Aquest llibre és una obra col·lectiva concebuda , dissenyada i creada al Depar tament d ’ Edicions de Grup Promotor / Santillana , dirigit per Teresa Grence Ruiz i Anna Sagristà Mas. En l ’elaboració han par ticipat: Bárbara Braña Borja David Sánchez Gómez María del Carmen Vidal Fernández ASSESSOR AMENT Anna Pous Saltor EDICIÓ Bárbara Braña Borja EDICIÓ EXECUTIVA David Sánchez Gómez DIRECCIÓ DEL PROJECTE Antonio Brandi Fernández Les activitats d’aquest llibre no s’han de fer mai al llibre mateix. Les taules, els esquemes i altres recursos que s’hi inclouen són models perquè l ’alumnat els traslladi a la llibreta. 2 E S O Física i Química
Índex Uni tat Si tuac ió d ’aprenentatge. E L R E P T E Obj ect ius de Desenvo lupament Sostenibl e (ODS) i l es seves metes 1 La màteria i la mesura 8 Reduir la producció i el consum d'envasos. Disminuir de manera substancial la generació de deixalles mitjançant polítiques de prevenció, reducció, reciclatge i reutilització. Meta 12.5 2 Els estats de la matèria 32 Vídeo d'auxili: SOS pel desglaç. Millorar l'educació, la sensibilització i la capacitat humana i institucional pel que fa a la mitigació del canvi climàt. Meta 13.3 3 La diversitat de la matèria 56 Participar en un concurs de cuina saludable i amb ciència. Posar fi a totes les formes de malnutrició i abordar les necessitats de nutrició de les adolescents, les dones embarassades i lactants i les persones d'edat avançada. Meta 2.2 4 Canvis en la matèria 76 Presentar el cicle de vida d'una matèria primera. Millorar progressivament la producció i el consum eficients dels recursos mundials i procurar desvincular el creixement econòmic de la degradació del medi ambient. Meta 8.4 2
Sabers bàs i cs Procediment s c i ent í f i cs Act i tud cr í t i ca 1. La matèria i les seves propietats. 2. La mesura. 3. Instruments de mesura. 4. Mesures indirectes. 5. Canvi d'unitats. Detectar l'aire. Mesurar el volum d'una gota d'aigua. Mesurar una superfície per pesada. Mesurar la densitat. Investigar la relació entre la massa i el volum dels cossos. Podem reciclar els gots d'un sol ús de begudes? Val la pena separar els residus a casa? 1. Els estats físics de la matèria. 2. La teoria cinètica i els estats de la matèria. 3. Les lleis dels gasos. 4. Els canvis d'estat. 5. La teoria cinètica i els canvis d'estat. 6. Els estats de l'aigua i la meteorologia. Analitzar un canvi d'estat en l'aigua: de sòlid a líquid. Estudiar experimentalment la vaporització de l'aigua. Analitzar com influeix la pressió en l'ebullició. És cert que els càntirs refreden l'aigua? 1. Substàncies pures i mescles. 2. Mescles homogènies i mescles heterogènies. 3. De què està formada la matèria. 4. La taula periòdica dels elements. 5. Com s’anomenen les substàncies químiques. Preparar maionesa. Distingir una mescla d'una substància pura. Distingir una mescla d'un compost. Es poden barrejar l'aigua i el greix? 1. Els canvis físics i els canvis químics. 2. Separació dels components d'una mescla. 3. Les reaccions químiques. 4. Com es presenten els elements químics. 5. Els compostos químics més comuns. Observar canvis en la matèria. Cristal·litzar una substància. Fer una cromatografia. Tots els incendis s'apaguen amb aigua? 3
Índex Uni tat Si tuac ió d ’aprenentatge. E L R E P T E Obj ect ius de Desenvo lupament Sostenibl e (ODS) i l es seves metes 5 Les forces a la natura 96 Elaborar models per explicar les forces de l'univers. Assegurar que totes les nenes i tots els nens acabin l'ensenyament primari i secundari, que ha de ser gratuït, equitatiu i de qualitat. Meta 4.1 6 L'energia 126 Fer un pòdcast sobre la manera d ’obtenir energia sense danyar el medi ambient. Garantir l'accés universal a serveis energètics assequibles, fiables i moderns. Meta 7.1 7 Temperatura i calor 150 Dissenyar cases amb bon aïllament tèrmic. Augmentar la urbanització inclusiva i sostenible i la capacitat per a la planificació i la gestió participatives, integrades i sostenibles dels assentaments humans a tots els països. Meta 11.3 Annex 174 4
Sabers bàs i cs Procediment s c i ent í f i cs Act i tud cr í t i ca 1. El moviment dels cossos celestes. 2. La gravetat: la força que mou els astres. 3. L'univers. 4. Els moviments de translació i rotació. 5. La càrrega elèctrica i la força elèctrica. 6. El magnetisme. 7. Relació entre electricitat i magnetisme. 8. Les forces nuclears. Utilitzar un electroscopi per detectar la càrrega elèctrica. Fer l'experiència d ’Ørsted. Comprovar el funcionament d'un electroimant. Generar corrent elèctric amb un imant. 1. Què és l'energia. 2. Formes en què es presenta l'energia. 3. Propietats de l'energia. 4. Fonts d'energia. 5. Impacte mediambiental de l'energia. 6. L'energia que utilitzem. 7. Estalvi energètic i desenvolupament sostenible. Analitzar per a què s'utilitza l'energia. Analitzar les transformacions d'energia en una central elèctrica solar. Interpretar balances energètiques. Funcionen els panells solars només els dies assolellats d'estiu? Hem d'apagar la calefacció quan sortim de casa o és millor deixar-la a una temperatura constant? 1. La magnitud temperatura. 2. El termòmetre. 3. Què és la calor? 4. Efectes de la calor. Canvi de temperatura. 5. Efectes de la calor. Canvis d'estat. 6. Efectes de la calor. La dilatació. 7. Com es propaga la calor. Identificar objectes «calents» i «freds». Construir un termòmetre de dilatació. Analitzar intercanvis d'energia. Determinar la temperatura d'equilibri. Comprovar com augmenta la temperatura en diferents cossos que reben la mateixa quantitat de calor. Comprovar el canvi d'estat en la mateixa massa de substàncies diferents que reben la mateixa quantitat de calor. Comprovar la conducció de la calor en els metalls. Analitzar com es propaga la calor. Pot cremar el gel? Taula periòdica dels elements 4. La taula periòdica dels elements R E P T E 18 INTERPRETO LA IMATGE. Algunes vegades ens recomanen seguir dietes riques en calci, potassi o ferro i altres vegades, baixes en sodi. a) En quins aliments podem trobar aquests elements químics? b) Busca a la taula periòdica aquests elements i escriu-ne el símbol. Algun d’ells és un metall? Quins? En l ’ actua l itat es conei xen 118 elements qu ímics. Els pots troba r ordenats a la tau la per iòd ica . 