Proposta didàctica Química 1 Batxillerat. Codi obert

1

La matèria

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Les competències de la unitat 1.1 Competències generals del Batxillerat 1.2 Competències científiques Programació d’aula Orientacions didàctiques Recursos digitals Test d’autoavaluació Solucionari 6.1 Solucionari del llibre de l’alumne 6.2 Solucionari del test d’autoavaluació

4 4 6 7 9 13 14 16 16 26

Unitat 1 · La matèria

1 Les competències de la unitat 1.1 Competències generals del Batxillerat Seccions Dossier 1

Dossier 2

Dossier 3

Com es produeixen els canvis d’estat?

Activitats finals

4

CP: Analitzar per parelles la informació donada i extreure’n conclusions a partir de la construcció d’un gràfic sobre els canvis d’estat de l’aigua pura.

CC: Ser capaç de raonar fets científics de manera fonamentada.

CM: Ser capaç de descriure des d’un punt de vista científic els fets experimentals observats.

CR: Ser competent en la cerca de la informació necessària per respondre les qüestions plantejades.

Continguts

CC: Interpretar informació continguda en els gràfics.

CM: Relacionar les diferents unitats amb les quals es pot expressar la calor específica.

Qui transporta el material genètic?

CP: Ser capaç de treballar en grup i construir coneixement conjuntament.

CC: Argumentar una opinió per mitjà d’una estructura ordenada i amb un bon ús del raonament.

CM: Interpretar i extrapolar l’aplicació dels isòtops en la recerca per mitjà de la comprensió de l’experiment de tipus biològic usat d’exemple.

CR: Ser capaç de trobar a la taula periòdica la informació que es demana.

Continguts

CC: Escriure correctament la resolució dels problemes amb el llenguatge simbòlic adequat, i utilitzant factors de conversió i els canvis d’unitats correctes.

Com es mesuren les quantitats?

Continguts Dossier 4

Competències clau

Què i com investigaven els químics del segle xviii?

CP: Gestionar correctament el treball personal i en grup.

CC: Escriure correctament la resolució dels dos problemes amb el llenguatge simbòlic adequat.

CM: Canviar i adaptar el model representat en una recepta de cuina a la situació real en què es troba l’alumne.

CR: Recordar què és una magnitud, quines unitats es fan servir, etc., per poder omplir una taula.

CP

Act. 1: Aplicar els conceptes estudiats sobre la massa molar.

CP: Gestionar correctament el treball personal i en grup, i millorar l’autoavaluació i l’autoregulació de l’aprenentatge que implica demostrar la llei de Lavoisier.

CC: Interaccionar i dialogar amb els companys per establir quin dels dissenys experimentals és el més adient, la qual cosa implica descriure la idea, explicar-la, justificar-la i argumentar-la.

CM: Dissenyar un experiment que ajudi a comprendre la llei de Lavoisier. Llegir el llibre recomanat, atès que dona una visió sobre quina ha estat la contribució de la química a la societat en un moment determinat de la història.

CR: Cercar informació, plantejar hipòtesis, planificar una recerca, fer un muntatge experimental, calcular mesures, analitzar les dades i extreure conclusions a l’hora de dissenyar un treball experimental per demostrar la llei de Lavoisier.

Continguts

CP: Posar en pràctica la llei de Lavoisier o de conservació de la massa mitjançat dos experiments que es poden executar en forma de pràctica de laboratori.

CP: Promoure la reflexió sobre la dimensió social i ètica de la recerca en química, a partir de la constatació dels canvis que ha provocat en la societat i el valor afegit que donaven els primers investigadors en les condicions de treball que assumien.

CD: Utilitzar el recurs digital en forma de vídeo per entendre la pràctica experimental que s’hi ofereix sobre la llei de Lavoisier.

Exercicis

CR

Aplicar els conceptes estudiats sobre la cinètica molecular per interpretar els canvis d’estat.

Aplicar les lleis ponderals per resoldre diferents tipologies d’activitats.

CC

Act. 7: Descriure i interpretar un gràfic sobre els canvis d’estat d’agregació de la matèria.

Act. 8: Interpretar un gràfic sobre l’escalfament de quatre compostos químics.

Unitat 1 · La matèria

Química en context

CC

Act. 1: Interpretar correctament el llenguatge simbòlic relacionat amb els isòtops.

Act. 2: Argumentar des del punt de vista científic fets experimentals observats i justificar-los segons la teoria cineticomolecular.

Act. 3: Interpretar correctament la informació exposada en un text i obtenir-ne les dades necessàries per solucionar un exercici numèric sobre el càlcul de dosis i quantitats.

Act. 4: Interpretar correctament la informació exposada en un text i obtenir-ne les dades necessàries per solucionar un exercici numèric sobre els percentatges emprats en joieria.

Act. 5: Interpretar correctament la informació exposada en un text i obtenir-ne les dades necessàries per solucionar un exercici numèric sobre el càlcul de masses.

CR

Act. 1: Ser capaç d’aplicar una fórmula canviant les incògnites.

Act. 2: Extreure satisfactòriament dades d’una gràfica i traslladar-les a una taula.

Act. 3: Buscar informació i extreure conclusions sobre la toxicitat del sulfat de coure(II)—aigua (1/5).

Act. 4: Entendre el model explicatiu de les lleis d’aliatges que es fan servir en joieria.

