Lesson 2.1Investigating Substance Changes

Chemical ReactionsLesson Guides

Lesson 2.1

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Chemical Reactions—Lesson 2.1—Activity 3

Mixing Substances in the Sim

Part 1: Exploring Laboratory A Mode

Launch the Chemical Reactions Sim. As you explore Laboratory A mode, discuss the following questions with your partner:

• What can you do with different substances in Laboratory A mode?

• What details can you observe about the substances in Laboratory A mode?

• When you review the test results at the end, what other features do you notice?

• What questions do you have about Laboratory A mode?

Part 2: Mixing Substances in the Sim

With a partner, gather evidence by observing what happens when you mix two substances together in the Sim. The two substances are the same two substances you mixed together in the investigation earlier in this lesson. Look for additional evidence that will help you to answer the Investigation Question: Can substances change into different substances?

1. In Laboratory A mode, press the Add Substance button and choose calcium chloride (CaCl2).

2. Press the Add Substance button and choose sodium carbonate (Na2CO3).

3. Press TEST and observe what happens.

4. Press RESULTS and examine the results.

5. Press REVIEW and compare the substances at the Test Start and Test End.

6. Turn on View Atomic Scale and View Properties toggles.

7. Use evidence from the final review screen to help you answer the questions below.

What happened when you combined the two substances together in the cup? (check one)

F The substances changed into different substances.

F The substances did not change into different substances.

F I am not sure if the substances changed into different substances.

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Chemical Reactions—Lesson 2.1—Activity 3

Explain your answer using evidence from the Sim.

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Mixing Substances in the Sim (continued)

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Chemical Reactions—Lesson 2.1—Activity 5

Homework: Reading “Synthetic Materials: Making Substances in the Lab”

To learn how scientists apply their knowledge of substances at the atomic scale to create synthetic materials, read and annotate the “Synthetic Materials: Making Substances in the Lab” article. Then, answer the questions below.

How are synthetic substances made?

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At the atomic level, are synthetic medicines different from natural medicines? Explain your answer.

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Why is it useful to be able to produce synthetic medicines?

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Active Reading Guidelines

1. Think carefully about what you read. Pay attention to your own understanding.

2. As you read, annotate the text to make a record of your thinking. Highlight challenging words and add notes to record questions and make connections to your own experience.

3. Examine all visual representations carefully. Consider how they go together with the text.

4. After you read, discuss what you have read with others to help you better understand the text.

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Substances found in Earth’s rain forests have treated many medical conditions for thousands of years. Today, scientists try to make versions of those substances in the lab.

Synthetic Materials: Making Substances in the LabFor billions of years, every substance on Earth was produced in nature, through natural processes, and without input from people. However, within the last few centuries, people have begun experimenting with making substances we can’t find in nature. Substances that are produced by humans instead of being found in nature are called synthetic. Scientists make synthetic substances by arranging atoms and molecules in the lab. They use what they know about different types of atoms and molecules to arrange them and make the kinds of substances they want. One type of synthetic material that you probably use every day is plastic. Scientists developed plastics in the

early 1900s. Plastic is made from petroleum, a natural resource that is also used to make gasoline and other products. By combining different atoms and molecules, scientists are able to make lots of different kinds of plastic for lots of different purposes, from bottles to boats. Plastic is very useful, but also causes problems. For example, a large amount of plastic ends up in the ocean and harms ocean animals.

In some cases, synthetic substances are copies of substances found in nature. If the synthetic substances are copies of natural substances, scientists can analyze the natural substances and arrange the same types of atoms in the

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Many common medicines used today are synthetic versions of substances found naturally in Earth’s rain forests.

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same way. For example, many plants found in the rain forests of Asia, Africa, and South America have properties that can be used for healing all kinds of health problems, from small cuts to serious diseases. These plants have been used for healing by people who live in and near the rain forests for thousands of years, and in recent years, scientists have begun to understand the substances inside them that make them good for healing. In some cases, scientists have been able to make synthetic versions of those substances, producing them in large amounts without needing to travel to the rain forests.