6 138,9 57 La Lantani 140,1 58 Ce Ceri 140,9 59 Pr Praseodimi 144,2 60 Nd Neodimi (145) 61 Pm Prometi 150,4 62 Sm Samari 152,0 63 Eu Europi 157,3 64 Gd Gadolini 158,9 65 Tb Terbi 162,5 66 Dy Disprosi 164,9 67 Ho Holmi 167,3 68 Er Erbi 168,9 69 Tm Tuli 173,0 70 Yb Iterbi 175,0 71 Lu Luteci 7 (227) 89 Ac Actini 232,0 90 Th Tori 231,0 91 Pa Protactini 238,0 92 U Urani (237) 93 Np Neptuni (244) 94 Pu Plutoni (243) 95 Am Americi (247) 96 Cm Curi (247) 97 Bk Berkeli (251) 98 Cf Californi (252) 99 Es Einsteini (257) 100 Fm Fermi (258) 101 Md Mendelevi (259) 102 No Nobeli (262) 103 Lr Lawrenci Lantanoides Actinoides GRUP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 PERÍODE 1 1,008 1 H Hidrogen 4,003 2 He Heli 2 6,94 3 Li Liti 9,012 4 Be Beril·li 10,81 5 B Bor 12,01 6 C Carboni 14,01 7 N Nitrogen 16,00 8 O Oxigen 19,00 9 F Fluor 20,18 10 Ne Neó 3 22,99 11 Na Sodi 24,31 12 Mg Magnesi 26,98 13 Al Alumini 28,09 14 Si Silici 30,97 15 P Fòsfor 32,06 16 S Sofre 35,45 17 Cl Clor 39,95 18 Ar Argó 4 39,10 19 K Potassi 40,08 20 Ca Calci 44,96 21 Sc Escandi 47,87 22 Ti Titani 50,94 23 V Vanadi 52,00 24 Cr Crom 54,94 25 Mn Manganès 55,85 26 Fe Ferro 58,93 27 Co Cobalt 58,69 28 Ni Níquel 63,55 29 Cu Coure 65,38 30 Zn Zinc 69,72 31 Ga Gal·li 72,63 32 Ge Germani 74,92 33 As Arsènic 78,97 34 Se Seleni 79,90 35 Br Brom 83,80 36 Kr Criptó 5 85,47 37 Rb Rubidi 87,62 38 Sr Estronci 88,91 39 Y Itri 91,22 40 Zr Zirconi 92,91 41 Nb Niobi 95,95 42 Mo Molibdè ( 97) 43 Tc Tecneci 101,1 44 Ru Ruteni 102,9 45 Rh Rodi 106,4 46 Pd Pal·ladi 107,9 47 Ag Plata 112,4 48 Cd Cadmi 114,8 49 In Indi 118,7 50 Sn Estany 121,8 51 Sb Antimoni 127,6 52 Te Tel·luri 126,9 53 I Iode 131,3 54 Xe Xenó 6 132,9 55 Cs Cesi 137,3 56 Ba Bari 57-71 Lantanoides 178,5 72 Hf Hafni 180,9 73 Ta Tàntal 183,8 74 W Tungstè 186,2 75 Re Reni 190,2 76 Os Osmi 192,2 77 Ir Iridi 195,1 78 Pt Platí 197,0 79 Au Or 200,6 80 Hg Mercuri 204,4 81 Tl Tal·li 207,2 82 Pb Plom 209,0 83 Bi Bismut (209) 84 Po Poloni (210) 85 At Àstat (222) 86 Rn Radó 7 (223) 87 Fr Franci (226) 88 Ra Radi 89-103 Actinoides (267) 104 Rf Rutherfordi (270) 105 Db Dubni (269) 106 Sg Seaborgi (270) 107 Bh Bohri (269) 108 Hs Hassi (278) 109 Mt Meitneri (281) 110 Ds Darmstadti (281) 111 Rg Roentgeni (286) 112 Cn Copernici (284) 113 Nh Nihoni (285) 114 Fl Flerovi (289) 115 Mc Moscovi (293) 116 Lv Livermori (293) 117 Ts Tennes (294) 118 Og Oganessó Els elements estan disposats en set files anomenades períodes i divuit columnes anomenades grups. Els elements estan ordenats per ordre creixent del seu nombre atòmic, que indica el nombre de protons que tenen els àtoms de cada element. Per exemple, tots els àtoms del primer element de la taula, l’hidrogen (H), tenen 1 protó, mentre que els àtoms de l’últim element, l’oganessó (Og), tenen 118 protons. Per representar cada element químic s’utilitza un símbol format per una o dues lletres. La primera lletra és la inicial del seu nom i s’escriu sempre amb majúscula. H és el símbol de l’hidrogen. Li és el símbol del liti. Per a alguns elements que es coneixen des de l’Antiguitat es fa servir el nom en grec o en llatí. Per exemple, Hg és el símbol del mercuri. El seu nom en llatí és hydrargyrum, que significa «aigua de plata». Si hi ha diversos elements amb la mateixa inicial, el símbol porta una segona lletra que s’escriu amb minúscula. Per exemple, He és el símbol de l’heli, per distingir-lo del H, hidrogen. Nom 40,08 20 Ca Calci Símbol (els elements artificials, com el Tc, es representen amb caràcters blancs) Nombre atòmic 68 3 19 Tot i això, altres elements químics poden ser tòxics per a les persones, com el mercuri, el plom o l’arsènic. Investiga quins aliments els poden contenir i com hi han arribat i prepara un cartell amb tota la informació per penjar a l’aula. 20 Localitza al supermercat productes que continguin elements químics a la seva etiqueta, fes-los fotos i prepara un collage amb elles. El lloc que ocupa un element a la taula periòdica ens permet conèi xer-ne les propietats. Els elements d ’un mateix grup tenen propietats semblants. 6 138,9 57 La Lantani 140,1 58 Ce Ceri 140,9 59 Pr Praseodimi 144,2 60 Nd Neodimi (145) 61 Pm Prometi 150,4 62 Sm Samari 152,0 63 Eu Europi 157,3 64 Gd Gadolini 158,9 65 Tb Terbi 162,5 66 Dy Disprosi 164,9 67 Ho Holmi 167,3 68 Er Erbi 168,9 69 Tm Tuli 173,0 70 Yb Iterbi 175,0 71 Lu Luteci 7 (227) 89 Ac Actini 232,0 90 Th Tori 231,0 91 Pa Protactini 238,0 92 U Urani (237) 93 Np Neptuni (244) 94 Pu Plutoni (243) 95 Am Americi (247) 96 Cm Curi (247) 97 Bk Berkeli (251) 98 Cf Californi (252) 99 Es Einsteini (257) 100 Fm Fermi (258) 101 Md Mendelevi (259) 102 No Nobeli (262) 103 Lr Lawrenci GRUP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 PERÍODE 1 1,008 1 H Hidrogen 4,003 2 He Heli 2 6,94 3 Li Liti 9,012 4 Be Beril·li 10,81 5 B Bor 12,01 6 C Carboni 14,01 7 N Nitrogen 16,00 8 O Oxigen 19,00 9 F Fluor 20,18 10 Ne Neó 3 22,99 11 Na Sodi 24,31 12 Mg Magnesi 26,98 13 Al Alumini 28,09 14 Si Silici 30,97 15 P Fòsfor 32,06 16 S Sofre 35,45 17 Cl Clor 39,95 18 Ar Argó 4 39,10 19 K Potassi 40,08 20 Ca Calci 44,96 21 Sc Escandi 47,87 22 Ti Titani 50,94 23 V Vanadi 52,00 24 Cr Crom 54,94 25 Mn Manganès 55,85 26 Fe Ferro 58,93 27 Co Cobalt 58,69 28 Ni Níquel 63,55 29 Cu Coure 65,38 30 Zn Zinc 69,72 31 Ga Gal·li 72,63 32 Ge German 74,92 33 As Arsènic 78,97 34 Se Seleni 79,90 35 Br Brom 83,80 36 Kr Criptó 5 85,47 37 Rb Rubidi 87,62 38 Sr Estronci 88,91 39 Y Itri 91,22 40 Zr Zirconi 92,91 41 Nb Niobi 95,95 42 Mo Molibdè ( 97) 43 Tc Tecneci 101,1 44 Ru Ruteni 102,9 45 Rh Rodi 106,4 46 Pd Pal·ladi 107,9 47 Ag Plata 112,4 48 Cd Cadmi 114,8 49 In Indi 118,7 50 Sn Estany 121,8 51 Sb Antimoni 127,6 52 Te Tel·luri 126,9 53 I Iode 131,3 54 Xe Xenó 6 132,9 55 Cs Cesi 137,3 56 Ba Bari 57-71 Lantanoid 178,5 72 Hf Hafni 180,9 73 Ta Tàntal 183,8 74 W Tungstè 186,2 75 Re Reni 190,2 76 Os Osmi 192,2 77 Ir Iridi 195,1 78 Pt Platí 197,0 79 Au Or 200,6 80 Hg Mercuri 204,4 81 Tl Tal·li 207,2 82 Pb Plom 209,0 83 Bi Bismut (209) 84 Po Poloni (210) 85 At Àstat (222) 86 Rn Radó 7 (223) 87 Fr Franci (226) 88 Ra Radi 89-103 Actinoides (267) 104 Rf Rutherfordi (270) 105 Db Dubni (269) 106 Sg Seaborgi (270) 107 Bh Bohri (269) 108 Hs Hassi (278) 109 Mt Meitneri (281) 110 Ds Darmstadti (281) 111 Rg Roentg ni (286) 112 Cn Copernici (284) 113 Nh Nihoni (285) 114 Fl Flerovi (289) 115 Mc Moscovi (293) 116 Lv Livermori (293) 117 Ts Tennes (294) 118 Og Oganessó Tots els gasos nobles es troben al grup 18. Reben el nom de gasos nobles perquè són elements molt estables i els seus àtoms gairebé mai es combinen amb altres, igual que passava amb la noblesa, que no es barrejava amb altres classes socials. A diferència de la resta d’elements de la taula, els metalls es caracteritzen per ser sòlids a temperatura ambient (excepte el mercuri, que es troba en estat líquid) i bons conductors de l’electricitat i de la calor, entre d’altres característiques. Aquests elements pertanyen als períodes 6 i 7 i algunes de les seves propietats són semblants a les dels elements del grup 3. Molts són radioactius. 