Projecte 2: De què està fet el Món?

FÍSICA I QUÍMICA:PROJECTE 2

Material individual

Nom alumne/a: ........................................

De què està fet el Món?

Encetem ara un nou projecte, després de veure com treballen el científics, ara intentarem conèixer millor quina és la composició del món que ens envolta i comprendre la forma en que la matèria es comporta.

1

Projecte 2: De què està fet el Món?

2

Projecte 2: De què està fet el Món?

Al finalitzar aquest projecte haurem de ser capaços de:

• Interpretar el comportament dels gasos fent servir el model cinèticomolecular.• Conéixer els noms dels canvis d’estat i descriure’n les característiques.• Interpretar els estats d’agregació de la matèria i els canvis d’estat en vista de la

teoria cinètica.• Identificar i classificar la matèria atenent-ne l’homogeneïtat i la capacitat de

descomposició.• Saber distingir entre: mescla heterogènia, mescla homogènia, compost i

element.• Descriure les tècniques bàsiques de separació de mescles i reconéixer les eines de

laboratori que s’utilitzen en cada cas.• Separar substàncies al laboratori utilitzant diversos procediments: filtració,

decantació, destil·lació i cristal·lització.• Conèixer les característiques de les solucions i els seus diferents tipus.• Efectuar càlculs en què intervinguen les diferents formes d’expressar la

composició d’una solució.• Preparar solucions al laboratori.

INTRODUCCIÓ:

TASCA 1: Llig el següent text i contesta les qüestions:

Terra és el nom que hem donat al planeta on vivim, tanmateix, un nom més apropiat seria Aigua, per la seua abondància i importància per a la vida.

En la naturalesa l’aigua es troba en forma sòlida, líquida i gasosa, i passa fàcilment d’un estat a l’altre, com ja observà el filòsof grec Tales (624-546 a.C.).

Tales digué que tota la matèria era una forma o altra d’aigua. Encara que avui sabem que estava equivocat, la seua intuició estava ben dirigida cap a la natura comuna dels canvis d’estat en qualsevol tipus de substància.

Per altra part, l’origen de la història de les civilitzacions pot considerar-se, en part, com la història del domini de la matèria: Edat de Pedra, Edat de Bronze, Edat de Ferro, … Al principi, els éssers humans escollien i utilitzaven els materials segons les seues propietats naturals. Avui en dia, la

3

Projecte 2: De què està fet el Món?

Química és capaç d’inventar-los; així han sorgit els plàstics, els materials amb memòria de forma, els semiconductors, etc…

a) Quins són els canvis d’estat que es produeixen en el “cicle de l’aigua”?b) L’aigua en el nostre planeta és majoritariament dolça?c) L’aigua s’evapora dels rius i mars. Com torna a la terra?d) Assenyala si són físiques o químiques les transformacions següents:

Dissoldre sucre en la llet. Cremar gas butà o gas natural. Refredar els aliments. Cuinar els aliments.

TASCA 2: Para atenció al vídeo que es projecta a classe i contesta les qüestions:

a) Quants estats d’agregació presenta la matèria?b) Quan la matèria està en estat líquid, té forma fixa?c) El plasma és el component principal dels líquids?d) Quin és el nom del científic que demostrà que la matèria i l’energia poden

convertir-se una en l’altra?

Si vols veure el vídeo a casa, ací tens l’adreça web:

http://www.youtube.com/watch?v=c4EP-7cbpQY&p=1B0D924E69AC4F8F&playnext=1&index=7

1. Per què són tan diferents els estats físics?

Els sólids, líquis i gasos, encara que poden estar formats per la mateixa substància, tenen comportaments molt diferents. Les característiques de la matèria han de ser explicades d’alguna manera, però primer hem de comprendre bé quines són exactament aquestes característiques en els tres estats d’agregació físics.

4

Projecte 2: De què està fet el Món?

TASCA 3: Busqueu informació de les diferents característiques dels estats de la matèria i feu una taula com la de baix, incloent-hi la següent informació per a cada estat físic. Distribuïu el treball entre els membres de l’equip.

ESTAT FÍSIC FORMA VOLUM COMPRESSIBILITAT EXPANSIBILITAT DENSITAT

Podeu buscar informació als llibres de la biblioteca de classe i a les següents adresses d’internet:

http://www.edu365.cat/aulanet/ciencia/ a l’apartat “Matèria” de la secció “Física”http://www.slideshare.net/txellcomellas/presentacio-lamateria-presentationhttp://www.isftic.mepsyd.es/w3/eos/MaterialesEducativos/primaria/conocimiento/lamateria/inicio.htmlhttp://www.slideshare.net/ailapetita/matria-3844762

TASCA 4: La causa de les diferents propietats que tenen els diferents estats físics ha d’estar necessariament en la seua estructura, però com està formada la matèria? Descriviu les diferències entre l’estat sòlid, líquid i

gas (Distribuïu el treball entre els membres de l’equip).

