Los materiales y sus propiedades

Los materiales y sus propiedades
Secuencia de actividades para introducir las propiedades químicas de los materiales como criterio de clasificación
¿Por qué elegimos este tema?

Las propiedades de los materiales constituyen uno de los temas centrales de la Química. Algunas de esas propiedades nos permiten reconocer la presencia una sustancia en una mezcla compleja y también facilitan laseparación de una sustancia de otra. Por otra parte, la obtención de sustancias con propiedades mejoradas es uno de los temas permanentes de la química y con mayor impacto en nuestra vida cotidiana.
Para clasificar los materiales en forma cotidiana empleamos algunas de estas propiedades. Así, si algo brilla se lo suele considerar un metal, si es líquido podemos decir que es alguna clase de solventey si se presenta como un sólido liviano y de aspecto homogéneo podemos clasificarlo como un plástico. Esta aproximación exploratoria al reconocimiento y clasificación de materiales puede haberse trabajado ya en EGB 2; sin embargo, para poder avanzar en este Ciclo en la explicación de las diferentes propiedades de los materiales, es necesario profundizar y ampliar el concepto de propiedad,complementando la descripción puramente sensorial con la introducción de algún tipo de medida cuantitativa, lo que llevará a definir propiedades que dependen del tipo de sustancia (intensivas) y las que dependen de la cantidad de sustancia (extensivas).
Algunas de las propiedades intensivas más importantes de las sustancias son sus propiedades químicas, o sea como se transforman cuando son sometidas adeterminados tratamientos. En este ejercicio de exploración ampliaremos el concepto de transformación química e introduciremos su empleo en la clasificación de los materiales. El objetivo final de esta exploración es comenzar a construir el concepto de sustancia asociándolo con la idea de porción de materia con propiedades características.
Secuencia didáctica
Sugerimos seleccionar un conjunto deobjetos diversos y sugerir a los alumnos que los exploren tratando de contestar la pregunta "¿Qué clase de material es este?". Si les sugiere clasificarlos por sus propiedades, esto le permitirá explorar las ideas previas de los alumnos sobre las propiedades de los materiales. Es conveniente que los que haya seleccionado no sean muy diversos para obligar a refinar el criterio de selección. Unposible juego de materiales puede incluir: mármol, yeso, sal de mesa, bromuro de plata, azúcar, cera, plástico, cobre, estaño e hierro. Es de esperar que los alumnos realicen una clasificación de los materiales centradas en lo que perciben los sentidos: forma, color, textura, sabor olor, son características de los materiales bien definidas en lo cotidiano.
A los efectos de realizar una clasificaciónmás detallada, que supere e integre el conocimiento cotidiano de los alumnos, propóngales un conjunto de pruebas de clasificación que arrojen mayores distinciones. Una primera extensión de lo sensorial es examinar los materiales con la ayuda de un microscopio o una lupa. Es posible que en esta etapa aparezcan descripciones de tamaño y forma de partículas. La observación de partículas con formasgeométricas definidas permitirá introducir el concepto de sólido cristalino como opuesto a sólido amorfo.
La acción del calor sobre una sustancia es un ensayo que jugó un rol central en el desarrollo de la Química. Aquí habrá que ayudar a los alumnos distinguir entre un simple cambio de estado (como en el caso de la cera) y una reacción química que ocurre espontáneamente en las nuevas condicionesde temperatura (caramelización del azúcar). Además de las transformaciones que sufre el material al aumentar la temperatura, la exposición a una fuente de calor nos permitirá evaluar que materiales conducen bien el calor (se calientan rápidamente) o por el contrario se comportan como aislantes térmicos.

El efecto de una fuerza sobre un material depende de sus propiedades mecánicas. La...