Química I - Edebe · Web viewAbans d’estudiar els factors que influeixen en la velocitat de...

Programació d’aula de Química I Batxillerat

www.edebedigital.com1

Para ver esta película, debedisponer de QuickTime™ y deun descompresor TIFF (LZW).


QUÍMICA I

A l’hora de procedir a estructurar en unitats didàctiques la distribució i la concreció dels objectius, els continguts i els objectius terminals per a cadascun dels cursos, l’editorial Edebé ha aplicat una sèrie de criteris, de manera que permetin un ensenyament integrat.

Així, les seqüències d’aprenentatge estan organitzades segons els criteris següents:

Adequació. Tot contingut d’aprenentatge està estretament relacionat amb els coneixements previs de l’alumne/a.

Continuïtat. Els continguts es van assumint al llarg d’un curs, cicle o etapa.

Progressió. L’estudi en forma helicoïdal d’un contingut en facilita la progressió. Els continguts, un cop assimilats, es reprenen constantment al llarg del procés educatiu, per tal de no oblidar-los. Unes vegades se’n canvia la tipologia (per exemple, si s’han estudiat com a procediments, es reprenen com a valors); d’altres es reprenen com a continguts interdisciplinaris en altres àrees.

Interdisciplinarietat. Això implica que els continguts apresos en una àrea serveixen per a avançar en d’altres i que els continguts corresponents a un eix vertebrador d’una àrea serveixen per a aprendre els continguts d’altres eixos vertebradors de la mateixa àrea, és a dir, que permeten donar unitat a l’aprenentatge entre diverses àrees.

Priorització. Es parteix sempre d’un contingut que actua com a eix organitzador i, al voltant seu, s’hi van integrant altres continguts.

Integració i equilibri. Els continguts seleccionats han de cobrir totes les capacitats que s’enuncien en els objectius i en els objectius terminals. Així mateix, es busquen l’harmonia i l’equilibri en el tractament de conceptes, procediments i valors. I, molt especialment, s’han de treballar els valors transversals.

Interrelació i globalització. A l’hora de programar, s’han tingut en compte els continguts que són comuns a dues àrees o més, de manera que, en ser tractats, se n’obtingui una visió completa. Així mateix, es presenten els continguts de manera general, per tal de poder analitzar els aspectes més concrets al llarg de les unitats didàctiques, fins a arribar a obtenir-ne una visió global.

Amb tots aquests criteris, la matèria s’estructura en unitats i també se seqüencien els eixos vertebradors de la matèria, de manera que permetin un ensenyament integrat en ordre horitzontal, o bé possibilitin al professor/a el tractament d’un sol eix en ordre vertical.



Unitats del llibre de l’alumne

Característiques de la matèria1. Organització de la matèria2. Lleis fonamentals de la matèria3. Mescles i solucions

Estructura de la matèria4. Estructura de l’àtom. Sistema periòdic5. Formulació i nomenclatura dels compostos químics6. Enllaç químic7. Compostos del carboni

Estudi de les reaccions químiques8. Reaccions químiques9. Energia de les reaccions químiques10. Cinètica i equilibri11. Tipus de reaccions químiques



1. Organització de la matèria

CompetènciesEspecífiques Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència: Explicar els estats

d’agregació de la matèria i els conceptes de calor i temperatura aplicant la teoria cineticomolecular de la matèria.

Competència en la indagació i experimentació: Distingir entre element, compost, mescla heterogènia i mescla homogènia.

Generals Competència comunicativa: Utilitzar el llenguatge científic amb precisió per a interpretar

i transmetre informació. Competència en el coneixement i interacció amb el món: Conèixer les interaccions de la

Química amb la tecnologia i la societat.

ContingutsConceptes

Estats d’agregació de la matèria. Estat sòlid, estat líquid i estat gasós. Característiques dels estats d’agregació de la matèria. Teoria cineticomolecular de la matèria. Model dels gasos, dels líquids i dels sòlids. Propietats macroscòpiques de la matèria. Energia interna. Temperatura. Calor. Calor transferida amb variació de temperatura. Calor específica. Valor de la calor absorbida. Canvis d’estat d’agregació. Teoria cineticomolecular dels canvis d’estat. Fusió i vaporització. Calor de fusió i calor de vaporització. Substància pura, mescla, element, compost, mescla homogènia i mescla heterogènia.

Procediments Distinció entre els diferents estats d’agregació de la matèria. Descripció dels estats d’agregació de la matèria segons la teoria cineticomolecular de la

matèria. Interpretació de les propietats macroscòpiques de la matèria. Interpretació macroscòpica de la calor i la temperatura mitjançant la teoria

cineticomolecular de la matèria. Càlcul de la calor transferida entre dos cossos a temperatures diferents. Càlcul de la calor absorbida o cedida en un canvi d’estat.



Distinció entre evaporació i ebullició. Resolució d’exercicis i problemes d’absorció i cessió de calor. Classificació de les substàncies materials. Resolució de problemes en què es calculi la calor intercanviada per un cos en variar-ne la

temperatura i/o l’estat d’agregació.

Valors Valoració dels avenços científics, tant teòrics com pràctics, i de la influència que tenen en

la tecnologia i en la societat. Valoració de la importància de l’ordre, la claredat i la netedat en la presentació

d’informes, taules i gràfics.

ActivitatsLa primera pàgina de la unitat conté una imatge acompanyada d’un text que ens mostra la presència de la química en diferents àmbits de la vida. Les Competències, específiques i generals, mostren les capacitats que es pretén que l’alumne/a desenvolupi al llarg de la unitat.La Preparació de la unitat proposa el treball previ: es recorden conceptes i es proposen activitats amb la finalitat de recordar els continguts necessaris per a estudiar-la.Un esquema mostra l’organització dels continguts de la unitat.

1. Estats d’agregació de la matèria La unitat comença mostrant uns dibuixos en què es poden apreciar les característiques

que identifiquen els estats d’agregació de la matèria: la forma definida i constant i la incompressibilitat de l’estat sòlid; la forma adaptable, la incompressibilitat, la fluïdesa, la capacitat de difusió i la tensió superficial de l’estat líquid, i la carència de forma pròpia, la compressibilitat, la fluïdesa i la capacitat de difusió de l’estat gasós.

S’ofereix l’accés a una adreça d’Internet en la qual es poden repassar els coneixements sobre la matèria i els materials.

2. Teoria cineticomolecular de la matèria Es presenta la teoria cineticomolecular de la matèria i la manera com s’elaboren, a partir

d’aquesta teoria, el model dels gasos, el dels líquids i el dels sòlids. Es descriuen els punts principals de cada model, acompanyats d’un dibuix que permet de visualitzar-los.

Es proposa un enllaç d’Internet en el qual es mostra un simulador de la representació microscòpica dels estats de la matèria.

A continuació es relacionen en una taula les propietats físiques dels gasos, els líquids i els sòlids amb la interpretació corresponent segons el model cineticomolecular de la matèria.

El professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, l’activitat següent:— Construir un model dels gasos, un dels líquids i un dels sòlids. Utilitzar plastilina per

a formar les unitats i filferro per a unir-les.3. Energia de la matèria

S’introdueix el concepte d’energia interna a partir dels diversos tipus d’energia presents en les partícules d’una pilota de golf llançada per un jugador que s’observa en un dibuix.

Es presenta l’accés a una pàgina d’Internet en la qual es poden observar diferents animacions sobre l’energia i les diverses formes en què aquesta es manifesta.



Tot seguit, s’explica el concepte de temperatura i se’n fa una interpretació microscòpica, relacionant l’energia cinètica mitjana de les partícules d’aigua contingudes en un recipient amb la temperatura a la qual es troben.

S’introdueix el concepte de calor i s’interpreta microscòpicament, a partir de la teoria cineticomolecular de la matèria, com una forma d’energia transferida.

S’ofereix l’accés a una adreça d’Internet en la qual es poden trobar simulacions interactives sobre la calor i la temperatura.

Finalment, es mostren imatges de dos recipients que contenen unes determinades quantitats d’aigua o d’etanol, per tal de concloure que la calor transferida amb variació de la temperatura depèn de la substància mateixa, de la seva massa i de l’increment de temperatura, la qual cosa porta a la definició de calor específica d’una substància. I s’indica l’expressió matemàtica que permet de calcular el valor de la calor absorbida o cedida per un cos, adoptant un criteri de signes que reconeix com a positiva la calor absorbida i com a negativa la calor cedida.

Dos exemples resolts mostren el càlcul de la calor cedida per una peça de coure en passar d’una temperatura a una altra de més baixa i de la temperatura final d’una barra de ferro que absorbeix una determinada quantitat de calor.

El professor/a pot proposar, a tall de síntesi, les activitats següents:— Dos cossos a diferent temperatura es posen en contacte. Descriure què passarà.— Dir quins són els efectes de la calor sobre els cossos.— Anomenar la magnitud que intercanvien dos cossos per arribar a l’equilibri tèrmic.— Descriure la manera de determinar experimentalment la calor específica d’un cert

material.4. Canvis d’estat d’agregació

A partir de la transformació del gel en aigua líquida i de l’evaporació de l’aigua líquida, es dedueix que els estats d’agregació es transformen els uns en els altres. Els canvis d’estat d’agregació possibles es mostren en un esquema.

A continuació s’exposa com la teoria cineticomolecular de la matèria proporciona una explicació als canvis d’estat. S’acompanya amb una imatge que representa els estats sòlid, líquid i gasós.

Seguidament, es remarquen els processos de fusió i vaporització, i es destaquen els conceptes de punt de fusió i punt d’ebullició. Com que la vaporització es pot produir per evaporació o per ebullició, s’utilitzen dues imatges per a diferenciar clarament tots dos processos.

El pas següent consisteix a definir la calor de fusió i la calor de vaporització per tal de poder calcular la calor que s’ha de subministrar a un cos per a fondre’l o per a vaporitzar-lo. Dos exemples resolts permeten d’aplicar aquests conceptes.

El professor/a pot proposar, a tall de síntesi, l’activitat següent:— Construir l’esquema dels canvis d’estat i posar-hi un exemple de cadascun dels canvis

d’estat que s’indiquen.5. Classificació de les substàncies materials

Es presenta, per mitjà d’un mapa conceptual, la classificació de les substàncies materials segons la possibilitat de separar-les en substàncies més senzilles i segons el mètode necessari per a dur a terme la separació. A més, s’esmenten les característiques que en permeten la identificació i una sèrie d’exemples per a relacionar el concepte amb exemples de l’entorn.



El professor/a pot proposar l’activitat següent, amb la finalitat d’acostar a l’entorn dels alumnes els conceptes d’element, compost, mescla homogènia i mescla heterogènia:— Enumerar tres objectes o substàncies de l’entorn que siguin elements, tres compostos,

tres mescles homogènies i tres mescles heterogènies, justificant en cada cas la classificació.

En l’apartat de Química i societat es relaciona un quart estat d’agregació de la matèria, el plasma, amb la tecnologia necessària per a produir-lo. A més, s’observa que aquest estat és tan rar a la Terra com abundant en l’Univers.En la Resolució d’exercicis i problemes es pretén que l’alumne/a:

Aprofundeixi en el càlcul de l’energia intercanviada en variar la temperatura d’un cos i/o en produir-se un canvi d’estat.

En l’apartat d’Exercicis i problemes s’inclouen una sèrie d’exercicis per a comprovar i consolidar els coneixements adquirits en la unitat i aplicar-los a noves situacions. Aquests exercicis i problemes van acompanyats de la solució, per tal d’afavorir el procés d’autoavaluació.

