Teresa Pigrau
Neus Sanmartí
Ideas a trabajar y a revisar
Las ideas básicas a trabajar + Las ideas habituales del alumnado a revisar
En todo cambio, la masa se conserva
Cuando un sistema material cambia, las sustancias finales tienen propiedades diferentes de las iniciales. En todo cambio, la masa se conserva. Los cambios se producen al ejercer acciones sobre los materiales -dar un golpe y romper o desmenuzar, interaccionar con el agua, el aire u otros materiales), calentar (gracias al Sol o a cualquier otra fuente de calor) o hacer pasar la corriente eléctrica, …-. Pueden ser más rápidos o más lentos y hay factores que pueden acelerarlos.
En un cambio físico se conservan las sustancias y, por tanto, las partículas que las forman
Tradicionalmente se denominan como físicos o débiles aquellos que se caracterizan porque la sustancia es la misma al inicio que al final del cambio, aunque la podemos observar como diferente. Es el caso, por ejemplo, los cambios de estado: el hielo, el agua líquida y el vapor son el mismo material: agua, y se puede pasar de un estado al otro transfiriendo energía en un sentido o en otro. Cada paso entre estado recibe un nombre y todos ellos son reversibles.
Otros cambios físicos o débiles interesantes para ser estudiados son la dilatación, la difusión y la disolución.
Cuando se explican es interesante hablar de la conservación del material y de los cambios en la estructura (que implican la conservación de las partículas). Por ejemplo, un material se dilata porque las partículas se separan (se mueven más rápidamente) y, por lo tanto, ocupan más espacio (volumen), pero no porque las partículas se dilaten.
Los niños y las niñas, desde muy pequeños, pueden empezar a construir una representación de la conservación de la materia en los cambios.
Preguntas que pueden ayudar a construir estos conceptos son
¿Qué piensas que pasará al mezclar (harina, azúcar, sal...) con agua, aceite, alcohol...?
¿Cómo explicamos que no en todos los casos observamos lo mismo? ¿En la mezcla siguen estando las sustancias que hemos mezclado? ¿Cómo se podría saber? ¿Cómo se ensucia el agua? ¿Qué cambia al ensuciarla? ¿Por qué no tenemos que tirar el aceite por el fregadero? Imagen: Escola de Salàs de Pallars.
¿Cómo cambia un material al calentarlo?
¿Lo podemos volver a tener igual que al inicio al enfriarlo? ¿Qué pasa con la temperatura mientras una sustancia pura se funde? ¿Y con un vidrio? ¿Cómo se explica que a veces se empañen los cristales? Imagen: Representación de alumnos de 7 años sobre el cambio del agua al evaporarse en los que se puede comprobar como ya tienen una primera idea de conservación. Estos alumnos habían hecho todo un proceso de imaginarse la materia por dentro de manera discontinua (Maestro: Andrés Acher)
¿Cómo se explica que una pelota esté más "hinchada" cuando la dejamos al Sol?
¿Cómo funciona un termómetro de alcohol? ¿Por qué en verano nos cuesta más poner o quitar un anillo que en invierno?
¿Cómo se explica que notemos un perfume lejos del lugar donde está la botella abierta?
Imagen: Victòria Carbó i Montse Padern. Traducción= Dibujo un aroma que se escapa e la flor y va hacia la nariz.
En un cambio químico las sustancias finales son diferentes de las iniciales y, por tanto, las partículas también son diferentes ya que se reordenan los átomos que las forman
Los cambios químicos o fuertes son los que se caracterizan porque las sustancias iniciales (reactivos) son diferentes a las que se obtienen al final del cambio (productos). Puede cambiar el color, la densidad, el punto de fusión… Cuando quemamos madera, al inicio teníamos celulosa, lignina… y oxígeno, y al final tenemos otros materiales (agua, dióxido de carbono y cenizas).
La mayoría de los cambios químicos no son reversibles, como es el caso del ejemplo anterior. Un ejemplo contrario es el del sulfato de cobre que es de color blanco y cuando reacciona con el agua es de color azul (sulfato de cobre pentahidratado). Reconocemos que ha tenido lugar un cambio químico porque ha cambiado el color. Si calentamos volvemos a tener el sulfato de cobre inicial (de color blanco).
En estos cambios la masa también se conserva. Es decir, la masa de los reactivos es igual a la de los productos. Al quemar madera, aunque parece que «se pierde» materia, si pesamos el agua, el dióxido de carbono y las cenizas, obtendremos la misma masa que sumando la madera y el oxígeno inicial.
Para explicar un cambio químico o fuerte no es suficiente hablar de ‘partículas’, hay un subnivel más: las partículas son moléculas formadas por átomos. Los átomos son los mismos antes y después del cambio, pero las moléculas son diferentes, ya que los átomos se reorganizan, combinando de manera diferente al inicial.
Ejemplos de preguntas que ayudan a construir estos conceptos pueden ser:
¿Se podría hacer fuego sin aire?
¿Qué hay en el aire que lo hace tan importante? ¿Se puede quemar algo (una vela) si no hay aire?
¿Qué hace el aire cuando entra en nuestro cuerpo?
¿Con qué reacciona? ¿Qué productos se obtienen? ¿Qué diferencia hay entre el aire inspirado y el expirado? ¿Cómo lo podemos saber? ¿Por qué son diferentes? ¿Cómo va cambiando el pan cuando entra en nuestro cuerpo?
¿Por qué si ponemos una planta en un armario se vuelve de color amarillento y finalmente muere?
¿Cómo explicamos el cambio que observamos cuando quemamos magnesio?
¿Qué crees que se necesita para hacer fuegos artificiales? ¿Cómo se pueden obtener fuegos de colores diferentes?
¿Cómo se puede apagar un incendio? ¿Por qué?
Sabiendo que se necesita para que se produzca un incendio -materiales combustibles, oxígeno y temperaturas altas-, ¿cómo actuar si se produjera uno en la escuela?
¿Cómo transformar la leche en yogur?
¿Cómo se explica que el yogur tenga un sabor diferente al de la leche?
¿Qué le entra a una planta para fabricar su alimento y que le sale?
¿Qué les hacemos y qué añadimos a los suelos para que sean más adecuados para cultivar plantas? ¿Si es muy ácido, que se puede hacer?
¿Por qué se oxida el hierro?
¿Por qué cubrimos el hierro con pintura de mini? ¿Al hierro oxidado también lo atrae un imán? ¿Por qué?
Al poner una pastilla efervescente en el agua sale un gas, ¿cómo podemos saber si se ha disuelto o se ha producido un cambio químico?
¿En qué nos podemos fijar? Fuente imagen: https://www.ciensacion.org/