiliza recipiente de vidrio delgado. (Ejemplo una copa) Hipótesis: _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ Observación: _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ Actividad: 7 (continuación)
  33. 33. 34 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA  Bicarbonato de sodio con vinagre. Puedes utilizar vaso de plástico transparente. Con cuidado toca las paredes del recipiente, sin tocar el contenido. Hipótesis: _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ Observación: _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ Actividad: 7 (continuación)
  34. 34. 35BLOQUE 1 Evaluación Actividad: 7 Producto: Reporte oral y escrito del experimento. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Caracteriza a la Química como una ciencia experimental y reconoce el método científico, en el desarrollo de las actividades experimentales Aplica el método científico a las actividades experimentales. Muestra interés por participar en actividades experimentales. Promueve el trabajo metódico y organizado. Se interesa en demostrar lo aprendido. Coevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente ¿Se cumplieron las hipótesis formuladas? __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Conclusiones: __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ Actividad: 7 (continuación)
  35. 35. 36 IDENTIFICA A LA QUÍMICA COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA VIDA Evaluación Actividad: 8 Producto: Texto. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Integra los conceptos relativos a la Química. Expresa por escrito la relación de los conceptos. Se percata de la necesidad de integrar los conocimientos estudiados. Evita errores en su redacción. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente Con los términos contenidos en la siguiente elipse, escribe un texto donde expliques la relación entre ellos. Actividad: 8 Sociedad Materia Productos Energía Química Método científico Experimentación Calidad de vida Contaminación
  36. 36. Comprende la interrelación de la materia y la energía. Unidad de competencia: Establece la relación que existe entre las propiedades de la materia y los cambios que se dan en ella por efectos de la energía. Asimismo, valora los beneficios y riesgos que tiene utilizar la energía en su vida cotidiana y el medio ambiente. Atributos a desarrollar en el bloque: 3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo. 4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, Matemáticas o gráficas. 5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo. 5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. 5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos. 5.4 Construye hipótesis y Diseña y aplica modelos para probar su validez. 5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información. 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. 6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus propios puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta. 7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimientos. 8.1 Propone manera de solucionar un problema y desarrolla un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. 8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva. 8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo. Tiempo asignado: 5 horas.
  37. 37. 38 COMPRENDE LA INTERRELACIÓN DE LA MATERIA Y LA ENERGÍA. Átomo, Partícula elemental, Materia, Sustancia, Cuerpo, Molécula, Secuencia didáctica 1. Características y manifestaciones de la materia. Inicio Evaluación Actividad: 1 Producto: Completar diagrama. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Identifica los conceptos relacionados con la materia. Ordena conceptos relativos a la divisibilidad de la materia. Muestra seguridad al ordenar conceptos. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente Divisibilidad de la materia A continuación te presentamos conceptos relacionados a la divisibilidad de la materia, ordénalos adecuadamente en la figura, siguiendo el orden propuesto. (De mayor a menor o de lo general a lo particular) ____________ Cuerpo ____________ _____________ _____________ Partícula elemental Actividad: 1
