ciencia, materia y energía -...
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ALEJANDRO CORTÉSYOSHINO KAMICHIKA
Ciencia,
ymateria
energía
Ciencias IIIcon énfasis en química
S E C U N D A R I A
2
Esta obra se terminó de imprimir el día 29 de agosto de 2008 en los talleres de Imprentor, s.a. de c.v. Salvador Velasco 102.
Parque Industrial Exportec 1. 50200 Toluca, Estado de México.
No. de Certifi cado 40998
Imprentor
Ciencia, Materia y Energía
Por Alejandro Cortés Juárez y Yoshino Kamichika Kohashi
Primera edición, agosto 2008
D. R. © Dinamikom, s.a. de c.v. 2008México Coyoacan 321, Col. XocoDelegación Benito Juárez03330 México, D.F.
Las características de esta edición, así como su contenido, son propiedad de Dinamikom, s.a. de c.v., no pudiendo, la obra completa o alguna de sus partes, ser reproducida mediante ningún sistema mecánico o electrónico de reproducción, incluyendo el fotocopiado, sin la autorización escrita del editor.
Impreso en México - Printed in Mexico
Sistema de Clasifi cación de Melvil Dewey541C672008 Cortés Juárez, Alejandro Ciencia, Materia y Energía / Alejandro Cortés Juárez y Yoshino
Kamichika Kohashi. – México : Dinamikom, 2008. 150 p. : il.
1. Química y Física – Estudio y enseñanza (Secundaria). 2. Química y Física Teórica – Educación Secundaria. I. Kamichika Kohashi, Yoshino. coat. II. t. III. Ser.
3
Prólogo
La enseñanza de las ciencias es parte importante en la formación
de cualquier individuo. La posibilidad de interpretar el mundo que
nos rodea y podernos maravillar al conocer la forma como el ser
humano ha aplicado este conocimiento para la interpretación de
la naturaleza, son dos aspectos fundamentales de la intencionali-
dad de la ciencia y de la presente obra.
Uno de los propósitos del curso de Ciencias 3 con énfasis en
química, es que el alumno finalice la educación secundaria con
el desarrollo de las estructuras conceptuales mediante las habi-
lidades, actitudes y aptitudes que favorezcan la comprensión
de contenidos relacionados con la química, además de adquirir
una visión más integral de esta ciencia. Asimismo, se promueve
la valoración del conocimiento científico de manera conjunta, sin
descuidar la parte humana y social del mismo.
Desde siempre, el comportamiento de la materia y su transfor-
mación y las distintas formas de energía, han marcado los gran-
des avances en el conocimiento humano. Recopilando todo este
cúmulo de saberes, los autores de Ciencia Materia y Energía 3 han
logrado que los aprendizajes deseados se alcancen gracias a una
serie de actividades, recursos didácticos, modelos, proyectos,
preguntas y cuestionamientos que retan a los alumnos y que son
apoyos valiosos en la labor del profesor. El enfoque constructivista
en que se basa esta obra despierta en los alumnos el interés de
contestar las preguntas que se plantean a lo largo del libro y hagan
suyo este aprendizaje básico para la vida y al mismo tiempo apren-
dan el respeto a la misma. La revisión pedagógica a la que ha sido
sometido el libro Ciencia, Materia y Energía 3 ha sido exhaustiva
para tratar de alcanzar este fin.
Los autores y editores estamos comprometidos con el desarrollo
de la educación en nuestro país, por lo que deseamos que la pre-
sente obra sea de utilidad para todos los alumnos y profesores.
LOS EDITORES
4
Estimados alumnos:
La meta principal de este libro es proporcionarles una guía que les permita organizar el
trabajo para que ustedes diseñen sus actividades de aprendizaje. Con el fin de alcanzar
el logro de este propósito, recomendamos lo siguiente:
Preguntas
Reflexionen sobre las preguntas que se plantean al inicio y durante el desarrollo de los
ejercicios, formulen otras preguntas relacionadas con el problema, traten de explicarlas
de acuerdo con su experiencia y busquen respuestas diseñando algunas actividades.
Utilicen el libro como guía; aprovechen las sugerencias de sus maestros y asesores.
En su cuaderno de apuntes, anoten sus ideas, descripciones de experimentos, diagramas,
dibujos y observaciones.
Actividades
Analicen las actividades que se proponen en el libro antes de realizarlas, reflexionen
sobre su propósito y los resultados que podrán obtener.
Organicen el trabajo en equipos, planifiquen un procedimiento detallado y consigan los
materiales que necesitarán.
Durante las actividades, identifiquen cómo se relacionan los cambios que se observan
en las propiedades o características del fenómeno que están estudiando, coméntelas
con el equipo y formulen explicaciones. Incluyan en su cuaderno sus resultados, las apli-
caciones tecnológicas de los conceptos estudiados y la información que necesitarán
examinar para aclarar sus dudas.
Conclusiones
Es importante que redacten sus conclusiones en forma organizada, con el título y un
resumen como punto principal. Utilicen subtítulos para separar la información, por ejemplo:
“Problema”, “Procedimiento”, “Resultados” y “Conclusión”.
Comparen sus conclusiones con las que elaboraron los otros equipos del grupo; formulen
preguntas, objeciones, dudas y aclaraciones. La información teórica que se presenta en el
libro puede emplearse como un punto de vista adicional en la discusión. En muchas
ocasiones, será necesario diseñar actividades alternativas que conduzcan a un conocimiento
más profundo del tema.
Esperamos que este texto contribuya a la construcción de sus conocimientos y al desarrollo
de sus habilidades con el fin que adquieran en la escuela secundaria una visión amplia del
conocimiento científico y su relación con la tecnología.
LOS AUTORES
Presentación para el alumno
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El propósito de este libro es ser un auxiliar en su trabajo educativo en la Escuela
Secundaria que permita a los estudiantes:
• Desarrollar habilidades de pensamiento científico como: pensar críticamente, anali-
zar información, comunicar ideas científicas, formular argumentos lógicos, trabajar
como parte de un equipo.
