Física i Química 1 EXERCICIS

Mòdul comú

Àmbit de les Matemàtiques, de la Ciènciai de la Tecnologia

Graduat en Educació Secundària

QU

AD

ER

N D

E T

RE

BA

LL

FÍSICA I QUÍMICA 1

EXERCICIS

Hi ha milers i milers de substàncies iproductes químics diferents. Molts s'assemblenperò els químics poden distingir-les idonar-los noms a cadascun d'ells. N'hi ha quees presenten en estat sòlid, altres en estatlíquid i d'altres en forma de gas. També n'hi hamolts que estan en dissolució. Se'ls pot trobarpertot arreu: a l'aire, al mar, a terra, en elséssers vius i alguns d'ells només ens elslaboratoris. Són molt útils per a l'home ja que els utilitzemcontínuament. Des dels medicaments fins aladobs, passant pels usats en la cuina, lahigiene, la decoració i l'obtenció d'energia.

Exercici 1.- Agafa un envàs d'Aspirina imira'n la composició química. Escriu-la aquí:

Exercici 2.- Fes una llista dels diferentsmaterials que composen un llibre:

Exercici . 3- En la roba podem distingir laqualitat del material amb què està fet. Fes unallista de productes tèxtils (tan poden sernaturals com sintètics) a partir de les etiquetes

Les substàncies químiques es caracteritzen per una sèrie de qualitats que les fan úniques.

Exercici 4.- Prenguem substàncies tancomunes com les de la taula. Contesta a aquestespreguntes:

sal decuina

ferro alcohol butà

és sòlid?

és líquid?

és gas?

és dur?

de quin color?

brilla?

densitat gr/cm3?

flota en aigua?

es dissol enaigua?

es dissol en oli?

olor?

gust?

és magnètic?

El treball dels químics consisteix en conèixertotes les propietats d'una substància química,explicar-ne el per què i mirar de trobar la màxima utilitat a cadascuna d'elles. Algunessubstàncies, mitjançant l'anàlisi química, espoden descompondre en substàncies méssenzilles, per això s'anomenen compostosquímics, però d'altres no es podendescompondre, són els elements químics.qualsevol substància o bé es un elementquímic o bé està format per la unió dediferents elements.

Exercici 6.- Esbrina si aquestes substànciessón elements o compostos químics:

element compost

aigua

coure

propà

llana

alcohol

sofre

fluor

sal comuna

sabó

neó

mercuri.

química: l'estudi de la matèria.- 1

UNITAT 0: LA MATÈRIA

2

Exercicis massa

1.Tenen la mateixa massa 1Kg de suro i 1 Kg de plom? Per què?

2.Una pilota de voleibol inflada té la mateixa massa que desinflada? Per què?

3.Indica pels tipus de balança que coneixes exemples d’objectes que pesaries.

4. L’orza d’un veler, feta de plom, pesa 2.500 Kg. Expressa aquesta massa engrams i tones.

Exercicis volum i capacitat

1. Fes una llista de diferents recipients utilitzatsper mesurar el volum. Dibuixa’ls i escriu el seu nom.

3

2. Dibuixa un cub de 1 cm d’aresta i un altre de 6 cm d’aresta.

a) Quants cubs petits caben en el gros?

b) Quin volum expressat en cm3 i ml, té el cub gros?

c)Passa aquestes dades a litres i ml.

3.Calcula quants cm3 hi ha en 10,6 dm3.

4. Raona si ocupa el mateix volum 1 Kg de plom i 1 Kg de suro.

5.Observa un recipient de tetra brik que tinguis a casa. Quina és la sevacapacitat?

Si fos ple fins a just tres quartes parts, quin volum de líquid hi hauria en el seuinterior?Utilitza les unitats adequades a cada cas(volum i capacitat).

4

6.Explica quan volum i capacitat poden coincidir tot i ser dos conceptesdiferents.

5.Calcula el volum del següent cub si cada cub petit dels que el formen té 1 cmde longitud. Expressa el valor en m3, cm3 (volum) i litres (capacitat).

DENSITAT

1.Explica com investigaries si dos ampolles iguals, de la mateixa capacitat,tapades, sense veure ni provar el seu contingut, plenes fins dalt de líquid,contenen la mateixa substància o diferents substàncies.

2. Si 99 cm3 d’una substància tenen una massa de 101 g, i 61 cm3 tenen unamassa de 58,3 g. Indica si es tracta de la mateixa substància o no.

5

3. Resol el problema d’Arquimedes tenint en compte les següents dades:Corona A Corona B Corona CMassa en g 3800 3800 3800Volum en cm3 380 200 300

Indica quina corona és d’or, quina de plata i quina d’or i plata.

4.- 800 cm3

d'un líquid tenen una massa de 720 g. Quina és la densitat d'aquest líquid?

5.- Una peça d'or té una massa de 482,5 g i un volum de 25 cm3

. Quina és la densitatde l'or?

6.- 3 m3

de nitrogen tenen una massa de 3,75 kg. Quina és la densitat d'aquest gas?

7.- La densitat de l'alcohol és 0,8 g/cm3

. Quina és la massa de 120 cm3

d'alcohol?

8.- La densitat del níquel és 8,907 g/cm3

. Quina és la massa de 150 cm3

d'aquest metall?

9. La densitat de la plata es 10.5 g/cm3. Quin és el volum de 500 g d'aquest metall?

6

40

UN

ITA

T 1

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

ACTIVITATS D’APRENENTATGE

Activitat 1Digues quatre substàncies de la naturalesa que van ser proposades pelsgrecs com a constituents de la matèria.

Activitat 2Segons Demòcrit i Leucip, quin era el constituent bàsic de la matèria del’Univers?

Activitat 3Quin significat té en grec la paraula àtom?

Activitat 4Què ens diu la teoria atòmica de Dalton?

Activitat 5Digues tres característiques de l’àtom de Dalton.

Activitat 6Completa la taula següent.

PARTS DE L’ÀTOM PARTÍCULES SUBATÒMIQUES CÀRREGA

UNITAT 1 : COM ÉS LA MATÈRIA PER DINS 7

41

UN

ITA

T 1

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

Activitat 7Explica què ens diu dels electrons el model atòmic anterior al model quàn-tic.

Activitat 8Fes servir la fórmula N = 2n2 per calcular el nombre màxim d’electrons quehi pot haver en el segon i quart nivell d’energia d’un àtom.


Nom de l’element Símbol

Al

Argó

S

Bari

Br

Calci

C

Zinc

Cl

Cobalt

Cu

Estany

F

Fòsfor

He

Hidrogen

Fe

Magnesi

Hg

Níquel

8

42

UN

ITA

T 1

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E


N

Or

O

Argent

Pt

Plom

K

Silici

Na

Activitat 10Defineix:

• Element químic

• Nombre atòmic

• Nombre màssic

Activitat 11Quina és la configuració atòmica de l’àtom 19

9F?