  38. 38. 39BLOQUE 2 Desarrollo Concepto de materia. Si se busca su definición, por ejemplo, en el Diccionario de la Real Academia Española, encontraremos: “Realidad primaria de la que están hechas las cosas”, “Realidad espacial y perceptible por los sentidos, que, con la energía, constituye el mundo físico”. Gracias a los sentidos; el hombre está en contacto con la materia. Así, a través de la vista captamos sombras y colores; por el olfato, olores; por el gusto, sabores; por el oído, sonidos; y por el tacto, texturas. Cada una de estas cualidades que captamos con los sentidos son manifestaciones de la materia, de tal modo que es materia lo que se puede ver, tocar, oír, oler o saborear. Puedes pensar en toda la materia que te rodea, como plásticos, vidrios, sal, azúcar, metales, madera, gasolina, telas, agua, oxígeno, gas doméstico, etcétera. No obstante, es indudable que hay algunos tipos de materia que no pueden captarse fácilmente por medio de los sentidos, por lo que se ha necesitado de la ayuda de algún artefacto que los haga evidente. En la física clásica, los científicos consideraban a la materia y a la energía como entidades diferentes y relacionadas de manera externa. Actualmente, la física cuántica ha demostrado que es posible transformar la materia en energía y viceversa, lo cual ha en su momento originó una revolución en el pensamiento y en la forma de entender nuestro mundo. La famosa ecuación de Albert Einstein, E=mc2, nos habla de la interconversión de masa y energía asociadas con la velocidad de la luz al cuadrado. La naturaleza existe y se manifiesta de dos maneras; como materia o como energía. Todas las cosas y objetos que se encuentran en nuestro entorno están hechas de materia y cada una es diferente, por lo tanto la pregunta sería: ¿Qué criterios o aspectos emplea la Química para estudiar la materia? Los químicos distinguen varias clases de materia según su composición y propiedades. Algunos ejemplos de acuerdo a la composición son las mezclas, las sustancias puras, los elementos y los compuestos, así como los átomos y las moléculas. Todo el material del que están hechas las cosas se forma de sustancias, que se encuentran generalmente mezcladas entre sí, y en muy pocas ocasiones aparecen en forma pura. La materia se puede caracterizar a partir de sus propiedades y composición. Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades características. Algunos ejemplos son el aire, las bebidas gaseosas, la leche y el cemento. Las mezclas no tienen una composición constante, por lo tanto, las muestras de aire tomadas de varias ciudades probablemente tendrán una composición distinta debido a sus diferencias en altitud, contaminación, vegetación, etcétera. Necesitas leer este texto, para resolver la actividad 2
  39. 39. 40 COMPRENDE LA INTERRELACIÓN DE LA MATERIA Y LA ENERGÍA. Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas. Cuando una cucharada de azúcar se disuelve en agua, obtenemos una mezcla homogénea, es decir, la composición de la mezcla es la misma en toda la disolución. Sin embargo, si se juntan arena y virutas de hierro permanecerán como tales, este tipo de mezcla se conoce como mezcla heterogénea debido a que su composición no es uniforme. Cualquier mezcla, ya sea homogénea o heterogénea, se puede formar y separar en sus componentes puros por medios físicos sin cambiar la identidad de dichos componentes. Así, el azúcar se puede separar de la mezcla de azúcar y agua calentando y evaporando el agua hasta la sequedad. Si se condensa el vapor de agua liberado, es posible obtener el componente agua. Para separar los componentes de la mezcla de hierro y arena, podemos utilizar un imán para recuperar las virutas de hierro, ya que el imán no atrae a la arena. Después de la separación, se recuperan los componentes tal como ingresaron a la mezcla. Una sustancia pura es una forma de materia que tiene una composición constante o definida y con propiedades distintivas. Algunos ejemplos son el agua, el amoniaco, el azúcar, el oro y el oxígeno. Difieren entre sí en su composición y pueden ser identificadas por su apariencia, olor, sabor y otras propiedades manifiestas. Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos. Un elemento es una sustancia que no se puede separar en sustancias más simples por medios químicos ordinarios. La tabla periódica reporta los elementos químicos conocidos. Hasta la fecha se han identificado 118 elementos, los químicos representan a los elementos con símbolos de una o dos letras, la primera letra siempre es una mayúscula la siguiente es siempre minúscula. Por ejemplo, Co es el símbolo del elemento cobalto, en tanto CO es la fórmula de la molécula del compuesto monóxido de carbono. La mayoría de los elementos pueden interactuar con uno o más elementos para formar compuestos. Por ejemplo, el agua se puede formar por combustión del gas hidrógeno en presencia del gas oxígeno. El agua tiene propiedades muy diferentes de aquellas de los elementos que le dieron origen; está formada por dos partes de hidrógeno y una parte de oxígeno. Esta composición no cambia, sin importar si proviene de un grifo de Estados Unidos, de un lago de Mongolia o de las capas de hielo de Marte. En consecuencia el agua es un compuesto, es decir, una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas. A diferencia de las mezclas, los compuestos sólo pueden separarse por medios químicos en sus componentes puros.