• Reconocer a la ciencia como una actividad intelectual a su alcance, en constante
construcción.
• Apreciar que la construcción del conocimiento científico requiere de la participación
colectiva.
• Analizar la influencia de la sociedad en el desarrollo histórico de la ciencia y la
tecnología.
• Valorar críticamente el impacto de la ciencia y la tecnología en el ambiente, tanto de
orden natural como social y cultural.
• Relacionar el conocimiento científico con otros ámbitos del saber para buscar expli-
caciones a los procesos de orden natural y social.
• Reconocer que el conocimiento científico es necesario como un elemento cultural
de nuestro tiempo, que nos permite participar en el mejoramiento de la calidad de
vida en relación con el impacto de la actividad humana sobre el medio ambiente, la
medicina moderna, las telecomunicaciones, la cibernética, etcétera.
La estructura general del libro consiste en el planteamiento de algunas preguntas cuyo
objetivo es que los alumnos reflexionen sobre el tema que se va a tratar.
Posteriormente, se proponen actividades diseñadas con el fin de que los alumnos ela-
boren algunas conclusiones, analizando y comentando con sus compañeros los resulta-
dos obtenidos.
Al final de las actividades se proporciona una explicación teórica de las experiencias
realizadas.
Con el fin de que este libro de texto sea de mayor utilidad para ustedes, les sugerimos
los siguientes momentos de aprendizaje:
• Después de leer y contestar las preguntas iniciales del tema, hacer que los alumnos
describan una experiencia vivida por ellos. Al final del tratamiento del tema, recons-
truir la experiencia descrita por los alumnos, tratando de vincular la teoría con las
experiencias cotidianas.
• Durante el análisis conceptual y la elaboración de conclusiones, propiciar que los
alumnos formulen preguntas, objeciones y dudas que puedan estimular el intercam-
bio de puntos de vista, con el fin de aclararlas.
• Inducir a los alumnos a que razonen acerca de sus propios errores, para que logren
identificarlos y luego corregirlos.
• Estimular la elaboración de reportes, síntesis o resúmenes generales.
• Elogiar a los alumnos por sus progresos para inspirarles confianza en su propia
capacidad.
LOS AUTORES
Presentación para el maestro
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Tabla de contenidos
Propósitos del bloque Tema Subtema Habilidades del pensamiento
Que los alumnos:
1. Contrasten sus ideas
sobre esta disciplina
con las aportaciones
de la ciencia al
desarrollo de la
sociedad.
2. Identifiquen
algunos aspectos
de la tecnología
y su relación con
la satisfacción de
diversas necesidades.
3. Identifiquen las
características
fundamentales
del conocimiento
científico que lo
distinguen de otras
formas de construir
conocimiento.
4. Apliquen e integren
habilidades,
actitudes y valores
durante el desarrollo
de proyectos,
enfatizando la
discusión, búsqueda
de evidencias,
interpretación de
experimentos y el
uso de la información
analizada durante
el bloque, para
acercarse a las
particularidades del
conocimiento químico.
1. La química,
la tecnología
y tú.
1.1. ¿Cuál es la visión
de la ciencia y la
tecnología en el
mundo actual?
Identificar
Evaluar
1.2. Características
del conocimiento
científico: el caso de
la química.
Identificar
Valorar
Interpretar
Analizar
Comparar
1.3. Tú decides: ¿cómo
saber que una
muestra de una
sustancia está más
contaminada que
otra?
Reconocer
Valorar
Comparar
Realizar
2. Propiedades
físicas y
caracteriza-
ción de las
sustancias.
2.1. ¿Qué percibimos de
los materiales?
Clasificar
Reconocer
Identificar
2.2. ¿Se pueden medir las
propiedades de los
materiales?
Valorar
Apreciar
Identificar
2.3. ¿Qué se conserva
durante el cambio?
Explicar
Reconocer
2.4. La diversidad de las
sustancias.
Identificar
Interpretar
Reconocer
Diferenciar
Distinguir
Integración y
aplicación.
¿Quién es el delincuente?
El análisis en la
investigación científica
(ámbitos: de la vida y del
conocimiento científico).
Discriminar
Reconocer
Valorar
¿Qué hacer para reutilizar
el agua? (ámbitos: del
ambiente y la salud, y del
conocimiento científico y
la tecnología).
Seleccionar
Aplicar
Sistematizar
Bloque 1. Las características de los materiales.
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Propósitos del bloque Tema Subtema Habilidades del pensamiento
Que los alumnos:
1. Clasifiquen las
sustancias con base
en sus propiedades
físicas y químicas
para caracterizarlas
en mezclas,
compuestos y
elementos químicos e
identifiquen ejemplos
comunes en su
entorno inmediato.
2. Identifiquen
características
importantes de la
cultura química: su
método y su lenguaje.
3. Interpreten algunos
datos contenidos en
la tabla periódica,
los relacionen con
las propiedades
de los elementos
y reconozcan
cómo éstas son
aprovechadas para
el diseño de diversos
materiales.
4. Expliquen el enlace
químico como una
transferencia o
compartición de
electrones y a partir
de él expliquen las
propiedades de los
materiales.
5. Apliquen e integren
habilidades, actitudes
y valores durante
el desarrollo de
proyectos, enfatizando
la promoción de
la cultura de la
prevención de
accidentes
y adicciones.
1. Mezclas,
compuestos
y elementos.
1.1. La clasificación de
las sustancias.
Representar
Distinguir
Identificar
Diferenciar
1.2. ¿Cómo es la
estructura de los
materiales?
Identificar
Explicar
Representar
1.3. Clasificación
científica del
conocimiento de los
materiales.
Reconocer
Valorar
1.4. Tú decides: ¿qué
materiales utilizar
para conducir la
corriente eléctrica?
Identificar
Medir
Relacionar
2. Tabla
periódica.
2.1. Estructura y
organización de la
información física y
química en la tabla
periódica
Analizar
Predecir
Apreciar
Describir
Relacionar
Valorar
2.2. ¿Cómo se unen los
átomos?