Busqueu informació sobre les diferències estructurals dels diferents estats a la biblioteca d’aula i a les següents pàgines d’internet:

http://www.isftic.mepsyd.es/w3/eos/MaterialesEducativos/primaria/conocimiento/lamateria/inicio.htmlhttp://www.edu365.cat/aulanet/ciencia/ (Apartat “Matèria” de la secció “Física”)http://perso.wanadoo.es/cpalacio/Modelos2.htm

TASCA 5: Busca informació sobre els diferents canvis d’estat i escriu en al Vocabulari les definicions dels cavis possibles.

Trobaras informació a la biblioteca d’aula o a les adresses d’internet següents:http://www.edu365.cat/aulanet/experimenta/univers.htm?114004042000000000400000000000000000000000000000000000000000000000000000http://www.edu365.cat/aulanet/experimenta/univers.htm?114005043000000000440000000000000000000000000000000000000000000000000000http://www.slideshare.net/txellcomellas/presentacio-lamateria-presentation

5

Projecte 2: De què està fet el Món?

2. La matèria no para de moure’s!

Ja hem vist en la TASCA 4 que la matèria, independentment del seu estat físic, està formada per xicotetes partícules que es mouen. La teoria que defén aquesta idea es diu Teoria Cinèticomolecular (TCM). Aquesta teoria està basada en el que es denomina un model. Un model, en ciència, és una imatge que fem per a poder visualitzar una cosa que és impossible observar en la vida real, per exemple, les partícules que formen un gas. Aquest moldels són molt utilitzats pels científics, ja que els ajuden a resoldre amb més facilitat els problemes que es plantejen.

TASCA 6: Entra en el següent lloc web, en l’apartat “Estados” http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/indice.htm

Modifica la temperatura de l’estat sòlid del líquid i del gas.Què passa a la matèria quan s’incrementa la seua temperatura? Per què es produeixen els canvis d’estat?

Pots buscar més informació a:http://www.edu365.cat/aulanet/ciencia/ (Apartat Canvis d’estat , de la secció “Matèria” de Física)http://ca.wikipedia.org/wiki/Canvis_d%27estat

Observa el següent vídeo: http://education.jlab.org/frost/balloon.html

Què penses que ha passat? Què ha passat a les partícules del gas? Descriu el procés amb les teues paraules.

3. La matèria pot tenir diferent composició.

Està mol clar que la matèria presenta aspectes molt diferents depenent del seu estat físic, però a més a més, hi ha un altre factor que també té importancia en el seu comportament, és la composició. Depenent de la seua composició, és a dir, del nombre i tipus de substàncies que la formen, tindrem diferents classes de sistemes materials.

6

Projecte 2: De què està fet el Món?

TASCA 7: Busqueu informació sobre la classificació de la matèria i feu un esquema amb el programa “Cmap Tools” representant-hi les diferents possibilitats.

Podeu buscar informació als llibres de la biblioteca d’aula o investigar als següents enllaços d’internet:http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/indice.htmhttp://www.edu365.cat/aulanet/experimenta/univers.htm?120000044

TASCA 8: Basant-te en el que has descobert en la tasca anterior classifica els següents materials: llet, aigua de mar, ferro, sucre, vinagre, sal, aigua destil·lada, granit, aire, oxígen.

Substància Pura Simple Compost Mescla homogènia

Mescla heterogènia

4. La matèria quan està formada per diferents substàncies es pot separar.

Com has vist en les tasques anteriors, la matèria pot presentar diferents aspectes, en el cas que esté formada per mescles, els seus components bàsics, és a dir els compostos o elements que es troben en la mescla, es poden separar. Per a fer això fem servir diferents mètodes, són les tècniques o mètodes de saparació de substàncies. Algunes d’aquestes tècniques s’han fet servir des de fa milers d’anys, per exemple la que s’usa per a separar la sal de l’aigua de mar en les salines, com la de Santa Pola en la provincia d’Alacant.

7

Projecte 2: De què està fet el Món?

TASCA 9: Busqueu els noms dels mètodes de separació de mescles més habituals. Quan tingueu les definicions correctes escriviu-les al Vocabulari.