Synthetic medicines aren’t any different at the atomic level from the natural medicines found in the rain forest. After all, molecules are just

molecules—whether they’re made in nature or in a lab, the same types of atoms arranged in the same ways always form the same molecules that behave in the same ways.

The rain forest is a rich source of medicines for humans to use, but it may not be for much longer. Earth’s rain forests are being burned and cut down to make room for farms and other uses. In fact, about 325 square kilometers (125 square miles) are cut down every day. At this rate, our rain forests may be gone soon.

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Reacciones químicas—Lección 2.1—Actividad 3

Mezclar sustancias en la Simulación

Parte 1: explorar el modo “Laboratory A” (Laboratorio A)

Inicia la Simulación Reacciones químicas. Mientras exploras el modo “Laboratory A” (Laboratorio A), discute las siguientes preguntas con tu compañero/a:

• ¿Qué puedes hacer con diferentes sustancias en el modo “Laboratory A” (Laboratorio A)?

• ¿Qué detalles puedes observar acerca de las sustancias en el modo “Laboratory A” (Laboratorio A)?

• Cuando revises los resultados de la prueba al final, ¿qué otra característica notas?

• ¿Qué pregunta tienes acerca del modo “Laboratory A” (Laboratorio A)?

Parte 2: mezclar sustancias en la Simulación

Con un/a compañero/a, reúne evidencia al observar qué sucede cuando mezclas dos sustancias en la Simulación. Las dos sustancias son las mismas dos sustancias que mezclaste previamente en la investigación de esta lección. Busca evidencia adicional que te ayude a contestar la Pregunta de Investigación: ¿Pueden las sustancias cambiar a sustancias diferentes?

1. En el modo “Laboratory A” (Laboratorio A), oprime el botón “Add Substance” (Agregar sustancia) y escoge “calcium chloride” (cloruro de calcio) (CaCl2).

2. Oprime el botón “Add Substance” (Agregar sustancia) y escoge “sodium carbonate” (carbonato de sodio) (Na2CO3).

3. Oprime “TEST” (Testear) y observa qué sucede.

4. Oprime “RESULTS” (Resultados) y examina los resultados.

5. Oprime “REVIEW” (Repasar) y compara las sustancias en “Test Start” (Inicio de la prueba) y “Test End” (Final de la prueba).

6. Selecciona las opciones “View Atomic Scale” (Ver escala atómica) y “View Properties” (Ver propiedades).

7. Utiliza evidencia de la pantalla de revisión final para ayudarte a contestar las siguientes preguntas.

¿Qué sucedió cuando combinaste las dos sustancias en la taza? (marca una)

F Las sustancias cambiaron a sustancias diferentes.

F Las sustancias no cambiaron a sustancias diferentes.

F No estoy seguro/a si las sustancias cambiaron a sustancias diferentes.

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Reacciones químicas—Lección 2.1—Actividad 3

Explica tu respuesta usando evidencia de la Simulación.

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Mezclar sustancias en la Simulación (continuación)

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Reacciones químicas—Lección 2.1—Actividad 5

Tarea: leer “Materiales sintéticos: hacer sustancias en el laboratorio”

Para aprender cómo los/as científicos/as aplican su conocimiento de sustancias a escala atómica para crear materiales sintéticos, lee y añade apuntes al artículo “Materiales sintéticos: hacer sustancias en el laboratorio”. Luego, contesta las siguientes preguntas.

¿Cómo son fabricadas las sustancias sintéticas?

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A nivel atómico, ¿son las medicinas sintéticas diferentes a las medicinas naturales? Explica tu respuesta.

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¿Por qué es útil poder producir medicinas sintéticas?

