Sustancias químicas elementales y compuestos químicos. Una propuesta didáctica con un enfoque investigativo y de modelización en los niveles macroscópico y submicroscópico

45 74 INVESTIGACIÓN EN LA ESCUELA 2011 La diferenciación entre sustancia elemental y compuesto es una etapa fundamental en la construcción del concepto de elemento químico y de la teoría atómico-molecular de la materia. El enfoque didáctico que proponemos en este artículo para construir estos conceptos trata de conjuntar un enfoque indagativo experimental con un proceso de modelización en los niveles macroscópico y submicroscópico, en la línea de enseñar los conceptos básicos de la química aunando indagación, modelización y experimentación. Palabras clave: Sustancia elemental; Compuesto; Elemento químico; Indagación; Modelización. Introducción La estructura conceptual de la química está basada en una serie de conceptos básicos, entre ellos el de materia, material, sustancia química, sustancia simple o elemental, compuesto, mezcla, disolución, etc. La elaboración de estos conceptos en el aula requiere de un proceso de modelización e indagación que implica una serie de procesos: emisión de hipótesis, experimentación, interpretación, predicción, argumentación, etc. También requiere moverse constantemente entre el mundo macroscópico –en el que se realizan los experimentos y se proponen modelos macroscópicos– y el mundo submicroscópico o nanoscópico –el de las hipótesis sobre la naturaleza e interacciones entre las partículas constitutivas de las sustancias–. Una vez establecidos los conceptos de sustancia química (Vogelezang, 1987 Sánchez y Valcárcel, 2003; Caamaño y Cuadros 2011) y de reacción química (Martín del Pozo, 1998; Bor- * Dirección de contacto: [email protected] * Artículo recibido el 10 de agosto de 2011 y aceptado el 21 de agosto de 2011. Sustancias químicas elementales y compuestos químicos. Una propuesta didáctica con un enfoque investigativo y de modelización en los niveles macroscópico y submicroscópico Aureli Caamaño Ros * pp. 45-58 Centro de Documentación y Experimentación en Ciencias. Barcelona. 74 INVESTIGACIÓN EN LA ESCUELA 2011 46 sese y Esteban, 1998; Azcona, Furió, Intxausti y Álvarez, 2004; Johnson, 2000, 2002a, 2002b), la diferenciación entre sustancia simple (o elemental) y compuesto es una etapa fundamental en la construcción del concepto de elemento químico y de la teoría atómico-molecular de la materia. Los enfoques didácticos de los años 80 –bajo el paradigma del descubrimiento orientado– intentaron establecer esta diferenciación dando prioridad a la experimentación (nivel macroscópico) (Grup Recerca-Faraday, 1990). Muchos profesores e investigadores defienden un abordaje macroscópico de los cambios químicos previo a la introducción de los conceptos de átomo, molécula y estructura gigante, sobre todo en los primeros cursos de química de la enseñanza secundaria obligatoria (Tsaparlis, Kolioulis y Pappa, 2010). Sin embargo, la mayoría de libros de texto y los enfoques más tradicionales abordan esta diferenciación desde un punto de vista submicroscópico, planteando definiciones iniciales de sustancia simple y compuesto en términos de átomos y moléculas. Este mismo enfoque lo encontramos en trabajos de investigación recientes que proponen enfoques modelizadores del enlace químico que parten de la estructura interna del átomo (Nahum, Mamlok-Naaman, Hofstein y Kronik, 2008). Ambos enfoques presentan dificultades de comprensión (Furió-Mas y Domínguez-Sales, 2007; Cokelez, Dumno y Taber, 2008), que creemos que solo pueden ser superadas con un enfoque modelizador e indagativo integrador de los niveles macroscópico y submicroscópico, pero partiendo del nivel macroscópico. Los conceptos de sustancia elemental y compuesto, están íntimamente relacionados con los conceptos de elemento químico y reacción química –de descomposición y de síntesis–, y los conceptos submicroscópicos de átomo, molécula y estructura gigante, lo cual da idea de la complejidad de su modelización. La expresión de las ideas sobre la estructura de las sustancias y las reacciones químicas, su representación gráfica mediante diagramas atómico-molecu- lares y multi-atómicomoleculares, su representación simbólica mediante símbolos, fórmulas y ecuaciones, y el significado atribuido a cada uno de los términos y representaciones que se utilizan, son otros aspectos importantes a tener en cuenta en la enseñanza y aprendizaje de estos conceptos fundamentales de la química (Caamaño, 1994). El enfoque didáctico que proponemos en este artículo trata de conjuntar