21 Troba cinc elements que tinguin el símbol format per una sola lletra i escriu-ne a la llibreta el símbol i el nom. 22 Escriu el símbol i el nom de cinc elements que estiguin presents al teu voltant. Són substàncies simples o compostos? Localitza’ls a la taula periòdica. A C T I V I T A T S SEMIMETALLS NO-METALLS METALLS GASOS NOBLES 69 4. La taula periòdica dels elements R E P T E 18 INTERPRETO LA IMATGE. Algunes vegades ens recomanen seguir dietes riques en calci, potassi o ferro i altres vegades, baixes en sodi. a) En quins aliments podem trobar aquests elements químics? b) Busca a la taula periòdica aquests elements i escriu-ne el símbol. Algun d’ells és n m tall? Quins? En l ’ actua l itat es conei xen 118 elements qu ímics. Els pots troba r ordenats a la tau la per iòd ica . 6 138,9 57 La Lantani 140,1 58 Ce Ceri 140,9 59 Pr Praseodimi 144,2 60 Nd Neodimi (145) 61 Pm Prometi 150,4 62 Sm Samari 152,0 63 Eu Europi 157,3 64 Gd Gadolini 158,9 65 Tb Terbi 162,5 66 Dy Disprosi 164,9 67 Ho Holmi 167,3 68 Er Erbi 168,9 69 Tm Tuli 173,0 70 Yb Iterbi 175,0 71 Lu Luteci 7 (227) 89 Ac Actini 232,0 90 Th Tori 231,0 91 Pa Protactini 238,0 92 U Urani (237) 93 Np Neptuni (244) 94 Pu Plutoni (243) 95 Am Americi (247) 96 Cm Curi (247) 97 Bk Berkeli (251) 98 Cf Californi (252) 99 Es Einsteini (257) 100 Fm Fermi (258) 101 Md Mendelevi (259) 102 No Nobeli (262) 103 Lr Lawrenci Lantanoides Actinoides GRUP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 PERÍODE 1 1,008 1 H Hidrogen 4,003 2 He Heli 2 6,94 3 Li Liti 9,012 4 Be Beril·li 10,81 5 B Bor 12,01 6 C Carboni 14,01 7 N Nitrogen 16,00 8 O Oxigen 19,00 9 F Fluor 20,18 10 Ne Neó 3 22,99 11 Na Sodi 24,31 12 Mg Magnesi 26,98 13 Al Alumini 28,09 14 Si Silici 30,97 15 P Fòsfor 32,06 16 S Sofre 35,45 17 Cl Clor 39,95 18 Ar Argó 4 39,10 19 K Potassi 40,08 20 Ca Calci 44,96 21 Sc Escandi 47,87 22 Ti Titani 50,94 23 V Vanadi 52,00 24 Cr Crom 54,94 25 Mn Manganès 55,85 26 Fe Ferro 58,93 27 Co Cobalt 58,69 28 Ni Níquel 63,55 29 Cu Coure 65,38 30 Zn Zinc 69,72 31 Ga Gal·li 72,63 32 Ge Germani 74,92 33 As Arsènic 78,97 34 Se Seleni 79,90 35 Br Brom 83,80 36 Kr Criptó 5 85,47 37 Rb Rubidi 87,62 38 Sr Estronci 88,91 39 Y Itri 91,22 40 Zr Zirconi 92,91 41 Nb Niobi 95,95 42 Mo Molibdè ( 97) 43 Tc Tecneci 101,1 44 Ru Ruteni 102,9 45 Rh Rodi 106,4 46 Pd Pal·ladi 107,9 47 Ag Plata 112,4 48 Cd Cadmi 114,8 49 In Indi 118,7 50 Sn Estany 121,8 51 Sb Antimoni 127,6 52 Te Tel·luri 126,9 53 I Iode 131,3 54 Xe Xenó 6 132,9 55 Cs Cesi 137,3 56 Ba Bari 57-71 Lantanoides 178,5 72 Hf Hafni 180,9 73 Ta Tàntal 183,8 74 W Tungstè 186,2 75 Re Reni 190,2 76 Os Osmi 192,2 77 Ir Iridi 195,1 78 Pt Platí 197,0 79 Au Or 200,6 80 Hg Mercuri 204,4 81 Tl Tal·li 207,2 82 Pb Plom 209,0 83 Bi Bismut (209) 84 Po Poloni (210) 85 At Àstat (222) 86 Rn Radó 7 (223) 87 Fr Franci (226) 88 Ra Radi 89-103 Actinoides (267) 104 Rf Rutherfordi (270) 105 Db Dubni (269) 106 Sg Seaborgi (270) 107 Bh Bohri (269) 108 Hs Hassi (278) 109 Mt Meitneri (281) 110 Ds Darmstadti (281) 111 Rg Roentgeni (286) 112 Cn Copernici (284) 113 Nh Nihoni (285) 114 Fl Flerovi (289) 115 Mc Moscovi (293) 116 Lv Livermori (293) 117 Ts Tennes (294) 118 Og Oganessó Els elements estan disposats en set files anomenade perío es i divuit columnes grups. Els elements estan ordenats per ordre creixent del seu no bre atòmic, que indica el nombr d protons qu tenen els àtoms de cada element. Per exemple, tots els àtoms del primer element de la taula, l’hidrogen (H), ten n 1 protó, mentre que els àtoms e l’últim el m t, l’oganessó (Og), tenen 118 protons. Per representar cada element químic s’utilitza un símbol format per una o dues lletres. La primera lletra és la inicial del seu nom i s’escriu sempre amb majúscula. H és el símbol de l’hidrogen. Li és el símbol del liti. Per a alguns elements que es coneixen des de l’Antiguitat es fa s rvir el nom en grec o n llatí. Per exemple, Hg és el símbol del mercuri. El seu nom en llatí és hydrargyrum, que significa «aigua de plata». Si hi ha diversos elements amb la mateixa inicial, el símbol po ta una segona lletra que s’escriu amb minúscula. Per exemple, He és el símbol de l’heli, per distingir-lo d l H, hidrogen. Nom 40,08 20 Ca alci Símbol (els elements artificials, com el Tc, es representen amb caràcter blancs) Nombre atòmic 68 3 19 Tot i això, altres elements químics poden ser tòxics per a les persones, com el mercuri, el plom o l’arsènic. Investiga quins aliments els poden contenir i c m hi han arribat i prepara un cartell amb tota la informació per penjar a l’aula. 20 Localitza al supermercat productes que continguin elem nts químics a la seva etiqueta, fes-los fotos i prepar un collage amb elles. El lloc que ocupa un element a la taula periòdica ens permet conèi xer-ne les propietats. Els elements d ’un mateix grup tenen propietats semblants. 