Act. 5: Buscar informació i extreure conclusions sobre la funció de la vitamina B2 en el cos humà.

1.2 Competències científiques CONTEXT (PISA) Situació

Àrea de contingut

HABILITATS DE LA COMPETÈNCIA CIENTÍFICA (PISA) Identificar assumptes científics

Explicar científicament els fenòmens

Emprar l’evidència científica

Dossier 1

Personal

Fronteres de la ciència i la tecnologia

Descriure Identificar

Interpretar Aplicar Representar

Reflexionar Concloure

Dossier 2

Social

Salut

Descriure Identificar Observar

Interpretar Representar

Reflexionar Comunicar

Dossier 3

Personal

Recursos naturals

Identificar Observar

Aplicar

Raonar

Dossier 4

Social

Fronteres de la ciència i la tecnologia

Descriure

Aplicar Representar

Analitzar Raonar Comunicar

Química en context 1

Personal

Fronteres de la ciència i la tecnologia

Descriure

Aplicar

Raonar

Química en context 2

Social

Fronteres de la ciència i la tecnologia

Descriure Identificar

Aplicar Interpretar Representar

Analitzar Reflexionar Concloure

Química en context 3

Social

Salut

Identificar

Aplicar Interpretar

Analitzar Raonar Concloure Reflexionar

Química en context 4

Global

Recursos naturals

Descriure Identificar

Aplicar Interpretar

Analitzar Reflexionar Concloure

Química en context 5

Personal

Salut

Identificar

Aplicar Interpretar

Analitzar Raonar Concloure

5

6 S2-S3

Continguts

• E ntendre i interpretar informació procedent de Dossier 1. Com es produeixen els canvis gràfics i taules. d’estat?

• Extreure, interpretar i argumentar amb rigor informació d’un text científic.

• C omprendre i descriure la teoria cineticomolecular i relacionar-ho amb els canvis d’estat.

1. La teoria cineticomolecular 1.1 La teoria cineticomolecular per als gasos 1.2. La teoria cineticomolecular per als líquids 1.3 La teoria cineticomolecular per als sòlids 2. Els canvis d’estat d’agregació de la matèria 2.1. Explicació cineticomolecular dels canvis d’estat 2.2. Energia que intervé en un canvi d’estat

Activitats

Bloc de continguts

Criteris d’avaluació *

Analitza: 1, 2, 3

1, 2

1, 2

Competències generals del Batxillerat ** CC CP

2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 Química en context: 2

2

2

CC CP CR

S4

• R econèixer i utilitzar les estratègies bàsiques del Problema resolt 1. Calcular intercanvis de treball científic per resoldre situacions-problema. calor

Aplica-ho

2

2

CM

S5

• E xtreure la informació d’un text científic, inter- Dossier 2. Qui transporta el material genètic? pretar-la i argumentar-la amb rigor i precisió fent servir la terminologia adequada.

Analitza: 1, 2, 3, 4

3

3

CC CP CM CR

• C alcular la massa atòmica d’un element a partir de les dades espectromètriques obtingudes dels seus diferents isòtops.

14, 15, 16, 17, 18, 19 Química en context: 1, 4

1, 3

2

CC CP

Aplica-ho

2

2

CM

Analitza: 1, 2, 3

1

6

CC

S6 – S7

3. Els àtoms 3.1. Els elements químics, els àtoms i les partícules subatòmiques 3.2. Els isòtops 3.3. Els ions 4. La massa dels àtoms 4.1. La unitat de massa atòmica 4.2 La massa atòmica relativa d’un isòtop 4.3. La massa atòmica relativa d’un element

S7

• D eduir l’estructura atòmica de diversos elements Problema resolt 2. Calcular intercanvis de químics. calor

S8

esoldre exercicis numèrics expressant el valor de Dossier 3. Com es mesuren les quantitats?

• R les magnituds, fent servir notació científica quan cal i fent càlculs amb factors de conversió.

• Comprendre les estratègies que s’utilitzen per fer canvis d’unitats.

Unitat 1 · La matèria

S1

Objectius

2 Programació de aula

Sessió

S9-S11

• C omprendre els conceptes de mol, massa mole- 5. El mol cular i molar, i volum molar.

5.1. La massa molecular relativa 5.2. La constant d’Avogadro i el mol 5.3. Canvis de quantitat d’àtom a molècula i a mol 5.4 Massa molar 5.5. Volum molar

20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 Química en context: 3, 5

1

4, 6

CC

S11

• R econèixer i utilitzar les estratègies bàsiques del Problema resolt 3. Practicar canvis de quantreball científic per resoldre situacions-problema. titats

Aplica-ho

2

4

CM

S12

• I nterpretar informació a partir d’un text científic Dossier 4. Què i com investigaven els químics i argumentar amb rigor. del segle xviii?

• Utilitzar amb autonomia creixent estratègies de recerca pròpies de les ciències, formular d’hipòtesis, cercar informació i dissenyar experiments.

Analitza: 1, 2

1

1

CC CP

• C omprendre les lleis ponderals, que són importants en la química, així com les estratègies que s’utilitzen en la seva elaboració i contrastació experimental.

• Planificar i realitzar treballs que impliquin resoldre problemes teòrics i pràctics plantejats en el desenvolupament dels continguts de la matèria.

• Prendre consciència de la importància d’impulsar desenvolupaments científics que responguin a les necessitats humanes.