Avaluació Identificació dels estats d’agregació de la matèria i exemplificació amb substàncies de

l’entorn. Explicació de les característiques dels estats d’agregació de la matèria i dels canvis

d’estat a partir de la teoria cineticomolecular de la matèria. Explicació dels conceptes d’energia interna, temperatura i calor. Interpretació d’aquests

conceptes des d’un punt de vista microscòpic. Resolució d’exercicis per tal de comprovar si l’alumne/a és capaç de calcular la calor

transferida entre dos cossos i la temperatura d’equilibri quan tots dos es posen en contacte.

Dibuix d’un esquema en què s’observin els tres estats d’agregació de la matèria i els noms que reben tots els canvis d’un estat a un altre.

Realització d’un experiment senzill que posi de manifest la diferència que hi ha entre mescla homogènia i mescla heterogènia.

Identificació dels elements, els compostos, les mescles homogènies i les mescles heterogènies d’una sèrie de substàncies.

Recerca de bibliografia sobre el plasma i exposició de dues de les seves aplicacions. Recollida de tres notícies aparegudes en els mitjans de comunicació (premsa, ràdio,

televisió…) que estiguin relacionades amb nous avenços en tecnologia de materials, i valoració en un col·loqui de les seves possibles repercussions en la vida quotidiana.

Formació de grups de treball i debat dels temes següents:— Aspectes positius i negatius del desenvolupament tecnològic en els mitjans de

transport.— Mesures que s’haurien de prendre per tal de reduir el consum de combustibles fòssils i

l’emissió de gasos contaminants a l’atmosfera.



2. Lleis fonamentals de la matèria

CompetènciesEspecífiques Competència en la comprensió i capacitat d’actuar sobre el món físic: Aplicar les lleis

clàssiques que regeixen els processos químics. Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència: Identificar la teoria

atòmica de Dalton com un primer model teòric que explica el comportament químic de la matèria.

Competència en la indagació i experimentació: Elaborar estratègies per plantejar i resoldre problemes teòrics i experimentals.

Generals Competència personal i interpersonal: Relacionar nous coneixements amb d’altres

assolits anteriorment. Competència en el coneixement i interacció amb el món: Conèixer com ha influït la

cultura d’una època en el desenvolupament de la química.

ContingutsConceptes

Reaccions químiques. Llei de Lavoisier o de conservació de la massa. Llei de Proust o de les proporcions definides. Llei de Dalton o de les proporcions múltiples. Teoria atòmica de Dalton. Llei de Gay-Lussac o dels volums de combinació. Principi d’Avogadro. Àtoms i molècules. Massa atòmica i molecular. El mol.

Procediments Aplicació de les lleis clàssiques de les reaccions químiques (llei de Lavoisier, llei de

Proust, llei de Dalton i llei de Gay-Lussac). Interpretació de les lleis ponderals segons la teoria atòmica de Dalton. Aplicació de la llei dels volums de combinació. Realització de càlculs sobre la massa molecular i la massa molar d’un compost qualsevol. Resolució de problemes sobre la composició centesimal de les substàncies pures i de les

mescles, i sobre reaccions químiques en què s’han d’utilitzar la llei de conservació de la massa i la llei de les proporcions definides i en les quals cal aplicar la massa molar d’un compost.

Valors Valoració dels avenços científics, tant teòrics com pràctics, i de la influència que tenen en

la tecnologia i en la societat.



Valoració de la importància del concepte de molècula per l’avenç que va representar en la comprensió dels processos químics.

ActivitatsLa primera pàgina de la unitat conté una imatge acompanyada d’un text que ens mostra la presència de la química en diferents àmbits de la vida. Les Competències, específiques i generals, mostren les capacitats que es pretén que l’alumne/a desenvolupi al llarg de la unitat.La Preparació de la unitat proposa el treball previ: es recorden conceptes i es proposen activitats amb la finalitat d’evocar els continguts necessaris per a estudiar-la.Un esquema mostra l’organització dels continguts de la unitat.

1. Lleis clàssiques de les reaccions químiques Es comença definint el concepte de reacció química. A continuació, s’enuncien la llei de

Lavoisier i la llei de Proust i se n’il·lustra l’aplicació per mitjà de dos exemples resolts. S’enuncia la llei de Dalton i se n’ensenyen tant el significat com l’aplicació, mitjançant

diversos exemples resolts. D’aquesta manera es gradua la dificultat, ja que el primer exemple resolt comprova la llei de Dalton a partir d’unes quantitats de massa donades, el segon, a partir de les composicions centesimals, i el tercer, parteix d’unes reaccions químiques.

S’ofereix l’accés a una adreça d’Internet en la qual es poden repassar les lleis fonamentals de la matèria.

El professor/a pot proposar, a tall de reflexió, les qüestions següents:— Per què la llei de les proporcions definides és una llei de les reaccions químiques, si fa

referència a la proporció dels elements en un compost?— Dos compostos que compleixen la llei de les proporcions múltiples, compleixen

també la llei de les proporcions definides?— Es pot comprovar la llei de les proporcions múltiples en un únic compost?

2. Teoria atòmica de Dalton S’introdueix la teoria atòmica a partir de les suposicions originals de Dalton. A continuació, s’interpreten les tres lleis ponderals mitjançant la teoria atòmica. La

interpretació de la llei de Lavoisier s’observa en una imatge; la de la llei de Proust, a partir d’unes masses simbòliques, i la de la llei de Dalton, a partir de les dades de dos compostos expressades en forma de taula.

El professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, l’activitat següent:— Llegir el quadre del marge Hipòtesi de Dalton de la màxima simplicitat i relacionar

l’elaboració de la hipòtesi amb una de les etapes del mètode científic i el descobriment de la seva falsedat amb una altra de les etapes.

3. Principi d’Avogadro S’enuncia la llei de Gay-Lussac i es comprova amb els resultats experimentals d’una sèrie

de reaccions químiques presentades en forma de taula. A continuació, s’aplica en un exemple resolt.

Per tal d’interpretar la llei de Gay-Lussac s’introdueix el principi d’Avogadro. Com a conclusió de l’apartat, es fa adonar que el principi d’Avogadro permet de

diferenciar els àtoms de les molècules. El professor/a pot proposar, a tall de síntesi, les activitats següents:



— Explicar de quina manera està en desacord el principi d’Avogadro amb la hipòtesi de Dalton de la màxima simplicitat.

— Resoldre el problema següent: Mesclem 44,8 L d’hidrogen gas amb 44,8 L d’oxigen gas i obtenim 44,8 L de vapor d’aigua. En els recipients hi havia, respectivament, 4 g d’hidrogen gas, 32 d’oxigen gas i 36 g de vapor d’aigua. Determina si es compleixen la llei de Lavoisier, la llei de Proust i la llei de Gay-Lussac.

4. Massa atòmica i molecular Es defineixen la unitat de massa atòmica, la massa atòmica relativa i la massa molecular

relativa. A continuació s’ensenya el procediment per a calcular la massa molecular a partir de les masses atòmiques dels elements.

S’introdueixen el concepte de mol i el valor de la constant d’Avogadro per tal d’ensenyar, finalment, la relació entre massa en grams i massa atòmica, i entre massa molar i massa molecular.

Es presenta l’accés a una pàgina d’Internet en la qual es troba una taula periòdica dels elements químics per fer els exercicis i problemes.

A continuació s’apliquen aquests conceptes i les seves relacions en una sèrie d’exemples resolts, de manera que es pugui aprendre el procediment per a calcular masses moleculars, per a trobar la massa dels àtoms en grams i per a trobar la massa de les molècules en grams.

En l’apartat de Química i societat es planteja La química com una ciència experimental: les etapes del mètode científic, les teories, models i lleis i els tres nivells de la química.En la Resolució d’exercicis i problemes es pretén que l’alumne/a:

Aprofundeixi en el concepte i les aplicacions de la composició centesimal. Utilitzi de manera combinada les lleis ponderals de les reaccions químiques. Aprofundeixi en la relació entre nombre d’àtoms i nombre de mols.


Avaluació Relació de les lleis clàssiques amb la teoria atòmica de Dalton i exposició de les

conclusions en una posada en comú en què es destaqui per què aquesta teoria no explica la llei dels volums de combinació.

Resolució de problemes per tal de comprovar si coneixen les lleis clàssiques de les reaccions químiques (ponderals i volumètriques) i si les saben aplicar.

Definició i exemplificació d’àtom i molècula. Càlcul de la massa molecular i molar d’una sèrie de substàncies i explicació del mètode

emprat. Resolució d’un problema en què s’hagin de calcular la massa molecular i la massa molar

d’una substància i el nombre de mols, de molècules i d’àtoms que conté. Comentari en grups de tres o quatre membres de la manera com va influir l’aplicació del

mètode científic en l’aparició de la teoria atòmica de Dalton. Recollida de tres notícies aparegudes en els mitjans de comunicació (premsa, ràdio,

televisió…) en què apareguin aparells de mesura que contribueixin a l’avenç de la



ciència, i valoració en un col·loqui de les seves possibles repercussions en la vida quotidiana.



3. Mescles i solucions

CompetènciesEspecífiques Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència: Fer càlculs aplicant les

unitats de concentració de les solucions. Competència en la indagació i experimentació: Identificar les lleis experimentals dels

gasos. Competència en la indagació i experimentació: Identificar les propietats col·ligatives de

les solucions.Generals Competència comunicativa: Utilitzar el llenguatge gràfic com a instrument de

representació, interpretació i comprensió de la realitat. Competència en la gestió i el tractament de la informació i competència digital:

Sintetitzar, utilitzar i comunicar els resultats obtinguts per mitjans convencionals o fent ús de les tecnologies de la informació i la comunicació.

ContingutsConceptes

Classes de mescles: homogènies, heterogènies, col·loides, suspensions i emulsions. Aparells per a la separació de mescles: centrifugadora, embut de decantació i garbell o

filtre. Mètodes per a la separació de mescles: decantació, filtració, cristal·lització, destil·lació,

extracció amb dissolvents i cromatografia. Solucions. Concentració d’una solució: percentatge en massa, percentatge en volum, molalitat,

molaritat, parts per milió, fracció molar. Solubilitat. Lleis dels gasos: llei de Boyle-Mariotte, llei de Charles-Gay-Lussac i llei completa dels

gasos. Equació d’estat dels gasos ideals. Volum molar dels gasos. Pressió parcial d’un gas. Llei de Dalton de les pressions parcials. Propietats col·ligatives: pressió de vapor, temperatura d’ebullició, temperatura de

congelació i pressió osmòtica.

Procediments Separació dels components d’una mescla: decantació, filtració, cristal·lització,

destil·lació, extracció amb dissolvents i cromatografia. Realització d’experiències: material, muntatge, desenvolupament i observació del procés. Expressió de la concentració d’una solució: percentatge en massa, percentatge en volum,

molaritat, molalitat, parts per milió, fracció molar.



Interpretació de les informacions de l’entorn expressades en percentatges en volum o en massa.

Expressió de la solubilitat d’una substància en un dissolvent. Aplicació de les lleis dels gasos: llei de Boyle-Mariotte, llei de Charles- Gay-Lussac, llei

completa dels gasos i equació d’estat dels gasos ideals. Aplicació de la llei de Dalton de les pressions parcials. Determinació de les propietats col·ligatives: disminució de la pressió de vapor, augment

de la temperatura d’ebullició, disminució de la temperatura de congelació i pressió osmòtica d’una solució.

