LOS MINERALES COMO MATERIA:INTEGRANDO CONTENIDOS
(Nivel : Escuela Intermedia)
PROFESORA GILDA DIAZ DIAZ
UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO
Recinto de Bayamón
Math and Science Partnership for the 21st Century
Elementary and Middle School MSP-21
ACADEMIA SABATINA
Estándares/Indicadores
EI.T.CT2.IE.1
Desarrolla un modelo para describir la circulación de los
materiales de la Tierra y el flujo de energía que impulsa este proceso. El énfasis está en los procesos de derretir, cristalizar, desgaste, deformación y sedimentación, que actúan juntos para formar rocas y minerales a través de la circulación de los materiales de la Tierra.
Estandares/Indicadores
EI.F.CF1.EM.6
Diseña y realiza un experimento para demostrar la diferencia entre un compuesto y una mezcla a base de los métodos (químicos o físicos) que se usan para separarlos (mezclas) o descomponerlos (compuestos). El énfasis está en que una mezcla se separa por métodos físicos (filtración, cromatografía, decantación, cristalización, destilación, entre otros), mientras que un compuesto se descompone por métodos químicos (calentamiento, electrólisis, fotolisis).
Estandares/Indicadores
EI.F.CF1.EM.4
Desarrolla modelos para describir la composición atómica de moléculas simples y estructuras extendidas. Ejemplos de moléculas simples pueden incluir agua y bióxido de carbono. Ejemplos de estructuras extendidas pueden incluir cloruro de sodio o el diamante. Ejemplos de modelos a nivel molecular pueden incluir dibujos, modelos 3-D, o representaciones a computadora.
OBJETIVOS
Explorar y conceptualizar propiedades físicas y químicas.
Aplicar estas propiedades para estudiar algunos minerales y rocas que los contengan .
Clasificar cambios en la formación de rocas como físicas o químicas.
OBJETIVOS
Explorar, mediante investigación, mezclas heterogéneas.
Aplicar el conocimiento de mezclas al estudio de las rocas.
Identificar y clasificar procesos de meteorización en los alrededores.
Conceptualizar los procesos de meteorización como cambios físicos o químicos.
OBJETIVOS
Investigar en qué forma el hielo, el agua, el viento, la gravedad, las plantas y los animales causan la meteorización mecánica.
Explicar cómo el agua, los ácidos, el aire, y la temperatura causan la meteorización física, química y biológica de las rocas.
Preguntas esencialesConocimiento duradero
PE1 ¿Cómo sabes que ha ocurrido una reacción ? CD1 Las reacciones químicas muestran evidencia que las
diferencian de los cambios físicos.
PE2 ¿Qué relación existe entre el comportamiento y las propiedades de la materia?
CD2 Toda la materia se comporta de acuerdo a las propiedades que poseen y que les permiten identificarla.
PE3 ¿Cómo cambia la materia? CD3 Los cambios físicos no alteran la naturaleza del
material, pero los cambios químicos cambian y alteran la materia de maneras únicas y particulares haciéndola totalmente diferente a los materiales que originaron el cambio.
Preguntas esencialesConocimiento duradero
PE4 ¿Cómo el calor puede provocar cambios en los estados de la materia?
CD4 Al aumentar o disminuir el calor, puede afectar los estados de la materia de maneras predecibles.
PE5 ¿Cuál es la relación entre la temperatura y el calor y los cambios de estado físico de la materia?
CD5 Durante un cambio de estado, el calor es absorbido o liberado y la temperatura no cambia.
Preguntas EsencialesConocimientos Duraderos
PE1 ¿Cómo se clasifican todas las rocas?, ¿son iguales? CD1 Las rocas se clasifican en tres categorías distintas,
según sus propiedades físicas y químicas, las cuales las hacen muy diferentes entre sí. Estas se catalogan como: ígneas, metamórficas y sedimentarias.
PE2 ¿Cómo cambia el suelo con el paso del tiempo? CD2 La forma del suelo cambia constantemente por el
desgaste y la erosión.
PE3 ¿Cómo se identifican los minerales y las rocas? CD3 Los minerales y las rocas se clasifican por sus
propiedades, tanto físicas como químicas.
Preguntas EsencialesConocimientos Duraderos
PE1 ¿Por qué se utilizan las propiedades físicas para identificar y clasificar la materia?
CD1 Propiedades físicas y químicas nos permite describir cómo son las características de la materia y cómo esta puede comportarse.
PE2 ¿Cómo se mide la materia? CD2 La materia tiene masa y ocupa espacio, estas son propiedades
cuantitativas que se puede medir y describir matemáticamente.
PE3 ¿Cómo afecta el calor a la materia? CD3 El calor es una cantidad de energía y es una expresión del
movimiento de las partículas que constituyen la materia. Durante unos cambios físicos y/o químicos pueden ocurrir cambios que afectan el movimiento de las partículas en la materia. Estos cambios pueden provocar transformaciones tanto de tipo físico como químico en la materia.