35, 36, 37, 38, 39

1

9

CD CM

Aplica-ho

1

9

CM

S13- S16

S16

6. Les lleis ponderals 6.1. Contextualització històrica de les lleis ponderals - La llei de Lavoisier o de conservació de la massa - La llei de Proust o de les proporcions definides o constants - La llei de Dalton o de les proporcions múltiples - La llei de Richter o de les proporcions recíproques 6.2. Connexió entre el model atòmic de Dalton i les lleis ponderals

• Reconèixer i utilitzar les estratègies bàsiques del- Problema resolt 4. Aplicar la llei de Proust treball científic per resoldre situacions-problema. Problema resolt 5. Aplicar amb reactius limitants

* La numeració dels criteris d’avaluació corresponen a l’apartat 2, Programació, d’aquesta proposta didàctica. ** Les competències generals del Batxillerat de cada apartat estan desenvolupades en l’apartat 4, Les unitats didàctiques, d’aquesta proposta didàctica.

Unitat 1 · La matèria

7

3 Orientacions didàctiques Dossier 1. Com es produeixen els canvis d’estat?

La unitat comença amb el primer dossier que es pot dur a terme en una sessió. La idea és que els ítems exposats i les posteriors activitats proposades permetin a l’alumnat recuperar els seus coneixements previs i que el professor introdueixi els principals blocs de contingut que es treballaran en aquesta primera part de la unitat. La proposta de treball seria la lectura conjunta dels ítems, durant la qual el professor pot aprofitar per fer els recordatoris que li semblin necessaris, tot i que preferentment es deixarà que els alumnes recuperin els coneixements previs durant les activitats. A continuació, s’aniran resolent les qüestions de cada bloc (individualment o per parelles o grups, tal com s’indica a cada activitat) i es posaran en comú. El llibre està pensat perquè bona part de les solucions de les preguntes que es plantegen en les situacions d’aprenentatge es puguin resoldre buscant la informació als blocs de teoria que es trobaran a continuació. És per això que s’ha de dir als alumnes que poden recórrer a la lectura dels apartats de teoria, ja que això, a més d’ajudar-los a respondre les qüestions, facilitarà el seu aprenentatge en el moment en què el professor expliqui la teoria corresponent a aquests blocs. Es recomana fer la posada en comú de cada bloc abans de passar al següent, per garantir que el ritme de treball i els temps dedicats a cada apartat són suficients i que hi ha temps de fer la correcció de tot durant la sessió. Durant les correccions no es tracta tant de fer la corresponent explicació teòrica a fons, sinó de corregir els errors que hi apareguin, situar els alumnes en els coneixements previs (la teoria cineticomolecular s’ha treballat a 3r d’ESO i, per tant, tots haurien de tenir una idea sobre el que es demana) i de fer-los entendre la necessitat d’aprofundir més durant les properes sessions teòriques, per tal que siguin capaços de respondre completament i correctament les diferents qüestions plantejades, amb el grau de rigor i profunditat esperats en aquesta etapa.

1 La teoria cineticomolecular En aquest apartat s’introdueixen els conceptes propis de la teoria cineticomolecular per als tres estats d’agregació de la matèria. És molt important que els alumnes entenguin les diferències entre el comportament microscòpic i allò que es pot observar a nivell macroscòpic, i com el primer condiciona el segon. Per entendre clarament la teoria, cal recordar conceptes com la densitat o la disposició en forma d’àtoms, molècules o cristalls.

8

Es tracta d’un bloc introductori i de repàs, ja que el contingut ha estat treballat en altres etapes, i es tornarà a treballar amb més profunditat quan s’arribi al tema dels gasos.

2 Els canvis d’estat d’agregació de la matèria Aquest apartat es troba dividit en dues parts diferenciades. La primera és el fonament teòric sobre els canvis d’estat, que, igual com passava amb la teoria cineticomolecular, ha de servir de recordatori de conceptes que prèviament han estat treballats en altres etapes. Així mateix, és important posar l’èmfasi en les diferències entre el comportament microscòpic i el macroscòpic, i com el comportament dels àtoms o les molècules entre ells condiciona l’estat en què es troba la matèria.

Es poden repassar conceptes com la temperatura i la relació que té amb la velocitat de les partícules, les forces intramoleculars i la calor.

En el segon bloc d’aquest apartat es fa la introducció als càlculs relacionats amb l’energia que intervé en els canvis d’estat. Aquesta part és nova i caldrà dedicar temps a introduir i entendre cadascuna de les variables que es necessiten per calcular l’energia associada a un canvi d’estat o a l’escalfament o refredament d’una substància. També és un bon moment per recordar la importància de les unitats i del seu ús correcte, així com dels factors de conversió, i per realitzar diversos exemples de canvis d’unitat (les unitats de les magnituds usades serviran per passar l’energia de calories a Joules, passar la massa de grams a quilograms, la temperatura de K a °C, etc.). Es pot reproduir l’exemple a la pissarra i fer èmfasi de tot allò que s’acaba de descriure.

1 Problema resolt. Calcular intercanvis de calor L’objectiu del problema és recollir les situacions més característiques amb què es poden trobar en problemes d’aquest àmbit. És per això que el problema consta de diversos apartats en els quals es duen a terme els següents processos: extreure informació d’una gràfica, aplicar els càlculs necessaris per determinar la calor d’un canvi d’estat (incloent-hi els pertinents canvis d’unitat) i interpretar el valor de les diferents calors obtingudes per poder-les relacionar quan sigui necessari, així com emprar adequadament els signes establerts per conveni per a cada situació.