Resolució de problemes sobre la transformació d’una expressió de la concentració d’una solució en d’altres; sobre la manera de calcular la massa molecular d’una substància a partir de reaccions gasoses i de les lleis dels gasos, i sobre la manera de calcular la massa molecular d’una substància a partir de les propietats col·ligatives de la solució, concretament a partir del descens crioscòpic i de l’ascens ebullioscòpic.

Valors Valoració crítica de les informacions de l’entorn. Actitud reflexiva davant l’actuació de la ciència respecte de les necessitats humanes i la

millora del nivell i la qualitat de vida. Valoració de l’ordre i la netedat en el lloc de treball i del material del laboratori. Valoració crítica dels efectes mediambientals de les depuradores d’aigües.

ActivitatsLa primera pàgina de la unitat conté una imatge acompanyada d’un text que ens mostra la presència de la química en la vida quotidiana. Les Compètències, específiques i generals, mostren les capacitats que es pretén que l’alumne/a desenvolupi al llarg de la unitat.La Preparació de la unitat proposa el treball previ: es recorden conceptes i es proposen activitats amb la finalitat d’evocar els continguts necessaris per a estudiar la unitat.Un esquema mostra l’organització dels continguts de la unitat.

1. Classes de mescles La unitat comença mostrant les característiques de les mescles homogènies i

heterogènies, segons la grandària de les seves partícules, i d’alguns tipus de mescles heterogènies (col·loides, suspensions i emulsions). Com que la diferència entre mescla homogènia i col·loide a vegades és difícil d’entendre, una imatge permet d’observar la transparència de les primeres i la translucidesa de les segones.

A continuació es presenten alguns aparells útils per a la separació de mescles, acompanyats d’una fotografia que en facilita el reconeixement.

Finalment, es mostra el fonament, el material necessari i el procediment de treball de les tècniques de decantació, filtració, cristal·lització, destil·lació, extracció amb dissolvents i cromatografia. Totes aquestes tècniques estan acompanyades d’un dibuix del muntatge, que facilita a l’alumne/a la comprensió del procediment.



Pot ser convenient que l’alumne/a dugui a terme al laboratori alguna de les separacions de mescles proposades en la unitat.

2. Solucions Es presenten les solucions, llur classificació i alguns avantatges derivats de l’ús que se’n

fa, que s’observen també en una imatge on es comparen dos procediments de treball experimental.

S’ofereix l’accés a una adreça d’Internet en la qual es poden observar diversos tipus de dissolvents.

A continuació es defineixen les diverses maneres d’expressar la concentració: percentatge en massa, percentatge en volum, molaritat, molalitat, parts per milió i fracció molar. Cadascuna va acompanyada d’un exemple resolt que permet d’observar el procediment per a calcular la concentració d’una solució.

Es defineix la solubilitat i se n’il·lustren el càlcul i l’aplicació mitjançant un altre exemple resolt.

Es presenta l’accés a una pàgina d’Internet en la qual es pot veure un vídeo sobre la solubilitat en les diverses fases.

El professor/a pot proposar, a tall de síntesi, les qüestions següents:— Indicar la manera més adequada d’expressar la concentració d’una solució en cas de

voler-la preparar utilitzant una balança. I si es vol utilitzar la solució en una reacció química? Justificar la resposta en tots dos casos.

— Explicar per què una beguda gasosa desprèn bombolles de diòxid de carboni a mesura que s’escalfa.

I la següent activitat d’ampliació:— Llegir el quadre del marge titulat Massa de component per unitat de volum i calcular

la concentració en massa d’una solució de 10 g de nitrat de potassi en 100 g d’aigua.3. Lleis dels gasos

S’enuncien les lleis dels gasos (llei de Boyle-Mariotte, llei de Charles-Gay-Lussac, llei completa dels gasos i equació d’estat dels gasos ideals). Cada llei va acompanyada d’un exemple resolt que permet de conèixer el procediment de treball amb aquestes lleis. Les tres primeres tenen, a més, una imatge per a visualitzar els canvis de volum deguts a un canvi en la pressió i/o la temperatura d’un gas.

S’ofereix l’accés a una adreça d’Internet en la qual es poden repassar les lleis dels gasos i realitzar pràctiques de manera virtual.

Es presenta l’escala absoluta de temperatura a partir de l’equació que determina la dilatació cúbica d’un cos.

S’indica que el volum molar d’un gas a 1 atm i 273 K és 22,4 L. Tradicionalment, aquestes condicions s’anomenaven condicions normals, CN. S’explica que actualment les condicions normals són 105 Pa i 273 K.

Finalment s’introdueix l’estudi de les mescles de gasos. Una imatge facilita la comprensió del concepte: cada gas d’una mescla es comporta com si ocupés tot el volum. Partint d’aquesta idea, s’enuncia la llei de Dalton de les pressions parcials i es defineix la pressió parcial d’un gas. Un exemple resolt permet de desenvolupar el procediment per a aplicar aquesta llei juntament amb les que ja es coneixen sobre gasos.

S’explica la relació de la pressió parcial d’un gas sobre un líquid i la solubilitat del gas en el líquid segons la llei de Henry.



A més dels exercicis que es plantegen el professor/a pot proposar, a tall de reflexió i síntesi, les activitats següents:— Perquè un gas compleixi la llei de Boyle-Mariotte la seva temperatura s’ha de

mantenir constant. Triar, d’entre les tres magnituds següents, les que també han de romandre constants: a) Massa; b) Densitat; c) Massa molecular del gas.

— Justificar si un gas a baixa temperatura i alta pressió complirà l’expressió següent: P V = n R T.

4. Propietats col·ligatives de les solucions Primerament es defineix propietat col·ligativa i s’esmenten les que s’estudiaran. Després

s’explica, a partir d’un dibuix representatiu, el concepte de pressió de vapor, i es planteja què canvia en afegir-hi un solut. Per tal de calcular aquesta variació, s’observa en una imatge l’efecte que té la quantitat de solut en la pressió de vapor, s’enuncia la llei de Raoult i s’aplica en un exemple resolt.

A continuació s’introdueixen les conseqüències de la variació de la pressió de vapor en el descens crioscòpic i en l’ascens ebullioscòpic a partir d’un gràfic de la pressió de vapor del dissolvent i la de la solució, i s’explica mitjançant un exemple resolt el procediment per a calcular-los.

Finalment, s’explica, a partir d’un dibuix, el fenomen de l’osmosi i, a partir d’una altra imatge, el sentit del flux i les seves conseqüències. Així s’arriba a la definició de pressió osmòtica i s’observa com es calcula mitjançant un exemple resolt.

A més dels exercicis de l’apartat, el professor/a pot proposar, a tall de síntesi, les qüestions següents:— Justificar que les lleis de les propietats col·ligatives es compleixin per a soluts no

volàtils i no iònics.— Explicar per què en una solució la temperatura d’ebullició augmenta respecte de la del

dissolvent pur, mentre que la temperatura de fusió disminueix.— Dir en què està basat el fenomen de l’osmosi.

En l’apartat de Química i societat es presenten processos de la vida quotidiana de l’osmosi: l’osmosi cel·lular, el procés de deshidratació en la conservació d’aliments i l’obtenció d’aigua dolça en plantes dessalinitzadores.En la Resolució d’exercicis i problemes es pretén que l’alumne/a:

Utilitzi de manera combinada les lleis dels gasos i les de les propietats col·ligatives. Aprofundeixi en les aplicacions d’aquestes lleis.


Avaluació Realització d’experiments senzills que permetin de separar mescles homogènies i

heterogènies. Descripció del procés de separació d’una mescla. Participació en un col·loqui sobre l’evolució històrica dels conceptes element, compost,

mescla homogènia i mescla heterogènia. Definició breu de massa molecular, volum molar, mol, solució, solubilitat i concentració.



Expressió de la concentració d’una solució en la unitat més adequada: percentatge en volum, percentatge en massa, molaritat, molalitat, parts per milió, fracció molar, etc., canviant unes unitats per unes altres, si cal.

Expressió de la concentració d’una solució en qualsevol unitat que es demani, a partir d’altres unitats, de la densitat, de les masses molars, etc.

Preparació d’una solució al laboratori i expressió de la seva concentració en percentatge en massa i en molaritat. Revisió de l’estat del material i del laboratori després d’usar-los.

Recerca d’exemples de diversos tipus de solucions presents en la vida quotidiana i elaboració d’una relació de tots els exemples mitjançant una posada en comú.

A partir de dades subministrades pel professor/a, elaboració d’una representació gràfica de la solubilitat en aigua d’un compost segons la seva temperatura, i extracció de conclusions.

Recerca de la massa molar d’una substància a partir del valor d’alguna de les propietats col·ligatives.

Recerca d’informació sobre el progressiu deteriorament del medi ambient i la manera com es podria evitar o, almenys, pal·liar, amb un reciclatge adequat. Posada en comú del material recollit i realització d’un col·loqui sobre el tema. D’aquesta manera, el professor/a podrà avaluar la responsabilitat en la realització de treballs en grup, el reconeixement de la importància de preservar el medi ambient i l’interès per la interpretació científica de la realitat.



RESUM I AUTOAVALUACIÓAl final del bloc 1 s’inclouen un Resum, que conté les idees essencials de cadascuna de les unitats que componen el bloc, i una Autoavaluació, que permet a l’alumne/a de comprovar les capacitats desenvolupades al llarg del bloc. Les solucions de l’autoavaluació es recullen en el llibre d’Orientacions i propostes de treball de Química I, de l’editorial Edebé.

PRÀCTIQUESEs presenten dues pràctiques de laboratori.

La primera mostra el material més habitual en aquestes experiències. La segona desenvolupa un dels mètodes de separació de mescles que s’han estudiat en el

bloc: la cromatografia. En cada pràctica es presenta l’objectiu que es pretén aconseguir i es relacionen el material i els reactius necessaris, el procediment que cal seguir i qüestions relatives a l’experiència.



4. Estructura de l’àtom. Sistema periòdic

CompetènciesEspecífiques Competència en la indagació i experimentació: Conèixer l’estructura de la matèria i

examinar els diferents models atòmics que l’han explicat i llurs limitacions. Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència: Valorar la importància que

té la taula periòdica dels elements en el treball científic.Generals Competència en el coneixement i interacció amb el món: Contrastar informació de

l’àmbit disciplinari amb informacions d’altres contextos, per tal de distingir entre coneixement científic i altres formes de coneixement.

Competència personal i interpersonal: Participar en el treball de grup de manera responsable i constructiva.

ContingutsConceptes

Raigs catòdics i raigs canals: electró i protó. Model atòmic de Thomson. Nucli atòmic i neutró. Model atòmic de Rutherford. Elements químics i isòtops: nombre atòmic, nombre de massa i nombre de neutrons. Massa atòmica i massa isotòpica. Característiques d’una ona electromagnètica: l’espectre electromagnètic. Espectres atòmics d’emissió. Teoria dels quanta de Planck. Efecte fotoelèctric. Model atòmic de Bohr. Model mecanicoquàntic de l’àtom. Nombres quàntics: n, L, mL i mS. Configuracions electròniques. Taula periòdica dels elements. Estructura electrònica i taula periòdica. Propietats periòdiques: radi atòmic, radi iònic, energia d’ionització, afinitat electrònica,

electronegativitat i caràcter metàl·lic.

Procediments Interpretació dels experiments atòmics: model atòmic de Thomson i model atòmic de

Rutherford. Determinació del nombre atòmic, el nombre de massa i el nombre de neutrons de

qualsevol isòtop. Determinació de la massa atòmica d’un element. Interpretació de l’energia irradiada per un cos a partir de la teoria dels quanta de Planck. Interpretació quàntica de l’efecte fotoelèctric.