un enfoque indagativo experimental con un proceso de modelización en los dos niveles, el macroscópico y el submicroscópico, en la línea de enseñar la química aunando indagación, modelización y experimentación (Caamaño 2011) y haciendo un amplio uso de diferentes niveles de representación (Chandrasegaran y Treagust, 2009). La propuesta didáctica se sitúa en el tercer curso de la ESO (alumnos de 15 años), que es el curso en que se aborda este tema en el currículum en España. Planteando el problema: ¿los muy diversos compuestos que conocemos pueden estar constituidos por un número limitado de elementos químicos? Supongamos que nuestros alumnos ya han observado cambios físicos y químicos en diversas sustancias y han aprendido a diferenciar estos dos tipos de cambios, lo cual no siempre es fácil, como veremos más adelante; que han utilizado procesos físicos, tales como la evaporación, la destilación, la cristalización, la extracción o la cromatografía con objeto de conseguir separar las sustancias que componen las disoluciones; y que han identificado sustancias químicas por sus propiedades características y han probado su grado de pureza mediante algún criterio de pureza. La pregunta que pueden hacerse –o que nosotros podemos hacerles– en este momento es si la gran variedad de sustancias químicas que conocemos puede estar constituida por un número limitado de “elementos químicos”, en cuyo caso, las sustancias compuestas podría ser posible “descomponerlas” en otras más simples SUSTANCIAS QUÍMICAS ELEMENTALES Y COMPUESTOS QUÍMICOS. UNA PROPUESTA... 47 y, en último término, en las sustancias elementales a partir de las cuales pueden haberse formado. Las sustancias elementales estarían formadas por un único tipo de elemento químico y no sería posible descomponerlas en otras más simples. Somos conscientes que en esta primera fase de aproximación al problema utilizamos un concepto vago de “elemento químico”, como el tipo de materia constitutiva de cada una de las sustancias elementales. Un método de investigación experimental: síntesis o descomposición Hay dos tipos de experiencias que pueden proporcionar evidencia experimental sobre la naturaleza compuesta o elemental de una sustancia, las reacciones de síntesis y las reacciones de descomposición. Veamos cómo podemos interpretar estas reacciones. Si la sustancia C se obtiene por reacción de las sustancias más simples A y B, A + B → C cabe pensar que está constituida o compuesta por el mismo tipo de materia (los mismos elementos químicos) que constituyen A y B. Si A y B fueran sustancias elementales (es decir, sustancias que no pueden descomponerse en otras más simples), podríamos decir que C está formada únicamente por dos elementos químicos, que son los que constituyen las sustancias A y B, respectivamente. Si la sustancia C puede descomponerse en las sustancias más simples A y B, C → A + B cabe pensar que está constituida o compuesta por el mismo tipo de materia (los mismos elementos químicos) que constituyen A y B. Si A y B fueran sustancias elementales, entonces podríamos decir que C está formada únicamente por dos elementos químicos, que son los que constituyen las sustancias A y B, respectivamente. Si una sustancia no pudiera ser descompuesta en otras más simples, concluiríamos que es una sustancia “simple” o “elemental”, es decir, una sustancia formada por un único elemento químico. Es evidente que este método siempre deja abierta la posibilidad de que la sustancia pueda ser un compuesto que se descomponga a una temperatura superior a la que hemos podido alcanzar en el laboratorio. Esta interpretación implica aceptar la idea de que la cantidad de materia que constituye las sustancias se conserva. Si consideramos la masa como una propiedad que mide la “cantidad” de materia, la conservación de la masa en las reacciones es una evidencia experimental de la conservación de la cantidad de materia. Pero no solo se conserva la cantidad de materia sino también los tipos de materia elemental (los elementos), ya que de algún modo el elemento que constituye a A y el elemento que constituye a B se encuentran en C, lo que podría probarse experimentalmente si a través de una reacción de descomposición obtuviéramos de nuevo las sustancias A y B, o bien, si a través de una reacción de desplazamiento obtuviéramos la sustancia A o la B (por ejemplo, AB + X -> AX + B). Nótese que en todos estos razonamientos estamos utilizando la expresión “tipo de materia que constituye una sustancia elemental” como equivalente a “elemento químico”. Si nos preguntamos si una sustancia es