Quants electrons de valència té?

Activitat 12Són iguals els àtoms següents: 11H; 21H; 31H?

9

43

UN

ITA

T 1

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

Activitat 13Amb quina unitat es mesura la massa dels àtoms?

Activitat 14Omple els buits.

Un catió és un àtom que ........ ............ un o més electrons i ha quedat carre-gat ......................... .

Un catió és un ........ positiu.

Un anió és un àtom que ....... ................. un o més electrons i ha quedat car-regat ..........................

Un anió és un ......... negatiu.

Activitat 15Uneix amb fletxes:

Mendeleiev i Meyer tenen configuració d’octet

Taula periòdica actual elements amb propietats químiquesmolt semblants

Grup o família ocupen la banda dreta de la taula pe-riòdica

Període tenen igual nombre de nivells ocupats

Metalls taula periòdica ordenada en funció dela massa atòmica

No metalls disposició electrònica molt estable

Gasos nobles taula periòdica ordenada en funció delnombre atòmic

Octet ocupen la banda esquerra i el mig de lataula periòdica

Activitat 16Classifica les següents substàncies segons siguin elements químics o com-postos químics. Justifica la teva classificació.

Fe, CO2, Pb, NaCl, H2O, KBr

10

44

UN

ITA

T 1

AC

TIV

ITA

TS

D’A

VA

LU

AC

IÓM

atem

àtiq

ues

, Ciè

nci

a i T

ecn

olo

gia

6. E

L M

ÓN

INV

ISIB

LE

ACTIVITATS D’AVALUACIÓ

Activitat 1Uneix amb fletxes:Donà el primer model atòmic electronsEns dóna el nombre de protons d’un àtom J. DaltonTenen igual càrrega que els protons, però negativa ferroCompost químic nombre màssicEns dóna el nombre de protons més neutrons ZElement químic aigua (H2O)

Activitat 2Omple els buits.L’àtom de Dalton és una boleta ...................... , ..................... i sense cap es-tructura .....................Actualment sabem que l’àtom té dues parts: ..................... i ..................... .Al nucli hi ha els ....................., partícules de la mateixa càrrega que l’electró,però ..................... i també els neutrons.A l’escorça hi ha els .................... . Aquests giren descrivint .................... al vol-tant del nucli. El nombre d’electrons d’un àtom és igual al de ....................., laqual cosa fa que l’àtom sigui neutre.Dins dels àtoms, els electrons giren al voltant del nucli únicament en ....................., que són les ..................... .Els elements químics són ..................... ..................... que no es poden des-compondre en altres substàncies més simples. Estan formats per .................................Cada element es representa universalment mitjançant un ......................

Activitat 3a) Dóna la configuració atòmica de l’argó 40

18Ar.

b) Raona si aquest àtom tindrà tendència a formar enllaços amb altresàtoms.

11

45

UN

ITA

T 1

AC

TIV

ITA

TS

D’A

VA

LU

AC

IÓM

atem

àtiq

ues

, Ciè

nci

a i T

ecn

olo

gia

6. E

L M

ÓN

INV

ISIB

LE

Activitat 4Omple els buits.Anomenem ..................... dos o més àtoms d’un mateix element químic quetenen diferent nombre màssic, és a dir, diferent nombre de ......................La massa atòmica d’un element químic és la massa d’.... ................. de l’ele-ment.Els cations són àtoms que han perdut ..... o més ......................Els anions són àtoms que han ..................... un o més electrons.Mendeleiev i Meyer van ordenar els elements químics en ........... ....................de les seves masses atòmiques.La taula periòdica actual conté tots els elements químics coneguts orde-nats en ordre creixent de .......................... ...........................La taula periòdica conté ........ columnes i ........... files.Les columnes s’anomenen ............. o famílies.Tots els elements d’una mateixa família tenen igual nombre d’.........................................., això fa que tinguin igual propietats ......................Les files s’anomenen també ......................Tots els elements d’un mateix període tenen igual ............. .............................ocupats per electrons.Classifiquem els elements a la taula periòdica en ....................., ........................i semimetalls.La radioactivitat natural és un fenomen que té lloc en el .......... d’algunsàtoms, anomenats radioactius. Els nuclis d’aquests àtoms són ......................Això fa que emetin ..................... de manera espontània.Els àtoms s’uneixen entre ells a fi d’augmentar la seva ......................

Activitat 5Classifica les següents substàncies segons siguin elements químics o com-postos químics.

MgCl2, N20, Cu, LiBr2, Co

12

46

UN

ITA

T 1

SO

LU

CIO

NS

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

SOLUCIONS DE LES ACTIVITATS D’APRENENTATGE

Activitat 1Digues quatre substàncies de la naturalesa que van ser proposades pelsgrecs com a constituents de la matèria.L’aigua, l’aire, la terra i el foc.

Activitat 2Segons Demòcrit i Leucip, quin era el constituent bàsic de la matèria del’Univers?L’àtom.

Activitat 3Quin significat té en grec la paraula àtom?Àtom en grec significa indivisible.

Activitat 4Què ens diu la teoria atòmica de Dalton?• La matèria està formada per partícules molt petites i indivisibles anome-nades àtoms.

• Hi ha diferents tipus d’àtoms, els quals es diferencien per la seva massa iles seves propietats.

• Les substàncies que tenen tots els àtoms iguals els anomenem elementsquímics.

• Els àtoms dels diferents elements químics es combinen entre ells per for-mar les molècules, que són les partícules que formen els compostos quí-mics.

Activitat 5Digues tres característiques de l’àtom de Dalton.L’àtom de Dalton és massís, indivisible i sense estructura interna.

Activitat 6Completa la taula següent:

PARTS DE L’ÀTOM PARTÍCULES SUBATÒMIQUES CÀRREGA

NUCLI PROTONS POSITIVANEUTRONS SENSE CÀRREGA

ESCORÇA ELECTRONS NEGATIVA

13

47

UN

ITA

T 1

SO

LU

CIO

NS

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

Activitat 7Explica què ens diu dels electrons el model atòmic anterior al model quàn-tic.• Dins dels àtoms, els electrons giren al voltant del nucli únicament en unesòrbites, que són les permeses.

• A cada òrbita, també anomenada nivell, li correspon un determinat valord’energia. Com més proper està un nivell del nucli, més baixa és la sevaenergia.

• Els electrons, absorbint o cedint energia, poden canviar de nivell. Si unelectró absorbeix energia, pot saltar cap a una òrbita més llunyana delnucli i si, en canvi, emet energia, passarà a una òrbita més propera al nu-cli.

