Introducción A La Química - Método Científico (1) 605e58

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL UNIDAD DE ISIONES CURSO NIVELACIÓN INTENSIVA SEPT 2018 QUÍMICA

1. INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA – MATERÍA Y ENERGÍA 1.1 EL ESTUDIO DE LA QUÍMICA La química estudia la materia y los cambios que experimenta. Uno de los atractivos de aprender química es ver cómo los principios químicos se aplican a todos los aspectos de nuestras vidas, desde las actividades cotidianas, como cocinar la cena, hasta los procesos más complejos, como el desarrollo de medicamentos para curar el cáncer. Los principios químicos también se aplican en los confines de nuestra galaxia, así como en nuestro entorno. Concepto de Química: “Es una ciencia que estudia la composición, estructura y transformaciones de la materia y su relación con la energía”. Importancia del estudio de la Química. La química tiene un gran impacto en nuestra vida diaria. De hecho, la química es el centro de muchas cuestiones de interés público, por ejemplo: 1. 2. 3. 4. 5.

La conservación de recursos naturales. La protección del medio ambiente. Descubrimiento de nuevos medicamentos para mejorar la salud y prolongan la vida. Producción de alimentos mediante uso de fertilizantes y plaguicidas. Síntesis de plásticos, desarrollo de equipos electrónicos, materiales de construcción.

Al estudiar química, aprenderemos a utilizar el poderoso lenguaje y las ideas que se han desarrollado para describir y mejorar nuestra comprensión de la materia. Además, comprender la química nos permite entender mejor otras áreas de la ciencia, la tecnología y la ingeniería moderna. 1.2 CLASIFICACIÓN DE LA QUÍMICA

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1.3 ESPECIALIDADES DE LA QUÍMICA QUÍMICA AMBIENTAL Se encarga de estudiar las causas y efectos de la química sobre el medio ambiente y su remediación. QUÍMICA INDUSTRIAL Comprende la producción de sustancias químicas básicas y materiales como plásticos, cauchos, vidrio, cerámicas, textiles, etc. QUÍMICA NUCLEAR Estudia las reacciones en las cuales intervienen los núcleos de los átomos, los procesos de radiación nuclear y las grandes cantidades de energía involucrados. QUÍMICA MÉDICA Es la química que a través de procesos químicos crea diferentes sustancias utilizadas en el campo de la medicina. QUÍMICA COSMÉTICA Área de la química que participa en la elaboración y desarrollo de productos destinados al embellecimiento y protección de diversas partes del cuerpo humano. BIOQUÍMICA Estudia las reacciones químicas que intervienen en el metabolismo de los seres vivos.

1.4 LA QUÍMICA Y SU RELACIÓN CON RAMAS DE LA PRODUCCIÓN AGRICULTURA Con el propósito de mejorar la productividad y satisfacer las necesidades de alimentos, recurre al uso de gran cantidad de sustancias químicas como abonos y fertilizantes. Para el control de plagas utiliza otras sustancias como pesticidas, fungicidas y nematicidas INDUSTRIA DE ALIMENTOS Para la conservación de productos alimenticios como enlatados, embutidos, bebidas alcohólicas se aplican sustancias químicas que ayudan a aumentar la vida útil de los alimentos, a regular los índices de acidez y controlar la buena calidad de estos.

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INDUSTRIA PETROQUÍMICA La química guarda una relación muy estrecha con la elaboración de muchos productos que se derivan del petróleo, entre ellos tenemos: fibras sintéticas, polímeros, combustibles, solventes para la industria, etc. MINERÍA La prospección geoquímica, el análisis químico de minerales, la determinación de la calidad del suelo y agua, el estudio del impacto ambiental son las principales actividades que relacionan esta industria con la química. METALURGIA Se dedica a la extracción de los metales y su producción. La química estudia las reacciones y está presente en los procesos de obtención, refinación y producción de aleaciones. ELECTRÓNICA Estudia lo relacionado a la conducción de la electricidad a través de diversos materiales. La aplicación de dichos materiales químicos en el desarrollo de dispositivos electrónicos: circuitos integrados, microprocesadores, transistores y chips. 1.5 LA QUÍMICA Y SU RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS MATEMÁTICAS Las transformaciones que sufre la materia requieren de cálculos matemáticos para el manejo cuantitativo de las ecuaciones químicas para interrelacionar las propiedades de la materia y las condiciones de trabajo en las que ésta interactúa. GENÉTICA Trata de la herencia biológica, la cual está ligada a los procesos que ocurren en la célula promoviendo su desarrollo mediante reacciones químicas que suministran materia y energía ECOLOGÍA Estudia la relación de las plantas y animales con su ambiente físico y biológico, ésta se vincula con la química, puesto que los componentes del aire, suelo y agua son parte del entorno físico. ARQUEOLOGÍA Se encarga de reconstruir culturas antiguas mediante el estudio de restos de materiales, cuya composición química son típicas de ese tiempo, de esta manera se establecen las características de una cultura en particular. FARMACOLOGÍA Trata acerca de los medicamentos, que son sustancias químicas dosificadas que se aplican a un organismo vivo para prevenir, aliviar o curar una enfermedad. BOTÁNICA Se encarga de estudiar la anatomía, morfología, fisiología y reproducción de las plantas, en este estudio están involucradas las sustancias químicas necesarias para construir sus órganos y la energía para su funcionamiento. Ejemplo: la fotosíntesis.