6 138,9 57 La Lantani 140,1 58 Ce Ceri 140,9 59 Pr Praseodimi 144,2 60 Nd Neodimi (145) 61 Pm Prometi 150,4 62 Sm Samari 152,0 63 Eu Europi 157,3 64 Gd Gadolini 158,9 65 Tb Terbi 162,5 66 Dy Disprosi 164,9 67 Ho Holmi 167,3 68 Er Erbi 168,9 69 Tm Tuli 173,0 70 Yb Iterbi 175,0 71 Lu Luteci 7 (227) 89 Ac Actini 232,0 90 Th Tori 231,0 91 Pa Protactini 238,0 92 U Urani (237) 93 Np Neptuni (244) 94 Pu Plutoni (243) 95 Am Americi (247) 96 Cm Curi (247) 97 Bk Berkeli (251) 98 Cf Californi (252) 99 Es Einsteini (257) 100 Fm Fermi (258) 101 Md Mendelevi (259) 102 No Nobeli (262) 103 Lr Lawrenci GRUP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 PERÍODE 1 1,008 1 H Hidrogen 4,003 2 He Heli 2 6,94 3 Li Liti 9,012 4 Be Beril·li 10,81 5 B Bor 12,01 6 C Carboni 14,01 7 N Nitrogen 16,00 8 O Oxigen 19,00 9 F Fluor 20,18 10 Ne Neó 3 22,99 11 Na Sodi 24,31 12 Mg Magnesi 26,98 13 Al Alumini 28,09 14 Si Silici 30,97 15 P Fòsfor 32,06 16 S Sofre 35,45 17 Cl Clor 39,95 18 Ar Argó 4 39,10 19 K Potassi 40,08 20 Ca Calci 44,96 21 Sc Escandi 47,87 22 Ti Titani 50,94 23 V Vanadi 52,00 24 Cr Crom 54,94 25 Mn Manganès 55,85 26 Fe Ferro 58,93 27 Co Cobalt 58,69 28 Ni Níquel 63,55 29 Cu Coure 65,38 30 Zn Zinc 69,72 31 Ga Gal·li 72,63 32 Ge Germani 74,92 33 As Arsènic 78,97 34 Se Seleni 79,90 35 Br Brom 83,80 36 Kr Criptó 5 85,47 37 Rb Rubidi 87,62 38 Sr Estronci 88,91 39 Y Itri 91,22 40 Zr Zirconi 92,91 41 Nb Niobi 95,95 42 Mo Molibdè ( 97) 43 Tc Tecneci 101,1 44 Ru Ruteni 102,9 45 Rh Rodi 106,4 46 Pd Pal·ladi 107,9 47 Ag Plata 112,4 48 Cd Cadmi 114,8 49 In Indi 118,7 50 Sn Estany 121,8 51 Sb Antimoni 127,6 52 Te Tel·luri 126,9 53 I Iode 131,3 54 Xe Xenó 6 132,9 55 Cs Cesi 137,3 56 Ba Bari 57-71 Lantanoid 178,5 72 Hf Hafni 180,9 73 Ta Tàntal 183,8 74 W Tungstè 186,2 75 Re Reni 190,2 76 Os Osmi 192,2 77 Ir Iridi 195,1 78 Pt Platí 197,0 79 Au Or 200,6 80 Hg Mercuri 204,4 81 Tl Tal·li 207,2 82 Pb Plom 209,0 83 Bi Bismut (209) 84 Po Poloni (210) 85 At Àstat (222) 86 Rn Radó 7 (223) 87 Fr Franci (226) 88 Ra Radi 89-103 Actinoides (267) 104 Rf Rutherfordi (270) 105 Db Dubni (269) 106 Sg Seaborgi (270) 107 Bh Bohri (269) 108 Hs Hassi (278) 109 Mt Meitneri (281) 110 Ds Darmstadti (281) 111 Rg Roentgeni (286) 112 Cn Copernici (284) 113 Nh Nihoni (285) 114 Fl Flerovi (289) 115 Mc Moscovi (293) 116 Lv Livermori (293) 117 Ts Tennes (294) 118 Og Oganessó Tots els gasos nobles es troben al grup 18. Reben el nom de gasos nobles perquè són elements molt estables i els seus àtoms gairebé mai es c mbinen amb altres, igual que passava amb la noblesa, que no es barrejava amb altres classes socials. A diferència de la resta d’elements de la taula, els metalls es caracteritzen p r ser sòlids a temperatura ambient (excepte el mercuri, que es troba en estat líquid) i bons conductors de l’electricitat i de la alor, entre d’altres caract rístiques. Aquests elements pertanyen als períodes 6 i 7 i algunes de les seves propietats són semblants a les d ls elements del grup 3. Molts són radioactius. 21 Troba cinc elements que tinguin el símbol format per una sola lletra i scriu-ne a la llibreta el símbol i el nom. 22 Escriu el símbol i el nom de cinc elements que estiguin presents al teu voltant. Són substàncies simples o comp stos? Localitza’ls a la taula periòdica. A C T I V I T A T S SEMIMETALLS NO-METALLS METALLS GASOS NOBLES 69 5
6 Aprendre és un camí de llarg recorregut que durarà tota la teva vida. La meta és sempre recorre’l CONSTRUINT MONS més equitatius, més justos, més sostenibles. Per això, hem pensat en aquest itinerari per a tu: Itinerari didàctic Al iments r ics i var iats Una v i sita al supermercat ens mostra una gran varietat d’aliments, uns en el seu estat natural , alguns d’el l s que caldrà cuinar i també aliments ja preparats per al consum . Si rev i sem les etiquet es d’aquests darrers, trobarem una l li sta generalment l larga d’ingredients. Alguns destaquen la presència d’elements químics que t enen un paper impor tant per a la nostra salut. T ’agradaria di ssenyar i preparar una recepta amb ingredients saludables i sost enibles per par ticipar en un concurs de cuina? La diversitat de la matèria 3 R E P T E Participar en un concurs de cuina saludable i amb ciència 56 REPASSO FÍSICA I QUÍMICA COM ES PRESENTA LA MATÈRIA? Matèr ia és tot a l lò que té massa i ocupa un volum. Obser va’n a lg uns exemples: La matèr ia té d iversos aspectes i d i ferents composicions. Per estud ia r-la , podem comença r classi f icant-la segons el seu aspecte i la seva composició. 1 Classifica a la llibreta els exemples de matèria d’aquesta pàgina segons la seva composició i segons el seu aspecte. 2 Indica si els sistemes materials següents tenen un aspecte homogeni o heterogeni. a) Aire. b) Aigua bullent. c) Fum. d) Iogurt. e) Sucre. f ) Granissat de llimona. g) Llet amb cacau. h) Paper escrit. A C T I V I T A T S Segons el seu aspecte Segons la seva composició Homogeni Tota la matèr ia mostra el matei x aspecte. Heterogeni A lg unes pa r ts de la matèr ia mostren d i ferent aspecte. Mescla La matèr ia està formada per dues o més substàncies. Substància pura La matèr ia està formada per una ún ica substància . Sucre Mel Infusió de te Aigua amb gel Macedònia Oli Aigua amb gas Granit Caragol Llet Alumini Or Aigua amb sal Xocolata amb ametlla Gerani 58 3 23 Escriu la fórmula dels compostos següents: a) Diclorur de magnesi. b) Triòxid de diferro. c) Triòxid de sofre. d) Diiodur de bari. e) Triclorur d’alumini. f ) Fosfur d’alumini. g) Dibromur de sofre. h) Òxid de calci. i ) Pentafluorur de fòsfor. j ) Heptaclorur de iode. k) Dihidrur de magnesi. l ) Bromur de plata. m) Dinitrur de tricalci. n ) Dihidròxid de calci. ny ) Trihidròxid de ferro. 24 Escriu el nom dels compostos següents: a) MgCℓ2. b) CO. c) SO2. d) NO2. e) KI. f ) KCℓ. g) BaO. h) SF6. i ) MgS. j ) MnO2. k) HgS. l ) LiF. m) Na3N. n) CaF2. ny) AℓCℓ3. o) P2S5. p) Al2O3. q) PbS. r ) Ag2S. s) TiO2. t ) N2O5. u) NO. v) CuO. w) FeS2. x) NO2. y) LiOH. z) Mg(OH)2. A C T I V I T A T S Li3N Nitrur de triliti Liti Liti Nitrogen Li Li N Li Liti CaH2 Dihidrur de calci Hidrogen Hidrogen Calci H H Ca CCℓ4 Tetraclorur de carboni Clor Clor Carboni Cℓ Cℓ C Cℓ Clor Cℓ Clor 5.2. Compostos amb tres elements: hidròxids Els hidròxids estan formats per un o diversos grups hidròxid , OH, units a àtoms de metalls. S’anomenen de manera semblant als compostos binaris. Observa : NaOH → Hidròxid de sodi . Fe(OH)2 → Dihidròxid de ferro. Al(OH)3 → Trihidròxid d’alumini . Sn(OH)4 → Tetrahidròxid d’estany. 