Director Ejecutivo de ANSES
Diego Bossio
Directora General Ejecutiva del Programa Conectar Igualdad
Silvina Gvirtz
Coordinadora General del Plan Escuelas de Innovación
Romina Campopiano
Este documento ha sido producido desde la Dirección de Comunicación y Contenidos del PROGRAMA CONECTAR IGUALDAD en el
marco del Plan Escuelas de Innovación, por el siguiente equipo:
Equipo del área de Ciencias Naturales
Coordinadora
María Joselevich
Integrantes
Diego Caraballo
Graciela Cucci
Verónica Fantini
Cecilia Ferrante
Augusto Graieb
Valeria Hurovich
Elisa Schneider
Santiago Vasconcelos
Luciana Lucchina
Alejandra González
Luciano Iribarren
Martín Prieto
El presente documento se puede reproducir
total o parcialmente sin autorización previa
del Comité Ejecutivo del PROGRAMA
siempre que se indique la fuente y no se
haga un uso del mismo que se desvíe de los
fines educativos para los cuales fue
concebido. Las áreas técnicas y operativas a
cargo de la ejecución del PROGRAMA son
responsables de la producción, diseño y
selección de los contenidos.
El capricho de la
Duquesa
Cueva de las Manos
(Santa Cruz, Argentina)
Revolución industrial
Siglo XVIII
4
¿De dónde salen los pigmentos?
Minerales
Naturales
Vegetales
Pigmentos
Animales
Artificiales
5
El personaje de esta historia
Hacia los años 1850 varios grupos de
químicos se dedicaban, entre otras cosas, a
obtener nuevas sustancias a partir de las
conocidas, mediante reacciones químicas
En uno de estos equipos, en
Alemania, William Perkin (que a
los 18 años, cuando empezó a
trabajar como químico, no tenía
esa barba…) estaba tratando de
obtener la quinina, un
medicamento que se usaba
contra la malaria, sin demasiado
éxito…
…un buen día, para colmo, lo que obtuvo le
manchó todos los artefactos que había usado. ¡Era
un pigmento muy difícil de lavar!
Ni lerdo ni perezoso, Perkin patentó esa
cosa púrpura como mauveína, y armó una
empresa para comercializarla. El color
púrpura era el más caro de obtener por
otros medios.
Al tiempo Perkin era millonario, pero… tuvo algunos
inconvenientes con otras compañías como la BASF y
la Bayer. Después de algunos disgustos, como que
BASF le patentara ¡un día antes que él! la forma de
obtener un colorante rojo brillante, William
finalmente volvió a la investigación en química
orgánica…
Pero no nos apuremos… en el momento de nuestra historia, corría el
año 1869 y Perkin, a sus treinta y tantos, era un tipo rico y triunfante en
la vida, dueño de la primera empresa de colorantes sintéticos
Un buen día, se estaciona en Perkin & Cia. el carruaje de la
extravagante Duquesa, venida de España…
La Duquesa, como buena aristócrata que
era, venía con un pedido medio
caprichoso…
Perkin, iré al grano,
necesito un buen
colorante... blanco
Perkin & Cia.
-¿Blanco? Pero... acá somos expertos
en obtener los mas delicados
colores... ¿Justo blanco tiene que
ser?
- Mire… la gente de la competencia, que ya
se le adelantó con el tema del rojo
brillante, no ha puesto tantos peros como
usted...estuve con ellos ayer mismo
- Esta bien...esta
bien... se lo conseguiré
- Recuerde nuestros tratos anteriores: este
blanco tiene que ser único. Distinto a todos los
blancos. No me venga con polvo de tiza... o no
recibirá mis euros
- No, claro que no. Será un
blanco novedoso y exclusivo,
¡un nuevo color blanco!
La Duquesa aprovechó el saludo obligado de Perkin, y cuando éste le fue a
besar la mano, le hizo ver de cerca -una vez más– sus uñas rojo BASF.
Después se marchó con sus siete caniches.
Cuando la Duquesa se alejaba, Perkin se quedó pensativo...
¿cómo fue que llegué de querer curar la malaria a esto?
En fin -dijo en voz alta-... algún día venderé esta empresa... ¡y puso manos a
la obra!
Lo primero que hizo fue tomar algunos materiales que conocía bien, los
metales, y los sometió a distintos tratamientos, buscando que se pusieran
blancos…
Ahora vamos a trabajar nosotros… viendo qué fue lo
que encontró Perkin cuando prendió fuego algunos
metales con los que estaba trabajando
Quemando metales
Video 1
Video 2
Miren los videos y tomen
nota de todo lo que les
parezca importante para
describir los cambios que
ocurren
10
¿Qué está ocurriendo?