El docent pot deixar un temps als alumnes perquè llegeixin el problema amb atenció. Una bona dinàmica pot ser facilitar-los primer l’enunciat, donar-los un temps per resoldre el problema i deixar-los autocorregir, a continuació, el problema amb l’exercici resolt complet,

Unitat 1 · La matèria

i posar en comú aquells aspectes que es cregui convenient destacar. També es poden indicar els problemes del «M’entreno» final que permeten treballar aquest àmbit i indicar-ne uns quants, els que cada professor consideri més significatius, per fer i corregir tots junts a l’aula després de comentar l’exemple resolt.

Dossier 2. Qui transporta el material genètic?

Aquest dossier presenta diversos objectius. D’una banda, vol introduir l’alumnat en el món de la recerca per marcatge d’isòtops per mitjà de l’explicació d’un experiment clau en el camp de la bioquímica. D’altra banda, pretén refrescar a l’alumne coneixements previs treballats a 3r i/o a 4t de l’ESO sobre l’àtom, les seves subpartícules, la simbologia usada, el nombre atòmic i màssic, etc. A més, es vol fer reflexionar l’alumne sobre el món de la recerca i la situació de la dona en la ciència, tant en el passat com en l’actualitat.

Es recomana dedicar una sessió a treballar a l’aula el contingut del dossier i introduir ja els apartats teòrics que es presenten a continuació. La metodologia recomanada seria: llegir conjuntament els diferents ítems i demanar als alumnes que responguin (individualment, per parelles o per grups, tal com s’indiqui a cada activitat) les diferents qüestions. Per fer-ho, se’ls pot dir que poden consultar els punts de teoria corresponents a l’apartat 3, ja que és un apartat treballat íntegrament durant els cursos anteriors, i que ells haurien de conèixer i recordar completament o amb un elevat grau de detall. És imprescindible posar en comú la solució dels diferents apartats, tot i que, en lloc de fer-ho de manera sistemàtica, es pot decidir fer un cop s’introdueixi la teoria, i aturar-se en cadascun dels apartats que s’esmenten en les qüestions.

3 Els àtoms En aquest apartat es defineix l’àtom, es recorden i es defineixen les seves tres subpartícules (protons, neutrons i electrons), es defineixen els isòtops i els ions. Tot el contingut teòric és un recordatori, ja que s’ha treballat exhaustivament durant els cursos de 3r i 4t d’ESO. És important, tanmateix, garantir que els alumnes entenen les característiques de les subpartícules, ja que aquests conceptes es recuperaran quan s’introdueixi la teoria atòmica. Així mateix, també és important que els alumnes integrin la simbologia pròpia dels àtoms i que siguin capaços d’escriure i reconèixer la informació sobre isòtops, àtoms o ions. Com ja s’ha dit, com que es tracta d’un contingut prèviament treballat amb profunditat i que principalment cal recordar i garantir que s’assoleix, més que impartir-lo en classe magistral, es recomana al professorat que es recordin aquests co-

neixements per mitjà de la resolució del problema plantejat en el segon dossier, i que es deixi que siguin els mateixos alumnes que prenguin la iniciativa i llegeixin els diferents apartats, i vagin recordant els conceptes a mesura que responen les diferents qüestions.

4 La massa dels àtoms En aquest bloc s’explica la massa atòmica i el seu càlcul a partir de la mitjana ponderada de les masses isotòpiques i les seves abundàncies relatives. Es presenta la unitat de massa atòmica, s’introdueix el concepte d’espectròmetre de masses, i es fa èmfasi en la diferència entre la massa atòmica, la massa isotòpica i la massa d’un element. Alguns conceptes són nous i d’altres ja han estat treballats prèviament, però, en aquest cas, per la complexitat que presenta per a molts alumnes, sí que es recomana que sigui el professor qui lideri l’explicació per mitjà d’una classe magistral. És molt recomanable que s’intercali l’explicació amb la resolució d’aquells exercicis del «M’entreno» final que el professor consideri més significatius, i que permetin als alumnes relacionar la teoria amb la seva aplicació pràctica i en faciliti, així, la comprensió.

2 Problema resolt. Practicar amb els conceptes d’àtom, isòtop i ió.

El problema resolt és un exemple tipus de problema en què es pretén comprovar si els alumnes han entès bé els conceptes treballats en aquesta unitat. En el problema s’ha volgut posar un exemple de cadascuna de les situacions en què es poden trobar els alumnes, i pretén ajudar-los a saber completar la informació independentment de la que es doni de partida. Es recomana donar als alumnes el problema resolt i dir-los que, un cop feta la lectura, intentin completar ells els problemes del «M’entreno» que són idèntics al plantejat en l’exemple. Es poden corregir conjuntament, però amb l’exemple resolt els alumnes no haurien de tenir cap dificultat per resoldre els problemes finals de manera autònoma, cosa que ha de permetre al professor atendre les necessitats d’aprenentatge específiques que es pot trobar entre el seu alumnat.

Dossier 3. Com es mesuren les quantitats?

