¿Por qué elegimos este tema?
Los sistemas formados por varios
materiales, donde al menos un componente se halla en estado
líquido, son frecuentes a nuestro alrededor. Ejemplos de estos sistemas
son las soluciones (como la
salmuera), las suspensiones (como
algunos jarabes medicinales), las emulsiones
(como la mayonesa), las pastas
y los geles (como la
gelatina). En las propuestas más habituales para este ciclo es común
hallar, en la bibliografía, abundantes referencias a las soluciones pero,
en el caso de los demás tipos, éstos se hallan poco representados. Por ese
motivo, esta propuesta plantea un trabajo con los diferentes sistemas de
esta clase, y lo desarrolla desde dos dimensiones: la primera conceptual,
para ayudar al alumno a sistematizar algunas propiedades de estos sistemas
detectadas en exploraciones y experimentos, y la segunda procedimental, al
trabajar el control de variables, la cuantificación de masas y volúmenes,
las técnicas de separación de mezclas y la planificación de experiencias.
Además, es importante destacar que los aprendizajes que se cumplan en
torno a este tema permitirán a los chicos abordar, en ciclos posteriores,
la construcción de modelos microscópicos.
Por otro lado, el trabajo que se desarrolle en clase en función de estas
estrategias u otras similares permitirá a los alumnos construir algunas
ideas sobre: la abundancia de estos sistemas en la naturaleza y en los
productos artificiales que se usan habitualmente en los hogares, la
posibilidad de separar los componentes, la relación entre las propiedades
del sistema y las de sus componentes y la variación de algunas propiedades
en función de la composición.
Secuencia didáctica
El nombre único que se da en lenguaje cotidiano a algunos sistemas
multicomponentes suele ser un obstáculo para reconocer que, en verdad,
están formados por varios materiales. Por esta razón, los alumnos tienden
a tomar sistemas como la leche, la gelatina, el agua de mar o la pomada
para zapatos como si fueran un único material. Esta sensación a veces se
refuerza cuando, en el lenguaje cotidiano, se afirma que son «puros», si
bien esta pureza reviste un sentido diferente de la noción química de
sustancia pura. La secuencia de actividades que le presentamos a
continuación puede ayudarlo para que usted presente y trabaje con sus
alumnos varios casos que significan un desafío a sus ideas previas.
Es necesario que los chicos aprendan a «desconfiar» de la impresión
visual de homogeneidad típica de estos sistemas.
Actividad 1
- Una primera actividad que usted podría proponerles a sus alumnos es
demostrarles cómo se separan los componentes de un sistema mixto, por
ejemplo, de una bebida gaseosa. Para ello, usted puede separarla por destilación, con un aparato sencillo
formado por un tubo con tapón agujereado por el que pasa un tubo de
vidrio acodado y, luego, hacerles comprobar que el líquido condensado es
agua. Cuando hayan completado la demostración, la reflexión sobre esta
actividad puede encaminarse hacia preguntas como: ¿dónde estaba el agua
antes de hacer la destilación? Para luego pasar a discutir diferentes
ideas, en este caso: la idea de la preexistencia del componente agua en
el sistema.
Ilustración: Gustavo
Damiani.
-
Actividad 2
- Como una primera parte de la actividad usted puede proponerles que
busquen información acerca de otros sistemas mixtos presentes en el
entorno cotidiano, para ello pueden leer las etiquetas de los productos
y ver cuáles son sus componentes.
- Para esta tarea, podrían utilizar, entre otros, envases de mayonesa,
lustramuebles, brillametales, vinagre, cera para pisos, champús y
cosméticos.
- En el aula, usted también puede demostrar la técnica de algunas
operaciones de separación de mezclas, como la filtración,
el reposo y la decantación;
la disolución de algún
componente, y proponer su uso para que los alumnos separen algún
sistema, por ejemplo, vino (destilando), dentífrico (agregando agua y
decantando) o mayonesa (agregando aguarrás y decantando).
Haga hincapié en que los procedimientos de separación
aprovechan las diferentes propiedades de los componentes.
- En una segunda etapa de esta actividad, usted podrá focalizar la tarea
acercándose con sus alumnos a la idea de que los componentes de estos
sistemas pueden presentarse en diferentes proporciones. Con este
propósito, puede presentarles experiencias que requieran mezclar
cantidades predeterminadas de los componentes, por ejemplo, para
preparar una mayonesa, una tinta, un almíbar o una solución de sal para
conservar un alimento.
Mientras realizan algunas de estas experiencias u otras similares,
hágales notar que algunas propiedades del sistema dependen de la
proporción, por ejemplo, si la cantidad de sal en una salmuera no es
suficiente, no cumplirá con el objetivo de conservar el alimento. Además
de otros contenidos provechosos, trabajar la idea de proporción de
componentes le dará una oportunidad para ejercitar las diversas formas
de expresar la composición en unidades del sistema métrico (gramos,
litros), y para usar los instrumentos de medición apropiados.
- Algunos experimentos posteriores que pueden servir para trabajar la
idea de relación entre composición y propiedades implican actividades
donde se mantienen constantes las variables, pero con la sola excepción
de una, que se modifica gradualmente. Como ejemplo, usted podría
sugerirles:
- Estudiar el sistema talco-agua:
para una cantidad fija de talco, averiguar la proporción de agua que
es necesario agregar para que se pueda untar pero no fluya (pasta).
Y, luego, comparar con un sistema donde la fase líquida sea
distinta, por ejemplo, aceite.
- Estudiar el sistema agua-azúcar:
para una cantidad fija de agua, constatar cuál es el efecto en la
temperatura de ebullición al agregarle cantidades crecientes de
azúcar (ejemplo de solución).
Sugerencias para seguir trabajando
El trabajo con soluciones también permite estudiar el proceso de
disolución (no tratado en esta propuesta), y realizar experiencias para
mostrar saturación o formación de cristales por evaporación.
En relación con el área de Tecnología, es importante recordar que la
producción de algunos de los ejemplos aquí utilizados implica llevar a
gran escala las operaciones de laboratorio, lo que requiere equipamientos
especiales que podrían mostrarse a los niños durante alguna visita a una
fábrica o mediante esquemas, fotos o videos, para que ellos los puedan
comparar con la forma de llevar a cabo la operación en pequeña escala.
A su vez, la noción de composición de un sistema mixto es muy importante
desde el punto de vista de la Biología, para avanzar en la construcción de
la idea de homeostasis.