Activitat 8Fes servir la fórmula N = 2n2 per calcular el nombre màxim d’electrons quepoden haver-hi en el segon i quart nivell d’energia d’un àtom.Fem els càlculs amb l’expressió i els resultats són els següents:

N = 2n2

2n nivell n = 2 2(2)2 = 8 electrons

4t nivell n = 4 2(4)2 = 32 electrons



Alumini Al

Argó Ar

Sofre S

Bari Ba

Brom Br

Calci Ca

Carboni C

Zinc Zn

Clor Cl

Cobalt Co

Coure Cu

Estany Sn

Fluor F

Fòsfor P

Heli He

14

48

UN

ITA

T 1

SO

LU

CIO

NS

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E


Hidrogen H

Ferro Fe

Magnesi Mg

Mercuri Hg

Níquel Ni

Nitrogen N

Or Au

Oxigen O

Argent Ag

Platí Pt

Plom Pb

Potassi K

Silici Si

Sodi Na

Activitat 10Defineix:

• Element químicEls elements químics són substàncies pures que no es poden descompon-dre en altres substàncies més simples. Estan formats per àtoms.Cada element es representa universalment mitjançant un símbol, que con-sisteix en una o dues lletres del seu nom. El símbol també serveix per re-presentar un àtom de l’element.Els elements químics estan ordenats a la taula periòdica.

• Nombre atòmicÉs el nombre de protons que té un àtom en el nucli. Tots els àtoms d’unmateix element químic tenen igual nombre de protons en el nucli, per tant,tenen igual nombre atòmic.El nombre atòmic es representa amb la lletra Z.El nombre atòmic coincideix amb el nombre d’electrons de l’àtom, perquèl’àtom és neutre, per tant, té igual nombre de protons que d’electrons.

• Nombre màssicÉs el nombre de partícules que hi ha en el nucli d’un àtom. Per tant, és lasuma del nombre de protons, que representem amb la lletra Z, més elnombre de neutrons, que representem amb la lletra N.El nombre màssic es representa amb la lletra A.

15

49

UN

ITA

T 1

SO

LU

CIO

NS

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

Activitat 11Quina és la configuració atòmica de l’àtom 199 F? Quants electrons de valència té?

El 919 F té 7 electrons de valència.

Activitat 12Són igual els àtoms següents: 11H; 21 H; 31H?No, aquests tres àtoms son isòtops perquè tenen igual nombre atòmic (Z = 1) però diferent nombre màssic.

Activitat 13Amb quina unitat es mesura la massa dels àtoms?Amb la unitat de massa atòmica (u). Aquesta unitat correspon a una dotze-na part de la massa d’un àtom de carboni (12C).

Activitat 14Omple els buits.Un catió és un àtom que ha perdut un o més electrons i ha quedat carregatpositivament.Un catió és un ió positiu.Un anió és un àtom que ha guanyat un o més electrons i ha quedat carre-gat negativament.Un anió és un ió negatiu.

Activitat 15Uneix amb fletxes.

Mendeleiev i Meyer tenen configuració d’octetTaula periòdica actual elements amb propietats quími-

ques molt semblantsGrup o família ocupen la banda dreta de la taula

periòdicaPeríode tenen igual nombre de nivells ocu-

patsMetalls taula periòdica ordenada en funció

de la massa atòmicaNo metalls disposició electrònica molt estableGasos nobles taula periòdica ordenada en funció

del nombre atòmicOctet ocupen la banda esquerra i el mig

de la taula periòdica

199 F

nucli9 protons

10 neutrons

escorça 9 electrons1r nivell 2e–

2n nivell 7e–

16

50

UN

ITA

T 1

SO

LU

CIO

NS

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

Activitat 16Classifica les següents substàncies segons siguin elements químics o com-postos químics. Justifica la teva classificació.

Fe, CO2, Pb, NaCl, H2O, KBr

Són compostos químics el CO2, el NaCl, l’H2O i el KBr perquè estan formatsper la combinació de més d’un element químic.La resta són elements químics.

17

Les molècules d'aigua estan formades per 2àtoms d'hidrogen i 1 d'oxigen, i lesrepresentem amb la formula H2O. Per a l'aiguasòlida (el gel) i pel gas (el vapor d'aigua) aixòtambé és vàlid i no hi cap diferència entre ellíquid, el sòlid i el gas ja que totes tres formesestan formades per les mateixes molècules amb idèntica formula H2O.I no solament l'aigua, moltes altres substànciesquímiques poden existir com a gasos, com alíquids o com a sòlids. El que passa és que, a latemperatura regnant sobre la Terra, se solenpresentar només en un estat.El fet que una substància, com ara l'aigua,pugui canviar d'estat només canviant latemperatura ens fa pensar que els fortsenllaços dintre de la molècula no sofreixencap alteració. La única diferència entre els tresestats resideix en la distinta posició d'unesmolècules respecte a les altres.La naturalesa de la calorLa diferència entre un sòlid calent i un altre defred està en què en el calent els àtoms o lesmolècules s'estan movent amb més rapidesa.Si el toquem amb els dits el xoc d'aquestespartícules amb les dels nostres dits ensprodueixen una cremada i el consegüentdolor.En un sòlid els àtoms o molècules únicamentvibren d'un costat a l'altre sense allunyar-semassa de la seva posició. Però en un líquid estraslladen poc a poc per tot el seu volum. Enun gas les partícules es desplacen moltràpidament ocupant tot l'espai disponible irestant totalment lliures de les seves veïnes.Quan escalfem un sòlid el que fem és donarenergia a les partícules de manera que vibrencada cop més de pressa, fins que tenen prouenergia (o prou calor) per separar-se de lesseves posicions i desplaçar-se lliurement: s'haconvertit en un líquid. .Si seguim escalfant un líquid, és a dir, donant-lienergia, les partícules seguiran augmentant laseva velocitat fins que comencin a escapar-seen totes direccions. Haurem passat així a l'estatde gas.SòlidsTota la matèria, refredada fins un puntsuficientment baix es converteix en sòlida. Simirem la posició dels àtoms o molèculesveurem que estan distribuïts de maneracompletament regular formant els cristalls.

La varietat de les formes dels diferentscristalls són degudes a les distintes maneresd'unir-se els àtoms o molècules. La méssenzilla és el cub, en el que les molècules(com ara les de la sal comuna) també adoptenaquesta disposició. En els metalls els àtomss'agrupen en el menor espai possible peròsense arribar a formar cristalls.LíquidsUn líquid sempre té la forma del recipient ones troba perquè les partícules tenen elsuficient moviment com per allunyar-se lesunes de les altres. Si anem escalfant un sòlidarribarà un moment en que assolirem unadeterminada temperatura en la que lespartícules es mouen prou de pressa com perdonar-li l'aspecte de líquid. Aquestatemperatura en què un sòlid passa a líquids'anomena punt de fusió.GasosQuan un líquid s'escalfa suficientment lesseves partícules no tenen cap lligam i estancompletament lliures, ocupant alhora totl'espai disponible i colpejant les parets delrecipient on es troba (fan pressió): tenim ungas. La temperatura en què un líquid passa agas és el seu punt d'ebullició.