Aquest dossier es pot dur a terme en una sessió. Els ítems exposats corresponen a una recepta de cuina real (que surt molt bé!). Les activitats proposades han de permetre a l’alumnat recuperar els seus coneixements previs sobre canvis d’unitats i els conceptes de magnitud, mesura, unitat i aparell de mesura. També han de permetre recuperar els coneixements previs sobre com s’utilitzen els factors de conversió.

9

Unitat 1 · La matèria

La proposta de treball consisteix a fer la lectura conjunta dels ítems a l’aula, i proposar si hi ha algun voluntari per fer i compartir la coca per a l’esmorzar de l’endemà, però fixant quantitats diferents de farina perquè hagin de fer els càlculs pertinents. És convenient que el professor faci un bon recordatori sobre els canvis d’unitats i els factors de conversió. A continuació, en parelles heterogènies d’alumnes s’aniran resolent les qüestions proposades, es posaran en comú i es corregiran. Per aconseguir alguna de les solucions de les activitats que es plantegen, es pot buscar informació en els blocs de teoria de la unitat. Es recomana fer la posada en comú de cada activitat abans de passar a la següent, per garantir que el ritme de treball i els temps dedicats a cada apartat són suficients i que hi ha temps de fer la correcció durant la sessió. Durant les correccions és convenient insistir sobre com s’han de fer, i escriure els procediments dels càlculs i quines unitats de mesura s’han d’escriure. Cal remarcar que els alumnes hauran fet factors de conversió a l’ESO, i que a la matèria de Física i Química de 4t d’ESO es treballen els conceptes d’àtom, molècula, mol, massa molar, etc., per tant, haurien de tenir una idea clara sobre el que es demana i se’ls hauria de fer entendre la necessitat que tenen d’augmentar el rigor amb què faran els càlculs en aquesta etapa acadèmica.

5 El mol En aquest apartat es defineix i s’explica com es calcula la massa molecular relativa, la massa molar i el volum molar. S’explica com es fan els canvis de quantitat d’àtom a molècula (ió o entitat), a mol, a massa, i al revés, per mitjà de factors de conversió. Tot el contingut teòric és un recordatori, atès que s’ha treballat durant els cursos de 3r i 4t d’ESO. És important garantir que els alumnes entenen els procediments que han de fer amb els factors de conversió per realitzar els canvis d’unitats i de quantitats pertinents. També és important que els alumnes integrin els càlculs amb factors de conversió com la forma pròpia de molts dels càlculs en química, i sempre tenint present que cadascun dels nombres que s’escriuen han d’anar acompanyats de la unitat i de la substància de la que es tracti.

Com que es tracta d’un contingut prèviament treballat a l’ESO, es recomana al professorat que es refresquin aquests coneixements previs amb un petit recordatori i que es dediqui temps a la resolució i la correcció d’exercicis i problemes. A mesura que els alumnes facin exercicis, els sorgiran dubtes sobre com són i com es formulen les diferents substàncies, i de si es tracta d’àtoms, ions, molècules o entitats.

10

3 Problema resolt. Practicar canvis de quantitats Aquest problema resolt comença amb una contextualització de les substàncies amb les quals es treballa a continuació, perquè, a poc a poc, l’alumne vagi entenent que les substàncies químiques tenen usos diversos i quotidians. Per completar la taula s’han de fer diversos tipus de canvis d’unitats amb els quals s’ha treballat en aquesta unitat, i per això serveix per comprovar si els alumnes han entès bé els conceptes estudiats.

Els alumnes amb més dificultats poden fer abans, i a més a més, el problema resolt que hi ha en el pdf Digital 3.

Es recomana fer copiar la taula als alumnes i dir-los que per omplir cadascuna de les cel·les han de fer els factors de conversió necessaris. És convenient insistir als alumnes que cada nombre i cada quantitat han d’anar acompanyats de les unitats amb què es mesura i també de quina substància es tracta. Si l’enunciat del problema no dona les dades de les masses atòmiques, s’han de buscar a la taula periòdica, la qual cosa ajuda els alumnes a fer-la propera i familiar. És important que els alumnes escriguin els procediments fent servir la simbologia especificada per la IUPAC i de forma absolutament rigorosa.

Un cop feta la primera fila de la taula, és bo corregir-la i trobar-hi els possibles errors abans de continuar, ja que probablement aquests errors ja no es repetiran en escriure els procediments de la segona fila. I també cal corregir la segona fila abans de fer la tercera. La correcció es pot fer conjuntament, a la pissarra, però és més convenient que els alumnes corregeixin de forma autònoma amb l’exemple resolt i vagin preguntant els dubtes al professor, que disposarà del temps que els alumnes tenen per fer l’exercici per atendre les necessitats d’aprenentatge específiques del seu alumnat.

A casa, els alumnes poden completar sols els exercicis de l’«Aplica-ho», ja que són idèntics als plantejats en l’exemple resolt.

Dossier 4. Què i com investigaven els químics del segle xviii?

Els ítems exposats donen informació sobre l’obra de teatre Oxigen i sobre els seus autors, Carl Djerassi (Premi Wolf de Química el 1978) i Roald Hoffmann (Premi Nobel de química el 1981). És convenient animar els alumnes a llegir el llibre o a veure l’obra de teatre.