71 LA SITUACIÓ D’APRENENTATGE. EL REPTE 1 UN ODS I LES SEVES METES LES COMPETÈNCIES ESPECÍFIQUES 3 Esprem el teu cervell per recordar el que saps. Fes memòria dels teus coneixements adquirits en altres cursos, en altres unitats o en les teves pròpies experiències. Contribueix fent el repte al compliment d ’una o diverses metes d ’un dels Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS). Observa i aprèn. ANALITZA exemples resolts, després aplica el que has après i RESOL problemes. Pensa i expressa’t amb esperit crític a partir de les diferents ACTIVITATS proposades. Pensa críticament. Debat sobre la veracitat d ’aquests continguts. En la secció VERITAT O MENTIDA? trobaràs propostes per aprendre a produir informació veraç i desmuntar fake news i mites. Reflexiona sobre un aspecte de la vida quotidiana, posant-te en el lloc dels personatges que la presenten. Accepta el repte proposat a partir de la situació d ’aprenentatge. Utilitza el REPÀS inicial, revisa el que ja saps i relaciona aquests sabers amb el que aprendràs. Investiga, pensa i respon les preguntes que t’ajudaran a anar resolent el repte i a adquirir competències específiques. 3 Distingir una mescla d’un compost L’aigua (H2O) és un compost format per àtoms dels elements hidrogen (H) i oxigen (O). Per què l’aigua no és una mescla de gasos hidrogen i oxigen? Vegem com són aquestes substàncies. Tot i això, l’aigua a temperatura ambient és un líquid, una substància molecular en què es combinen un àtom d’oxigen i dos àtoms d’hidrogen sempre en aquesta proporció. Per tant, l’aigua és un compost. H2O L’oxigen és un gas, una substància simple formada només per àtoms d’oxigen. Cada molècula de gas oxigen està formada per dos àtoms d’oxigen. O2 L’hidrogen és un gas, una substància simple formada només per àtoms d’hidrogen. Cada molècula de gas hidrogen està formada per dos àtoms d’hidrogen. H2 En una mescla de gasos oxigen i hidrogen, tots dos podrien estar en qualsevol proporció: H2 i O2 17 Indica quina de les representacions de la dreta correspon a: a) Un cristall que és una substància simple. b) Un compost format per molècules. c) Una substància simple formada per molècules. d) Un cristall que és un compost. Tingues en compte el codi dels seus àtoms i escriu-ne les fórmules químiques. O C Fe A C T I V I T A T S A B C D E X E M P L E R E S O LT 4 Els àtoms de clor es representen mitjançant boles verdes, els de nitrogen amb boles taronges i els d’oxigen amb boles vermelles. Indica què hi ha en cada cas. a) b) c) a) b) c) Substància simple molecular (O2). Compost molecular (NCℓ3). Mescla de substàncies moleculars (O2 i NCℓ3). 67 3 Es poden mesclar l’aigua i el greix? Tant la nata com la mantega tenen un aspecte homogeni tot i que són mescles d’ a igua i greix, dues substàncies immiscibles. En tots dos casos l’emulsionant és la caseïna , una proteïna de la llet. En la nata , la caseïna envolta les partícules de greix per dispersar -les en l’aigua , mentre que en la mantega la caseïna envolta l’ a igua per dispersar -la en el greix. L’aigua i el greix sí que poden formar una mescla d’aspecte homogeni . V E R I T A T O MENTI DA ? 15 Llegeix detingudament la informació que es dona sobre les mescles següents, i classifica-les segons siguin homogènies o heterogènies. A C T I V I T A T S És una dissolució d’hipoclorit de sodi (NaCℓO) en aigua. Dissol altres substàncies en entrar en contacte amb elles. Els refrescos amb gas són dissolucions de diòxid de carboni en aigua. Si mesclem aigua amb vinagre, no en podem distingir els components per procediments òptics. En la merenga, les proteïnes de la clara d’ou envolten les partícules d’aire per formar una mescla amb aspecte homogeni. Alguns marbres contenen restes de fòssils. Quan cal injectar líquid a una persona, en lloc d’aigua destil·lada se li injecta sèrum fisiològic: aigua amb clorur de sodi al 0,9 %. La llet té un aspecte homogeni, però pots veure algunes de les seves proteïnes com una capa fina que es forma quan bull. Les monedes de 10, 20 i 50 cèntims d’euro estan fetes d’un aliatge de coure (88 %), alumini (5 %), zinc (5 %) i estany (2 %). Han de ser resistents i més barates que el valor que representen. És una mescla de gasos. Els més abundants són el nitrogen (78 %) i l’oxigen (21 %). Merenga Aire Monedes Sèrum fisiològic Refrescos amb gas Lleixiu Llet Marbre Aigua amb vinagre 65 Experimenta i duu a terme pràctiques senzilles. Resol aquests procediments aplicant el que has après. Aprèn els sabers bàsics a partir de textos clars i de tota la potència del llenguatge visual: gràfiques, esquemes, infografies … 2. Mescles homogènies i mescles heterogènies R E P T E 7 Buscant salses de tomàquet observes que algunes tenen un aspecte homogeni i porten alguns ingredients que no té la salsa de tomàquet que elaboreu a casa. Creus que algunes salses són més saludables que altres? Quina enviaries en una campanya de recollida d’aliments? 8 Localitza al supermercat etiquetes de salses que portin oli o mantega i ou. Indica’n el nom i escriu altres ingredients que en portin. Per què creus que s’hi afegeixen els altres ingredients? 2.1. Mescles homogènies o dissolucions És habitua l que les substàncies apareg u in mesclades unes amb a ltres. Moltes vegades es presenten com a mescles homogènies, també anomenades dissolucions. És el component que està en una proporció més g ran. Dissolvent És el component (o components) que està en una proporció més petita. Solut És una mescla homogèn ia de dos o més components. Dissolució 9 Tenim dues infusions de camamilla. B A a) Quin és el dissolvent i quin és el solut en totes dues dissolucions? b) En quin estat es troben el dissolvent i el solut? I la dissolució? c) Quina dissolució és la més diluïda? Quina és la més concentrada? Indica dues maneres de comprovar-ho. 10 L‘alcohol iodat és un desinfectant. Es prepara barrejant un 98 % d’ alcohol de 70° (70 % d’alcohol i 30 % agua destil·lada) amb un 2 % de iode. Imagina que prepares alcohol iodat en un got. Per a cada component, indica si actua com a solut o com a dissolvent. A C T I V I T A T S Una dissolució concentrada és la que té molta quantitat de solut respecte al dissolvent. Si el solut té color, la dissolució concentrada presenta un color més intens. Una dissolució diluïda és la que té poca quantitat de solut respecte al dissolvent. alcohol iodat 60 ELS SABERS BÀSICS 4 Amb aquest repte cont r ibui ràs a… «Per al 2030, posar fi a totes les formes de malnutrició i abordar