Pigmento
Metal
Aire
¿Qué rol piensan
que juega el fuego
en estos cambios?
Contestar en este cuadro
11
Perkin, por supuesto, eligió trabajar con el metal que
daba el pigmento blanco
A esta altura habrán notado que gracias a
mis conocimientos químicos, tengo el
problema de la duquesa CASI resuelto…
Y digo casi, porque habrán
notado que buena mayor
parte del “pigmento”, ¡sale
volando en el humo!
Bueno… entonces… hice lo que
haría cualquiera… encendí el
metal, lo tapé con un frasco …
Perkin & Cia.
Quemando metales
…y miren lo que ocurrió…
13
¡Si! Lo del frasco funcionó, el metal se
quemó de todos modos…y entonces
dije ¿cómo hacer para obtener más
pigmento?
De inmediato se me ocurrió
quemar más metal, y ver si de esa
forma lograba mayor cantidad de
pigmento.
Y diseñé un experimento: corté tres pedazos de
metal, cada uno más grande que el otro, y uno a
uno los encendí, los tapé con el frasco y, cuando
se apagó la llama, junté el pigmento blanco y lo
pesé
Perkin & Cia.
¿Cómo piensan que influye la cantidad de metal en la cantidad de pigmento que se obtiene?
Imaginen los distintos tipos de resultados que podría obtener Perkin. Pueden usar el siguiente
esquema para ordenar su respuesta:
¿Y que conclusiones sacarían ustedes en cada uno de esos
casos?
15
En estos videos podemos ver el
experimento anterior. Presten mucha
atención a las cantidades de metal y
oxígeno presente, y a la cantidad de
pigmento obtenido
Quemando metales
¿se corresponden estos resultados
con alguno de los predichos por
ustedes? 16
Perkin & Cia.
Después de estos alentadores
resultados… entusiasmado, metí 10cm de
metal en el frasco… y vean lo que
ocurrió!!!!
Resuman en la tabla los resultados de las experiencias anteriores…
Experiencia
Largo de la
cinta antes
Largo de la
cinta después
Peso de
pigmento
obtenido
1
2
3
4
18
¿Se les ocurre alguna solución
para poder quemar los 10 cm
de metal? Piensen alguna idea
antes de ver la solución de
Perkin…
19
Perkin & Cia.
Claro… ¡era el frasco! Yo pensé lo
mismo… y lo cambié por uno más
grande. El más grande que
encontré en Perkin & Cía.…
Después de todo
esto…¿qué será más
importante para lograr
quemar todo el metal: la
cantidad de metal o el
tamaño del frasco?
Lo más importante para determinar la
cantidad de pigmento que podemos obtener
es….
21
Perkin & Cia.
Después de esto me puse a pensar
cómo podría mejorar y confirmar
estos resultados…
Perkin no se contentó con sus conclusiones cualitativas, y
repitió el esquema de variar la cantidad de magnesio y la
cantidad de aire, pero esta vez haciendo uso de una balanza.
De manera parecida a lo que vimos en la experiencia de
incineración de lana de acero, usó masas de metal y de
oxígeno conocidas, y pesó lo que obtenía de pigmento al
final de la reacción.
Las tablas que siguen son parecidas a las que completaron ustedes. Resumen los resultados
a los que llegó Perkin en varios experimentos:
Tabla 1
Experiencia
Masa de
Oxígeno (g)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
Masa de
Masa total del
Magnesio (g) sistema (g)
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
Lleven estos datos a una
planilla de cálculo y calculen la
masa total del sistema
Tabla 2
Experiencia
Masa de
Oxígeno
(g)
Masa de
Magnesio
(g)
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
13,00
14,00
15,00
16,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
Masa total
del
sistema (g)
23
Elaboren gráficos en los que podamos
ver en un eje la masa total del sistema,
y en el otro la masa de magnesio (Tabla
1) u oxígeno (Tabla 2).
La mitad de la clase debe
trabajar con la Tabla 1, y
la otra mitad con la
Tabla 2
Pegar acá el gráfico
24
Ya analizamos como cambia la
cantidad de masa del sistema en
cada conjunto de experiencias...
Experiencia
Masa de
Oxígeno (g)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
Tabla 3
Ahora incluimos en las tablas una nueva
columna, en la que registramos cuál fue la
masa de pigmento obtenida en cada
experiencia.