Exercici 1: Busca el màxim d'informació perpoder completar la taula:

substància punt de fusió punt d'ebullició

aigua

ferro

nitrogen

butà

alcohol etílic

anhídrid carbònic

freó o C.F.C.

glicerina

naftalina

Exercici 2: Esbrina què és el "movimentbrownià". Exercici 3: Per què no poden fer-se un te els

alpinistes al cim de l'Himàlaia?

© Joan Queralt Gil


estats de la matèria UNITAT 2: ESTATS DE LA MATÈRIA

18

73

UN

ITA

T 2

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

ACTIVITATS D’APRENENTATGE

Activitat 1Omple els buitsLa matèria pot presentar-se en tres estats: ............, ................ i .................Les condicions de ................ i ................ determinen que una mateixa subs-tància es trobi en un o altre estat .Escalfant o ................ les substàncies aconseguim que canviïn d’estat.

Activitat 2Defineix: fusió, solidificació, vaporització, condensació i sublimació.

Activitat 3Diferencia evaporació i ebullició.

Activitat 4Canvia la naturalesa de les substàncies en els canvis d’estat? Per què?

19

74

UN

ITA

T 2

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

Activitat 5L’aigua amb sucre té la mateixa temperatura de congelació que l’aiguapura? Per què?

Activitat 6Digues les idees bàsiques de la Teoria cinètico-molecular.

Activitat 7Omple els buits

La matèria, segons la seva composició, podem classificar-la en ................................ i ........................ . Les substàncies pures són ................ ................ i ................ .................Les substàncies pures es diferencien de les mescles perquè tenen unespropietats ................ i .................Les mescles es poden classificar en mescles .............................. i mescles........................ .Les mescles de substàncies pures tenen unes propietats i una composició........................ .Les mescles ..................... són aquelles que a ull nu o amb una lupa es podendiferenciar els seus components.Les mescles .................... són aquelles que a ull nu o amb una lupa no es po-den diferenciar els seus components.

Activitat 8Digues si les afirmacions següents son vertaderes o falses:

El solut és component majoritari d’una dissolució.

Una dissolució saturada admet només una mica més de solut.

Perquè l’hidrogen es trobi en estat plasma cal que es sotmeti a la tempera-tura de 100.000K.

La teoria cinètico-molecular justifica que els líquids puguin fluir basant-seen la feblesa de les forces que mantenen unides les seves partícules.

20

75

UN

ITA

T 2

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

Activitat 9Hem preparat una dissolució barrejant 60g de sal amb 3 litres d’aigua. Cal-cula la concentració de la dissolució en tant per cent en pes, recordant queun litre d’aigua té massa 1kg.

Activitat 10Calcula la concentració en g/l d’una dissolució que conté 500g d’una salen 4 litres de dissolució.

21

76

UN

ITA

T 2

AC

TIV

ITA

TS

D’A

VA

LU

AC

IÓM

atem

àtiq

ues

, Ciè

nci

a i T

ecn

olo

gia

6. E

L M

ÓN

INV

ISIB

LE

ACTIVITATS D’AVALUACIÓ

Activitat 1Digues si les següents afirmacions són vertaderes o falses: La fusió és el pas de sòlid a gas. L’ebullició té lloc a temperatura ambient. L’evaporació permet que s’assequi la roba molla.En els canvis d’estat no hi ha variació de temperatura.La liquació és el procés invers a la vaporització.Els canvis d’estat són canvis químics, la qual cosa fa que variïn la naturale-sa de les substàncies.Les temperatures de fusió i d’ebullició de les substàncies no depenen de lapressió.

Activitat 2Omple els buits:La teoria ............... - ....................... permet explicar el comportament de lamatèria.Les partícules dels sòlids estan molt .......................... entre elles. No hi ha....................... entre les partícules.En els ....................... les partícules estan properes, però no tant com en elssòlids.En els ....................... les partícules estan molt separades unes de les altres.

Activitat 3Defineix: substància pura, mescla homogènia i mescla heterogènia.

Activitat 4Digues si les següents afirmacions són vertaderes o falses: El dissolvent és el component minoritari d’una dissolució.Una dissolució només pot contenir un sol solut.L’aigua amb sal és una mescla homogènia.La destil·lació és un mètode de separació de substàncies que aprofita la di-ferència dels punts d’ebullició entre els components d’una mescla.La solubilitat d’una substància no varia amb la temperatura.

Activitat 5Què vol dir que una dissolució d’aigua i sucre té una concentració del10%?

22

Quan posem un terròs de sucre al cafè nodesapareix sinó que es dissol: les molèculesque formen el sucre se separen les unes de lesaltres i s'envolten de molècules d'aigua i, enconseqüència, s'escampen per tot el líquid.Això és un fenomen físic i no químic perquè nohi ha cap canvi de matèria.Podem definir una dissolució com una barrejahomogènia de 2 o més components enproporcions variables que s'entremesclen taníntimament que és impossible veure (ni ambels aparells més potents) els diferentscomponents que la formen. El componentmajoritari s'anomena dissolvent i el minoritarisolut.

Exercici 1.- Separa aquestes mescles en dosgrups: les que es dissolen i les que no:

mescla es dissol no es dissol

sal i aigua

oli i aigua

alcohol i aigua

vinagre i oli

bicarbonat i aigua

pintura i aiguarràs

aigua i aiguarràs

Per a que es formi una dissolució és necessarique els seus components s'entremesclin moltíntimament; així les molècules d'aigua quetenen polaritat podran dissoldre molèculesque també siguin polars, com ara ho són lessubstàncies iòniques (o sals) o bé les polars(com ara el sucre i l'alcohol).Dissolucions gas-gas.L'aire que respirem és una dissolució dediferents gasos: Nitrogen 78%, Oxigen 21% ialtres gasos (com ara el carbònic) enquantitats molt petites. Quan l'aire no és proutransparent és perquè té partícules ensuspensió, com ara la pols o diferentscontaminants.

Exercici 2.- Busca àmplia informació sobreels diferents contaminants de l'atmosfera:òxids de nitrogen, de sofre, el plom, elshidrocarburs, l'ozó, etc.Dissolucions gas-líquid.Els peixos respiren l'oxigen dissolt a l'aigua, lacervesa conté gas carbònic, etc. Hi ha moltesdissolucions en què un gas és el solut i unlíquid el dissolvent. Una pressió alta i una

temperatura baixa afavoreixen que un gas esdissolgui millor en un líquid.

Exercici 3.- Explica perquè s'esbrava unabeguda carbònica un cop destapada l'ampolla iposada a la temperatura de l'ambient. Exercici 4.- Esbrina què és la pressió de

vapor d'un líquid.

Dissolucions líquid-líquid.El cafè amb llet és un exemple molt clard'aquest tipus de dissolucions. Bullen a unatemperatura diferent que els seus componentsindividuals.