Determinació del nombre i el tipus d’orbitals i del nombre d’electrons que correspon a cada nivell atòmic.

Elaboració de la configuració electrònica d’un àtom o ió. Classificació periòdica dels elements. Relació entre l’estructura electrònica d’un element i la seva situació en la taula periòdica. Determinació del creixement i decreixement del radi atòmic, el radi iònic, l’energia

d’ionització, l’afinitat electrònica i l’electronegativitat al llarg dels grups i els períodes de la taula periòdica, i del caràcter metàl·lic o no metàl·lic dels elements.

Resolució de problemes en què es relacionen la massa atòmica, l’abundància isotòpica i la massa isotòpica d’un element.

Resolució de problemes sobre l’efecte fotoelèctric.

Valors Valoració crítica de les aplicacions dels avenços científics en la tecnologia. Apreciació de la capacitat humana de decisió en l’ús adequat o inadequat dels avenços

científics. Reconeixement i valoració dels models científics i de l’aportació que fan a la resolució de

problemes en el món actual.

ActivitatsLa primera pàgina de la unitat conté una imatge acompanyada d’un text que ens mostra la presència de la química en la vida quotidiana. Les Competències, específiques i generals, mostren les capacitats que es pretén que l’alumne/a desenvolupi al llarg de la unitat.La Preparació de la unitat proposa el treball previ: es recorden conceptes i es proposen activitats amb la finalitat d’evocar els continguts necessaris per a estudiar la unitat.Un esquema mostra l’organització dels continguts de la unitat.

1. Naturalesa elèctrica de la matèria. Model atòmic de Thomson La unitat comença mostrant els experiments que van dur a descobrir l’electró i el protó i

que van determinar l’aparició del model atòmic elaborat per J. J. Thomson. Mitjançant una exposició que destaca el mètode científic emprat, s’exposen els

experiments que es van dur a terme amb el tub de descàrrega i els raonaments que van conduir al descobriment de l’electró i del protó. A continuació es descriu, amb l’ajut d’una imatge, el model atòmic de Thomson i es mostra com aquest model explica els resultats experimentals anteriors.

2. Estructura de l’àtom. Model atòmic de Rutherford Emprant la mateixa estratègia d’exposició que en l’apartat anterior, es presenten

l’experiència de Rutherford i la seva conseqüència més directa, el descobriment del nucli atòmic i, per tant, la invalidació del model de Thomson. A més es mostra com, a partir de la comprovació experimental que la massa d’un àtom era més gran que la suma de les masses dels seus protons i neutrons, E. Rutherford va elaborar la hipòtesi de l’existència d’una nova partícula subatòmica, i com aquesta hipòtesi fou confirmada en descobrir-se el neutró.



Finalment, es presenten les hipòtesis i el model de Rutherford i es comprova que era capaç d’explicar els nous fets experimentals.

El professor/a pot proposar, a tall de síntesi d’aquest apartat i de l’anterior, les activitats següents:— Identificar les fases del procés que va dur a elaborar el model atòmic de Thomson i a

substituir-lo pel model atòmic de Rutherford amb les fases del mètode científic.— Explicar els avantatges que té l’aplicació del mètode científic en el desenvolupament

de la ciència.3. Elements químics i isòtops

Es defineixen el nombre atòmic i el nombre de massa d’un àtom i s’explica que un element es caracteritza pel primer, mentre que la variació del segon determina l’existència d’isòtops. Una imatge permet d’observar la diferència entre isòtops del mateix element, i un exemple resolt permet de posar en pràctica la relació entre aquests nombres (nombre atòmic, nombre de massa i nombre de neutrons).

Finalment, es defineix l’abundància isotòpica relativa com un pas previ per a calcular la massa atòmica d’un element a partir de les masses dels seus isòtops i de les seves abundàncies relatives en un exemple resolt.

El professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, l’activitat següent:— Llegir el quadre del marge titulat Espectrògraf de masses, i resumir-lo. Seguidament,

explicar per què aquest aparell és capaç de separar els isòtops d’un element mentre que una reacció química no n’és capaç.

4. Orígens de la teoria dels quanta Es presenten les característiques d’un ona electromagnètica i, amb l’ajut d’un exemple

resolt, la relació entre les seves magnituds característiques. Per tal de completar l’estudi de les ones electromagnètiques, s’ofereix la imatge de l’espectre electromagnètic des dels raigs gamma fins a les ones de ràdio llargues.

A continuació es defineix l’espectre d’emissió d’un element i se n’expliquen algunes característiques. Una imatge del muntatge i de l’espectre d’emissió de l’hidrogen facilita la comprensió de la discontinuïtat característica dels espectres atòmics.

Seguidament, es mostren el gràfic de l’espectre d’emissió d’un cos i la línia que s’obté segons els càlculs de les lleis clàssiques. S’observa que no concorden i se n’ofereix l’explicació elaborada per M. Planck, que sí que s’ajustava als resultats experimentals.

Després es presenta, mitjançant els gràfics que el caracteritzen, un altre fenomen que la física clàssica no era capaç d’explicar: l’efecte fotoelèctric. I s’exposa com A. Einstein hi va donar una explicació ajustada als resultats experimentals a partir de la teoria dels quanta elaborada per Planck.

Es presenta l’accés a una pàgina d’Internet en la qual es pot observar en una simulació l’efecte fotoelèctric.

S’enuncien algunes de les limitacions del model de Rutherford. Per tal de solucionar-les, N. Bohr va elaborar un nou model de l’àtom.

S’ofereixen els postulats d’aquest nou model atòmic i se’n comparen les prediccions per a l’àtom d’hidrogen, presentades en un dibuix, amb l’espectre d’emissió d’aquest àtom, i es comprova que coincideixen.

S’ofereix l’accés a una adreça d’Internet en la qual es pot observar l’energia de l’electró segons la teoria de Bohr.



A més dels exercicis del llibre de l’alumne, el professor/a pot proposar, a tall de síntesi, les activitats següents:— Si el model atòmic de Rutherford s’ajustava als resultats experimentals obtinguts en

l’experiment de Rutherford, per què fou substituït?— L’anàlisi de la radiació emesa per un cos i l’efecte fotoelèctric es poden considerar el

primer pas cap a una física diferent de la física clàssica. Justifica aquesta afirmació.5. Mecànica quàntica aplicada a l’àtom

S’exposen les limitacions del model de Bohr, amb la finalitat d’introduir el nou model descriptiu de l’àtom, el model mecanicoquàntic. S’enuncien els aspectes més característics d’aquest model (dualitat ona-partícula i principi d’indeterminació) i algunes de les seves conseqüències més importants. Per tal de destacar el caràcter probabilístic de la mecànica quàntica, un quadre al marge presenta la definició i la representació gràfica d’un orbital.

A continuació es presenten els nombres quàntics, que caracteritzen els electrons de qualsevol àtom. Es mostren també les relacions que han de complir entre ells. Els orbitals resultants s’identifiquen a partir de les seves representacions gràfiques. La distribució d’orbitals i d’electrons per nivells, a conseqüència dels nombres quàntics, es presenta en forma de taula.

Finalment, s’enuncien el principi d’exclusió de Pauli i la regla de Hund per a poder elaborar la configuració electrònica de qualsevol àtom. Una imatge de la configuració electrònica del reni (Z = 75) i un exemple resolt il·lustren com es duu a la pràctica aquesta distribució d’electrons en nivells i orbitals.

El professor/a pot proposar, a tall de repàs, l’activitat següent:— Explicar la dualitat ona-partícula, el principi d’indeterminació, el principi d’exclusió

de Pauli i la regla de la màxima multiplicitat de Hund.6. Classificació periòdica dels elements

S’expliquen alguns dels fets que van conduir a l’ordenació dels elements químics en la taula periòdica i s’enuncia la forma actual de la llei periòdica. A més, apareix la taula periòdica dels elements en la seva forma llarga.

A continuació, es relaciona l’estructura de la taula periòdica amb la configuració electrònica dels elements i s’identifiquen els grups de la taula periòdica amb els electrons de valència dels elements corresponents. Un exemple resolt mostra la manera de relacionar un grup de la taula periòdica amb l’estructura electrònica de la capa de valència dels elements que el componen.

Finalment, s’esmenten algunes propietats periòdiques (radi atòmic, radi iònic, energia d’ionització, afinitat electrònica i electronegativitat), es defineixen exactament i se n’estudia la variació al llarg dels grups i els períodes de la taula periòdica. Per tal d’identificar la variació del radi atòmic i del radi iònic es mostren dues imatges: la primera conté alguns dels elements més representatius a escala segons el valor del seu radi, i la segona alguns dels ions més comuns, també a escala. D’aquesta manera es pot apreciar també la variació que experimenta el radi d’un àtom quan s’ionitza.

Per tal d’ajudar els alumnes a recordar el sentit de les variacions del radi atòmic, l’energia d’ionització, l’afinitat electrònica i l’electronegativitat, es presenten unes reproduccions de la taula periòdica, sense la columna dels gasos nobles, amb unes fletxes que indiquen el sentit d’augment d’aquestes magnituds al llarg de les files i de les columnes.



El professor/a pot proposar, a tall de repàs, les activitats següents:— Dibuixar la forma de la taula periòdica, amb les files i les columnes. Pintar d’un color

els elements representatius, d’un altre els metalls de transició i d’un tercer color els metalls de transició interna. Identificar cada zona amb la capa de valència dels elements que hi estan situats.

— Dibuixar la forma de la taula periòdica sense la columna dels gasos nobles. Senyalar amb fletxes el sentit de creixement del radi atòmic, de l’energia d’ionització, de l’afinitat electrònica i de l’electronegativitat al llarg de les files i de les columnes. Indicar si hi ha cap relació entre ells i justificar-la.

En l’apartat de Química i societat s’observa la relació entre l’estructura dels àtoms i els processos radioactius. A més, s’enuncien breument algunes dificultats de llur aplicació, perquè l’alumne/a reflexioni sobre l’ús adequat o inadequat de les aplicacions de la ciència.En la Resolució d’exercicis i problemes es pretén que l’alumne/a:

Aprofundeixi en el càlcul de masses atòmiques. Relacioni l’efecte fotoelèctric amb les característiques corpusculars de la llum.

En l’apartat d’Exercicis i problemes s’inclouen una sèrie d’exercicis per tal de comprovar i consolidar els coneixements adquirits en la unitat i aplicar-los a noves situacions. Aquests exercicis i problemes van acompanyats de la solució, per tal d’afavorir el procés d’autoavaluació.

Avaluació Descripció de l’evolució de l’estructura atòmica segons els diferents models atòmics

elaborats pels científics. Realització d’una petita recerca bibliogràfica sobre els termes electró, protó i neutró i

explicació del motiu pel qual van rebre aquests noms les tres partícules subatòmiques. Identificació de les fases del mètode científic en l’elaboració del model de Thomson i en

l’elaboració del model de Rutherford. Diferenciació clara dels conceptes d’element químic i isòtop. Escriptura del nombre atòmic, el nombre de massa, el nombre de neutrons, el nombre de

protons i el nombre d’electrons a partir del símbol d’un isòtop determinat. Càlcul de la massa atòmica d’un element a partir de les masses dels seus isòtops i les

seves abundàncies relatives. Descripció de la manera com el model atòmic de Bohr explica l’espectre d’emissió de

l’hidrogen. Participació en un col·loqui a classe sobre les raons que van obligar els científics a

elaborar nous models atòmics. D’aquesta manera el professor/a podrà avaluar l’obertura dels alumnes davant les noves idees, l’apreciació de l’aplicació del mètode científic i el respecte per les aportacions dels altres.