les necessitats de nutrició de les adolescents, les dones embarassades i lactants i les persones d’edat avançada». (Meta 2.2) Mentre selecciones els ingredients de la teva recepta és important que analitzis les etiquetes tenint en compte tot el que aprenguis a la unitat sobre les substàncies pures i els tipus de mescles. Conèixer tot això contribuirà a assolir una alimentació sana i nutritiva . T ’atreveixes a preparar receptes amb coneixement científic? Quan anem a la muntanya, de vegades diem que respirem aire pur. Què entra al teu cos? I quan respires aire contaminat? Són substàncies pures o mescles? És segur beure aigua d ’un brollador? I llet pura de vaca? Són substàncies pures? Per què? Pensa en els aliments que consumeixes habitualment. Algun està format per una única substància? INTERPRETO LA IMATGE Quan una persona pateix diarrees o vòmits, és recomanable que reposi líquids per no deshidratar-se. Per a això pot ingerir un sèrum que es prepara dissolent en 1 l d ’aigua el contingut en pols d ’un sobre. Què significa dissoldre? Quin és el component més abundant en el sèrum preparat d ’aquesta manera? Observa la gerra de sèrum. Diries que és una mescla homogènia? Per què? Observa ara els pots amb puré de carbassa i els seus components. Diries que és una mescla homogènia? Per què? Quines diferències observes entre les dues mescles de les imatges? F E S M E M Ò R I A EN AQUESTA UNITAT… Substàncies pures i mescles. Mescles homogènies i mescles heterogènies. De què està formada la matèria. La taula periòdica dels elements. Com s’anomenen les substàncies químiques. PURÉ DE CARBASSA I CARBASSÓ Ingredients: carbassa (42 %), patata i carbassó (23 %), aigua de cocció, oli d’oliva verge extra (1,6 %). 57 2
7 25 V O C A B U L A R I . Completa a la llibreta les frases següents amb les paraules dels requadres. dissolució dissolvent homogènia diluïda solut concentrada a) Una dissolució és una mescla de dos o més components. b) El component que està en proporció més gran s’anomena , i el que està en proporció més petita, . c) L’estat físic de la coincideix amb l’estat en què es troba el dissolvent. d) Si la dissolució té molta quantitat de solut respecte al dissolvent, es diu que . e) Si el solut te color, una dissolució presenta un color menys intens. 27 E S Q U E M A . Completa a la llibreta l’esquema sobre la matèria amb les paraules següents. compostos oxigen substàncies pures heterogènies dissolucions acer cristalls emulsió homogeni clorur de sodi 26 D I B U I X . Escriu a la llibreta les dues expressions que millor identifiquen cada cas: àtoms aïllats molècula substància simple compost mescla cristall o r g a n i t z o e l q u e h e a p rÈs … … Homogènies o Amb aspecte Substàncies moleculars Substàncies moleculars … Cristalls Substàncies simples Mescles Col·loide … … Matèria Granit Maionesa Aigua NaCℓ diamant … … … a) b) c) d) e) f ) 72 Les mescles 28 Indica a la llibreta quina o quines són les etiquetes adequades per als sistemes materials següents: substància simple compost mescla homogènia mescla heterogènia 29 Observa el que succeeix en els dos sistemes següents. Mentre el gel es fon, el termòmetre marca 0 °C tota l’estona. Tot i això, mentre es fon la xocolata, el termòmetre passa de 45 °C a 50 °C. És l’aigua una substància pura? I la xocolata? Com ho saps? 30 En les dissolucions següents, indica quina substància és el dissolvent i quina o quines el solut: Dissolució Dissolvent Solut Aire Alcohol de 70° Acer inoxidable Aigua mineral amb gas Colònia 31 Les colònies es preparen mesclant alcohol, aigua i altres substàncies que proporcionen olor i color. Mescla deu cullerades d’alcohol amb tres cullerades d’aigua i cinc gotes de colorant alimentari. Obtindràs un líquid transparent del color del colorant. a) Indica quin tipus de mescla és. b) Identifica cada substància com a solut o dissolvent. 32 Les imatges següents mostren el que passa quan afegeixes sucre i quan afegeixes aspirina a un got amb aigua i remenes: a) Dibuixa a la llibreta les partícules de les substàncies abans i després de la mescla. Utilitza un cercle de diferent color per a cada tipus de substància. b) Quin tipus de mescla forma l’aigua amb sucre? I l’aigua amb aspirina? c) Imagina que, amb una cullereta, prens una mostra d’aigua amb sucre del fons del got i després de la superfície. Dibuixa les partícules d’aigua i sucre de cadascuna. Pots agafar només aigua? d) Ara fes el mateix amb el got que conté aigua amb aspirina. 33 Repassa la informació que apareix en aquesta unitat i classifica les mescles següents. Dissolució Col·loide Mescla heterogènia Aigua del riu Aire Sang Gelatina Pastís de poma Monedes 3 c o m p r ovo e l q u e h e a p rÈs T = 0 °C T1 = 45 °C T2 = 50 °C e) a) b) d) f ) c) f ) sucre aspirina 73 Organitza la informació i aplica els sabers bàsics a diferents contextos i situacions en les activitats que trobaràs a ORGANITZO I COMPRENC EL QUE HE APRÈS. Pensa críticament. Analitza una notícia i respon les preguntes que potenciaran la reflexió i visibilitzaran el teu pensament. Estableix connexions entre la física i la química i altres branques del saber. Contribuiran al fet que comprenguis la diversitat del món on vius. No et paris. Conclou el repte i comunica el que has aconseguit a les persones que t’envolten, compartint els resultats amb el teu entorn pròxim. Així estaràs contribuint a la construcció d ’un món millor per a totes les persones. 58 C I È N C I A I A R T. Has pensat com s’elaboren les escultures metàl·liques que veiem en museus, places o edificis? S’utilitza la tècnica de l’emmotllament a la cera perduda. Es pot aplicar a escultures, joieria o peces metàl·liques. La tècnica segueix els passos següents: 1. S’elabora un prototip en un material tou. Es pot fer directament o elaborar-se mitjançant un disseny 3D. 2. Es fa un motlle del prototip. Serà el negatiu de la peça. Tradicionalment s’elaborava un motlle d’escaiola. Actualment es pot aconseguir mitjançant una impressora 3D, en plàstic o silicona. El motlle es pot utilitzar repetides vegades per elaborar peces iguals. 3. S’omple el motlle amb cera. 4. Es cobreix l’objecte de cera amb pasta refractària i es deixa que s’endureixi. 