Diferenciar
Explicar
Reconocer
Integración
y aplicación.
“Ahora tú
explora,
experimenta
y actúa”.
¿Cuáles son los elementos
químicos importantes para
el buen funcionamiento de
nuestro cuerpo?
(ámbitos: de la vida y del
conocimiento científico).
Identificar
Explicar
¿Cómo funcionan las
drogas?
(ámbitos: de la vida y del
conocimiento científico).
Identificar
Explicar
Argumentar
Valorar
Bloque 2. La diversidad de propiedades de los materiales y su clasificación química.
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Propósitos del bloque Tema Subtema Habilidades del pensamiento
Que los alumnos:
1. Identifiquen en su entorno algunas reacciones químicas sencillas, sus principales características y sus representaciones.
2. Expliquen enunciados científicos, como el principio de conservación de la masa, a partir de los conocimientos adquiridos a lo largo del curso.
3. Integren habilidades, actitudes y valores durante el desarrollo de proyectos enfatizando la interpretación y aplicación del uso de escalas en forma adecuada a diferentes niveles (macroscópico y microscópico).
4. Reconozcan que las moléculas presentan arreglos definidos que son los que determinan las propiedades de los materiales y que su transformación no se lleva a cabo en una molécula aislada, sino en una enorme cantidad de ellas que se contabilizan con el mol como unidad de medida.
1. La reacción química.
1.1. El cambio químico.Identificar
Diferenciar
1.2. El lenguaje de la química.
Construir
Modelar
Relacionar
Representar
Verificar
Predecir
1.3. Tras la pista de la estructura de los materiales.
Identificar
Inferir
Explicar
Apreciar
1.4. Tú decides: ¿cómo evitar que los alimentos se descompongan rápidamente?
Identificar
Reconocer
Valorar
2. La medición de las reacciones químicas.
2.1. ¿Cómo contar lo muy pequeño?
Comparar
Representar
Explicar
Valorar
Integracióny aplicación.
“Ahora tú exploras, experiementa y actúa”.
3.1. ¿Qué me conviene comer?
• Aporte energético de los compuestos químicos de los alimentos. Balance nutrimental.
(ámbitos: de la vida, y del cambio y las interacciones).
Comparar
Reconocer
¿Cuáles son las moléculas que componen a los seres humanos?
• Características de algunas biomoléculas formadas por CHON (ámbito: de la vida).
Asociar
Reconocer
Hacer modelos
Propósitos del bloque Tema Subtema Habilidades del pensamiento
Que los alumnos:
1. Identifiquen las principales características del cambio químico, específicamente en las reacciones de ácido-base y óxido-reducción, así como algunos ejemplos en su entorno.
2. Registren e interpreten la información adquirida de diferentes fuentes y la apliquen en algunos tipos de reacciones que ocurren en su entorno.
3. Apliquen e integren habilidades, actitudes y valores durante el desarrollo de proyectos, enfatizando la contribución del conocimiento químico para la satisfacción de necesidades en el marco del desarrollo sustentable.
1. Ácidos y bases.
1.1. Ácidos y bases importantes en nuestra vida cotidiana.
Caracterizar
Identificar
Valorar
1.2. Modelo de ácidos y bases.
Identificar
Explicar
1.3. Tú decides: ¿cómo controlar los efectos del consumo frecuente de los “alimentos ácidos”?
Identificar
Valorar
2. Oxidación y reducción.
2.1. La oxidación: un tipo de cambio químico.
Identificar
2.2. Las reacciones redox.
Analizar
Identificar
Establecer
Integracióny aplicación.
“Ahora tú exploras, experiementa y actúa”.
¿Puedo dejar de utilizar los derivados del petróleo y sustituirlos por otros compuestos? (ámbitos: del conocimiento científico, de la vida y de la tecnología).
Identificar
Valorar
¿Cómo evitar la corrosión? (ámbitos: del ambiente y la salud y de la tecnología).
Identificar
Apreciar
Bloque 3. La transformación de los materiales: la reacción química.
Bloque 4. La formación de nuevos materiales
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Propósitos del bloque Tema Subtema Habilidades del pensamiento
Que los alumnos:
1. Se planteen
preguntas, interpreten
la información
recopilada,
identifiquen
situaciones
problemáticas,
busquen alternativas
de solución,
seleccionen la
mejor alternativa
(según el contexto
y las condiciones
locales), argumenten
y comuniquen los
resultados de su
proyecto y lo evalúen.
2. Planifiquen su trabajo,
diseñen estrategias
para sistematizar
la información, así
como el uso y la
construcción de
modelos, la búsqueda
de evidencia en su
vida cotidiana y la
posibilidad de hacer
predicciones.
3. Apliquen diferentes
metodologías de
investigación,
propongan hipótesis,
diseñen experimentos,
identifiquen
variables, interpreten
resultados, elaboren
generalizaciones y
modelos, expresen
sus propias ideas y
establezcan juicios
fundamentados.
Integración y
aplicación.
“Ahora tú
exploras,
experimenta y
actúa”.
¿Cómo se sintetiza
un material elástico?
(ámbitos: del cambio y
las interacciones y de la
tecnología).
Relacionar
Analizar
Explicar
Integración
y aplicación.
“Ahora tú
exploras,
experimenta
y actúa”.
¿Qué ha aportado México
a la química?
Principales contribuciones
de los investigadores
químicos al desarrollo
del conocimiento químico
(ámbitos: del ambiente y la
salud y del conocimiento
científico)
Reconocer
Investigar
Apreciar
¿Por qué usamos
fertilizantes y plaguicidas?
(ámbitos: de la vida, del
conocimiento científico y
del ambiente y la salud).
Investigar
Inferir
Identificar
¿De qué están hechos
los cosméticos y algunos
productos de aseo
personal como los
jabones? (ámbitos: de la
vida y del conocimiento
científico).
Relacionar
Planificar
Analizar
Manifestar
¿En qué medida el ADN
nos hace diferentes?