Elaboració de la configuració electrònica de diversos àtoms i identificació de la fila i la columna de la taula periòdica que els corresponen.

Comparació de dos elements qualssevol de la taula periòdica situats en el mateix grup o en el mateix període i determinació de quin dels dos té un radi atòmic superior, més energia d’ionització, més afinitat electrònica i més electronegativitat.

Formació de grups de treball i realització d’una investigació sobre una reacció nuclear en cadena que es dugui a terme en una central nuclear de fissió o una reacció nuclear de



fusió que estigui en estudi. Presentació de l’equació química de la reacció, l’energia despresa, els productes i llur possible contaminació… D’aquesta manera el professor/a podrà avaluar la capacitat de treball en grup, el respecte pel medi ambient i l’interès pels problemes que l’afecten.



5. Formulació i nomenclatura dels compostos químics

CompetènciesEspecífiques Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència: Comprendre el significat i

la importància de la formulació i la nomenclatura químiques. Competència en la comprensió i capacitat d’actuar sobre el món físic: Aplicar les

normes de la IUPAC per anomenar i formular compostos inorgànics.Generals Competència comunicativa: Utilitzar el llenguatge simbòlic de la formulació per

descriure i explicar les estructures de diferents substàncies. Competència en gestió i tractament de la informació i competència digital: Utilitzar les

tecnologies de la informació i la comunicació com un element per a informar-se, aprendre i comunicar-se d’una manera crítica i reflexiva.

ContingutsConceptes

Fórmules d’una substància química: fórmula empírica, fórmula molecular i fórmula desenvolupada.

Compostos inorgànics. Nombre d’oxidació dels elements. Càrrega iònica. Elements. Ions monoatòmics. Combinacions binàries. Nomenclatura sistemàtica, nomenclatura de Stock i nom clàssic dels compostos químics. Combinacions binàries amb hidrogen: hidràcids, hidrogen amb altres no-metalls i hidrurs

metàl·lics. Hidròxids. Oxoàcids. Oxoanions. Sals, sals ternàries i sals àcides.

Procediments Elecció de la fórmula adequada per a representar un compost químic. Determinació del nombre d’oxidació d’un element en un compost. Nomenclatura i formulació d’elements i ions monoatòmics. Formulació de compostos binaris. Nomenclatura de compostos binaris: sistemàtica, de Stock i nom clàssic. Formulació i nomenclatura d’hidràcids, combinacions binàries d’hidrogen amb altres no-

metalls i hidrurs metàl·lics. Formulació i nomenclatura d’hidròxids. Formulació i nomenclatura d’oxoàcids i oxoanions. Nomenclatura sistemàtica funcional d’oxoàcids i oxoanions.



Formulació i nomenclatura de sals ternàries i sals àcides. Nomenclatura sistemàtica de les sals. Resolució de problemes sobre composició centesimal, fórmules empíriques i fórmules

moleculars.

Valors Valoració de l’existència d’un únic llenguatge dins la química. Interès per l’ús correcte de la notació científica. Reconeixement de la importància dels nous materials i valoració crítica de les aplicacions

que tenen. Valoració crítica de l’efecte d’algunes activitats industrials que deterioren el medi

ambient.


1. Fórmules de les substàncies químiques La unitat comença definint què és una fórmula química i presentant-ne les classes a partir

d’una definició i d’un exemple. A continuació precisa que, com que la unitat se centrarà en els compostos inorgànics, només hi apareixeran fórmules empíriques o moleculars.

A més dels exercicis, el professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, l’activitat següent:— Llegir el quadre del marge, titulat Fórmules estereoquímiques, identificar la

representació de cada enllaç segons la seva situació respecte del pla del paper i representar la fórmula estereoquímica de les molècules següents: aigua, metà, benzè i triòxid de sofre.

2. Nombre d’oxidació dels elements Es comença explicant el significat del nombre d’oxidació d’un àtom en un compost i les

seves diferències amb la càrrega iònica. A continuació es presenten els principals nombres d’oxidació dels elements representatius

i els metalls de transició en tres taules organitzades per grups i en les quals es destaca la valència comuna a cada grup.

Finalment, s’explica el procediment per a determinar el nombre d’oxidació d’un àtom en un compost i s’il·lustra amb un exemple resolt.

El professor/a pot proposar, a tall de síntesi, les qüestions següents:— Dir si coincideixen la càrrega iònica i el nombre d’oxidació del sodi en el clorur de

sodi, NaCl. I la del clorur? Això significa que han de coincidir sempre? Justificar la resposta.

— Explicar per què la suma algebraica dels nombres d’oxidació dels àtoms que intervenen en la fórmula d’un ió no és igual a zero.



3. Elements Es presenten la formulació i la nomenclatura dels elements, segons el tipus d’unió que

formen (gasos monoatòmics, molècules o xarxes cristal·lines). A continuació, es formulen i s’anomenen els ions monoatòmics positius i els ions

monoatòmics negatius.4. Combinacions binàries

L’apartat s’inicia definint què és una combinació binària. Després s’explica com es formulen les combinacions binàries i a continuació com s’anomenen. Per a la nomenclatura es presenten les tres possibilitats: nomenclatura sistemàtica, nomenclatura de Stock i nom clàssic. Un exemple resolt permet d’observar com es duu a terme aquest procés en la pràctica.

Finalment, es presenten la formulació i la nomenclatura de les combinacions binàries amb hidrogen, que són diferents en cas de tractar-se d’hidràcids en solució aquosa.

A més dels exercicis del llibre de l’alumne, el professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, les activitats següents:— Llegir el quadre del marge titulat Àcids, i identificar quines de les combinacions

binàries amb hidrogen ho són. A continuació, explicar per què reben un nom en estat gasós i un altre en solució aquosa.

— Llegir el quadre del marge titulat Cianurs, i anomenar i formular: cianur de sodi, cianur d’alumini, cianur de crom (II), cianur de bari, àcid cianhídric i cianur de bismut (III).

5. Hidròxids S’ensenyen la formulació i la nomenclatura dels compostos formats per un metall i el

grup hidròxid, OH. Un exemple resolt permet d’observar l’aplicació del procediment explicat.

El professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, les activitats següents:— Justificar si la fórmula d’un hidròxid pot ser del tipus: M2(OH).— Dir si pot existir l’hidròxid de tribor.

I la següent activitat d’ampliació:— Llegir el quadre del marge titulat Peròxids, i determinar si la fórmula molecular d’un

peròxid pot contenir un únic àtom d’oxigen.6. Oxoàcids

S’enuncia la fórmula general de tots els oxoàcids i, com que són un nombre limitat, es presenten tots els oxoàcids de no-metall en una taula, ordenats segons el nombre d’oxidació de l’element central.

Seguidament, es donen els exemples més significatius d’oxoàcids en què l’element central és un metall.

Finalment, s’ensenyen la nomenclatura i la formulació dels oxoàcids segons la nomenclatura sistemàtica funcional.

A partir de la reacció de dissociació dels oxoàcids, que origina un o més ions hidrogen i un oxoanió, es presenten la formulació i la nomenclatura dels oxoanions.

S’ensenya, per mitjà d’un exemple, la nomenclatura sistemàtica dels oxoanions i es presenta l’accés a una pàgina d’Internet en la qual es pot practicar la nomenclatura i la formulació dels oxoanions.

7. Sals



S’observa que la major part de les combinacions binàries són sals i que la combinació d’un oxoàcid amb un hidròxid també dóna lloc a una sal, però ternària.

A continuació es presenten la formulació i la nomenclatura de les sals ternàries i la nomenclatura sistemàtica corresponent. Un exemple resolt permet d’observar com s’apliquen aquestes regles de formulació i nomenclatura.

Finalment, s’ensenya el concepte de sal àcida i se’n presenten la formulació i la nomenclatura.

A més dels exercicis del llibre, el professor/a pot proposar, a tall de síntesi, les activitats següents:— Reconèixer, d’entre una sèrie de fórmules donades, els compostos binaris, els

hidràcids, els hidròxids, els oxoàcids, les sals ternàries i les sals àcides.— Posar dos exemples de compostos que es puguin anomenar mitjançant la

nomenclatura sistemàtica, la de Stock i el nom clàssic, i dos exemples que tinguin nom únic. A continuació, diferenciar les dues classes.

En l’apartat de Química i societat s’expliquen l’origen de la nomenclatura química, l’origen d’alguns dels elements químics i algunes de les aplicacions que tenen. Es remarca, sobretot, que alguns elements sense aplicació aparent en el moment que foren descoberts actualment són part de nous materials.En la Resolució d’exercicis i problemes es pretén que l’alumne/a:

Aprofundeixi en la composició centesimal de les substàncies i la relació que té amb la fórmula empírica i molecular.


Avaluació Observació d’un sèrie de fórmules i classificació en empíriques, moleculars i

desenvolupades. Relació d’alguns nombres d’oxidació dels elements amb el grup de la taula periòdica al

qual pertanyen. Determinació del nombre d’oxidació d’un element en una fórmula química donada. Formulació i anomenament d’una sèrie d’espècies químiques: elements, ions

monoatòmics, compostos binaris, hidràcids, hidròxids, oxoàcids, oxoanions, sals ternàries i sals àcides.

Anomenament de cinc àcids, diferenciant els hidràcids i els oxoàcids. Formulació de cinc compostos binaris, entre els quals dues combinacions binàries amb

hidrogen. Identificació i anomenament d’una sèrie d’espècies químiques. Recerca de deu espècies químiques d’ús quotidià i anomenament del nom comú, de la

fórmula química, del nom segons la nomenclatura sistemàtica o de la de Stock i d’algunes característiques físiques i químiques que tenen.

Càlcul de la composició centesimal d’un compost a partir de la seva fórmula empírica, i a l’inrevés. Recerca de la fórmula molecular d’un compost a partir de la seva composició centesimal i de la seva massa molecular.



Realització d’una recerca bibliogràfica sobre les aplicacions dels elements d’un grup de la taula periòdica i dels compostos químics o aliatges dels quals formen part. Posada en comú de les dades recollides. D’aquesta manera el professor/a podrà avaluar com valoren els alumnes la importància dels productes químics i el seu interès per esbrinar la importància de les reaccions químiques en la societat actual.



6. Enllaç químic

CompetènciesEspecífiques Competència en la indagació i experimentació: Conèixer els tipus d’enllaços químics

més importants i relacionar-los amb les estructures atòmiques. Competència en la comprensió i capacitat d’actuar sobre el món físic: Deduir les

propietats més conegudes de les substàncies a partir de llurs enllaços.Generals Competència en el coneixement i interacció amb el món: Valorar la creació de nous

materials i l’aplicació que tenen en l’àmbit de la indústria i la medicina. Competència personal i interpersonal: Ser rigorós i valorar les aportacions pròpies i

alienes en els treballs.

ContingutsConceptes

Enllaç químic: distància d’enllaç, energia d’enllaç i estabilitat de l’enllaç. Estructura de gas noble: regla de l’octet. Classes d’enllaços químics. Enllaç iònic. Formació d’un compost iònic. Estructura dels compostos iònics. Nombre de coordinació dels ions en els compostos iònics. Energia de xarxa. Enllaç covalent. Model de Lewis de l’enllaç covalent: enllaços simples, dobles i triples, i enllaç covalent

coordinat. Teoria de l’enllaç de valència: enllaç covalent simple, múltiple i coordinat. Enllaç covalent polar. Molècules polaritzades: geometria molecular i polaritat. Enllaç metàl·lic. Model del núvol electrònic. Enllaços intermoleculars: forces de dispersió, atracció dipol-dipol i enllaç d’hidrogen. Tipus de substàncies segons els enllaços que tenen.