Podreu trobar informació en:http://www.edu365.cat/aulanet/experimenta/univers.htm?123008064http://ca.wikipedia.org/wiki/M%C3%A8tode_de_separaci%C3%B3http://www.edu365.cat/aulanet/ciencia/http://www.isftic.mepsyd.es/w3/eos/MaterialesEducativos/primaria/conocimiento/lamateria/inicio.htmlhttp://www.slideshare.net/thekillersofquimica/metodos-de-separacion

TASCA 10: Quines tècniques faries servir per a separar les següents mescles:

a) Ferro i arena.b) Alcohol i aigua.c) Arena i aigua i acetona (líquid de punt d’ebullició = 56º C).

Pots pràcticar també a l’adreça següent:http://www.edu365.cat/aulanet/experimenta/univers.htm?123009065000000000000000010000000000000000000000000000000000000000000000

5. Les solucions formen part de la nostra vida.

Segur que has notat alguna vegada que l’aigua del mar és molt salada, no? Dons bé, això passa perquè com pots imaginar no està formada només d’aigua, sino que a més té altres components. Ara bé, si t’has fixat quan fiques un poc d’aigua de mar dintre d’un cub de platja, la seua aparença és com la de qualsevol altra aigua, per exemple com la de l’aigua que ix per l’aixeta a ta casa.

TASCA 11: Busqueu les definicions de: solució (o dissolució), solut, dissolvent, solubilitat, solució diluida, solució concentrada i solució saturada. Quan tingueu les definicions correctes escriviu-les al Vocabulari.

Podeu trobar informació als següents enllaços:http://www.edu365.cat/aulanet/experimenta/univers.htm?123002058http://www.edu365.cat/aulanet/ciencia/

8

Projecte 2: De què està fet el Món?

http://ca.wikipedia.org/wiki/Soluci%C3%B3_qu%C3%ADmica

9

Projecte 2: De què està fet el Món?

TASCA 12: Busqueu informació sobre les diferents formes d’expressar la concentració de les solucions. Podeu fer servir els llibres de la biblioteca de classe o adresses d’internet com:

http://www.edu365.cat/aulanet/experimenta/univers.htm?123004064000000000000005110000000000000000000000000000000000000000000000http://ca.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3

Una vegada obtinguda la informació ompliu en els vostres apunts una graella com aquesta:

Concentració expressada en

Definició Fòrmula Usada per a Exemple

TASCA 13: Expressa en totes les formes possibles la concentració d’una solució transparent formada mesclant 50 g de sal amb 750 mL d’aigua. Sabent que la densitat de l’aigua és de 1 g/mL i considerant que el volum no varia al preparar la solució.

10

Projecte 2: De què està fet el Món?

Producte d’equip:TASCA 14PART 1: En el laboratori preparareu una sèrie de mescles, barrejant diferents components, combinant-los segons us indicarà el professor i determinareu quines de les mescles preparades són solucions i quines no ho són. Omplireu una taula com la següent:

SOLUT DISSOLVENT Soluble Parcialment soluble

Insoluble

PART 2: Una vegada fet això, cada equip haurà de preparar una solució d’una determinada concentració que serà comunicada als membres del grup pel professor, per escrit i que no es podrà comunicar als altres equips.Els equips hauran d’estudiar prèviament la tècnica de preparació de solucions, per això buscareu informació als llibres de la biblioteca o a les adresses d’interntet següents:http://upcommons.upc.edu/video/handle/2099.2/1119http://labquimica.wordpress.com/2008/08/29/preparacion-de-disoluciones-trabajo-practico/

PART 3: Finalment, haureu de prendre la solució d’un altre grup (que us facilitarà el professor), sense saber-ne la concentració i fareu la separació del solut per cristal·lització. Passats un dies pesarem el sòlid cristl·litzat i calcularem la concentració per a saber quins grups han fet bé el seu treball.Podeu trobar informació a la biblioteca d’aula o al següents enllaços:http://ca.wikipedia.org/wiki/Cristal%C2%B7litzaci%C3%B3http://www.youtube.com/watch?v=dBsUC6rcGSM

Tots els membres de l’equip prendreu notes sobre els procés seguit en cada PART, que adjuntareu al projecte individual i fareu també un informe d’equip.L’informe d’equip, igual que en el primer projecte, inclourà els següents punts:

1. Títol.2. Objectiu.3. Material.4. Procediment (detallat pas a pas i amb esquemes i dibuixos explicatius)5. Resultats 6. Conclusions.

11

Projecte 2: De què està fet el Món?

AVALUACIÓ DEL TREBALL DE L’EQUIPLa valoració del treball realitzat per cada membre, seguirà l’esquema següent:

NOM I COGNOMSLA TASCA REALITZADA EN EL TREBALL EN EQUIP HA ESTAT:

VALORACIÓ DE LA TASCA EN LA RESOLUCIÓ DE LES ACTIVITATS

PROPOSTES DE MILLORA NOTA

12

Projecte 2: De què està fet el Món?