(ámbitos: de la vida y del
conocimiento científico).
Explicar
Investigar
Valorar
¿Cuáles son las
propiedades de
algunos materiales que
utilizaban las culturas
prehispánicas? (ámbitos:
del conocimiento científico
y de la tecnología).
Identificar
Analizar
Valorar
¿Cuál es el papel de la
química en diferentes
expresiones artísticas?
(ámbitos: de la tecnología
y del conocimiento
científico).
Investigar
Establecer
Apreciar
Valorar
¿Qué combustible usar?
(ámbitos: del ambiente y la
salud y de la tecnología).
Relacionar
Analizar
Contrastar
Expresar
Valorar
Bloque 5. Química y tecnología.
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La estructura presente en el libro Ciencia, Materia y Energía 3 se basa en el modelo cons-
tructivista, en el cual el alumno adquiere el conocimiento por sí mismo, con una serie de
actividades enfocadas a este fin.
Las actividades por desarrollar se presentan de la siguiente manera:
Actividad en grupo
Las actividades de este tipo tienen la intención de favorecer la interacción entre todos
los miembros de la clase y permitir la transferencia de aprendizajes para alcanzar los
objetivos del curso.
Interactuemos en equipo
Como su nombre lo indica, esta sección permite favorecer el desarrollo de las habilida-
des sociales del alumno por medio de interacciones con otros compañeros, además de
favorecer la discusión y el debate mediante actividades cuidadosamente seleccionadas.
Guía de uso
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Bloque 1
21222222222222222222222222211111111111111111111111111
Las caracteristícas de los materiales
fertilizantes.
Sustancias que se
añaden al suelo para
aumentar su capaci-
dad de producción.
reciclado.
Transformar dese-
chos o basura en
cosas útiles. Volver a
someter a un ciclo de
operaciones.
logotipo. Imagen
gráfica que identifica
a una empresa, una
marca comercial o un
producto.
tríptico. Impreso
realizado en una hoja
que se dobla en tres
partes.
folleto. Texto de
extensión breve que
sirve como instru-
mento divulgativo o
publicitario.
boletín. Publicación
periódica que trata de
asuntos especiales.
En equipos de trabajo realicen lo que se indica a continuación.
• Busquen propaganda relacionada con la química y la tecnología en periódicos,
revistas o noticieros (grabarlos si es posible) de las últimas dos semanas.
• Cada equipo escoja una e identifiquen el tema de química con la que está rela-
cionada (por ejemplo, alimentos, fertilizantes, medicamentos, nuevos materia-
les, contaminación, energía, reciclado, etc.).
• Analicen las características de las estrategias lingüísticas y visuales que se
emplean en la propaganda. Comenten lo siguiente:
¿Se emplea un vocabulario atractivo? ¿Por qué?
¿Se utilizan fotografías, logotipos y frases publicitarias? Describan algunas.
¿El discurso publicitario induce a la aceptación o al rechazo de la química? ¿Por qué?
¿Y tú como contribuyes?
Panel de discusión
Como parte de la campaña organicen un panel de discusión acerca de las apor-
taciones del conocimiento científico en relación con la satisfacción de necesi-
dades básicas y la preservación del ambiente.
Para organizar el panel, elijan un moderador que tendrá las siguientes funciones:
• Conducir la discusión en un ambiente de respeto. Involucrar a los integrantes
del público para que opinen de forma ordenada, respetuosa y breve.
• Elaboren un escrito en el que expresen sus ideas acerca de las aportaciones de
la química al desarrollo de la sociedad y organicen una serie de ponencias.
Para ello, les sugerimos que escojan algunos temas que trabajaron en las activi-
dades anteriores y reflexionen sobre algunos de los puntos siguientes:
• Contaminación del aire, agua y suelo.
• Desarrollo sustentable.
• La contaminación ambiental. Sustancias químicas que dañan el medio.
• Reciclado de materiales.
• Calentamiento global.
• Sustancias de uso común que podríamos evitar por completo. ¿Cuáles serían
las consecuencias de no utilizarlas?
• Productos que podríamos sustituir ¿Cómo lo haríamos?
desarrollo sustentable.
Conjunto de prácticas sociales
que conducen al crecimiento
económico, al mejoramiento
de la calidad de vida y al
bienestar social sin agotar la
base de los recursos natura-
les, ni deteriorar el medio, o el
derecho de las generaciones
futuras a utilizarlo para satisfa-
cer sus propias necesidades.
material sintético. Sustancia
química elaborada a partir
de sustancias más simples.
Se conoce como síntesis
química al proceso mediante
el cual se elaboran artificial-
mente sustancias naturales
ya conocidas como el ácido
acetilsalicílico (presente en
las hojas de sauce) o el ácido
ascórbico (vitamina C, que se
encuentra en muchos vegeta-
les), así como productos que
no existen de forma natural,
como los plásticos.
industria petroquímica.
Industria que produce sus-
tancias químicas, a partir del
petróleo y del gas natural.
materia prima. Materiales
extraídos de la naturaleza que
sirven de base para la elabora-
ción de bienes de consumo.
polímero.
Sustancia compuesta por
miles de moléculas pequeñas
(monómeros) que se unen para
formar moléculas gigantes.
prótesis.
Órgano artificial que sustituye
el perdido o amputado.
Fig.1.2
Ejemplo para la elaboración de un tríptico.
Realicen la siguiente lectura, después resuelvan lo
que se indica.
Derivados del petróleo para la fabricación de diversos
artículos industriales y del hogar.
Todos sabemos que la química es la ciencia que estudia la materia que
existe en el Universo y los cambios químicos que experimenta, sean cambios
naturales o producidos por los seres humanos. Uno de los materiales existen-
tes es un recurso bastante escaso y valioso en la actualidad: el petróleo.
El uso que se dio al petróleo durante los primeros noventa años de la indus-
tria petrolera fue la producción de combustibles, para satisfacer las necesi-
dades de energía en transporte, cocina, iluminación, calefacción, industria,
agricultura, recreación y servicios diversos. Es decir, casi todas las activida-
des humanas requieren de combustibles derivados del petróleo.