un compuesto, podemos probar que lo es si conseguimos obtenerla por síntesis, a partir de otras sustancias más simples. Pero eso requiere conocer la reacción de síntesis que puede conducir a esta sustancia. También es preciso comprobar que la sustancia obtenida es la misma que la sustancia cuya naturaleza compuesta queremos investigar. En cambio la descomposición de una sustancia no requiere ningún conocimiento previo sobre la reacción, solo comprobar que se han obtenido dos o más sustancias más simples. Por esta razón, la pregunta de si una sustancia es compuesta o elemental se resuelve de forma más sencilla intentando la descomposición de la sustancia que su síntesis. La reacción de descomposición no tiene porqué dar lugar a sustancias simples elementales, sino que puede tratarse de sustancias más 74 INVESTIGACIÓN EN LA ESCUELA 2011 48 simples que las de la sustancias que se descomponen, pero que sean todavía susceptibles de ser descompuestas de nuevo. La evidencia de la descomposición de una sustancia en otras más simples es suficiente para probar que se trata de una sustancia compuesta. Hay dos formas básicas de intentar descomponer una sustancia: por calentamiento enérgico (descomposición térmica) o por el paso de la corriente eléctrica (electrólisis). El problema fundamental de este enfoque operacional para identificar sustancias compuestas radica en que es preciso tener evidencia de que el proceso de descomposición ha sido “químico”; debemos tener certeza de que hemos realizado una “separación química” de los “elementos” constituyentes del compuesto y no una separación física, como ocurría con los componentes de una mezcla; es decir, estar seguros de que las sustancias que se obtienen sean sustancias no existentes previamente en la muestra que se calienta. Desgraciadamente, las reacciones de descomposición más sencillas de realizar son generalmente reacciones en las que se desprenden gases, que no se ven, lo que dificulta apreciar si ha tenido lugar una reacción de descomposición. Con las sustancias elementales ocurre en muchos casos, que al calentarlas para probar si se descomponen, reaccionan con el oxígeno del aire, dando lugar a cambios químicos que pueden dificultar su caracterización como sustancias elementales. Por otro lado, no debemos olvidar que los alumnos tienden a interpretar las reacciones como procesos de transformación de las propiedades de las sustancias (sustancialización de las propiedades) y no de transformación de unas sustancias en otras, lo que dificulta la interpretación correcta de estas reacciones. Por ejemplo, interpretan la oxidación del hierro como si el hierro se hubiera vuelto pardo y no como una combinación con el oxígeno del aire que da lugar a una nueva sustancia, el óxido de hierro, que es de color pardo. Como podemos deducir de todas estas consideraciones, la interpretación de las reacciones de descomposición no es nada simple. Una secuencia didáctica para establecer los conceptos de sustancia elemental, elemento químico y compuesto químico Describimos a continuación una serie de investigaciones que constituyen la fase inicial de una secuencia didáctica para la enseñanzaaprendizaje de los conceptos sustancia elemental, elemento químico y compuesto. Una etapa centrada en la investigación de la posible descomposición de una serie de sustancias y la modelización de los fenómenos que se observan a nivel macroscópico. Se investigan compuestos que se descomponen a temperaturas no muy altas, como el sulfato de cobre hidratado y el carbonato de cobre, o sustancias que pueden descomponerse fácilmente mediante una electrólisis, como el agua. También sustancias elementales, como el cobre. Actividad 1. ¿Es la malaquita un compuesto? Una sustancia que puede utilizarse para plantear una indagación sobre si una sustancia es un compuesto o una sustancia elemental es la malaquita (carbonato de cobre(II)). En el cuadro 1 se muestra el guión de una investigación guiada, cuyo grado de apertura puede modificarse según la interacción dialógica que se desee establecer con los alumnos (Caamaño y Corominas, 2004; Caamaño 2005) (ver cuadro 1). Comentario a la actividad Si calentamos en un tubo de ensayo malaquita, un sólido de color verde, observaremos que adquiere un color negro. Si pesamos el sólido negro, observaremos que pesa menos que el sólido inicial, lo que hace suponer que debe haber tenido lugar una reacción de descomposición con desprendimiento de un gas. Para observar si se desprende un gas se puede colocar en el tubo que contiene la malaquita un tapón horadado atravesado por un tubo de vidrio acodado, e intro- SUSTANCIAS QUÍMICAS ELEMENTALES Y COMPUESTOS QUÍMICOS. UNA PROPUESTA... 