5. Se substitueix la cera pel metall fos. 6. Només queda esperar que baixi la temperatura per trencar el motlle i recuperar l’escultura metàl·lica, a la qual s’ha de treure el sobrant i polir-la. a) En el procés hi ha dos materials que canvien d’estat. Quins són? Quin canvi experimenten? b) Busca a quina temperatura es produeixen aquests canvis d’estat i justifica’n la diferència. c) Per fer el buidatge de l’escultura s’utilitza una barreja d’aigua i escaiola que després es deixa solidificar. Això és un canvi d’estat físic? Com ho saps? 59 Quan et dutxes, especialment si és un dia d’hivern, pots observar que els vidres o els miralls de la cambra de bany s’entelen. Per què passa això? Assenyala les afirmacions correctes. Amb l’aigua calenta de la dutxa es forma vapor d’aigua, que es condensa en tocar la superfície freda del mirall. El canvi d’estat que ocorre a la superfície del mirall és una evaporació. El canvi d’estat que ocorre a la superfície del mirall és una condensació. Perquè el vapor es condensi, la superfície del mirall ha d’estar a menys temperatura que el vapor d’aigua. Perquè el vapor es condensi, la superfície del mirall ha d’estar a més temperatura que el vapor d’aigua. 60 En escalfar suaument la xocolata observem: Comença a fondre’s als 28 °C i està totalment fosa als 50 °C. La temperatura ha augmentat contínuament. Analitza l’experiència i respon. a) Té la xocolata una temperatura de fusió determinada? b) És la xocolata una substància pura? c) La publicitat d’alguns bombons destaca que «es fonen a la boca». Interpreta aquesta expressió. 61 Relaciona les diferents explicacions dels estats de l’aigua amb els fenòmens meteorològics que produeixen. Gotes d’aigua congelades que augmenten de mida i cauen pel seu pes. Neu Quan hi ha molta humitat i fa fred, l’aigua es condensa o se sublima. Baf Condensació de l’aire que expulsen els éssers vius. Calamarsa L’aigua dels núvols es congela i cauen petits cristalls de gel. Solc blanc dels avions Condensació de l’aigua de l’atmosfera formant gotes. Rosada i gebre Congelació de l’aigua líquida que surt dels motors d’un avió. Núvols c o m p r ovo e l q u e h e a p rÈs 54 34 Aconsegueix l’etiqueta d’una ampolla d’aigua mineral sense gas i d’aigua mineral amb gas. a) Completa a la llibreta una taula indicant la composició de l’aigua que hi ha en cadascuna. b) Assenyala si hi ha algun component que sigui molt més abundant en l’una que en l’altra. c) Imagina que omples un got amb aigua mineral amb gas i un altre amb aigua mineral sense gas. Explica si el que tens en cada got és una substància pura, una dissolució o una mescla heterogènia. d) Compara les etiquetes de les ampolles d’aigua mineral amb gas i sense gas que has utilitzat amb les obtingudes per les teves companyes i companys de classe. Tenen la mateixa composició? Per què? 35 Q U Í M I C A I C U I N A . Observa aquesta recepta d’almívar. 1. Posa en un cassó 200 g de sucre i 100 g d’aigua. Remena perquè es mesclin bé. 2. Escalfa-ho a foc baix sense remenar. Controla la temperatura. La mescla comença a bullir a 100 ºC. Si segueixes escalfant, l‘almívar serà cada cop més dens. Tindrem: A 100 ºC: almívar lleuger. A 105 ºC: almívar a punt de bri fi. A 110 ºC: almívar a punt de bri gruixut. A 120 ºC almívar a punt de bola tova. Posa una mica d’almívar en una copa i fes que el travessi un apuntador làser. Compara-ho amb el que succeeix en dissoldre només una mica de sucre en aigua. Tenint en compte tota aquesta informació: a) Fes servir els resultats de l’ebullició de l’almívar per justificar que és una mescla i no pas una substància pura. b) Tenint en compte el seu comportament amb la llum làser, quin tipus de mescla és l’almívar? c) Són del mateix tipus totes les mescles d’aigua i sucre? Explica-ho. 36 Un te amb sucre és una dissolució. Indica quin és el solut i quin o quins són els dissolvents. Si al te amb sucre li afegim llet, segueix sent una dissolució? Anomena una prova que et permeti diferenciar tots dos tipus de mescla. 37 Llegeix, analitza la notícia i respon a la llibreta. L’invent que pot produir aigua potable per a mi lions de persones Investigadors de la Universitat de Texas [EUA] han creat un gel capaç d’extreure grans quantitats d’aigua de l’aire fins i tot en ambients amb poca humitat com un desert. Un sol quilo de gel pot arribar a produir fins a 13 litres d’aigua en condicions d’ humitat d’un 30 per cent, menys de la meitat de la humitat que tenim de mitjana al nostre país [Espanya]. El nou gel està compost per dos elements molt barats i comuns: la cel·lulosa , que ve de les plantes, i la goma de konjac, un espessidor que es fa ser vir habitualment en alimentació. L’estructura porosa d’aquesta goma ajuda a captar la humitat de l’aire i la cel·lulosa allibera l’aigua quan s’escalfa . El seu cost són 2 dòlars per quilo de gel . www.elconfidencial .com a) Quin tipus de mescla s’haurà format quan el gel de què es parla al text hagi captat l’aigua? b) Indica quina substància o substàncies formen el medi dispersant (la que està en proporció més gran) i la fase dispersa (la que està en proporció més petita). c) D’on procedeix l’aigua que es capta? Serà aigua potable? d) Pensa en dues situacions en què sigui difícil obtenir aigua potable i en què aquest invent pot ajudar a resoldre el problema. c o m p r ovo e l q u e h e a p rÈs 74 De què està formada la matèria 38 Llegeix el text següent i respon. «El carbó és un combustible sòlid. Quan se li acosta una flama, crema per acció de l’oxigen de l’aire i es transforma en un gas anomenat diòxid de carboni». a) Indica en quin estat físic es troba cadascuna d’aquestes substàncies a temperatura ambient. b) Descriu una mescla de carbó i oxigen. Pots dibuixar les substàncies i les seves partícules en un recipient. c) Descriu el compost que resulta de combinar el carbó amb l’oxigen. Indica alguna de les seves característiques. Intenta escriure’n la fórmula. 39 Al dibuix següent, les boles taronges representen àtoms de nitrogen, N, i les blaves, àtoms de fluor, F. Observa els sistemes materials A i B i respon: A B a) Quina és la fórmula química de les substàncies que hi ha a A i a B? b) En quin sistema hi ha una substància pura? En quin hi ha una mescla? c) En quin sistema hi ha substàncies simples? En quin hi ha compostos? 