Procediments Determinació de l’estabilitat d’un enllaç químic. Aplicació de la regla de l’octet. Identificació de les diverses classes d’enllaços químics. Càlcul de l’energia de xarxa. Relació entre l’energia de xarxa i l’estabilitat d’un compost iònic. Elaboració de l’estructura de Lewis d’un àtom, molècula o ió. Formació i representació dels enllaços covalents segons el model de Lewis i segons la

teoria de l’enllaç de valència.



Determinació de la polaritat d’una molècula segons la seva geometria i la polaritat dels seus enllaços.

Descripció de l’enllaç metàl·lic. Relació entre les característiques dels compostos metàl·lics i llur tipus d’enllaç. Identificació dels enllaços intermoleculars. Classificació de les substàncies segons llurs enllaços. Resolució de problemes sobre l’energia de formació dels compostos iònics i sobre les

estructures de Lewis.

Valors Valoració de la capacitat de la ciència per a donar resposta a les necessitats humanes. Valoració crítica dels avenços científics aplicats en el camp dels nous materials. Interès i responsabilitat en els treballs en grup.


1. Concepte d’enllaç químic La unitat comença definint enllaç químic i, a continuació, relaciona la distància entre els

àtoms que formen l’enllaç amb l’energia d’enllaç i amb la seva estabilitat. S’observa després que els àtoms més estables són els que adquireixen l’estructura de gas noble i que, per això, molt àtoms, especialment d’elements representatius, compleixen la regla de l’octet.

S’esmenten les classes d’enllaços químics segons l’espècie química que s’hi uneix. En el quadre del marge titulat Notació de Lewis, s’explica el més fonamental per a

representar mitjançant notació de Lewis qualsevol àtom o molècula. El professor/a pot proposar, a tall de reflexió, les activitats següents:

— Dir si tots els elements de la taula periòdica posseeixen capacitat per a formar enllaços. En cas que no sigui així, esmentar tres elements que no en formin.

— Justificar si formaran el mateix tipus d’enllaços un ió sodi, un àtom de coure i una molècula d’hidrogen.

— Definir enllaç químic.2. Enllaç iònic

A partir de la formació d’ions positius i d’ions negatius, es descriuen les espècies químiques que formen l’enllaç iònic, el qual es defineix com la unió tridimensional d’aquests ions.

A continuació es presenta esquemàticament la formació del compost iònic clorur de sodi i, mitjançant un dibuix, es representa la disposició dels ions sodi i clorur en el cristall.



Es presenta l’accés a una pàgina d’Internet en la qual es pot observar la formació del cristall iònic clorur de sodi.

A partir de l’enumeració dels factors que influeixen en la disposició espacial dels ions en el cristall, es defineix el concepte de nombre de coordinació d’un ió en un cristall i es mostra gràficament la coordinació dels ions clorur i dels ions sodi en el cristall de clorur de sodi.

A continuació s’analitza la reacció de formació del clorur de sodi i, per tal de poder observar les variacions d’energia, s’estudia la reacció directa i per etapes. A partir d’aquí, es defineix l’energia de xarxa o energia reticular. Finalment, es relaciona l’energia reticular de cada compost iònic amb la seva estabilitat.

El professor/a pot proposar, a tall de pràctica, l’activitat següent:— Utilitzar la taula periòdica i el quadre del marge titulat València iònica, per a

formular i anomenar deu compostos iònics.3. Enllaç covalent

S’esmenten algunes substàncies que no poden ser iòniques i que es caracteritzen pel fet que tenen enllaç covalent. S’explica la formació de l’enllaç covalent segons el model de Lewis i es distingeix entre enllaç covalent simple, doble i triple.

En el quadre del marge titulat Estructura de Lewis es presenten dues de les característiques fonamentals de l’estructura de Lewis de qualsevol molècula.

Amb la finalitat d’introduir l’enllaç covalent coordinat, es presenta l’ió amoni i es remarca que el seu enllaç no pot ser semblant als enllaços covalents que s’han estudiat fins aquest moment. Així es dedueix l’existència d’aquest nou enllaç covalent i se n’expliquen les característiques segons el model de Lewis.

Després de descriure l’enllaç covalent a partir del model de Lewis, s’introdueix la teoria de l’enllaç de valència, que deriva de la mecànica quàntica.

A partir d’aquesta teoria de l’enllaç de valència, es presenten els enllaços simples, els múltiples i l’enllaç covalent coordinat com a enllaços moleculars formats a partir de la superposició de dos orbitals atòmics semiocupats, o d’un orbital atòmic ple i un altre de buit en el cas del covalent coordinat. Uns esquemes basats en la configuració electrònica dels àtoms enllaçats permeten de visualitzar-ho i, per tant, ajuden a comprendre aquesta teoria.

Es presenta el mètode de repulsió de parells d’electrons del nivell de valència (RPENV) per a predir la geometria de molècules senzilles dels tipus AB2, AB3 i AB4.

Es destaca que no tots els àtoms atreuen els electrons de la mateixa manera i a partir d’aquí s’elabora la definició d’enllaç covalent polar. Una imatge de la distribució electrònica al voltant d’un enllaç covalent, d’un enllaç covalent polar i d’un enllaç iònic permet d’observar-ne les diferències.

S’enuncien les condicions necessàries perquè una molècula estigui polaritzada i es remarca que la polarització d’una molècula es deu a la distribució global de les seves càrregues. En una taula amb imatges representatives, es relaciona la polarització d’algunes molècules amb la geometria molecular corresponent i amb la suma vectorial dels moments dipolars.

El professor/a pot proposar, a tall de síntesi, les activitats següents:— Identificar les diferències entre clor gas i amoníac gas (solubilitat, punt de fusió…) i

relacionar-les amb les característiques de les seves molècules.— Posar dos exemples de substàncies apolars i dos exemples de substàncies polars.



I la següent activitat d’ampliació:— Llegir el quadre del marge titulat Electronegativitat i enllaç, i classificar cinc

compostos en iònics, covalents apolars i polars.4. Enllaç metàl·lic

Es recorda que la major part dels elements són metalls i es descriu l’enllaç metàl·lic segons el model del núvol electrònic. Finalment, es representen algunes de les estructures metàl·liques més comunes, pròpies de l’empaquetament compacte dels metalls.

A més dels exercicis de l’apartat, el professor/a pot proposar, a tall de síntesi, l’activitat següent:— Relacionar les característiques del model de núvol electrònic amb les propietats dels

metalls: conductivitat tèrmica i elèctrica, opacitat, etc.5. Enllaços intermoleculars

Mitjançant la invitació a reflexionar sobre les forces d’atracció entre molècules covalents, es presenten les forces de dispersió, l’atracció dipol-dipol i l’enllaç d’hidrogen. A més de definir-les, s’estudia quines molècules poden presentar-les i quines característiques tenen. Unes imatges permeten d’observar aspectes concrets, com la formació d’un dipol instantani - dipol induït, l’orientació de l’atracció dipol-dipol o els enllaços intramoleculars (enllaç covalent polar) i intermoleculars (pont d’hidrogen) del fluorur d’hidrogen.

El professor/a pot proposar, a tall de pràctica, l’activitat següent:— Identificar el tipus de força intermolecular d’algunes substàncies. Per exemple,

l’amoníac líquid, l’heli líquid, el bromur d’hidrogen líquid, etc.6. Tipus de substàncies segons llurs enllaços

En una taula s’ordenen els tipus d’enllaços, les partícules que els presenten, les propietats més importants que tenen i alguns exemples característics.

En l’apartat de Química i societat es presenten materials com ara els metalls, el vidre, la ceràmica, els nanotubs i els cristalls líquids i les importants aplicacions que tenen.En la Resolució d’exercicis i problemes es pretén que l’alumne/a:

Aprofundeixi en el càlcul de l’energia de xarxa i en l’elaboració d’estructures de Lewis de les molècules.


Avaluació Justificació del motiu pel qual els àtoms formen enllaços i per què els gasos nobles

constitueixen una excepció. Escriptura de la reacció de formació per etapes d’un o més compostos iònics i càlcul de la

seva energia reticular. Anàlisi de diverses molècules covalents i elaboració de llurs estructures de Lewis i llurs

enllaços segons la teoria de l’enllaç de valència. Per exemple, de l’aigua, l’ió hidroxil, l’amoníac, l’etilè, el diòxid de nitrogen, etc.

Esment de tres exemples d’enllaços covalents polaritzats, assenyalant el sentit de la polarització, i de tres exemples d’enllaços covalents no polaritzats. A continuació, esment



de dues molècules apolars i dues molècules polars, totes formades per dos tipus d’àtoms diferents com a mínim.

Elaboració d’un petit informe en què s’expliqui per què els metalls tenen estructures compactes i esment d’algunes diferències respecte de les estructures formades per enllaços iònics i, sobretot, per enllaços covalents.

Formulació i anomenament de dos compostos covalents que només presentin enllaç covalent i dos compostos covalents que presentin, a més, forces intermoleculars. Indicació de llurs semblances i llurs diferències.

Posada en comú sobre el tema següent: Importància de l’existència de l’enllaç d’hidrogen per a la vida a la Terra.

Exposició oral de les diferències entre compost iònic, compost covalent i compost metàl·lic.

Classificació d’una sèrie de substàncies segons el tipus d’enllaç i enumeració de les principals característiques que tenen (forces d’enllaç, solubilitat, punt de fusió, conductivitat elèctrica…).

Realització d’experiments senzills de laboratori que permetin de classificar les substàncies tenint en compte algunes de les seves propietats fonamentals, com la solubilitat, el punt de fusió i la conductivitat elèctrica.

Formació de grups de treball i descripció de les característiques que haurien de tenir un material ignífug, un aïllant tèrmic i un aïllant elèctric per a acomplir les seves funcions. A continuació, proposta del tipus d’enllaç que haurien de presentar. Després, realització d’un petita recerca bibliogràfica per tal de trobar un exemple comercial de cadascun i per a determinar-ne el tipus d’enllaç. Finalment, posada en comú dels resultats obtinguts. D’aquesta manera el professor/a podrà avaluar si els alumnes relacionen l’enllaç de les substàncies amb les propietats que presenten.



7. Compostos del carboni

CompetènciesEspecífiques Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència: Distingir els diversos

grups de compostos de carboni i formular i anomenar els més importants. Competència en la comprensió i capacitat d’actuar sobre el món físic: Valorar la

importància d’alguns compostos del carboni per la utilitat que tenen en productes de la vida quotidiana.

Generals Competència en la gestió i el tractament de la informació i competència digital: Utilitzar

programes informàtics per a consolidar i ampliar els coneixements adquirits. Competència en el coneixement i interacció amb el món: Valorar la necessitat de reduir

l’ús de combustibles fòssils per la incidència que tenen en el medi ambient.