49 Cuadro 1. ¿Es la malaquita un compuesto? Investigación: ¿La malaquita es un compuesto? La malaquita es una sustancia sólida de color verdoso. Queremos averiguar si se trata de una sustancia elemental o de un compuesto. Planificación ● ¿Qué prueba experimental harías para saber si se trata de un compuesto? ● Piensa y describe el montaje experimental y el material que necesitas. Realización ● ¿Qué sucede cuando calientas fuertemente la malaquita? ● ¿Cómo lo interpretas? El sólido negro que se forma es óxido de cobre. En la descomposición de una sustancia se pueden obtener sustancias gaseosas que pasan inadvertidas. Para comprobar si se está desprendiendo o no alguna sustancia gaseosa, puedes montar el dispositivo que se indica en la figura. ● Investiga si al calentar la malaquita se desprende un gas. ● Teniendo en cuenta que el nombre químico de la malaquita es carbonato de cobre, ¿cuál podría ser el gas que se desprende? ● ¿Cómo podrías comprobar que el gas que se desprende es dióxido de carbono? Recuerda que una reacción característica del dióxido de carbono es su reacción con el agua de cal (disolución acuosa de hidróxido de calcio), que produce carbonato de calcio, una sal blanca insoluble, que precipita enturbiando la solución. Conclusiones ¿Qué conclusión sacas de la investigación realizada? Justifica tu respuesta. Comunicación Escribe un informe, describiendo la investigación realizada, que responda a las siguientes preguntas: ¿Qué queríamos saber? ¿Qué método hemos utilizado? ¿Cuáles han sido los resultados obtenidos? ¿Qué conclusión hemos sacado? 74 INVESTIGACIÓN EN LA ESCUELA 2011 50 ducir su extremo exterior en otro tubo con agua. La observación de las burbujas que se producen indica que se está desprendiendo un gas. Si proporcionamos ahora a los estudiantes la información de que la malaquita es un carbonato, se puede inferir que el gas que se desprende es dióxido de carbono. Si sustituimos el agua del tubo por agua de cal (disolución de hidróxido de calcio), se observa la formación de un precipitado blanco, que es una reacción característica del dióxido de carbono. Así pues podemos interpretar el proceso que ha tenido lugar del siguiente modo: malaquita(s) → sólido negro + dióxido de carbono(g). Puede comprobarse que este sólido negro obtenido tiene el mismo aspecto y propiedades que el sólido negro que se produce al calentar el cobre (como veremos en la investigación siguiente), de donde se puede concluir que se trata de óxido de cobre. malaquita(s) → óxido de cobre(s) + dióxido de carbono(g). Se trata de una reacción característica de descomposición de los carbonatos. De esta interpretación se puede inferir que la malaquita es un compuesto, probablemente, carbonato de cobre. Actividad 2. ¿Es el cobre una sustancia elemental? Si se calienta fuertemente un metal noble como el oro no conseguiremos descomponerlo y concluiremos que es una sustancia elemental. Sin embargo, si el calentamiento se hace sobre metales menos nobles (más reactivos) que el oro como, por ejemplo, el cobre, el hierro o el magnesio, nos encontraremos con un resultado que puede resultar inesperado. El cuadro 3 muestra el guión de la investigación guiada para decidir si el cobre metálico es o no una sustancia elemental (ver cuadro 2). Comentario sobre la actividad Para probar que el cobre es una sustancia elemental podemos hacer pasar una corriente eléctrica a su través. El hecho de que conduzca la electricidad sin descomponerse, como ocurre con todos los metales, es una prueba de que se trata de una sustancia elemental. También podemos calentar fuertemente una lámina de cobre, para mostrar que no es posible descomponerla. Pero cuando se calienta una lámina de cobre observamos que se ennegrece. Los estudiantes pueden interpretar este cambio como un simple cambio de color del cobre debido al calentamiento o bien como la descomposición del cobre en una sustancia negra como ha ocurrido en el calentamiento del carbonato de cobre. Pero si fuera así, la lámina después del calentamiento debería pesar lo mismo que antes, en la primera interpretación, o menos, en la segunda interpretación. Si se pesa la lámina antes y después de su ennegrecimiento, observaremos que una vez ennegrecida pesa más. La razón del aumento de masa y del ennegrecimiento es que el cobre ha reaccionado con el oxígeno del aire y se ha formado óxido de cobre (II), que es una sustancia negra, que tiene más masa que el cobre que ha reaccionado, puesto