Exercici 5.- Escriu 5 exemples d'aquest tipusde dissolució:

Dissolucions sòlid-líquid.Un líquid trenca en partícules ( siguin ions omolècules) la estructura cristal·lina d'un sòlidde manera que les envolta completament. Aixòfa que el volum de la dissolució no sigui lasuma dels dos volums, ja que les partícules esreordenen en un altra estructura diferent del'inicial.

Exercici 6.- Esbrina què és una dissoluciósaturada:

L'osmosi.Entre dos líquids de diferents concentracionsseparats per una membrana semi-permeables'estableix un corrent de dissolvent cap a laque està més concentrada, de manera queaquesta augmenta de volum. La pressió que calfer perquè això no succeeixi s'anomenapressió osmòtica.

Exercici 7.- Busca el màxim d'informaciósobre el funcionament de la diàlisi renal.

© Joan Queralt Gil


dissolucions

23

77

UN

ITA

T 2

SO

LU

CIO

NS

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

SOLUCIONS DE LES ACTIVITATS D’APRENENTATGE

Activitat 1Omple els buits.La matèria pot presentar-se en tres estats: sòlid, líquid i gasós.Les condicions de pressió i temperatura determinen que una mateixasubstància es trobi en un o altre estat .Escalfant o refredant les substàncies aconseguim que canviïn d’estat.

Activitat 2Defineix: fusió, solidificació, vaporització, condensació i sublimació.Fusió: La fusió és el pas de sòlid a líquid. Solidificació: La solidificació és el pas de líquid a sòlid.Vaporització: La vaporització és el pas de líquid a gas.Condensació: La condensació és el procés invers a la vaporització.Sublimació: La sublimació és el nom que rep el canvi d’estat que passa di-rectament de sòlid a gas o de gas a sòlid, sense passar per líquid.

Activitat 3Diferencia evaporació i ebullició.EvaporacióÉs una vaporització lenta. Les molècules líquides passen a vapor lenta-ment. Només passen a vapor les molècules de la superfície del líquid.Té lloc a qualsevol temperatura. EbullicióÉs una vaporització ràpida i tumultuosa.Té lloc en tot el líquid. És a dir, passen a vapor molècules de qualsevol puntdel líquid.La temperatura d’ebullició és característica de cada líquid i depèn de lapressió a la que es troba.

Activitat 4Canvia la naturalesa de les substàncies en els canvis d’estat? Per què?No. Perquè els canvis d’estat són canvis físics, això vol dir que no alteren lanaturalesa química de la substància.

Activitat 5L’aigua amb sucre té la mateixa temperatura de congelació que l’aiguapura? Per què?No. Perquè l’aigua pura, en ser una substància pura, té una temperatura decongelació fixa, que a una atmosfera de pressió és de 0oC. L’aigua amb sucre és una mescla. Les propietats de les mescles varien enfunció de la seva concentració. Per tant, la temperatura de congelació del’aigua amb sucre dependrà de la quantitat de sucre que hem barrejat ambl’aigua.

24

78

UN

ITA

T 2

SO

LU

CIO

NS

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

Activitat 6Digues les idees bàsiques de la Teoria cinètico-molecular.• La matèria està formada per un gran nombre de petites partícules. • Les partícules tenen un determinat moviment i una distància de separa-ció que està en funció de l’estat físic en el que es troba la substància i dela temperatura.

• L’augment de temperatura provoca l’augment de l’agitació de les partícu-les.

• La pressió que els gasos fan dins del recipient que els conté és deguda alsxocs de les seves partícules contra les parets dels recipients.

Activitat 7Omple els buits.La matèria, segons la seva composició, podem classificar-la en substàn-cies pures i mescles.Les substàncies pures són els elements i els compostos.Les substàncies pures es diferencien de les mescles perquè tenen unespropietats característiques i constants.Les mescles es poden classificar en mescles heterogènies i mescles ho-mogènies.Les mescles de substàncies pures tenen unes propietats i una composicióvariables. Les mescles heterogènies són aquelles que a ull nu o amb una lupa es po-den diferenciar els seus components.Les mescles homogènies són aquelles que a ull nu o amb una lupa no espoden diferenciar els seus components.

Activitat 8Digues si les afirmacions següents són vertaderes o falses: El solut és component majoritari d’una dissolució. FUna dissolució saturada admet només una mica més de solut. FPerquè l’hidrogen es trobi en estat plasma cal que es sotmeti a la tempera-tura de 100.000K. VLa teoria cinètico-molecular justifica que els líquids puguin fluir basant-seen la feblesa de les forces que mantenen unides les seves partícules. V

Activitat 9Hem preparat una dissolució barrejant 60g de sal amb 3 litres d’aigua. Cal-cula la concentració de la dissolució en tant per cent en pes, recordant queun litre d’aigua té massa 1kg.

60g de sal% en pes = · 100= 1,96 %

3.060g de dissolució

Recorda que els grams de dissolució s’obtenen sumant els grams de dis-solvent i els de solut. En el nostre cas 60g + 3.000g = 3.060g

25

79

UN

ITA

T 2

SO

LU

CIO

NS

AC

TIV

ITA

TS

D’A

PR

EN

EN

TAT

GE

Mat

emàt

iqu

es, C

ièn

cia

i Tec

no

log

ia6

. EL

MÓ

N IN

VIS

IBL

E

Activitat 10Calcula la concentració en g/l d’una dissolució que conté 500g d’una salen 4 litres de dissolució.

Concentració en massa =500 g de sal

= 125 g/l4 litres de dissolució

La concentració de la dissolució és de 125g/l.

26

Quan encenem un llumí, al dissoldre unaaspirina efervescent, cada cop querespirem,...darrera d'aquestes accions tansenzilles sempre hi ha un canvi profund en lacomposició dels materials. Una reaccióquímica és un canvi que té lloc quan dues omés substàncies estan en contacte i, com aresultat d'això, donen lloc a l'aparició de novessubstàncies tot desapareixent les antigues.Les substàncies inicials en una reaccióquímica s'anomenen reactius i les queapareixen de nou són els productes. Lesdiferències entre reactius i productes es deuena la redistribució dels àtoms que té lloc entotes les substàncies que reaccionen, cosa queimplica la ruptura d'enllaços químics i laformació de nous.

Exercici 1.- A cadascuna de les següentsreaccions digues quines substàncies són elsreactius i quins els productes:

fòsfor + oxigen -→ triòxid de sofre + calorbicarbonat de + àcid cítric -→ citrat de sodi + gas sodi carbònicaliments + oxigen -→gas carbònic + aigua + energia

La manera en que té lloc una reacció exigeixque entre la massa dels reactius existeixi unaproporció fixa. Si no es troben en aquestaproporció o bé no es produeix la reacció o bése'n produeix una altra de diferent. Així perexemple les combustions són un tipus dereacció entre els combustibles i l'oxigen del'aire segons la reacció:

combustible + oxigen-→diòxid de carboni + aigua + energia

però si no arriba prou oxigen al lloc on escrema el combustible la reacció és aquesta:

combustible + oxigen-→monòxid de carboni + aigua + energia

Exercici 2.- Busca informació i compara lespropietats del monòxid i del diòxid de carboni.