Vocabulari

13

Projecte 2: De què està fet el Món?

¿Com anem?

Ja portem un temps buscant informació per saber coses sobre la matèria, com s’organitza, què passa amb els canvis d’estat, els mètodes de separació, les solucions, però.... hem après tot el que volíem?

Anem a comprovar-ho resolent una sèrie d’exercicis.

1. Completa les característiques dels estats d’agregació de la matèria amb les paraules adequades:Estat sòlid: Té forma …………….. i volum …………….. Si s’aplica una força a un cos sòlid, podem ………………. o inclús ………………..Estat líquid: Té forma …………….. i volum …………….. Els líquids són pràcticament ………………..Estat: gas: Té forma …………….. i volum …………….. Si s’aplica una força a un gas, podem ………………. o ……………….. fàcilment.

2. A l’hivern és freqüent que els vidres de les finestres de les cases s’entelen per la seua part interior. Indica quin canvi d’estat té relació amb aquest fet i per què es produeix.

3. Segons la teoria cinèticomolecular (TCM), identifica com a mescles o com a substàncies pures cadascun dels sistemes representats en la figura següent, i indica el perquè de la teua elecció.

4. Completa el diagrama de termes relatius a la matèria i la seua classificació, fent servir aquestes paraules i substàncies:

• Substància pura • Heterogènia• Element • Aigua destil·lada• Mescla • Arena• Homogènia • Or• Compost • Aigua de mar

14

Projecte 2: De què està fet el Món?

5. La densitat d’un cos és el que s’anomena una propietat específica de la matèria. Són propietats específiques totes aquelles que no depenen de la quantitat de matèria, com per exemple el color, la duresa, la densitat, etc. La densitat es defineix com la massa que hi ha per unitat de volum. Això ho podem expressar amb la següent fòrmula:

d = m/V, és a dir Densitat = massa/volum

Calcula la densitat de les següents substàncies:

Material Massa (g) Volum (cm³) Densitat (g/cm³)Aigua 100 100Alumini 135 50Coure 1497 167Diamant 140 40Ferro 624 80Gasolina 68 100Or 772 40Plata 210 20Plom 570 50Arena 115 50

6. De la llista de substàncies següents indica les que són pures: aigua, mermelada, xampú, oli, alcohol, llet, diòxid de carboni, mercuri i aspirina.

7. Separa les substàncies simples de les compostes: or, òxid de plata, aigua oxigenada, alumini, ferro, marbre i gas butà.

15

Projecte 2: De què està fet el Món?

8. Indica si les següents afirmacions són correctes o incorrectes. Justifica les que són vertaderes i corregeix les falses:

a.- Els components d’una mescla homogènia poden separar-se per filtració.

b.- La decantació només s’aplica a mescles de líquids no miscibles que formen una emulsió.

c.- La destil·lació permet separar els components d’una solució.

d.- La cristal·lització aprofita la diferència de volatilitat entre els líquids i els sòlids.

9. Relaciona mitjançant una fletxa les tècniques de separació amb les propietats en què es basen:

Tècnica de separació Propietat en què es basa

Garbellament SolubilitatFiltració Densitat

Destil·lació Punt d’ebullicióSeparació magnètica Mida de partícula

Cristal·lització MagnetismeDecantació Volatilitat

10. Indica quin és el solut principal i quin és el dissolvent en aquestes solucions:

Solució Solut principal Dissolvent

30 mL d’alcohol en 100 mL d’aiguaAigua de marVinagre (àcid acètic: 3%)Aire (78% N2, 21% O2)Begudes refrescantsAlcohol de farmàcia (96º)Bronze (85% Cu, 15% Sn)

16

Projecte 2: De què està fet el Món?

11.Tria la resposta correcta. Una solució que conté 25 g de solut en 500 mL de solució té una concentració de:

a.- 50% en massab.- 25% en volumc.- 50 g/Ld.- 25% en masae.- 50% en volum

12.La concentració d’una solució de clorur de sodi en aigua és del 5% en massa. Quina quantitat de clorur de sodi hi ha en 600 g de solució?

13.Preparem una solució mesclant 20 g de hidròxid de potasi en 200 mL d’aigua. La densitat de la solució és 113 g/mL. Calcula la concentració expressada en % en massa i en g/L.

14.Es prepara una solució dissolent 50 mL d’alcohol en 200 mL d’aigua. Calcula la concentració expressada en % en volum.

17