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1.6 EL MÉTODO CIENTÍFICO Aunque los científicos rara vez estudian un problema exactamente de la misma manera, utilizan lineamientos para la práctica de la ciencia, los cuales se conocen como método científico, el cual es una serie de procedimientos que se basan en la objetividad, hipótesis, experimentación y leyes naturales para explicar fenómenos de la naturaleza. El método científico es uno de los diversos métodos que se utilizan para el estudio de las ciencias, y su secuencia de pasos no necesariamente tienen un patrón direccionado o rígido, todo esto depende de la investigación que se realice y los cambios que pueda sufrir dicho estudio en el transcurso del tiempo. Por lo general el método científico se desarrolla como: 1. 2. 3. 4.

Recolectar información por observación y experimentación. Encontrar patrones y tendencias repetidas. Formular y someter a prueba la hipótesis para explicar patrones y tendencias. Desarrollar la teoría.

El método científico es un enfoque general para resolver problemas que implican hacer observaciones, confirmar que estas son reproducibles, buscar patrones en las observaciones, formular hipótesis para explicarlas y someter a prueba esas hipótesis con experimentos adicionales. Aquellas hipótesis que superan tales pruebas y demuestran su utilidad para explicar y predecir un comportamiento se conocen como teorías. OBSERVACIÓN Es la primera etapa del método, consiste en definir de manera minuciosa el problema o fenómeno a investigar.

HIPÓTESIS Es una explicación razonable y tentativa de un conjuntos de hechos. EXPERIMENTACIÓN La ciencia intenta explicar la naturaleza, y es necesario poner a prueba las explicaciones mediante investigaciones controladas que suelen llamarse EXPERIMENTOS. En esta etapa se deben elaborar detalladas observaciones y registrar la información o datos.

TEORÍA Es una explicación de las causas generales de ciertos fenómenos, con evidencias o hechos considerables que la apoyan. LEY NATURAL Es un enunciado que resume hechos experimentales acerca de la naturaleza, cuyo comportamiento es congruente y no presenta excepciones conocidas.

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A comienzos del siglo XVII la experimentación científica de sco Redi y la generación espontánea de la vida, fue comprobada aplicando el método científico, a continuación se presenta la experimentación realizada por este científico. El médico italino sco Redi (1621-1697) investigó por qué los gusanos (que son larvas de las moscas) aparecen en la carne en descomposición, en esta época esto se consideraba una prueba de la generación espontánea, es decir, la producción de seres vivos a partir de la materia inerte. Redi observó que las moscas pululaban cerca de la carne fresca y que los gusanos aparecían en la carne que se dejaba a la interperie unos cuantos días. El manifésto que las moscas producían los gusanos. Para comprobarlo tomó dos frascos transparentes y colocó dentro de ellos trozos de carne semejantes. Dejó un frasco abierto y el otro lo cubrió con una gasa para mantener afuera las moscas. A su vez, también consideró mantener constantes otras variables como: el tipo de frasco, el tipo de carne, el lugar, el tiempo y la temperatura. Después de unos cuantos días, observó gusanos en el frasco que estaba abierto; pero notó que el frasco cerrado no había ninguno. El concluyó que lo manifestado inicialmente era correcto y que los gusanos eran producidos por las moscas y no por la carne. Observación:

Las moscas pululan en la carne dejada a la interperie. Aparecen gusanos en la carne.

Pregunta de ¿De dónde salen los gusanos en la carne? Investigación: Hipótesis: Las moscas producen los gusanos. Si la hipótesis es correcta, entonces apartar las moscas de la carne evitará que Predicción: aparezcan gusanos. (Mencione: variables experimentales y de control, resultados del experimento)

Experimentación:

Experimento: Se obtienen trozos iguales de carne y dos frascos idénticos, se coloca la carne en cada frasco (uno para control y otro experimental). - Se deja el frasco destapado expuesto varios días a las moscas y aparecen gusanos. - Se cubre el frasco con gasa cubierto varios días, las moscas no llegana a la carne y no aparecen gusanos.

Variable experimental: la gasa impide que las moscas entren. Variable controladas: tiempo, temperatura, lugar. El experimento valida la hipótesis de que las moscas son el origen de los gusanos Conclusión: y que no ocurre generación espontánea de éstos.

Bibliografía:  BROWN, THEODORE L; LeMAY JR., H. EUGENE; BURSTEN, BRUCE E.; MURPHY, CATHERNIE; WOODWARD, PATRICK M. Química la ciencia central, Pearson Educación, México 2014.  BURNS, RALPH A., Fundamentos de Química, Pearson Educación, Cuarta Edición, México, 2003.  GONZÁLEZ, OLGA, Fundamentos de Química, Segunda Edición, Ecuador 2012.