Moltes substàncies químiques d'ús comú no estroben a la natura i s'han d'obtenir mitjançantreaccions químiques anomenades de síntesi. Així l'àcid sulfúric, que es fa servir endissolució a les bateries dels cotxes, s'obtéindustrialment gràcies a un seguit dereaccions:

sofre + oxigen -→ diòxid de sofrediòxid de sofre + oxigen -→ triòxid de sofretriòxid de sofre + aigua -→ àcid sulfúric

L'àcid clorhídric (salfumant) s'obtéindustrialment mitjançant reaccions químiquesde substitució, on se substitueix un delselements constituents d'una substància per unaltre:

clorur de sodi + àcid sulfúric -→ àcid clorhídric +sulfatde sodi

Algunes substàncies s'han d'obtenir perreaccions de descomposició. Així l'oxigen ol'hidrogen s'obtenen a partir de l'aigua perdescomposició electrolítica o pas d'un correntelèctric:

Exercici 3.- Esbrina quins són els processosindustrials per l'obtenció de l'amoníac i el sabó.

Algunes reaccions necessiten calor perpoder-se dur a termini, són les anomenadesendotèrmiques, però d'altres proporcionen calorquan es produeixen, i se'n diuen exotèrmiques.

La velocitat de les reaccions químiques es potveure afectada per factors com ara són latemperatura o la pressió (si hi intervenengasos). També n'hi ha que no s'inicien fins queno s'ha superat una certa temperatura encaraque després produeixen moltíssima energia,és el cas de les combustions i les explosions.Finalment n'hi ha que necessiten un mínim detemperatura per poder tenir lloc.

Exercici 4.- Per què es guarden les piles a lanevera tot esperant a fer-les servir?

Hi ha reaccions que es veuen afavorides per lapresència d'una altra substància tot i que no hiintervé. Aquestes substàncies afavoridores sónels catalitzadors. Així l'aigua oxigenada esdescomposa espontàniament en aigua ioxigen, però si li afegim un xic de diòxid demanganès la reacció serà molt ràpida, podentrecuperar al final tot el catalitzador utilitzat.La majoria de reaccions químiques dels éssersvius necessiten de la presència debiocatalitzadors o enzims.


UNITAT 3 : LES REACCIONS QUÍMIQUES

27

els enzims

Els enzims són catalitzadors biològics, i jasabem que els catalitzadors són substànciesque acceleren la velocitat de les reaccionsquímiques. Algunes reaccions tenen lloc demanera ràpida i espontània, sense catalitzador.Però moltes altres, especialment totes les quetenen importància des del punt de vistabiològic, transcorren molt lentament si no hiintervé un catalitzador adequat. Cada tipus d'enzim té la seva pròpia"arquitectura" molecular, i cadascun d'ellsnomés és capaç de desencadenar unadeterminada reacció química. Una cèl·lulaqualsevol pot contenir més de deu mil enzimsdiferents. Aquest elevat número es deu a quela complexa feina de mantenir viu unorganisme i assegurar que produeixidescendents sans implica un elevadíssimnombre de reaccions químiques, i quasi totesexigeixen la intervenció d'un enzim . Els enzims reben el seu nom del tipus dereacció que catalitzen, al qual se li afegeix elsufix -asa. Així l'enzim alcoholdeshidrogenasacatalitza la pèrdua d'hidrogen de la molèculad'alcohol. Aquest enzim és parcialmentresponsable del fet que qui ha pres begudesalcohòliques es mantingui serè, encara que lasubtracció d'hidrogen de la molècula d'alcoholprodueix el compost acetaldèhid, que dónason. Un dels problemes fonamentals de laBioquímica és conèixer com actuen els enzims,i la clau es troba en la seva estructuratridimensional. Tots els compostos químics entenen una de característica i un enzim nomésactua amb aquelles substàncies químiques ales que pot reconèixer per la seva forma. Elscompostos que intervenen en una reacciócatalitzada per un enzim s'anomenen substratsde l'enzim. Un enzim actua amb el seu substrat per unprocés similar al d'una clau i el seu pany. A lasuperfície de l'enzim hi ha entrants i sortintsque encaixen amb les irregularitats de lasuperfície del substrat, de manera que quan estroben l'enzim i el substrat es fusionen.Qualsevol altre compost que no sigui elsubstrat no pot actuar com a clau perl'enzim-pany degut a la seva configuraciódiferent. Un cop fusionats l'enzim i el substratintervenen forces químiques que trenquen o

formen diferents enllaços químics a l'interiordel substrat, i aquestes alteracions sónl'essència de les reaccions. Un cop l'enzim a realitzat la seva feinas'alliberen els productes finals i l'enzim torna aestar en disposició de repetir la seqüènciacompleta i restar exactament igual que abansde començar. Aquesta característica permetque un enzim pugui arribar a transformarcatalíticament un milió de molècules desubstrat per minut . Pot semblar un inconvenient l'extremaespecificitat dels enzims, és a dir el rebuig atotes les molècules excepte al seu substrat.Però en realitat resulta un avantatge. Un enzimno solament selecciona el substrat entre lagran diversitat de materials que l'envolten,sinó que també assegura la formació delsproductes correctes.Aquesta propietat dels enzims per conduir lesreaccions per direccions precises assegurauna gran producció del producte desitjat i queno es malgasti el producte inicial per elaborarcompostos no desitjats o fins i tot nocius. Així al'interior de la cèl·lula pot tenir lloc una gran icomplexa trama de reaccions de formaconstant i amb els resultats esperats, que ésl'essència de la vida .

© Joan Queralt Gil


lectura

28

D'una llimona, un iogurt, una poma verda o elvinagre diem que tenen un gust àcid. Hi hamoltes substàncies que podem agrupar sota elnom d'àcid i totes es caracteritzen pel seu gust,a vegades una olor penetrant i, des del punt devista químic, la possibilitat d'alliberar ionshidrogen (H+) quan es troben en dissolucióaquosa.

Exercici 1.- Fes una llista d'altres substànciesque també siguin àcides

Exercici 2.- Busca al diccionari la definiciód'àcid.

En canvi d'altres substàncies, com la sosacàustica, la cendra o el bicarbonat de sodi,s'anomenen àlcalis o bases perquè sóncapaces de reaccionar amb els àcids performar sals.

Exercici 3.- Busca al diccionari la definiciód'àlcali.

Els àcids reaccionen amb les basesdonant lloc a una sal i aigua, segons unareacció de neutralització :

àcid + base → sal + aigua

Així, per exemple, quan tenim acidesad'estómac prenem un àlcali (el bicarbonat) perneutralitzar-la segons la reacció:

àcid clorhídric + bicarbonat de sodi → clorur desodi + aigua + gas carbònic Exercici 4.- Busca informació sobre el

bicarbonat de sodi i les seves aplicacions.