Pero hay otra razón por la que el petróleo ha incrementado su valor desde
la segunda mitad del siglo pasado: el petróleo es la materia prima de muy
diversos materiales sintéticos usados para satisfacer nuestras necesida-
des como son: fibras, hules, cueros, resinas, plásticos, abonos, colorantes y
materiales para la industria farmacéutica, entre otros. Todos estos procesos
se llevan a cabo por la industria petroquímica.
Puede decirse que no hay industria, sea de transformación o extractiva,
que no consuma productos de la petroquímica, ya sea como materia prima
principal o secundaria. secundaria. Pero los mercados de la petroquímica
no se reducen a las industrias y productos tradicionales; constantemente
aparecen nuevos polímeros con usos diversos. Por ejemplo para prótesis y
órganos artificiales, así como para la industria electrónica.
• Reúnan lo que saben o inves-
tiguen acerca de su tema y
redacten un texto con el que
traten de llamar la atención.
• Discutan sobre las imáge-
nes que ayudarán a enrique-
cer el texto.
• Propongan un nombre y dise-
ñen un logotipo o una frase
publicitaria llamativa.
• Preséntelo ante el grupo y
decidan cuáles son los mejo-
res y por qué.
• Reprodúzcanlos para repartir-
los en la escuela o en lugares
concurridos de su comunidad.Fig.1.2
ENFERMEDADES
GASTROINTESTINALES
SU PREVENCIÓN Y CONTROL
Esófago
Pancreas
Intestinogrueso
Intestinodelgado
Ano
Higado
Boca
Diarrea, coli�s, gastri�s,
reflujo, agruras y otros
malestares gastrointestI-
nales que se pueden
prevenir si tomamos en
cuenta las medidas de
higiene adecuadas.
Las enfermedades gastrointestinales
ocupan una de las primeras causas
de consulta médica y son también
una de las primeras causas de muerte
en México y en el mundo.
Todas estas enfermedades
se previenen con:
* Higiene y preparación adecuada de
alimentos.
* Evitar comer en la calle o en lugares
poco higiénicos, cerca de animales o
de personas cuya higiene evidente-
mente es mala.
* Lavar las manos antes de comer y
después de ir al baño.
* Hervir el agua y dejarla reposar durante
media hora o tomar agua embotellada.
* Lavar bien frutas y verduras y desin-
fectarlas con unas gotitas de cloro antes
de enjuagarlas bien.
* Revisar bien las fechas de caducidad y
calidad de los empaques de los alimen-
tos que consumimos.
En equipos de trabajo elaboren una propaganda mediante tríptico,
folleto o boletín, relacionada con las aportaciones del conocimiento
químico, para informar e invitar a sus compañeros a mejorar la calidad de vida.
Elijan una causa para promocionar.
Interactuamos con el texto
Este tipo de actividades favorecen el desarrollo de las habilidades comunicativas de
los alumnos, por medio del análisis de textos de diferentes fuentes y con distintas motiva-
ciones, que impulsan el desarrollo de una visión crítica necesaria para cumplir el enfoque
de la presente obra.
Además, se incluye un Glosario, que guía al alumno en el conocimiento científico
más abstracto, y va desde simples definiciones hasta modelos más complejos del saber
científico.
Como su nomb
des sociales del
favorecer la discu
Bloque 1
• B
Ejemplo para la elaboración de un tríptico.
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ENFERMEDADES
GASTROINTESTINALES
SU PREVENCIÓN Y CONTROL
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Pancreas
Intestinogrueso
Intestinodelgado
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Todas esTT tas enfermedades
se previenen con:
* Higiene y preprr aración adecuada derr
alimentos.
* Evitar comer en la calle o en lugares
poco higiénicos, cerca de animales rr
o
de personas curr ya higiene evidente-
mente es mala.
* Lavar las manos antes de comer y
después de ir al baño.
* Hervir el arr gua y dejarla reposar duranterr
media hora o tomar arr gua embotellada.
* Lavar bien frutas y verdurrr as y desin-rr
fectarlas con unas gotitas de cloro anterr s
de enjuagarlas bien.
* Revisar bien las fechas de caducidad y
calidad de los empaques de los alimen-
tos que consumimos.
propaganda mediante tríptico,
aportaciones del conocimiento
mejorar la calidad de vida.
cia de aprendizajes para alcanzar los
favorecer el desarrollo de las habilida-
es con otros compañeros, además de
ades cuidadosamente seleccionadas.
Las caracteristíícas de los materiales
Panel de discusión
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Las caracteristícas de los materiales
Resuelvan el problema que se plantea a continuación. Investiguen qué métodos seguirían para separar la siguiente mezcla: polvo de
carbono + sal + polvo de azufre + limadura de hierro.• Describan los pasos a seguir, de acuerdo a las propiedades físicas que
utilizarán.• Indiquen el material que utilizarán y el procedimiento que seguirán.
Elaboren en su cuaderno un resumen ilustrado con dibujos acerca de los diferen-
tes métodos de separación de mezclas que han empleado.
Cromatografía.La siguiente actividad consiste en separar los constituyentes de la tinta utilizando
papel filtro y agua, acetona y alcohol como disolventes.Material:
• Tres frascos limpios de alimento para bebé.• Tres tiras de papel filtro (para cafetera o del laboratorio escolar) de 3 cm de ancho
y longitud algo mayor que los frascos.• Marcadores de colores diferentes.• Agua, acetona y alcohol.
Comenten los resultados de la actividad y respondan lo siguiente:¿Por qué se humedece el papel gradualmente?
Fig. 1.41Cromatografía
en papel.
La cromatografía es una técnica que se utiliza para analizar algunas mezclas. Consiste
en el arrastre de sustancias a diferente velocidad por la acción de una fase móvil a tra-
vés de una fase estacionaria. Las diferentes velocidades con las que se mueven los
componentes de la tinta, ocasiona que queden separados las diferentes sustancias en
el papel. Si se cambia el disolvente, cambian los componentes que se separan. Se pueden hacer cromatografías sobre gises blancos no compactos para separar los
componentes de otras sustancias como la clorofila o los colorantes de dulces y alimentos.