Unitat 1 · La matèria

L’activitat, primer, convida a recordar qui era Lavoisier i què diu la seva llei, i, en segon lloc, convida a dissenyar (i posar en pràctica després) un experiment que demostri la llei de Lavoisier. La dinàmica grupal proposada en l’activitat implica que tots els alumnes han de pensar un experiment i que després l’han d’explicar als companys. El fet d’haver de consensuar el millor experiment en la parella i després en el grup de quatre és, en realitat, una autoavaluació i una coavaluació que serveix per donar valor i animar la millor idea i també per aprendre de la pitjor. Sovint poden sortir idees complementàries. Cal insistir als alumnes que els experiments proposats han de ser simples, s’han de poder fer a l’aula i millor si s’utilitzen materials quotidians de rebuig. Cal explicar bé que treballar amb gasos és realment complicat. Es recomana que els alumnes presentin el seu experiment davant la resta de companys (activitat que pot ser avaluada) en una exposició oral, o una demostració simple a l’aula, o amb algun altre mitjà audiovisual. Si alguns dels experiments surt bé, és curiós i imaginatiu, se’n pot fer un pòster, amb fotografies, i exposar-lo en algun lloc de l’escola perquè el vegi la comunitat educativa. També se’n podria fer un vídeo.

6 Les lleis ponderals En aquest apartat s’expliquen les lleis ponderals: la llei de Lavoisier o de conservació de la massa, la llei de Proust o de les proporcions definides o constants, la llei de Dalton o de les proporcions múltiples i la llei de Richter o de les proporcions recíproques. Cal deixar clar als alumnes que es tracta de lleis experimentals obtingudes a finals del segle xviii i començaments del segle xix en uns laboratoris i fent servir eines i tecnologia de l’època.

S’expliquen les lleis ponderals i els càlculs que porten associats contextualitzats històricament, la qual cosa implica, per exemple escriure oxigen com O i no com O2, perquè en aquella època no se sabia que una molècula d’oxigen conté 2 àtoms. Els càlculs estan fets com a proporcions i no estan escrits en forma de factors de conversió, també per respectar el context històric. És important garantir que els alumnes entenen el concepte que representa cada una de les lleis ponderals, com es fan i com s’escriuen els càlculs, així com la importància històrica que tenen.

Per assimilar la llei de Lavoisier es pot anar al laboratori a fer la Pràctica 1 i 2 Llei de Lavoisier. Conservació de la matèria, de les pàgines 39 i 40 del llibre. També es pot visualitzar el vídeo de la pràctica a l’aula i fer les qüestions associades.

4 Problema resolt. Aplicar la llei de Proust Aquest problema resolt comença amb una curta contextualització històrica de Joseph Louis Proust.

Es recomana que els alumnes no utilitzin regles de tres. La solució escrita en l’exemple resolt surt de la dada llegida en la taula que diu que 1 g d’hidrogen es combina amb 8 g d’oxigen per formar aigua, però es podria haver agafat qualsevol de les altres dades tabulades per obtenir el mateix resultat. També cal remarcar que les proporcions escrites en la solució es podrien haver escrit a la inversa i també seria obtingut el mateix resultat. És molt recomanable per als alumnes escriure sempre el nom de la llei que s’utilitza en resoldre el problema, perquè això ajuda a interioritzar-lo i a aprendre’l.

La correcció es pot fer conjuntament, a la pissarra, però és més convenient que els alumnes corregeixin de forma autònoma amb l’exemple resolt i vagin preguntant els dubtes al professor, que disposarà del temps que els alumnes tenen per fer l’exercici per atendre les necessitats d’aprenentatge específiques del seu alumnat. A casa, els alumnes poden completar sols l’exercici de l’«Aplica-ho», ja que és idèntic al plantejat en l’exemple resolt.

5 Problema resolt. Practicar amb reactius limitants Malgrat que el concepte de reactiu limitant no apareix fins a la unitat de reaccions químiques, amb aquest problema resolt s’introdueix el concepte i s’apliquen les lleis ponderals.

Es recomana que els alumnes no utilitzin regles de tres. Igual que en l’exemple resolt anterior, la solució escrita en l’exemple resolt surt de la dada llegida en la taula que diu que 1 g d’hidrogen es combina amb 8 g d’oxigen per formar aigua, però es podria haver agafat qualsevol de les altres dades tabulades per obtenir el mateix resultat. També cal remarcar que les proporcions escrites en la solució es podrien haver escrit a la inversa i també seria obtingut el mateix resultat. És molt recomanable per als alumnes escriure sempre el nom de la llei que s’utilitza en resoldre el problema, perquè això ajuda a interioritzar-lo i a aprendre’l.

La correcció es pot fer conjuntament, a la pissarra, però és més convenient que els alumnes corregeixin de forma autònoma amb l’exemple resolt i vagin preguntant els dubtes al professor, que disposarà de temps per atendre les necessitats d’aprenentatge específiques del seu alumnat. A casa, els alumnes poden completar sols l’exercici de l’«Aplica-ho», ja que és idèntic al plantejat en l’exemple resolt.

11

Unitat 1 · La matèria

Química en context

4 Determinació de la puresa dels metalls preciosos

1 Càlcul de masses isotòpiques

El llarg context que acompanya aquest problema explica quins són els metalls preciosos, quin aliatge forma una joia d’or blanc, com s’expressa la puresa en quirats i què significa, què és la plata de llei i les diferents pureses que impliquen les diferents lleis, etc. Els alumnes han de ser capaços de resoldre el problema fent els càlculs adequats i escrivint-los bé.