Per mesurar l'acidesa o alcalinitat d'unadissolució es fa servir una escala anomenadapH que va de 0 a 14. Del 0 fins a tocar del 7 unasubstància és àcida, just al 7 és neutra, i desd'una mica més de 7 fins a 14 és alcalina. Commés baix és el pH més fort és un àcid ,i quans'acosta al 7 es tracta d'un àcid dèbil .El mateixpassa amb els àlcalis, quan més a prop del 7més dèbils, quan més a prop del 14 més forts.

Exercici 5 ..-Classifica aquestes substànciessegons el seu pH en àcids (dèbils o forts), bases(dèbils o fortes) o neutres:

Kokakola 2'8

saliva 6'35

orina 8

llimonada 2'3

aigua 7

plasma sanguini 7'4

llet 6'6

netejaforns 13

salfumant 0'5

sal comuna 7

aigua de mar 7'5

Les sals són substàncies produïdes com aresultat d'una neutralització i el seu pH éssempre de 7.

Exercici 6.- Fes una llista de diferents sals:

© Joan Queralt Gil


àcids, bases i sals

29

Es així com s'anomena la part de la químicaque estudia els compostos del Carboni, ja quetenen relació amb els éssers vius, bé perquèels han elaborat o bé perquè se'n deriven. Dela resta de compostos formats pels altreselements se'n encarrega la Químicainorgànica. Els compostos orgànics són moltnombrosos i, amés del Carboni, poden estarformats per Hidrogen, Oxigen, Nitrogen i altreselements.

Exercici 1.- Indica si aquests compostos sónorgànics o bé inorgànics:substància orgànica inorgànica

llana

àcid sulfúric

àcid clorhídric

àcid làctic

sal comuna

cotó

sucre

paper

alcohol etílic

sosa càustica

bicarbonat de sodi

benzina

carbó

plàstic

HIDROCARBURSNomés amb Carboni i Hidrogen es poden fermilers de compostos, però el més senzills detots és el metà CH4 ,només amb un àtom deCarboni, el segueixen amb un àtom més decarboni cada cop: l'età, el propà, el butà i unllarguíssim etcètera.Els hidrocarburs més petits són gasos a latemperatura ambient, però a partir de 6 o 7àtoms de C són líquids. Així la benzina és unabarreja d'hidrocarburs de 8 àtoms de C i elquerosè de 12 àtoms. Per sobre dels 18 àtomsde C són sòlids, així la parafina de lesespelmes és una barreja d'hidrocarburs de 22 i30 àtoms de C. Són bons combustibles i una deles fonts d'energia més usuals: reaccionen ambl'oxigen atmosfèric donant lloc a gas carbònic,aigua i alliberant una considerable quantitatd'energia:

CH4 + 2O2 → CO 2 + 2H 2 O + calor

Exercici 2.- Busca informació sobrel'obtenció d'hidrocarburs a partir del petroli

brut mitjançant la destil·lació fraccionada ocracking..Els hidrocarburs vists fins aquí són llarguescadenes lineals entre àtoms de C, però avegades els enllaços entre Carbonis poden serdobles o triples, donant lloc a hidrocarbursinsaturats, com l'etilè o l'acetilè.

Exercici 3.- Busca informació sobre lespropietats i l'utilització d'aquests doscompostos.A vegades les cadenes dels hidrocarburs estanquen sobre sí mateixes i donen lloc alshidrocarburs aromàtics, com ara és el benzè.

Exercici 4.- Busca informació sobre lespropietats i l'utilització d'aquest compostLes principals fonts d'hidrocarburs són elpetroli i la hulla. Quan s'escalfa aquesta últimas'obté el gas d'enllumenat, un residu sòlidanomenat carbó de coc i quitrà.

MACROMOLÈCULESMoltíssimes substàncies orgàniques estanformades per molècules gegants, que es diuenpolímers, i que no són més que unitats méspetites i senzilles, anomenades monòmers,que s'uneixen i es repeteixen milers devegades. El cas més senzill és el del polietilè,un plàstic la molècula del qual conté uns 1000àtoms de C. També el niló és un polímer, o lacel·lulosa, o les proteïnes o els àcidsnucleics.

Exercici 5.- Busca informació sobre el cautxúi la cel·lulosa.

ALTRES MOLÈCULESAlcohols: son compostos de C, H i algunsàtoms d'Oxigen. A la natura es formen a partirde la combustió incompleta dels sucres perpart dels llevats.

Exercici 6.- Busca informació sobrel'obtenció de l'alcohol etílic a partir dels sucres.Àcids orgànics: son compostos de C, H i Oformats per una cadena d'hidrocarbur al'extrem de la qual hi ha un grup àcid. Si lacadena és molt llarga se'n diuen àcids grassoso greixos i segons si la cadena (saturada oinsaturada) el greix és saturat o insaturat, puntaquest que té importància dietètica.

Exercici 7.- Busca informació sobre els àcidsacètic, làctic i fòrmic.


química orgànica 30

La Bioquímica estudia les substànciesquímiques que formen part dels organismesvius. La majoria d'aquestes substàncies lessintetitza el propi organisme a partir decompostos més senzills que prenen del seualiment o del medi en què viuen. Els vegetals són els únics organismes capaçosde fabricar matèria viva a partir de substànciesinorgàniques o minerals que troben al mediambient: aigua i gas carbònic. Mitjançantl'energia continguda a la llum del Sol sóncapaços de formar nous enllaços químics ifabricar matèria viva segons la reacció defotosíntesi:

gas carbònic + aigua + llum → sucres + oxigen

Els animals no poden realitzar aquesta reacciói necessiten menjar aliment vegetal perobtenir les substàncies bàsiques a partir de lesque fabricaran els seus propis materials. Perobtenir l'energia necessària per aquestessíntesis el que fan és respirar, és a dir, cremarsucres en presència d'oxigen segons la reaccióde la respiració:

sucres + oxigen → gas carbònic + aigua +energia

Es pot observar ràpidament que aquestes duesreaccions van en sentits oposats i són la clauper l'equilibri delicat que es dóna al nostreplaneta entre els diferents éssers vius.De les substàncies químiques més abundantsen els éssers vius en podem destacar lessegüents:HIDRATS DE CARBONIInclouen els sucres, el midó i la cel·lulosaentre d'altres. Els sucres són els més senzills iestan formats per una estructura cíclicad'àtoms de C units a l'hidrogen i a l'oxigen enuna proporció de n àtoms de C, 2xn àtoms d'H in àtoms d'O.El sucre més senzill té 5 àtoms de C is'anomena ribosa. Un sucre amb 6 C és lafructosa o sucre de la fruita, i un altre és laglucosa. Quan es polimeritzen 2 molècules deglucosa donen lloc al sucre de canya osacarosa la lactosa o sucre de la llet també ésun disacàrid.Les molècules de glucosa podenpolimeritzar-se en llarguíssimes cadenesdonant lloc als polisacàrids de reserva (com elmidó de les plantes o el glucògen delsanimals) anomenats així perquè són el

magatzem d'energia d'accés ràpid delsorganismes vius.