• Mencionen las sustancias que forman la mezcla y el estado físico de cada una.
• Describan el tipo de mezcla que forman (homogénea o heterogénea).
• El método que seguirían para separar las dos sustancias empleando material
de reciclado o del que dispongan en casa.• Describan las propiedades físicas de cada sustancia que están empleando
para poderlas separar (solubilidad, densidad, punto de ebullición, etcétera).
• Investiguen cómo lo harían en el laboratorio y el material que utilizarían.
¿Qué colores pueden distinguir?
¿De dónde provienen?
¿Qué diferencias encuentran en los colores que se formaron?
¿Consideran que uno de los disolventes fue mejor que los otros? ¿Por qué?
Separación en sustancias
Decantación Filtración Evaporación Destilación Cristalización Cromatografía
Fig. 142. Una característica de lasmezclas es que se pueden separar en suscomponentes mediante procesos físicos.
Materiales
Mezclas de sustancias
Homogéneas(disoluciones)
Heterogéneas
cromatografía. Técnica empleada para separar los com-ponentes de mezclas complejas mediante el arrastre de sustancias a diferente velocidad por la acción de una fase móvil a través de una fase estacionaria.
a) Con marcador tracen una línea a lo ancho de uno de los extremos de cada tira de
papel, a 3 cm de altura. Utilicen un color diferente para cada tira.
b) Viertan un poco de agua (1cm de altura) en uno de los frascos, márquenlo seña-
lando su contenido. Hagan lo mismo con los otros frascos añadiendo a uno acetona
y al otro alcohol.c) Introduzcan cada tira de papel a los diferentes frascos como se mues-tra en la figura 1.38.d) Observen los colores que se forman.
d l ti id dd l i i t Fig 1 41
AGUAACETONA
ALCOHOL¿Qué colores tiene tu dulce favorito?
• Diseñen un procedimiento para poner una mancha concentrada del colorante de
un dulce en una tira de papel filtro.• Mediante cromatografía en papel y utilizando agua como fase móvil, separen los
colores presentes y hagan una lista de ellos.• Investiguen en Internet sobre la toxicología de los diferentes colorantes alimenti-
cios contenidos en el dulce y elaboren un resumen.• Elaboren un reporte en el que indiquen los resultados obtenidos en su investigación
y sus conclusiones acerca de los dulces que pueden ser nocivos para la salud.
Encontra-rán información
relacionada con la toxicidad de los colorantes alimenti-
cios en la siguiente dirección electró-nica: Toxicidad de colorantes alimenti-
cios. Universidad de Zaragoza.
http://www.tecnoa-limentos.cl/html2/Codex.htm#100
tra-
72
Bloque 1
73
Las caracteristícas de los materiales
Los seres humanos siempre hemos tenido la necesidad
de transformar los elementos de la naturaleza para nues-
tro beneficio. La industria química implica la transforma-
ción de las materias primas en productos elaborados o
semielaborados.
• Discriminaremos las premisas y los supuestos de un caso, con base en las pro-
piedades de las sustancias y la conservación de la masa.
• Reconoceremos algunos de los fundamentos básicos de los métodos de análi-
sis que se utilizan en la investigación científica.
• Valoraremos las implicaciones sociales de los resultados de la investigación
científica.
• Seleccionaremos el método de separación más adecuado con base en las pro-
piedades de los componentes de una mezcla.
• Aplicaremos diversos métodos de separación de mezclas para purificar una
muestra de agua.
• Sistematizaremos la información de diferentes métodos de purificación.
Comunicación
Determinen cuál es la mejor manera de exponer su trabajo de acuerdo al tema seleccio-
nado. Pueden elaborar periódicos murales, exposiciones, ferias, concursos etc. Además,
pueden hacer un documento en el que incluyan lo siguiente:
•El tema seleccionado.
•Las razones por las que escogieron el tema.
•Las preguntas a las que desean dar respuesta.
•Los propósitos.
•Las actividades que realizaron.
•Lo nuevo que aprendieron sobre el tema.
•Lo que opinan sobre el trabajo desarrollado por otros equipos.
•Conclusiones.
•Bibliografía.
•Anexos.
Aprendizajes esperados
Al final de cada bloque les sugerimos algunos temas que pueden tomar en cuenta para
el desarrollo de un proyecto. Antes de seleccionar un tema, mediten acerca de la infor-
mación que pueden obtener y de lo que desean saber más. Aunque el desarrollo de su
proyecto es flexible, les sugerimos las siguientes etapas de trabajo:
Planificación
Comenten en equipo acerca de alguna situación problemáticas de su interés que esté
relacionada con los conceptos científicos que han estudiado en el bloque.
Elaboren una o varias preguntas a las que desean encontrar respuesta. Platiquen con
sus asesores (maestros, familiares, técnicos, científicos, etc.) para que les ayuden a pre-
cisar sus planteamientos y las posibles acciones a realizar.
Definan con claridad lo que van a hacer. Incluyan descripciones de sus experimentos,
diagramas, dibujos y cuadros para reunir información.
Hagan una lista de los implementos que pueden utilizar; desde materiales de reciclado
como cajas, tubos y ruedas, hasta el uso de tecnología actual como proyectores, video-
cámaras, computadoras, etc.
Diseñen un cronograma en el que especifiquen los tiempos de elaboración y termina-
ción de las tareas.
Desarrollo
Pongan manos a la obra. Distribúyanse las tareas y responsabilidades sin olvidar que
están realizando un trabajo en equipo.
Mantengan la comunicación entre los integrantes del equipo y las personas que los están
asesorando. Resuelvan dudas y busquen solución a las dificultades que se presenten.
3.Proyectos.
Ahora tú explora,
experimenta y actúa
Fig. 1.47
El desarrollo de
la tecnología
es un factor
fundamental
para el bienestar
y desarrollo
económico de la
sociedad.