Els alumnes han de ser capaços d’entendre d’on surt la massa dels elements de la taula periòdica i de saber-los calcular si se’ls facilita la informació adequada.

2 Anàlisi d’una mostra d’alcohol etílic Es tracta d’un experiment que els alumnes podrien dur a terme al laboratori i en què es posen de manifest els conceptes clau de la teoria cineticomolecular.

3 Neteja de piscines Es contextualitza el problema amb les dades reals de la quantitat de sulfat de coure(II)—aigua (1/5) que s’ha de posar en una piscina per netejar l’aigua verdosa provocada per algues o per matèria orgànica en suspensió.

Els alumnes han de ser capaços de resoldre el problema fent els càlculs adequats i escrivint-los bé.

12

5 Dissenyar un règim saludable El context d’aquest problema explica que la vitamina B2, la riboflavina, s’ha de consumir cada dia, quins aliments en contenen, etc. Per resoldre el problema, els alumnes hauran de fer càlculs, amb factors de conversió i canvis d’unitats.

Unitat 1 · La matèria

4 Recursos digitals Pàgina del llibre Gràfic del refredament del plom Descripció: Imatge que conté la gràfica de refredament del plom.

Finalitat: Poder-ne extreure les dades necessàries per a la resolució de l’exercici.

13

Replicació d’un bacteriòfag Descripció: Imatge que conté les diferents etapes del procés d’infecció a un bacteri del virus bacteriòfag T2.

Finalitat: Entendre el mecanisme de funcionament d’aquests virus per comprendre els fonaments de l’experiment usat per determinar quina molècula era portadora de l’ADN.

14

Taula periòdica dels elements Descripció: Imatge que mostra la taula periòdica dels elements.

Finalitat: Identificar l’estructura de la taula i veure’n la disposició de les files i columnes on van els elements.

15

Digital 1. L’àtom: interrogant la matèria Descripció: Capítol del programa Quèquicom sobre l’estudi de la matèria.

Finalitat: Aprendre la matèria a través de les intervencions de diversos investigadors.

15

Digital 2. Isòtops de l’hidrogen Descripció: Vídeo sobre els isòtops de l’hidrogen.

Finalitat: Aprendre en què consisteix un isòtop.

16

Taula periòdica dels elements Descripció: Imatge que mostra la taula periòdica dels elements.

Finalitat: Identificar l’estructura de la taula i veure’n la disposició de les files i columnes on van els elements.

18

Digital 3. Activitat resolta: Practicar més canvis de quantitats Descripció: Document en pdf que conté un problema resolt i comentat.

Finalitat: Donar un altre problema resolt als alumnes per practicar els canvis de quantitats.

23

Pràctica de laboratori: Llei de Lavoisier o de conservació de la massa-1 Descripció: Vídeo que conté la pràctica gravada al laboratori sobre la llei de Lavoisier feta amb una reacció de precipitació.

Finalitat: Veure la pràctica de la llei de Lavoisier si no es té el recurs de poder anar al laboratori a fer-la.

25

Pràctica de laboratori: Llei de Lavoisier o de conservació de la massa-2 Descripció: Vídeo que conté la pràctica gravada al laboratori sobre la llei de Lavoisier feta amb una reacció en què es desprèn un gas.

Finalitat: Veure la pràctica de la llei de Lavoisier si no es té el recurs de poder anar al laboratori a fer-la.

26

Resum de la unitat Descripció: Document en pdf que conté el resum de la unitat.

Finalitat: Tenir en un document imprimible el resum de la unitat per facilitar-ne l’estudi.

33

Banc Digital. La teoria cineticomolecular Descripció: Document en pdf on hi ha activitats resoltes del tema.

Finalitat: Donar a l’alumne material autocorrectiu per poder estudiar.

34

Banc Digital. Els canvis d’estat d’agregació de la matèria Descripció: Document en pdf on hi ha activitats resoltes del tema.

Finalitat: Donar a l’alumne material autocorrectiu per poder estudiar.

35

Banc Digital. Massa dels elements Descripció: Document en pdf on hi ha activitats resoltes del tema.

Finalitat: Donar a l’alumne material autocorrectiu per poder estudiar.

35

Banc Digital. El mol Descripció: Document en pdf on hi ha activitats resoltes del tema.

Finalitat: Donar a l’alumne material autocorrectiu per poder estudiar.

36

Banc Digital. Lleis ponderals Descripció: Document en pdf on hi ha activitats resoltes del tema.

Finalitat: Donar a l’alumne material autocorrectiu per poder estudiar.

36

13

Unitat 1 · La matèria

5 Test d’autoavaluació Cognoms: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Nom: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Data: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Curs: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Grup: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qualificació: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 Segons la teoria cineticomolecular, assenyala la resposta correcta: a Els gasos prenen la forma del recipient que els conté, mentre que els sòlids i els líquids tenen una forma fixa. b La matèria està formada per partícules. En el cas dels gasos, les partícules estan en moviment; en el cas dels líquids, les partícules vibren, i en el cas dels sòlids, les partícules no presenten moviment. c El moviment de les partícules que conformen un sòlid no implica desplaçament, sinó que pren la forma de vibració. d Els gasos i els líquids són fàcilment comprimibles, mentre que la compressió en sòlids és pràcticament impossible.

2 La temperatura de fusió coincideix amb la temperatura: a d’ebullició. b de condensació. c de sublimació. d de solidificació.