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Pautas de la Lectura Activa

1. Piensa cuidadosamente sobre lo que lees. Presta atención a tu propia comprensión.

2. Mientras lees, añade apuntes al texto para tener un registro de tus ideas. Destaca las palabras difíciles, y agrega notas para apuntar tus preguntas y hacer conexiones con tu propia experiencia.

3. Examina cuidadosamente todas las representaciones visuales. Considera cómo se relacionan con el texto.

4. Después de leer, discute lo que leíste con otros/as estudiantes para ayudarte a comprender mejor el texto.

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Materiales sintéticos B1

Ciertas sustancias encontradas en los bosques lluviosos de la Tierra han tratado muchas condiciones médicas por miles de años. Hoy en día, los/as científicos/as intentan hacer versiones de aquellas sustancias en el laboratorio.

Materiales sintéticos: hacer sustancias en el laboratorioDurante billones de años, cada sustancia en la Tierra era producida en la naturaleza, a través de procesos naturales, y sin intervención de la gente. Sin embargo, durante los últimos siglos, la gente ha comenzado a experimentar con la producción de sustancias que no podemos encontrar en la naturaleza. Las sustancias producidas por humanos, en vez de ser encontradas en la naturaleza, son llamadas sintéticas. Los/as científicos/as hacen sustancias sintéticas organizando átomos y moléculas en el laboratorio. Utilizan lo que saben sobre diferentes tipos de átomos y moléculas para organizarlos y hacer los tipos de sustancias que desean. Un tipo de material sintético que probablemente usas a diario es el

plástico. Los/as científicos/as desarrollaron los plásticos a principios del siglo 1900. El plástico está hecho de petróleo, un recurso natural también usado para hacer gasolina y otros productos. Con la combinación de diferentes átomos y moléculas, los/as científicos/as pueden hacer muchos diferentes tipos de plástico con muchos propósitos diferentes, desde botellas a barcos. El plástico es muy útil, pero también causa problemas. Por ejemplo, una cantidad significante de plástico termina en el océano y les hace daño a los animales.

En algunos casos, las sustancias sintéticas son copias de sustancias encontradas en la naturaleza. Si las sustancias sintéticas son A

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B2 Materiales sintéticos

Muchas medicinas comunes usadas hoy en día son versiones sintéticas de sustancias encontradas de manera natural en los bosques lluviosos de la Tierra.

copias de sustancias naturales, los/as científicos/as pueden analizar las sustancias naturales y organizar los mismos tipos de átomos de la misma manera. Por ejemplo, muchas plantas encontradas en los bosques lluviosos de Asia, África y Sudamérica tienen propiedades que pueden ser utilizadas para sanar muchos tipos de problemas de salud, desde pequeñas cortaduras a serias enfermedades. La gente que vive en los bosques lluviosos o en su cercanía ha usado estas plantas para sanar por miles de años, y en años recientes los/as científicos/as han comenzado a entender las sustancias dentro de las plantas que las hacen buenas para sanar. En algunos casos, los/as científicos/as han podido hacer versiones sintéticas de aquellas sustancias, produciéndolas en grandes cantidades sin tener que viajar a los bosques lluviosos.

Las medicinas sintéticas no son diferentes a nivel atómico de las medicinas naturales que se encuentran en los bosques lluviosos. Después de todo, moléculas son moléculas: Ya sea que estén hechas en la naturaleza o en un laboratorio, los mismos tipos de átomos organizados de las mismas maneras siempre forman las mismas moléculas que se comportan de las mismas maneras.

El bosque lluvioso es una rica fuente de medicinas para el uso humano, pero tal vez no dure mucho tiempo más. Los bosques lluviosos de la Tierra están siendo quemados y talados para hacer espacio para granjas y otros usos. De hecho, alrededor de 325 kilómetros cuadrados (125 millas cuadradas) son talados todos los días. A este paso, nuestros bosques lluviosos pueden desaparecer pronto.

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