GREIXOSEls greixos són els magatzems d'energia a llargtermini dels ésser vius. Solen sermacromolècules formades per una llargacadena d'hidrocarbur amb un extrem àcid. Lesplantes solen fabricar greixos líquids o olisamb cadenes insaturades (que vol dir que se'lspot afegir més hidrogen i obtenir greixossòlids) mentre que els animals solen produirgreixos sòlids saturats.Sembla que hi ha una estreta relació entre elconsum de greixos saturats i els problemescardiovasculars, mentre que aquesta no esdóna amb els greixos vegetals instaurats.

PROTEÏNESSón macromolècules amb funció esquelètica iestructural, és a dir, formen el conjunt delnostre cos. Són polímers de cadenesllarguíssimes els anells de les qualss'anomenen aminoàcids. Tots els ésser viusfan servir només uns 20 aminoàcids diferents id'aquests el cos humà en pot sintetitzar només10, per la qual cosa la resta s'han d'obtenir dela dieta.L'ordre en què els aminoàcids s'encadenen undarrera l'altre per formar una determinadaproteïna és fonamental pel bon funcionamentde l'organisme ja que en cas contrari notindríem la desitjada. Es per això que lesinstruccions per la correcta fabricaciós'hereten de pares a fills en forma d'herènciagenètica.ÀCIDS NUCLEICSSón el material en què es troba escrital'herència genètica. Es tracta demacromolècules formades per una o duescadenes llarguíssimes els monòmers de lesquals poden ser només de 4 tipus, però la sevaseqüència determinarà la síntesi correcta deles proteïnes.En el nostre organisme trobem 2 tipus d'àcidnucleics: un de cadena senzilla i que serveixde missatger entre el codi genètic i la fàbricade proteïnes que s'anomena ARN. L'altre és laseu del codi genètic i està format per duesllargues cadenes en espiral: és l'ADN.

Exercici 1.- Busca informació sobre lacomposició química i el seu percentatge delsaliments més usuals.


la química de la vida

31

A la majoria de reaccions químiques elsintercanvis energètics es produeixen en formade calor i, en ocasions, de llum. Però n'hi had'altres en que s'allibera energia elèctrica, comés el cas de les piles.Una pila consisteix en una o més solucions enles que s'introdueix dues barres que poden serde grafit o de diferents metalls. Aquestesbarres, que s'anomenen elèctrodes, tenen llocles reaccions que capten o alliberen electronsprocedents de les dissolucions, de tal maneraque si unim externament els elèctrodesmitjançant un conductor, per ell hi passarà uncorrent elèctric, és a dir un flux d'electrons.Aquest corrent pot ser capaç d'il·luminar unabombeta, fer rodar un motor o fer funcionaruna ràdio.Però aquest corrent té una duració limitada jaque a mesura que es va produint la reaccióquímica van desapareixent el reactius queprodueixen el corrent elèctric i arriba unmoment que deixa de funcionar que és quans'ha acabat la reacció.

Exercici 1.- Busca informació sobre elsdiferents tipus de piles: de Volta, Leclanché,alcalines, etc.

Si mitjançant una reacció química podemgenerar un corrent elèctric, és lògic pensarque amb un corrent elèctric podemdesencadenar una reacció química. En efecte,això passa quan submergim uns elèctrodes enuna dissolució o una matèria fosa capaç deconduir el corrent elèctric anomenadaelectròlit. El flux d'electrons quan travessal'ectròlit forma ions positius o negatius que,per atracció de càrregues, es dirigeixen al'elèctrode corresponent on es dipositen.Aquest procés, l'electròlisi, té una granimportància industrial per l'obtenció demetalls de gran puresa com l'alumini.

Exercici 2.- Busca informació sobrel'obtenció industrial de l'alumini a partir del seumineral, la bauxita.

La reversibilitat entre pas d'electricitat ireaccions químiques també és la base delfuncionament dels acumuladors elèctrics obateries. En principi

funcionen com les piles (una reacció produeixcorrent elèctric) però amb la possibilitatd'invertir el procés i recarregar-los. És el quepassa a la bateria d'un cotxe que durantl'arrancada funciona com una pila que esdesgasta, però quan el motor està en marxa esrecarrega gràcies a l'acció d'una dinamo.La seva vida, però, no és infinita doncss'acumulen diferents substàncies sobre elselèctrodes i la dissolució que la fan inservibleal cap del temps.

Exercici 3.- Demana al teu mecànic quet'expliqui com funciona la bateria del cotxe. Sino en tens, demana'l als Reis ;-)

QUÍMICA I ELECTRÒNICA

Hi ha una sèrie de substàncies, anomenadessemiconductors, que es comporten d'unaforma molt curiosa davant del corrent elèctric.Són substàncies que condueixen amb dificultatl'electricitat, però que combinades ambimpureses d'altres materials es transformen enbons conductors.Els semiconductors més utilitzats són el silici iel germani obtinguts a partir de mineralsnaturals però amb un alt grau de puresa.Gràcies a aquests materials es poden fabricartransistors i especialment, circuits integrats onen molt poca superfície hi ha milers decomponents que fan que una calculadora operia gran velocitat i ocupi molt poc espai.

CRISTALLS LÍQUIDS

En un sòlid cristal·lí els àtoms o molèculesestan perfectament ordenats en l'espai, peròen un líquid l'ordenació és molt imperfecta,essent nul·la en els gasos. Però hi ha certessubstàncies orgàniques que tot i ser líquidsposseeixen una certa ordenació cristal·lina ise'ls anomena cristalls líquids. Alguns cristalls líquids s'ordenen d'acord ambincrement o baixades de la temperatura is'utilitzen per fabricar termòmetres. Peròd'altres adquireixen estructura i novespropietats òptiques sota l'acció d'un correntelèctric. S'utilitzen per la fabricació depantalles planes de rellotges o calculadores.


química i electricitat

32

1.- Assenyala si els següents processos són canvis físics o químics:

Es fregeix un ou __________________Un imant que atreu un tros de ferro ________________Fabricació d'un iogurt ________________________Fusió d'estany en la soldadura ____________________Oxidació d'un clau de ferro posada a la intempèrie _____________________Es crema amb un encenedor una cinta de magnesi ____________________S'infla un pneumàtic ________________________________Dilatació d'una barra de ferro _____________________Combustió del butà_________________________ Explosió de la gasolina en els motors dels cotxes__________________________

33

Física i Química 1 EXERCICIS

Documents

Transcript of Física i Química 1 EXERCICIS