que ha “incorporado” el oxígeno. El aumento de la masa de una muestra sólida en este tipo de reacciones es siempre una evidencia de que ha ocurrido una reacción de combinación del metal con el oxígeno del aire. Para confirmar la hipótesis de que se trata de una reacción con el oxígeno del aire, podemos doblar la lámina y golpearla con un martillo, para evitar el contacto con el aire en las superficies interiores, y volver a calentar. Al enderezar la lámina, observaremos que solo las superficies externas se han ennegrecido, mientras que las interiores no se han alterado. Si repetimos la experiencia, calentando más intensamente una de las zonas ennegrecidas de la lámina, manteniéndola en la zona más caliente de la llama, podremos apreciar que el ennegrecimiento desaparece. Esta desaparición del color negro es debido a la descomposición del óxido de cobre en cobre y oxígeno, que se produce al elevar aún más la temperatura. Tan pronto como la lámina se enfría un poco, vuel- ve a aparecer el color negro, porque vuelve a oxidarse el cobre. SUSTANCIAS QUÍMICAS ELEMENTALES Y COMPUESTOS QUÍMICOS. UNA PROPUESTA... 51 Actividad 3. ¿Es el agua un compuesto? En el caso del agua, sería preciso elevar mucho la temperatura para poder descomponerla, por lo que es más fácil recurrir a una reacción de descomposición por el paso de la corriente eléctrica (electrólisis). El cuadro 3 muestra el guión para llevar a cabo la investigación de la posible descomposición del agua por el paso de la corriente eléctrica (ver cuadro 3). Comentario sobre la actividad Si se aplica una diferencia de potencial eléctrico, obtenida mediante una pila de 9 V o una fuente de alimentación de cc, a una muestra de agua acidulada se observa un burbujeo alrededor de cada electrodo. Los electrodos deben ser de platino. Para recoger los gases se pueden utilizar dos tubos de ensayo llenos de agua y colocarlos invertidos, cada uno sobre un electrodo. Cuadro 2. ¿Es el cobre una sustancia elemental? Investigación. ¿Es el cobre una sustancia elemental? Exploración de ideas previas ● ¿Crees que el cobre es una sustancia elemental? Justifica tu respuesta. Búsqueda de evidencias ● ¿Qué prueba o pruebas experimentales podrías realizar para comprobarlo? Observación e interpretación / Contrastación experimental de hipótesis ● Toma una lámina de cobre con unas pinzas y colócala sobre la llama de un mechero Bunsen. ¿Qué observas? ● ¿Cómo interpretas el ennegrecimiento que se produce? ● ¿Qué pruebas experimentales podrías realizar para confirmar tu hipótesis? ● Coloca la lámina ennegrecida en la parte más caliente de la llama y mantenla allí un tiempo. Retírala y observa rápidamente el color de la zona que estaba en contacto directo con la llama. ¿Qué observas? ¿Cómo lo interpretas? Conclusión ● ¿Qué conclusión sacas de la investigación realizada? Comunicación ● Escribe un informe sobre la investigación realizada. 74 INVESTIGACIÓN EN LA ESCUELA 2011 52 Cuadro 3. ¿Es el agua un compuesto? Investigación: ¿Es el agua un compuesto? Exploración de ideas previas ● ¿Crees que el agua es un compuesto? Justifica tu respuesta. Búsqueda de evidencias / Planificación del procedimiento experimental ● ¿Cómo podríamos comprobar que el agua es un compuesto? Un método que se puede utilizar es intentar realizar su descomposición por el paso de la corriente eléctrica (electrólisis). Para ello es preciso aplicar una diferencia de potencial eléctrico sobre el agua. ● Diseña un procedimiento experimental que te permita comprobar tu hipótesis. Ayúdate de los comentarios y preguntas que siguen. – ¿Cómo podemos aplicar una diferencia de potencial eléctrico al agua? – ¿Qué diferencia de potencial puede ser suficiente? – El agua es muy poco conductora de la electricidad. ¿Cómo podríamos aumentar su conductividad? – Si conectamos los bornes de una pila a cables de cobre e introducimos los extremos libres de los cables en el agua, observaríamos que uno de ellos reacciona con el agua, porque la solución toma un color azulado (y si estuviéramos mucho tiempo observaríamos que el cable de cobre se va consumiendo). ¿Qué tipo de conductor metálico podríamos utilizar para evitar que esto ocurra? Consulta el procedimiento que has ideado con tu profesor o profesora, antes de llevarlo a la práctica. Realización e interpretación ● Intenta realizar la electrólisis del agua utilizando el dispositivo que has ideado. ● Observa lo que ocurre ¿Cómo lo interpretas? ● ¿Cómo podrías recoger los gases que se desprenden en cada electrodo para identificar de qué gases se trata? Toma nota de la polaridad de los