La evaluación de su desempeño en la escuela es importante porque proporciona ele-
mentos para apreciar avances y dificultades en el proceso de aprendizaje. Sugerimos los
siguientes rasgos y escalas de autoevaluación:
Individual
• Comienzo a trabajar por mi cuenta.
• Busco información y la comparto con mis compañeras y compañeros.
• Aporto ideas que contribuyen a mejorar el trabajo.
• Escucho y tomo en cuenta las opiniones de mis compañeros. Espero mi
turno para dar mi opinión.
• Promuevo un ambiente de respeto en mi equipo.
• Ayudo a resolver problemas.
• Termino a tiempo las tareas asignadas.
• Reconozco mis fortalezas y limitaciones en busca de mejorar mi desem-
peño escolar.
Primera sugerencia:
La Tecnología y la satisfacción de necesidades.
• El trabajo tiene una estructura lógica y coherente.
• La presentación del trabajo es creativa e interesante.
• Los integrantes del equipo explican el tema con claridad.
• El empleo de conceptos científicos es adecuado y se ha
profundizado en ellos.
• El equipo muestra actitudes favorables para el trabajo
cooperativo y autónomo.
Por equipo
1Mínimo
2Regular
3Bueno
4Muy bueno
5Excelente
1 Tienen mucha dificultad
2 Su desempeño es suficiente
3 Su desempeño es bueno
4Lo lograron
5Excelente
Actividad individual
Las actividades individuales presentan introducciones que llevan al alumno a la recu-
peración de saberes previos que lo guíen a procesos metacognitivos. Estas actividades
fueron pensadas para que sea el estudiante quien construya su propio conocimiento.
666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777
matografía.La siguiente actividad consiste en separ
papel filtro y agua, acetona y alcohol comoMaterial:
• Tres frascos limpios de alimento para bebé.• Tres tiras de papel filtro (para cafetera o del laboratorio escolar) de 3 cm de ancho
y longitud algo mayor que los frascos.• Marcadores de colores diferentes.• Agua, acetona y alcohol.
enten los resultados de la actividad y respondan lo siguiente:qué se humedece el papel gradualmente?
Fig. 1.41Cromatografía
en papel.
istetra-
os
en
g fías sobre gisess blancos no compactos para separar los
ponentes de otras sustancias como la clorofofila o los colorantes de dulces y alimentos.
Separación en sustancias
Decantación Filtración Evaporación Destilación Cristalización Cromatografía
Fig. 142. Unacaracterística de lasmezclas es que se puedenseparar en suscomponentes mediante procesos físicos.
Materiales
Mezclas de sustancias
Homogéneas(disoluciones)
Heterogéneas
Con marcador tracen una línea a lo ancho de uno de los extremos de cada tira de
pel, a 3 cm de altura. Utilicen un color diferente para cada tira.
Viertan un poco de agua (1cm de altura) en uno de los frascos, márquenlo seña-
do su contenido. Hagan lo mismo con los otros frascos añadiendo a uno acetona
otro alcohol.ntroduzcan cada tiraapel a los diferentes cos como se mues-n la figura 1.38.bserven los colores e forman.
d l ti id dd l i i t Fig 1 41
AAAAAAGAGGGAGAGGUAUAAUUAUAUAUUUCACAACCCCCETTETEET NNOONONONOO AAAAAAAA
LALLLALALLLCCC HOLOOLLOOOHOLOHOLHOHOOHH¿Qué colores tiene tu dulce favorito?
• Diseñen un procedimiento para poner ur na mancha concentrada del colorante de
un dulce en una tira de papel filtro.• Mediante cromatografía en papel y utilizando agua como fase móvil, separen los
colores presentes y hagan una lista de ellos.• Investiguen en Internet sobre la toxicología de los diferentes colorantes alimenti-
cios contenidos en el dulce y elaboren un resrr umen.• Elaboren un reporte en el que indiquen los resultados obtenidos en su investigación
y sus conclusiones acerca de los dulces que pueden ser nocivos para la salud.
versidad de Zaragoza.
http://// wwwww.t.teccnoea-
limentooss.ccl/l/hhtmtml2/Codex.htm#10
htm#10tm#1 0
Las
e se plantea a cue
ontinuación.
n p ara separar la siguiente mezcla: polvo de madura de hierro.ma
dde acuerdo a las propiedades físicas que y el procedimiento que seguigg rán.ilustrado con dibujos acerca de los diferen-
as que han empleado. La cromatografía es una técnica que se utiliza pparen el arrastre de sustan i
e forman la mezcla y el estado físico de cada una.ue forman (homogénea o heterogénea).separar las dos sustancias empleando material
gan en casa.icas de cada sustancia que están empleando
dad, densidad, punto de ebullición, etcétera).el laboratorio y el material que utilizarían.
¿Qué colores pueden distinguir?
¿De dónde provienen?
¿Qué diferencias encuentran en los colores que se formaron?
¿Consideran que uno de los disolventes fue mejor que los otros? ¿Por qué?
rar los constituyentes de la tinta utilizandoo disolventes.
q se utiliza ppara analizar algunas mezclas. Consi
tre de sustancias a diferente velocidadd por la acción de una fase móvil a t
vés de una fase estacionaria. Las diferentes veelocidades con las que se mueven lo
componentes de la tinta, ocasiona que queden seeparados las diferentes sustancias e
el papel. Si se cambia el disolvente, cambian loss componentes que se separan. Se pueden hacer cromatografías sobre gi
componentes de t
cromatografía. TéTéTéTéTéTéTéTéécnicaaa empleaaaa mpleada daparparparparpappp a sa epareeee ar los ccomo -ponentesponponponennppppppp de mezcmez lasscococococococoooococooomplejasmplejasmplejas mplejasmmppmplejaplejplplejaslejlejasjjlejasmplejasmplmplejmppmpleplplejlejajmplejamplejaspp jasmmplejpplejej medeeeediaiante el elara rarastrsttstrstststre de suse de suseee tancias a da diferentiferentff e velocivelocidadd dpor la apor la acción dección de una unafasfase móve móvil a travévés de s deuna funa fuuuuunuu ase ease esttacionaacio ria.a.