Objetivos de Adquisición
El estudiante adquiere destrezas para...
A1. Investigar las características y propiedades tanto físicas como químicas de la materia, incluyendo sus estados físicos, mediante el uso de instrumentos de medición como los termómetros.
A2. Analizar los cambios químicos que sufre la materia y los cambios en las propiedades físicas que incluyen los estados físicos de la materia.
A3. Describir los cambios físicos por medio de observaciones cuantitativas y cualitativas.
A4. Clasificar la materia como homogénea o heterogénea.
Objetivos de Adquisición
A1. Demostrar que en un cambio físico la materia no cambia aun cuando el envase que la contenga pueda cambiar.
A2. Comparar y contrastar los cambios físicos y químicos de la materia.
A3. Distinguir entre las propiedades físicas y químicas de la materia.
Objetivos de Adquisición
A1.Demostrar que en un cambio físico la materia no cambia aun cuando el envase que la contenga pueda cambiar.
A2.Comparar y contrastar los cambios físicos y químicos de la materia.
A3.Distinguir entre las propiedades físicas y químicas de la materia.
A4.Entender que los modelos son representaciones físicas que normalmente no se pueden ver a simple vista.
A6.Comparar y contrastar entre, sustancias, mezclas y soluciones.
Actividad 1
DEFINICIÓN
“Un mineral es un sólido inorgánico natural que tiene una composición química definida y estructura cristalina.”
Propiedades de los minerales
Son sólidos
Son inorgánicos
Son naturales
Tienen composición química definida
Tienen estructura cristalina
(Son ordenados)
Mapa de Conceptos
http://docentes.educacion.navarra.es/metayosa/1bach/Tierra10.html
Minerales en la lista
El cobre – es mineral
La sal de mesa – es mineral
El diamante – es mineral
Carbón- depende de donde procede
Si es de una mina, es un mineral
No son Minerales en la lista
El petróleo – es de procedencia orgánica
El azúcar – es de procedencia orgánica
Una perla – es de procedencia orgánica
El agua – es un líquido
La roca caliza – es roca compuesto de
minerales
Carbón- si es de procedencia vegetal
El acero – es un material hecho por el hombre
¿El HIELO es un mineral?
Utiliza la definición de mineral para evaluar si el HIELO es un mineral.
Composición Química de los Minerales
Los minerales tienen composición fija
(vea el anejo Clasificación de los Minerales”)
¿Que elementos se pueden observar con mas frecuencia?
Composición Química de los Minerales
Oxígeno 46.6 % Silicio 27.7 % Aluminio 8.1 % Hierro 5.0 % Calcio 3.6 % Sodio 2.8 % Potasio 2.6 % Magnesio 2.1 % Otros 1.5%http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/corteza/contenidos5.htm
Los minerales se clasifican en 12 clases; las mas importantes son:
Silicatos Carbonato ÓxidosSulfuros Sulfato HalurosHidróxidosElementos Nativos
Composición Química de los Minerales
La materia no se crea ni se destruye, sino que se transforma.
Los minerales son “polvo de estrellas” ¿Qué significa esta expresión?
Minerales y Rocas
Las rocas se forman a partir de la asociación de varios minerales(1)
Tienen una composición química que es variable
Son mezclas heterogéneas Los minerales que lo componen pueden
ser observables
Conservan su propiedades
Son inorgánicas y naturales
(1) http://definicion.mx/roca/
Mezclas
Unión de dos o mas materiales puros
Los materiales o sustancias que la componen conservan sus propiedades
Los componentes de la mezcla pueden estar presentes en diferentes proporciones
La Caja de Minerales
Mezcla Heterogénea
Se caracteriza porque
sus componentes pueden distinguirse a simple vista y no lucen uniformes
Los componentes conservan sus propiedades
Ejemplos
Agua y aceite
Oxido de hierro y agua (ver Actividad 4)
La Roca vs el Mineral
Bauxita (el mineral: Al2O3)
Bauxita, la roca,
Roca sedimentaria de origen químico compuesta mayoritariamente por alumina (Al2O3) y
Óxido de hierro y sílice.
Minerales y Rocas
BASALTO
ROCA VOLCANICA
DE COLOR OSCURO
CON ALTO CONTENIDO DE OXIDO DE HIERRO
CALIZA
ROCA SEDIMENTARIA
RICA EN CARBONATO DE CALCIO (CALCITA
REACCIONA EFERVESCENTEMENTE CON ÁCIDOS
Minerales y Rocas
LLEVA A CABO LA ACTIVIDAD 3
Algunas propiedades de las rocas provienen de los minerales que la componen.