ContingutsConceptes

El carboni i la seva presència en la natura. Enllaços del carboni: llurs característiques. Fórmules dels compostos del carboni: semidesenvolupades o desenvolupades. Hidrocarburs. Alcans lineals i ramificats. Sèrie homòloga. Radicals alquil. Alquens lineals i ramificats. Alquins lineals i ramificats. Hidrocarburs cíclics. Hidrocarburs aromàtics. Grups funcionals. Compostos oxigenats: alcohols i fenols, èters, aldehids, cetones, àcids carboxílics i èsters. Compostos nitrogenats: amines, amides i nitrils. Isomeria de cadena, de posicio i de funció. Isomeria geomètrica. Isomeria òptica. Enantiòmers. Petroli: formació, extracció, refinament. Gasolina. Polímers.

Procediments Identificació de la presència del carboni en la natura. Formulació i nomenclatura d’alcans de cadena lineal i de cadena ramificada, d’alquens

lineals i ramificats i d’alquins de cadena lineal i ramificada. Identificació d’hidrocarburs cíclics i aromàtics.



Formulació i nomenclatura de compostos hidrogenats, nitrogenats (amines, amides i nitrils) i oxigenats (alcohols, èters, aldehids, cetones, àcids carboxílics i èsters).

Identificació de dos o més compostos isòmers i del seu tipus d’isomeria. Descripció d’una bona gasolina per a motor. Resolució de problemes amb determinació de fórmules moleculars orgàniques i amb

càlculs estequiomètrics basats en reaccions dels compostos del carboni. Identificació dels polímers més usuals en la vida quotidiana.

Valors Valoració de la prevenció com la manera més útil de salvaguardar la salut, evitant

l’adquisició d’hàbits nocius que la perjudiquin. Conscienciació de la perillositat d’alguns hàbits nocius. Actitud reflexiva davant els avenços científics i llur possible aplicació en la millora de la

qualitat de vida. Valoració de les aportacions, positives i negatives, dels nous productes creats per mitjà de

processos químics.

ActivitatsLa primera pàgina de la unitat conté una imatge acompanyada d’un text en què es mostra la presència de la química en la vida quotidiana. Les Competències, específiques i generals, mostren les capacitats que es pretén que l’alumne/a desenvolupi al llarg de la unitat.La Preparació de la unitat proposa el treball previ: es recorden conceptes i es proposen activitats amb la finalitat d’evocar els continguts necessaris per a estudiar la unitat.Un esquema mostra l’organització dels continguts de la unitat.

1. Carboni La unitat comença recordant els orígens de la química del carboni: la primera síntesi

d’una substància orgànica, la urea, superant d’aquesta manera la barrera del vitalisme. A continuació, estudia la capacitat d’enllaç dels àtoms de carboni i presenta els tres tipus

d’enllaç de què poden formar part (senzill, doble i triple), mitjançant els models moleculars de l’età, l’etè i l’etí.

Finalment, enuncia les característiques generals dels compostos del carboni i reflexiona sobre el tipus de fórmula química més adient per a representar-los.

A més dels exercicis de l’apartat, el professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, les activitats següents:— Llegir el quadre del marge titulat Cicle del carboni, i representar les etapes principals

del cicle del carboni.— Muntar diverses molècules orgàniques mitjançant un joc de models moleculars.

2. Hidrocarburs Es presenten mitjançant un esquema els diversos tipus d’hidrocarburs. A continuació

s’introdueixen els alcans de cadena lineal amb les seves regles de formulació i nomenclatura i, a partir de la taula en què s’han presentat, es defineix el concepte de sèrie homòloga i el de radical alquil o grup alquil, així com la nomenclatura d’aquests darrers.



Les regles de formulació i nomenclatura dels alcans lineals són, a més, la base per a la introducció de les regles de formulació i nomenclatura dels alcans ramificats.

Després es planteja en forma de taula la formulació i la nomenclatura dels alquens i els alquins lineals, primerament, i dels alquens i els alquins ramificats, a continuació.

Un exemple resolt mostra l’aplicació pràctica de les regles de formulació i nomenclatura dels alcans, els alquens i els alquins.

A continuació s’introdueixen els derivats halogenats i es donen les regles per a anomenar-los.

Un exemple resolt mostra l’aplicació pràctica de les regles de formulació i nomenclatura dels derivats halogenats.

El professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, les activitats següents:— Llegir el quadre del marge titulat Determinació del carboni, i efectuar una pràctica

que consisteixi a determinar si una substància donada conté carboni o no en conté.— Llegir el quadre del marge titulat Identificació d’alcans, i efectuar una pràctica que

consisteixi a determinar si una substància donada conté o no un alcà. A continuació es presenten els hidrocarburs de cadena tancada o cíclics. Es descriuen els

alicíclics: cicloalcans, cicloalquens i cicloalquins i es donen les regles per a llur nomenclatura i alguns exemples.

L’últim tipus d’hidrocarburs, els aromàtics, s’introdueix a continuació; es descriuen i es mostra la manera d’anomenar els derivats senzills del benzè.

3. Compostos oxigenats En el quadre del marge es recorda el concepte de grup funcional. Es presenten els derivats oxigenats (alcohols, èters, aldehids, cetones, àcids carboxílics i

èsters), llurs característiques, la nomenclatura i alguns exemples en què es destaca la terminació pròpia de cada grup funcional.

S’ofereix l’accés a una adreça d’Internet en la qual es pot observar la visió tridimensional de diferents molècules.

4. Compostos nitrogenats Es presenten els derivats nitrogenats (amines, amides i nitrils), se n’enuncien les

característiques principals i la nomenclatura i se’n donen alguns exemples en què es destaca la terminació pròpia del grup funcional.

El professor/a pot proposar, a tall de síntesi, les activitats següents:— Relacionar la fórmula de cada grup funcional amb el seu nom i amb la terminació que

s’aplica a qualsevol molècula d’aquesta família.— Escriure una fórmula qualsevol que respongui a cada grup funcional i anomenar el

compost resultant. I la següent activitat d’ampliació:

— Buscar les característiques físiques i químiques d’alguna família (amides, amines, alcohols…), redactar un informe amb les dades obtingudes i exposar-les a la resta de companys i companyes.

5. Isomeria S’introdueix el concepte d’isomeria i els tipus d’isomeria. Es presenten en forma de taula els tipus d’isomeria estructural. De cada tipus se’n dóna la

característica diferenciadora i un exemple. Aquest exemple consisteix a anomenar dos compostos i llur fórmula semidesenvolupada i a observar que la fórmula és la mateixa, és a dir, que són isòmers.



A continuació es presenten les classes d’estereoisomeria. Es mostra un exemple d’isomeria geomètrica o cis-trans.

Després es descriu la isomeria òptica. Una figura mostra la desviació de la llum polaritzada per una substància òpticament activa i una altra ajuda a comprendre el carboni asimètric.

6. Derivats del petroli Es descriuen la formació, l’extracció i el refinament del petroli amb l’ajut d’imatges que

faciliten la comprensió dels diversos processos. Tot seguit es presenten, mitjançant el dibuix d’una columna de fraccionament, alguns dels seus derivats procedents del refinament, enunciant la temperatura a la qual s’han separat de la resta de compostos, el nombre mitjà d’àtoms de carboni i algunes de les aplicacions que tenen.

S’assenyala la importància actual del petroli i els seus derivats en l’economia mundial actual.

A continuació, l’apartat se centra en un dels derivats del petroli que més interessa, la gasolina. S’enuncien les característiques que ha de tenir una bona gasolina per a motor i s’explica què és l’índex d’octans. Finalment, es presenten tres mètodes alternatius per a obtenir gasolina amb l’índex d’octans adequat a partir del petroli.

El professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, les activitats següents:— Redactar un informe en què s’expliqui la formació del petroli.— Identificar el procés de reformació catalítica amb les reaccions d’isomerització,

buscar-ne informació i enunciar dues reaccions que es produeixin durant aquest procés.

7. Polímers Es defineixen les reaccions de polimerització i el seu resultat: el polímer. A continuació s’estudien els d’origen natural: polisacàrids, proteïnes i àcids nucleics i se

n’esmenten exemples. Una figura mostra la doble hèlix de la molècula de DNA. En el quadre del marge es destaca la gran importància de les proteïnes en els processos

del nostre organisme (relació entre la biologia i la química). Després es presenten els polímers sintètics: elastòmers, fibres i plàstics, i se n’esmenten

les propietats i les aplicacions. Una fotografia mostra alguns polímers sintètics que són objectes d’ús quotidià.

Es descriuen els dos tipus de reaccions de polimerització: les d’addició i les de condensació.

Finalment es presenta el problema de l’eliminació dels residus i algunes solucions a aquest problema.

En l’apartat de Química i societat es tracta la Síntesi orgànica. Se n’estudia la finalitat i els tipus. Es distingeixen les diverses fases d’una investigació de síntesi orgànica i s’assenyala la gran quantitat de productes que s’obtenen d’aquesta indústria, així com els riscos mediambientals que poden ocasionar.En la Resolució d’exercicis i problemes es pretén que l’alumne/a:

Recordi conceptes i procediments que ha estudiat al llarg de totes les unitats anteriors, aplicant-los a processos propis de la química del carboni: composició centesimal, fórmula empírica, fórmula molecular, reacció química i rendiment.




Avaluació Enumeració de les característiques més importants dels compostos del carboni:

solubilitat, temperatures de fusió i d’ebullició, conducció elèctrica, velocitat de reacció i tipus d’enllaç.

Recerca de la fórmula molecular d’un compost orgànic a partir de la composició centesimal i de la massa molecular. Dibuix d’un fórmula desenvolupada que es pugui correspondre amb la fórmula trobada.

Realització de càlculs estequiomètrics a partir d’una reacció química orgànica.



RESUM I AUTOAVALUACIÓAl final del bloc 2 s’inclouen un Resum, que conté les idees essencials de cadascuna de les unitats que componen el bloc, i una Autoavaluació, que permet a l’alumne/a de comprovar les capacitats desenvolupades al llarg del bloc. Les solucions de l’autoavaluació es recullen en el llibre d’Orientacions i propostes de treball de Química I, de l’editorial Edebé.

PRÀCTIQUESEs presenten sis pràctiques de laboratori:

Determinació de l’aigua de cristal·lització del sulfat de coure (II). Preparació de sabó. Determinació de la massa atòmica relativa del magnesi. Estimació de la mida d’una molècula d’àcid oleic i de la constant d’Avogadro. Determinació de la massa molecular relativa d’una substància volàtil. Preparació d’una solució 0,1 M d’hidròxid de sodi.

En cada pràctica es presenta l’objectiu que es pretén aconseguir i es relacionen el material i els reactius necessaris, el procediment que cal seguir i qüestions relatives a l’experiència.



8. Reaccions químiques

CompetènciesEspecífiques Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència: Interpretar les reaccions

químiques com a processos de transformació d’unes substàncies en unes altres. Competència en la indagació i experimentació: Determinar les quantitats de substància

que intervenen en una reacció, aplicant càlculs estequiomètrics, i conèixer-ne el rendiment.

Generals Competència personal i interpersonal: Planificar el temps i distribuir adequadament les

tasques per aconseguir els objectius marcats. Competència en el coneixement i interacció amb el món: Valorar processos industrials

per a l’obtenció de productes i materials de gran utilitat i com aquests processos repercuteixen sobre les persones i el medi ambient.

ContingutsConceptes

Reacció química. Equació química. Significat qualitatiu d’una equació química. Ajustament de les equacions químiques. Significat quantitatiu d’una equació química. Tipus de reaccions químiques: de síntesi, de descomposició, de desplaçament i de doble

desplaçament. Càlculs basats en les equacions químiques: amb masses, amb volums de gasos a 273 K i

1 atm i amb volums en condicions diferents. Reactiu limitant. Càlculs amb reactius en solució. El rendiment en les reaccions químiques. Obtenció industrial de materials: carbonat de sodi i amoníac.