  40. 40. 41BLOQUE 2 Actividad: 2  Encierra en un círculo las opciones que constituyen un ejemplo de materia. (Pueden ser más de una) a) Oro b) Amor c) Aire d) Fuego e) Gasolina f) Belleza g) Manzana h) Espíritu  Lee con atención los siguientes reactivos y anota dentro del paréntesis la letra que da la respuesta correcta. ( ) Las partículas que forman la materia están: a) Tan juntas las unas a otras que no dejan espacios vacíos. Forman un todo continuo. b) Separadas unas de las otras, por lo tanto, forman un todo discontinuo. c) Tan juntas que es imposible separarlas. ( ) Cuando un ser vivo se muere... a) Todas las partículas que forman su materia dejan de moverse. b) Algunas de las partículas quedan en reposo. c) Las partículas que formaban la materia viva continúan en estado de agitación en el cuerpo muerto y en la materia en la que se transformará el cadáver.  De la siguiente lista de materiales identifica si corresponde a un elemento, compuesto, mezcla homogénea o mezcla heterogénea; si desconoces algún concepto investígalo en un diccionario. Material Tipo: Elemento/Compuesto/Mezcla Ensalada de verduras Ácido acetilsalicílico Acetona Compuesto Bebida gaseosa Leche Carbono Acido clorhídrico Tableta de aspirina Puré de papas Vidrio Gas para cocinar Perfume Jabón en polvo Resuelve la siguiente batería de reactivos.
  41. 41. 42 COMPRENDE LA INTERRELACIÓN DE LA MATERIA Y LA ENERGÍA. Evaluación Actividad: 2 Producto: Batería de reactivos. Puntaje: Saberes Conceptual Procedimental Actitudinal Comprende la clasificación de la materia. Aplica la clasificación de la materia a materiales cotidianos. Se percata de la importancia del conocimiento del lenguaje químico, para el desarrollo del curso. Autoevaluación C MC NC Calificación otorgada por el docente Actividad: 2 (continuación) Discutan la validez de las siguientes afirmaciones. Anoten las conclusiones.  Todo objeto es material.  Cuerpos iguales están constituidos por igual clase de materia.  Cuerpos diferentes están constituidos por diferente clase de materia.  La misma clase de materia puede constituir objetos iguales o diferentes. ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ Escribe algunas frases que muestren tu comprensión sobre los conceptos (menciona ejemplos): Objeto:_____________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ Sustancia:__________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________
  42. 42. 43BLOQUE 2 Propiedades de la materia. La materia está formada por sustancias, cada una de las cuales tiene sus características propias que le dan su identidad y que las hacen diferentes una de otras. Toda sustancia presenta un conjunto de características que nos permiten reconocerla y distinguirla de las demás sustancias. Estas características reciben el nombre de propiedades y pueden clasificarse en propiedades físicas y propiedades químicas, intensivas o extensivas. La observación (determinación) de las propiedades permite distinguir los tipos de materia. Hay diferentes instrumentos que nos permiten medir las propiedades de una sustancia: con la cinta métrica se miden longitudes, en tanto que con la bureta, la pipeta, la probeta y el matraz volumétrico se miden volúmenes; con la balanza se mide la masa, y con el termómetro, la temperatura. Estos instrumentos permiten hacer mediciones de propiedades macroscópicas, es decir, que pueden ser determinadas directamente. Las propiedades microscópicas, a escala atómica o molecular, deben ser determinadas por un método indirecto, la mayoría de las propiedades se determinan indirectamente. Las propiedades pueden emplearse para identificar una sustancia pura, para separar una sustancia de otras cuando se encuentra en una mezcla y determinar la cantidad de una de las sustancias en la mezcla. Las propiedades extensivas son aquellas características de la materia que dependen de la cantidad de masa que el cuerpo posee, los valores de una misma propiedad extensiva se pueden sumar. El espacio que ocupan dos bebidas de 600 ml será la suma de esta propiedad llamada volumen; algunos ejemplos son los siguientes: Masa: cantidad de materia contenida en los objetos. Inercia: propiedad de los cuerpos de mantener su estado de reposo o de movimiento hasta que una fuerza externa los obligue a cambiar. Peso: fuerza que ejerza la gravedad sobre el objeto. Impenetrabilidad: resistencia que opone un objeto a que otro ocupe simultáneamente su lugar, es decir, dos cuerpos no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo. Volumen o extensión: espacio que ocupa un objeto. Cuerpos iguales pueden estar formados por sustancias distintas. Propiedades de la materia Generales Especificas Físicas Químicas Extensiva Intensiva ¿Cómo lo explicas? Una sonda espacial que en la Tierra tiene un peso de 800 kilos al estar en Marte su peso es de 303.2 kg y si se ubica en Júpiter su peso será 2026.4 kg.

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