Propiedades de la materia
Hay propiedades específicas
NO DEPENDEN DE LA CANTIDAD DE MATERIA
SON PROPIEDADES INTENSIVAS
Por ejemplo, el color, el punto de fusión, el punto de ebullición, lustre
Propiedad Física
Características de la materia
Puede ser observable (cualitativa)
Puede ser medible (cuantitativa)
LLEVA A CABO LA ACTIVIDAD 2
Propiedades Físicas
Observables (cualitativos) El estado en que se encuentra la
sustancia
El color
Medibles (cuantitativos) La masa
El volumen
La densidad
El punto de fusión (congelación)
Sólido, Liquido, Gas
Tres estados de una misma materia con propiedades características.
A temperatura de salón, algunas sustancias son sólidos, líquidos o gases.
Para cambiar de estado se añade o quita calor.
Magma
Cambios Geomorfológicos
Son procesos que cambian el relieve de la Tierra
Son procesos externos o internos
Conllevan cambios físicos o químicos
Es parte del Ciclo de las Rocas
Meteorización
Proceso mecánico o químico que
Rompe o modifica las rocas que se encuentran sobre o cerca de la superficie terrestre
Su velocidad está afectada por factores como la precipitación y la temperatura.
Cambios Físicos
Cambio que ocurre en la materia que no altera su constitución química.
Ejemplos:
•MeteorizaciónFísica
•Erosión
http://www.mapfre.com/fundacion/html/revistas/seguridad/n131/es/articulo1.html
Cambios Físicos
Ejemplos:
Cambios de estado
Compresión y expansión (cambios en volumen)
Cambios de tamaño
Cambios en área superficial (como por cuando rompes una piedra con un marrón)
Meteorización Mecánica
Rompe minerales y rocas en pedazos más pequeños
No afecta la composición del material
VUELVE A LA ACTIVIDAD 3
Identifica el escenario donde se simula meteorización mecánica
¿Qué tipo de cambio ocurre en este proceso?
Meteorización Mecánica
Agente Erosivo
Agente Erosivo
Agentes de Erosión
Erosión y Sedimentación
A consecuencia de la Meteorización, se dan los procesos de
Erosión es la eliminación o transporte de los materiales meteorizados de un lugar a otro
Agentes erosivos: viento, agua, glaciales y gravedad
rocas sedimentarias, que se forman a partir de desechos de partes de otras rocas. También contienen fósiles marinos
Propiedad Química
Ayuda a describir cómo se comporta una sustancia en presencia de otra
Algunas propiedades químicas Capacidad de oxidarse en presencia de
oxígeno.
Combustibilidad
Solubilidad en ácidos
Cambio Químico
En un cambio químico los materiales o sustancias sufren un cambio en su composición
Se transforma en otra sustancia, con propiedades nuevas
Se dice que ocurre una reacción química
Hay una señales que pueden indicar que ha ocurrido un cambio químico
Cambio Químico Algunas Evidencias Observables
Producción de gas, burbujeo o efervescencia
Se produce una explosión
Emanación de luz y/o de calor
Cambio de color
Meteorización Química
Es el proceso por cual los minerales y las rocas experimentan cambios en la composición, debido a reacciones químicas con agentes como agua, ácidos, oxígeno o dióxido de carbono.
Hierro, un metal, reacciona con oxigeno del aire ayudado por el agua.
Cambio Químico
El agua facilita la reacción de hierro con el oxígeno del aire, formando un óxido de hierro
CAMBIO QUIMICO
Acelerado por la temperatura
Meteorización Química
El hierro metálico,es un mineral que rara vez encuentra puro en la corteza de la Tierra.
Normalmente se encuentra OXIDADO
Observa el color que le da a la roca
Ciclo de la Roca
El Efecto de los Gases
Los gases atrapados en la roca forman huecos al escapar
Huecos llamados vesículas o poros
Tienden a ha hacer la roca mas liviana
Escoria Piedra pómez
Fotos:http://forodeminerales.blogspot.com/2015/05/las-rocas-igneas.html
Erosión y Sedimentación
A consecuencia de la Meteorización, se dan los procesos de
Erosión es la eliminación o transporte de los materiales meteorizados de un lugar a otro
Agentes erosivos: viento, agua, glaciales y gravedad
rocas sedimentarias, que se forman a partir de desechos de partes de otras rocas. También contienen fósiles marinos
Compactación y Cementación
Sedimentos son partículas pequeñas de rocas el viento, el agua, los glaciares y la gravedad arrastran
La deposición ocurre cuando los sedimentos o material erosionado es depositado en otro sitio.
Se compactan, dando inicio la formación de la roca
Se cementan, quedando “pesados” los sedimentos (roca sedimentaria)
Rocas Sedimentarias
https://www.codelcoeduca.cl/proceos_productivos/tecnicos_exploracion_reconocimiento_rocas.asp
Salitral de Cabo Rojo
Cueva de Cristales: Evaporita