40 Alguns elements químics són importants per al funcionament normal del cos humà. Les autoritats sanitàries han establert la quantitat diària recomanada (QDR) que una persona sana ha d’ingerir, que podem veure en moltes etiquetes: Element QDR (mg) Potassi 2.000 Clor (clorur) 800 Fòsfor 700 Magnesi 375 Ferro 14 Zinc 10 Fluor (fluorur) 3,5 Element QDR (μg) Manganesi 2.000 Coure 1.000 Iode 150 Seleni 55 Crom 40 a) Localitza cadascun d’aquests elements a la taula periòdica. b) Escriu a la llibreta el símbol de cada element i classifica’ls com a metall, no-metall, semimetall o gas noble. c) Busca al supermercat i fotografia l’etiqueta de tres productes que continguin algun d’aquests elements. 3 Elaborar receptes amb ciència Recopila etiquetes de productes que es venen al supermercat en què se n’indiquen els ingredients. Analitza alguns ingredients, indicant si són substàncies pures o mescles. En aquest cas, explica quin tipus de mescla és. Tria un producte (una salsa, unes postres, una beguda….) i elabora una recepta similar. Indica’n els ingredients i la funció de cadascun en el resultat final (si és dissolvent o solut, medi dispersant o emulsionant…). Fes un cartell per destacar tot allò interessant de la teva recepta. Influirà en que guanyis el concurs! Al llarg de la unitat has identificat alguns dels elements i compostos químics presents en els aliments i has après les diverses formes en què es presenta la matèria. Elaborar una recepta saludable és una bona manera de posar aquests coneixements en pràctica. R E P T E AC O N S E G U I T ! 75 En cada etapa d ’aquest itinerari comptes amb el suport de… Un ANNEX DE FORMULACIÓ que t’ajudarà a comprendre i a utilitzar la nomenclatura química. Un QUADERN D’AVENÇOS CIENTÍFICS que t’ajudarà a comprendre la importància de la ciència en la nostra societat. DIFON EL REPTE 6 ACTIVITATS FINALS 5 2. Els compostos binaris Els compostos binaris resulten de la combinació d’àtoms de dos elements químics. Un dels dos tindrà nombre d’oxidació positiu (element electropositiu) i l’altre, nombre d’oxidació negatiu (element electronegatiu). 2.1. Nomenclatura d’un compost binari Ara veurem com es construeix el nom d’un compost químic de dues maneres diferents, mitjançant la nomenclatura de composició. E X E M P L E R E S O LT 1 Fórmula Prefixos Nombre d’oxidació AℓBr3 Tribromur d’alumini Bromur d’alumini CuCℓ2 Diclorur de coure Clorur de cour(II) A C T I V I T A T S 1 Anomena a la llibreta: a) PbCℓ2 d) Cr2S3 b) AℓF3 e) Na3N c) BaI2 f ) K2S Consulta a la taula el nombre d’oxidació de l’element electropositiu. Escriu-lo entre parèntesis i en números romans a continuació del nom, sense deixar espai. És incorrecte afegir-lo si l’element només té un nombre d’oxidació. trisulfur de dialumini tetraclorur de sofre sulfur d’alumini clorur de sofre (IV) El nom de cada element va precedit d’un prefix que indica el nombre d’àtoms d’aquest element que hi ha a la fórmula: mono, per a un. Si no hi pot haver dubte, el prefix mono es pot ometre. di, per a dos. tri, per a tres. tetra, per a quatre. penta, per a cinc. hexa, per a sis... Nom de l’element a la dreta + -ur + de + nom de l’element a l’esquerra Amb prefixos Amb nombres d’oxidació Fixa’t en aquests exemples: Fixa’t que per anomenar el S fem servir el seu nom de procedència del llatí, sulphur. El Aℓ només té un nombre d’oxidació, no s’hi afegeix. element que actua com a electropositiu element que actua com a electronegatiu El nombre d’oxidació del Cℓ negatiu és -1. Perquè el compost sigui neutre, el S ha d’actuar amb el nombre d’oxidació +4: +4 + (-1) ? 4 = 0 Element a la dreta sulfur Element a la dreta clorur Element a l’esquerra d’alumini Element a l’esquerra de sofre Aℓ2S3 SCℓ4 Els elements es combinen en la proporció adequada perquè el compost sigui neutre. És a dir, la suma dels nombres d’oxidació de tots els àtoms de la fórmula ha de ser zero. 238 Annex 1 2.2. Formulació d’un compost binari Ara veurem com es formula un compost químic a partir de la nomenclatura de composició: Prefixos Trisulfur de dialumini AℓS Escriu el símbol de cada element en l’ordre correcte. 1 AℓS Escriu el símbol de cada element. El que acaba en –ur ha d’anar a la dreta a la fórmula. 1 Aℓ2S3 Afegeix com a subíndex el nombre corresponent al prefix de cada element. En aquest cas, di, 2, per al Aℓ i tri, 3, per al S. 2 Aℓ S Localitza a la taula el nombre d’oxidació dels elements: Aℓ, element electropositiu. Nombre d’oxidació: +3 S, element electronegatiu. Nombre d’oxidació: -2 2 Aℓ m Sn m ? (+3) + n ? (-2) = 0 m = 2 n = 3 Aℓ2S3 La suma dels nombres d’oxidació de tots els àtoms ha de ser zero perquè el compost sigui neutre. Troba els subíndexs més petits possibles per simplificar la fórmula al màxim. Per exemple, Aℓ4S6 també és vàlid, però s’ha de simplificar. 3 Nombre d’oxidació Sulfur d’alumini A C T I V I T A T S 2 Formula a la llibreta: a) Clorur de bari. b) Tetraiodur d’estany. c) Trifluorur de nitrogen. d) Diclorur de mercuri. e) Pentaclorur de fòsfor. f ) Sulfur de ferro(III). g) Bromur de cobalt(II). h) Nitrur d’alumini. E X E M P L E R E S O LT 2 Formula els compostos següents. a) Diclorur de bari b) Iodur de ferro(III) a) Escriu a la dreta el símbol de l’element acabat en -ur: el clor. Afegeix-hi el subíndex 2 corresponent al prefix numèric del clor, di: BaCℓ2 b) Escriu a la dreta el símbol de l’element acabat en -ur: el iode. Afegeix al iode el subíndex que indica el nombre d’oxidació del ferro que indica la xifra romana: FeI3 +3 -2 +3 -2 239
Envasos i més envasos Segur que més d’una vegada has consumit menjar o beguda envasada. Has pensat com s’elaboren els envasos? Es prenen mesures de manera que a l’envàs hi càpiga el contingut i no sobri espai . Un equip de disseny n’estableix la forma perquè se’n puguin empaquetar molts d’iguals i es transportin amb facilitat. També es tria un material adequat al seu contingut i que sigui barat. Llencem aquest esforç a les escombraries? Uns envasos es podran reutilitzar per a diferents usos i d’uns altres en podrem aprofitar el material de què estan fets. Un bon repte per abordar! La matèria i la mesura 1 R E P T E Reduir la producció i el consum d’envasos 8
RkJQdWJsaXNoZXIy