Bloque 1
• Discriminaremos
piedades de las s
• Reconoceremos a
sis que se utilizan
• Valoraremos las
científica.
• Seleccionaremo
piedades de los
• Aplicaremos div
muestra de agu
• Sistematizarem
Aprendizajes espe
Al final de cada bloqu
el desarrollo de un p
mación que pueden
proyecto es flexible,
3.ProyectoAhora tú experime
Glosario
Este apartado
contiene el signifi-
cado de conceptos
importantes que se
tratan a lo largo del
texto, te apoyará
para que te apro-
pies de un lenguaje
científico adecuado.
Las palabras están
resaltadas en color
morado y su signifi-
cado se encuentra
en un recuadro al
margen del texto.
Quimitips
En este apartado encontrarás algunas referencias bibliográficas o direc-
ciones electrónicas en las que podrás buscar información relacionada con
los temas estudiados.
Al final del libro, encontraras un anexo que contiene las autoevaluaciones para los bloques del uno al cuatro.
Revisalas y conoce los que has logrado aprender.
Proyectos
El desarrollo de proyectos per-
mite que el alumno desarrolle su
capacidad de interpretación del
mundo que nos rodea, al favo-
recer que sea él mismo quien
adquiera y desarrolle sus propios
conocimientos.
12
Índice
Prólogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Presentación para el alumno . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Presentación para el maestro . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Tabla de contenidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Guía de uso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Bloque 1 Las características
de los materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1. La química, la tecnología y tú . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.1. ¿Cuál es la visión de la ciencia
y la tecnología en el mundo actual? . . . . . 16
1.2. Características del conocimiento científico:
el caso de la química . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3. Tú decides: ¿cómo saber que una muestra de
una sustancia está más contaminada
que otra? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2. Propiedades físicas y caracterización
de las sustancias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.1 ¿Qué percibimos de los materiales? . . . . . 48
2.2. ¿Se pueden medir las propiedades
de los materiales? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.3. ¿Qué se conserva durante el cambio? . . . 59
2.4. La diversidad de las sustancias . . . . . . . . 62
3. Proyectos. Ahora tú explora, experimenta
y actúa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
La tecnología y la satisfacción de
necesidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Desechos domésticos y peligrosos . . . . . . 74
¿Quién es el delincuente? El análisis
en la investigación científica . . . . . . . . . . . 75
¿Qué hacer para reutilizar el agua? . . . . . . 75
¿Cómo funcionan los filtros de agua? . . . . 76
Bloque 2 La diversidad de propiedades de
los materiales y su clasificación química . . . . . 78
1. Mezclas, compuestos y elementos . . . . . . . . . . 80
1.1. La clasificación de las sustancias . . . . . . . 80
1.2. ¿Cómo es la estructura de los materiales?
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
1.3. Clasificación científica del conocimiento
de los materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
1.4. Tú decides: ¿qué materiales utilizar
para conducir la corriente eléctrica? . . . . . 97
2. Tabla periódica de los elementos . . . . . . . . . . . 101
2.1. Estructura y organización de la información
física y química en la tabla periódica . . . . 101
2.2. ¿Cómo se unen los átomos? . . . . . . . . . . . 110
3. Proyectos. Ahora tú explora, experimenta
y actúa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
¿Cuáles son los elementos químicos
importantes para el buen funcionamiento
de nuestro cuerpo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
13
¿Cómo funcionan las drogas? . . . . . . . . . . 124
Los metales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Línea del tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Bloque 3 La transformación de los materiales:
la reacción química . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
1. La reacción química . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
1.1. El cambio químico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
1.2. El lenguaje de la química . . . . . . . . . . . . . . 139
1.3. Tras la pista de la estructura
de los materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
1.4. Tú decides: ¿cómo evitar que los alimentos
se descompongan rápidamente? . . . . . . . . 155
2. La medición de las reacciones químicas . . . . . 161
2.1. ¿Cómo contar lo muy pequeño? . . . . . . . . . 161
3. Proyectos. Ahora tú explora, experimenta
y actúa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
¿Qué me conviene comer? . . . . . . . . . . . . . 171
¿Cómo mantener los alimentos en buen
estado durante una emergencia . . . . . . . . 175
¿Cuales son las moléculas que componen
a los seres humanos? . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
Bloque 4 La formación de nuevos materiales . . 178
1. Ácidos y bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
1.1. Ácidos y bases importantes en nuestra
vida cotidiana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
1.2. Modelo de ácidos y bases: modelo de
Arrhenius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
1.3. Tú decides: ¿cómo controlar los efectos
del consumo frecuente de los
“alimentos ácidos”? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
2. Oxidación y reducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
2.1. La oxidación: un tipo de cambio químico . 196
2.2. Las reacciones redox . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
3. Proyectos. Ahora tú explora, experimenta
y actúa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
¿Puedo dejar de utilizar los derivados
del petróleo y sustituirlos por otros
compuestos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
De donde proviene la energía de los combus-
tibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
¿Cómo evitar la corrosión? . . . . . . . . . . . . . 211
El acuario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Bloque 5 Química y tecnología . . . . . . . . . . . . . . 214
¿Cómo se sintetiza un material
elástico? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
¿Qué ha aportado México a la química? . . 219
¿Por qué usamos fertilizantes y
plaguicidas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
¿De qué están hechos los cosméticos
y algunos productos de aseo personal
como los jabones? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
¿En qué medida el ADN nos hace
diferentes? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
¿Cuáles son las propiedades de algunos
materiales que utilizaban las culturas
prehispánicas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
¿Cuál es el papel de la química en diferentes
expresiones artísticas? . . . . . . . . . . . . . . . . 236
¿Qué combustible usar? . . . . . . . . . . . . . . . 240
Anexo A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
Anexo B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264