electrodos en que se obtiene cada gas. ● En la descomposición del agua se obtiene hidrógeno(g) y oxígeno(g). Para comprobarlo realiza u observa las pruebas siguientes. Prueba de identificación del hidrógeno Retira el tubo de la celda electrolítica levantándolo verticalmente. Como el hidrógeno es menos denso que el aire, no se escapará. A continuación, enciende una cerilla y acércala a la boca del tubo, al mismo tiempo que le das la vuelta. Oirás una pequeña explosión debida a la reacción del hidrógeno con el oxígeno del aire. Prueba de identificación del oxígeno Repite el mismo procedimiento con el tubo que contiene el oxígeno, pero, cuando lo saques del agua, tapa la boca del tubo con el dedo pulgar y, acto seguido, dale la vuelta. El oxígeno es más denso que el aire y, por tanto, se escaparía si levantásemos el tubo sin girarlo. A continuación, introduce un trocito de papel o una cerilla acabada de apagar en el tubo. Observarás que se vuelve a encender como consecuencia de la combustión con el oxígeno del tubo. Conclusión ● De acuerdo, con los resultados de las experiencias realizadas, ¿cuál es tu conclusión sobre la cuestión planteada? Comunicación ● Escribe un informe describiendo la investigación realizada y la conclusión obtenida. SUSTANCIAS QUÍMICAS ELEMENTALES Y COMPUESTOS QUÍMICOS. UNA PROPUESTA... 53 Los gases se acumulan en la parte superior de los tubos invertidos desplazando hacia abajo el nivel del agua en los tubos. Se pueden practicar pruebas de identificación de ambos gases, que nos llevan a la conclusión de que se trata de hidrógeno y de oxígeno, lo que nos permite establecer la siguiente interpretación del proceso que ha tenido lugar: agua(l) -> hidrógeno(g) + oxígeno(g) y concluir que el agua es un compuesto formado por “hidrógeno” y “oxígeno”. Sin embargo, es bien conocido que esta frase puede ser fácilmente mal interpretada por los estudiantes (Caamaño 1998; Sosa y Méndez, 2011). El problema conceptual y lingüístico que se nos plantea en estos momentos para una interpretación correcta de la composición del agua, es expresar que el agua está formada por los elementos hidrógeno y oxígeno sin que los estudiantes entiendan que se trata del hidrógeno gas y del oxígeno gas, es decir, de una mezcla de hidrógeno y oxígeno. La idea de la conservación de los elementos que constituyen el hidrógeno y el oxígeno nos induce a pensar que los elementos que forman estas dos sustancias elementales deben estar también presentes en el agua; pero las propiedades del agua son totalmente diferentes a las del hidrógeno y el oxígeno, lo que evidencia que son sustancias químicas diferentes. La explicación de que la materia constitutiva del hidrógeno y del oxígeno está unida “químicamente” en el agua, dando lugar a una sustancia diferente, es correcta, pero difícil de comprender a nivel macroscópico. Así pues hay aquí un conflicto conceptual cuya resolución requiere introducir la idea de elemento químico y, en último término, los conceptos de átomo, molécula y estructura gigante. También se observa que el volumen de hidrógeno que se recoge es siempre el doble que el de oxígeno, lo que es un dato de interés para establecer una de las características fundamentales de los compuestos químicos, que es su composición fija, e interpretar más adelante la composición atómica del agua. Sustancias elementales y elementos químicos. ¿Se conservan los elementos químicos en las reacciones? El hidrógeno y el oxígeno son sustancias “simples” o “elementales”, es decir, sustancias que no pueden descomponerse en otras más simples. Puede ser el momento de informar a nuestros estudiantes que en la naturaleza existen un número limitado de sustancias de este tipo, a las que muchas veces nos referimos con el término de “elementos químicos”, por estar constituidas por un único elemento químico. La mayoría de ellas son metales, y un pequeño número de ellas son no metales, como el hidrógeno, el oxígeno, el azufre, el carbono, etc. Toda la variedad de compuestos está formada por este número limitado de “elementos químicos”. Las sustancias elementales están formadas por un único tipo de elemento químico, mientras que los compuestos están formados por dos o más elementos químicos. Los elementos químicos se conservan a lo largo de las reacciones químicas. Para evidenciar esta conservación se han propuesto ciclos de reacciones en los que una sustancia elemental se combina con otra sustancia para dar un producto que sufre nuevas reacciones, en la última de las cuales reaparece de nuevo la sustancia elemental. En el proyecto Química Faraday (Grup