Editorial Casals, SA • Material fotocopiable

3 Que una substància sublimi significa que: a Passa de l’estat líquid al sòlid. b Passa directament de l’estat sòlid al gasós, sense passar per l’estat líquid. c Passa directament de l’estat gasós al sòlid, sense passar per l’estat líquid d Passa de l’estat líquid al gasós.

4 Sobre el procés de refredament d’un metall, quina afirmació seria correcta: a El sòlid ha desprès 10 kJ de calor, o q = -10 kJ b El sòlid ha absorbit 10 kJ de calor, o q = -10 kJ c El sòlid ha desprès 10 kJ de calor, o q = 10 kJ d El sòlid ha absorbit 10 kJ de calor, o q = 10 kJ 5 A través de la gràfica d’escalfament d’una substància es pot determinar: a La substància pura de la qual es tracta, a partir de les seves temperatures de canvi d’estat. b Si es tracta d’una substància pura, ja que la temperatura es mantindrà constant durant els canvis d’estat.

c L’estat en què es troba en cada tram, si se’n coneix la substància que es representa. d Totes les anteriors són certes.

6 La calor específica de l’aigua ens permet saber: a La calor que absorbeix una unitat de massa d’aigua quan se l’escalfa un interval definit de temps. b La calor que cal subministrar a una unitat de massa d’aigua durant un interval definit de temps.

La calor que cal subministrar a una unitat de c massa d’aigua per elevar-ne la temperatura en una unitat. d La calor que cal subministrar a l’aigua per elevar-ne la temperatura.

7 Els isòtops: a Tenen el mateix nombre màssic, però diferent nombre atòmic. b Tenen el mateix nombre de protons i neutrons, però han perdut o guanyat electrons.

Tenen el mateix nombre atòmic, però diferent c nombre màssic. d Tenen tots la mateixa massa.

8 Quina de les següents afirmacions és certa? a Els cations són els àtoms que han guanyat electrons i que, per tant, han quedat carregats negativament. b Els anions són els àtoms que han guanyat electrons i que, per tant, han quedat carregats negativament. c Els anions són els àtoms que han perdut electrons i que, per tant, han quedat carregats positivament. d Els cations són els àtoms que han guanyat electrons i que, per tant, han quedat carregats positivament.

9 Si un àtom no presenta cap càrrega, vol dir que: a Es troba en el seu estat fonamental, és dir, té el mateix nombre de protons que d’electrons. b Es troba en el seu estat fonamental, és dir, té el mateix nombre de protons que de neutrons. c Es troba en el seu estat fonamental, és dir, té el mateix nombre de neutrons que d’electrons. d Cap de les anteriors és certa.

Unitat 1 · La matèria

11 La llei que afirma que «en tota reacció química, la massa total de les substàncies que reaccionen és igual a la massa total de les que s’han obtingut» correspon a: a Proust. b Lavoisier.

Gay-Lussac. c d Avogadro.

12 Un mol és l’equivalent a 6,022·1023… a Àtoms. b Molècules. c Entitats. d De qualsevol cosa.

13 Acostumen a ser molècules diatòmiques els elements següents: a Fluor, clor, brom i iode (només els halògens). b Heli, neó, argó, criptó, xenó i radó (gasos nobles). c Fluor, clor, brom i iode (halògens), i oxigen, nitrogen i hidrogen. d Només l’oxigen, el nitrogen i l’hidrogen.

14 El mol és una unitat de: a Volum. b Massa. c Pes. d Quantitat de substància.

15 La massa d’un àtom de ferro és: a 9,3·10-23 g b 9,3·1023 g c 4,6·10-23 g d 1,8·10-22 g

16 Si 1 mL d’aigua (de densitat 1 g mL-1) conté 20 gotes, el nombre d’àtoms que conté una gota d’aigua és: a 1,67·1021 àtoms b 5,02·1021 àtoms c 9,03·1022 àtoms d 3,35·1021 àtoms 17 El volum, en cm3, que ocupen 10 mols de diòxid de carboni en condicions normals de pressió i temperatura és: a 224000 cm3 b 224 cm3 c 224 000 000 cm3 d 22,4 cm3 18 2 g de potassi es combinen amb 1,82 g de clor i s’obté clorur de potassi. Segons la llei de Proust, la massa de potassi que es necessita perquè reaccionin 2 g de clor és: a 3,2 g b 2,5 g c 2,2 g d 1,7 g 19 Reaccionen 2,70 g de sodi amb clor per formar 6,87 g de clorur de sodi. La quantitat, en grams, de clor que reacciona és: a 19,14 g b 8,34 g c 9,57 g d 4,17 g 20 Un recipient conté 1025 àtoms de fòsfor blanc, que corresponen a una massa de: a 51,478 g b 128,69 g c 2059,12 g d 514,78 g

Editorial Casals, SA • Material fotocopiable

10 Per determinar la massa d’un element es té en compte: a El seu nombre de protons i de neutrons, que se sumen. b La massa equival al seu nombre màssic. c La presència d’isòtops, la massa i l’abundància de cadascun d’ells, i es determina fent una mitjana aritmètica. d La presència d’isòtops, la massa i l’abundància de cadascun d’ells, i es determina fent una mitjana ponderada.

15

Unitat 1 · La matèria

6 Solucionari 6.1 Solucionari del llibre de l’alumne

16