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
RkJQdWJsaXNoZXIy