Masa de Masa total del Masa de
Magnesio (g) sistema (g) pigmento (g)
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
13,00
14,00
15,00
16,00
1,66
3,30
4,98
6,63
8,29
10,03
10,07
10,06
10,07
10,08
10,08
10,07
Experiencia
Masa de
Oxígeno (g)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
13,00
14,00
15,00
16,00
Tabla 4
Masa de
Masa total del
Masa de
Magnesio (g) sistema (g) pigmento (g)
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
15,00
25
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
2,52
5,04
7,56
10,1
12,6
15,1
17,62
20,15
22,67
24,88
24,86
24,89
24,88
24,87
24,88
24,86
Las tablas 3 y 4 tienen más columnas que las tablas 1 y 2. Antes graficamos cómo cambiaba la masa total del sistema
cuando iba cambiando la masa de magnesio presente.
Ahora les pedimos algo equivalente, pero queremos ver en el mismo gráfico como cambia la masa total del sistema y la
masa de pigmento obtenida cuando cambia la cantidad de magnesio presente.
Experiencia
Masa de
Oxígeno (g)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
4,00
Masa de Masa total del Masa de
Magnesio (g) sistema (g) pigmento (g)
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
13,00
14,00
15,00
16,00
1,66
3,30
4,98
6,63
8,29
10,03
10,07
10,06
10,07
10,08
10,08
10,07
Tabla 3
26
Elaboren gráficos en los que podamos ver cómo cambió
la masa total del sistema y la masa del pigmento
formada cuando cambia la masa de magnesio (Tabla 3)
u oxígeno (Tabla 4) en las experiencias.
Quienes trabajaron con la
Tabla 1 ahora sigan con la 3, y
quienes se basaron en la Tabla
2 ahora utilicen la Tabla 4
Pegar acá el gráfico
27
Contesten las siguientes
preguntas, volviendo a los
gráficos cuando sea necesario
Observen cómo cambia la masa de pigmento que se obtiene cuando va aumentando la masa de
magnesio o de oxígeno presente ¿Observan algo particular? ¿Cambia siempre de la misma manera?
…….
¿Qué observan a partir de la experiencia 6 (Tabla 3) y 10 (Tabla 4)?
………
¿Qué interpretación le pueden dar al hecho de que a partir de un cierto valor la masa de productos
obtenida deje de cambiar?
……….
28
Contesten las siguientes
preguntas, volviendo a los
gráficos cuando sea
necesario
¿Podría la curva correspondiente a la masa de pigmento cruzar por encima a la de la que graficaron
al principio? ¿Qué representa la diferencia de masas entre ambas curvas en cada punto?
……
Y para terminar: ¿qué masas de magnesio y oxígeno les parece que debe utilizar Perkin para obtener
la mayor masa de pigmento mineral posible sin desperdiciar ninguna de las dos materias primas?
……….
29
Puesta en común
Una parte del curso trabajó con experiencias en que se mantuvo fija la cantidad de
oxígeno, y la otra con casos en los que no se cambió la cantidad de magnesio.
¿A qué resultados llegó
cada grupo?
¿Cometió alguno de los
grupos un error?
¿Cómo puede ser que
lleguemos a resultados
tan distintos?
Si tomara 6g de oxígeno, ¿cuál
sería la masa óptima de
magnesio que tendría que
utilizar? ¿Y si tomara 20g?
30
La siguiente tabla tiene datos obtenidos en experiencia similares a las que vimos en esta clase.
La diferencia es que en esta tabla solamente se indican las cantidades que reaccionan sin que
sobre nada.
Pigmento mineral
Metal
Masa de oxígeno
Masa de metal
Marrón de cadmio
Cadmio
10 g
70 g de cadmio
Blanco de zinc
Zinc
10 g
41 g de zinc
Negro de cobre
Cobre
10 g
40 g de cobre
Azul de cobalto
Cobalto
10 g
37 g de cobalto
31
Además, ustedes conocen una teoría, que han aprendido en años anteriores, que propone un
modelo para decir “cómo es” la materia a nivel microscópico. Es la teoría que habla de la existencia
de los átomos.
1) Usando los datos de la tabla, y sabiendo que en estos pigmentos los elementos metálicos y el
oxígeno se combinan en una relación 1 a 1, ¿podrían ordenar los átomos metálicos por su masa
atómica de menor a mayor?
Zn
Cd
Co
2) Con estos mismos datos, ¿pueden decir si hay
alguno de ellos cuya masa sea mayor a la del
oxígeno?
Cu
32
Perkin logró obtener el pigmento blanco, y la duquesa cumplió con su
pago…
…pero ustedes, como Perkin, se estarán preguntando para qué quería la
duquesa su blanco pigmento…
La verdad, nunca se supo a ciencia cierta… pero hay quienes afirman que …
Sí… ¡lo uso para teñir
mis canas, que son
únicas!
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(correo electrónico)
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El capricho de la duquesa - Escuelas de Innovación