Procediments Identificació dels reactius i els productes d’una reacció química. Determinació dels coeficients d’una equació química pel mètode de tempteig i pel

mètode del sistema d’equacions. Interpretació atomicomolecular i interpretació molar d’una equació química. Identificació dels tipus de reaccions químiques. Resolució de problemes amb equacions químiques: càlculs amb masses, amb volums de

gasos a 273 K i 1 atm i amb volums de gasos en altres condicions de pressió i temperatura.

Resolució de problemes amb reactius en excés i amb reactius en solució. Aplicació del rendiment d’una reacció química. Identificació de les etapes en la síntesi industrial del carbonat de calci i de l’amoníac.



Resolució de problemes en què apareixen càlculs estequiomètrics amb reactius limitants o en solució.

Valors Valoració crítica dels avenços científics i tecnològics. Interès per l’aplicació industrial dels avenços científics i tecnològics. Valoració crítica dels efectes d’algunes activitats industrials que deterioren el medi

ambient.


1. Concepte de reacció química A partir de la descripció d’una reacció química se n’introdueix el concepte. A

continuació, mitjançant una imatge, es descriu el procés de trencament i formació d’enllaços que caracteritza qualsevol reacció química.

A més dels exercicis de l’apartat, el professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, l’activitat següent:— Llegir el quadre del marge titulat Importància dels canvis químics, i buscar un

exemple de reacció de combustió, un altre d’alguna de les reaccions de fermentació, un altre d’alguna de les reaccions de la digestió humana dels aliments i un exemple d’una reacció química que s’utilitzi en la indústria.

2. Equacions químiques Es descriu la reacció observada en l’apartat anterior i es fa adonar que una persona que

desconegui la llengua catalana no podrà interpretar-ne el significat. Així s’arriba a la definició d’equació química i a la necessitat d’escriure-la de manera que tingui un significat unívoc.

A partir de l’expressió d’una equació química es donen les normes d’escriptura i interpretació de qualsevol equació química i el seu significat qualitatiu. A continuació s’iguala el nombre d’àtoms de cada element per als reactius i els productes d’una equació química i s’anomena i es defineix aquesta operació. Seguidament es presenten dos mètodes d’ajustament, que s’apliquen en dos exemples resolts.

S’ofereix l’accés a una adreça d’Internet en la qual es pot practicar l’ajustament d’equacions químiques.

Finalment, s’interpreta quantitativament l’equació química ajustada de la descomposició del clorat de potassi. De la relació molecular que es desprèn directament de l’equació química ajustada es passa, multiplicant pel nombre d’Avogadro, a la relació molar i, recordant el volum d’un mol de gas a 273 K i 1 atm, a la relació entre volums de gasos.

El professor/a pot proposar, a tall de síntesi, l’activitat següent:— Ajustar tres equacions químiques i donar-ne el significat qualitatiu i quantitatiu.



3. Tipus de reaccions químiques segons la reorganització dels àtoms Es presenten les reaccions químiques classificades segons els mecanismes d’intercanvi

que es produeixen. Cada tipus de reacció va acompanyat de la definició corresponent, d’uns exemples de reaccions d’aquest tipus que s’utilitzen en la indústria, de la descripció d’un mètode identificatiu i de la imatge del muntatge d’un dels exemples donats d’aquest tipus de reacció.

A més dels exercicis de l’apartat, el professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, l’activitat següent:— Observar els exemples acompanyats d’imatges que apareixen en el llibre de l’alumne

i descriure com s’identifica que s’ha produït una reacció química.4. Càlculs basats en les equacions químiques

Aquest apartat pretén que els alumnes adquireixin les estratègies de resolució de problemes a partir de les equacions químiques. Per a fer-ho, s’han proposat exemples resolts de càlculs amb masses, de càlculs amb volums a 273 K i 1 atm, de càlculs amb volums en condicions diferents a 273 K i 1 atm, de càlculs amb reactius limitants i de càlculs amb reactius en solució. En cada cas, s’hi afegeixen les expressions que es necessitaran (per exemple, l’equació dels gasos ideals).

S’ofereix l’accés a una adreça d’Internet en la qual es pot observar una simulació de la progressió d’una reacció en què hi ha un reactiu limitant.

A més dels exercicis de l’apartat, el professor/a pot proposar, a tall de repàs, l’activitat següent:— Un problema de reaccions químiques amb càlculs teòrics, és a dir, que tingui com a

dada inicial m g o n mols de substància, de massa molecular Mr, i en què s’hagi de trobar la massa o el volum final d’un dels productes de la reacció.

5. El rendiment en les reaccions químiques Es recorda com es procedeix per tal de calcular la quantitat de producte que s’espera

obtenir d’una reacció química. A continuació s’enuncien les causes per les quals els rendiments de les reaccions

químiques no solen ser en la pràctica del 100 %. Un exemple resolt permet d’observar com s’aplica el rendiment de les reaccions químiques en un cas concret.

El professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, l’activitat següent:— Llegir el quadre del marge titulat La puresa dels reactius, i resoldre un exercici

similar a l’exemple donat.6. Obtenció industrial de materials

S’introdueix l’apartat recordant que una important aplicació dels processos químics és la síntesi industrial i que se n’han de tenir en compte les repercussions, tant les positives (la utilitat) com les negatives (contaminació, exhauriment de les primeres matèries…).

A continuació es presenten dos processos industrials molt coneguts, la síntesi del carbonat de sodi pel mètode Solvay i la síntesi de Haber de l’amoníac. Cada procés va acompanyat de les reaccions que s’hi produeixen, les fases en què es duen a terme i algunes utilitats del producte.

En un quadre al marge es descriu l’obtenció de metalls a partir de minerals.

En l’apartat de Química i societat es plantegen dos reptes de la indústria química avui en dia: la sostenibilitat i la biodegradabilitat. Es reflexiona sobre les conseqüències en el medi ambient de les necessitats humanes i sobre la limitació de les primeres matèries en general.



En la Resolució d’exercicis i problemes es pretén que l’alumne/a: Aprofundeixi en la resolució de problemes en què apareixen càlculs amb reactius

limitants. Practiqui la resolució de problemes en què apareixen reactius en solució.


Avaluació Elecció d’una reacció química, per exemple la reacció de l’àcid sulfúric amb l’hidròxid

de sodi, identificació dels reactius i els productes, escriptura de l’equació química corresponent, igualació de l’equació i interpretació des del punt de vista atomicomolecular i des del punt de vista molar.

Recerca d’exemples de reaccions químiques en la vida quotidiana (encendre un llumí, aplicar aigua oxigenada a una ferida…) i indicació del tipus de reacció de què es tracta.

Resolució de problemes que incloguin càlculs amb masses, volums en diferents condicions de pressió i temperatura, reactius limitants, reactius en solució i rendiments.

Formació de grups de treball, elecció d’una síntesi química industrial, recerca bibliogràfica i elaboració d’un treball que inclogui:— Reaccions del procés.— Condicions de cada reacció i rendiment.— Procedència i abundància actual dels reactius.— Usos dels productes. Han comportat alguna millora en la qualitat de vida de les

persones?— Contaminació produïda per l’empresa: de l’aire, de l’aigua, del sòl, acústica, etc.— D’aquesta manera el professor/a podrà avaluar la capacitat de treball en grup de

l’alumne/a, el respecte que té per les aportacions dels companys i companyes, l’interès que mostra pels problemes mediambientals derivats de les aplicacions tecnològiques de la ciència i la valoració que fa de la capacitat de la ciència per a solucionar alguns problemes de la humanitat.

— Ideació i realització de dues reaccions senzilles de laboratori, escriptura de les equacions químiques corresponents i ajustament de les equacions. Atenció especial a l’ús adequat del material i els productes emprats.



9. Energia de les reaccions químiques

CompetènciesEspecífiques Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència: Interpretar el procés d’un

canvi químic aplicant la termodinàmica. Competència en la comprensió i capacitat d’actuar sobre el món físic: Valorar les

nombroses aplicacions dels combustibles i, a conseqüència d’això, la necessitat de continuar disposant d’aquestes primeres matèries.

Generals Competència comunicativa: Comunicar-se amb fluïdesa i correcció depenent de la

situació, la intenció i l’interlocutor. Competència en la gestió i el tractament de la informació i competència digital: Utilitzar

tècniques i estratègies diverses segons la font i els diferents suports per a cercar, captar, seleccionar i processar la informació.

ContingutsConceptes

Equivalent mecànic de la calor. Primer principi de la termodinàmica. Sistema. Termoquímica. Intercanvi d’energia en les reaccions químiques. Calor de reacció: reaccions endotèrmiques i exotèrmiques. Calor de reacció a volum constant i calor de reacció a pressió constant. Entalpia de reacció. Entalpia estàndard de reacció. Treball de compressió-expansió. Llei de Hess.

Procediments Aplicació del primer principi de la termodinàmica. Relació entre l’energia total dels reactius i dels productes i l’absorció o la cessió

d’energia al medi. Identificació de les reaccions endotèrmiques i exotèrmiques. Determinació del caràcter endotèrmic o exotèrmic d’una reacció pel signe de la variació

d’entalpia. Càlcul del treball de compressió-expansió d’un sistema. Resolució de problemes amb càlculs d’entalpies. Aplicació de la llei de Hess al càlcul d’entalpies de reacció. Resolució de problemes en què s’aplica la llei de Hess i de càlcul del treball de

compressió-expansió associat a una reacció química.



Valors Actitud reflexiva davant els avenços científics i llur possible aplicació en la millora de la

qualitat de vida. Valoració de la capacitat de la ciència per a donar resposta a les necessitats humanes.


1. Termodinàmica S’explica en què consisteix la termodinàmica. Després es destaca el concepte de sistema i

es descriuen, amb l’ajut d’imatges, els tres tipus de sistemes que existeixen. A continuació es restringeix l’estudi dels intercanvis d’energia als que es produeixen

quan té lloc una reacció química, i es defineix la branca de la química que efectua aquest estudi, la termoquímica.

S’enuncia el primer principi de la termodinàmica, per al qual s’adopta el conveni de suposar positius la calor absorbida pel sistema i el treball realitzat sobre el sistema.

S’indica l’accés a una pàgina d’Internet en la qual es pot observar una simulació de l’experiència de Joule.

Finalment, s’estableix l’equivalent mecànic de la calor i s’il·lustra la transformació de treball en calor mitjançant l’experiència de Joule.

Dos exemples resolts proposen de calcular la variació de l’energia d’una màquina i d’un gas, respectivament, que intercanvien calor i treball amb el medi.

A més dels exercicis de l’apartat, el professor/a pot proposar, a tall de síntesi, les activitats següents:— Què va demostrar l’experiència de Joule? Quina relació hi ha entre l’energia

mecànica, expressada en joules, i l’energia tèrmica, expressada en calories?— En escalfar el gas tancat en un recipient, s’expandeix i eleva un èmbol. Si el gas

absorbeix 5 000 J de calor i realitza 4 250 J de treball mecànic, calcula l’increment de la seva energia interna.

I la següent activitat d’ampliació:— Llegir el quadre del marge titulat Màquines tèrmiques, i respondre qüestions com ara

què és una màquina tèrmica, posar exemples de màquines tèrmiques, etc. 2. Intercanvi d’energia en les reaccions químiques

L’apartat comença mostrant, per mitjà d’una taula, els intercanvis d’energia que acompanyen les reaccions químiques i, a partir d’unes imatges, alguns tipus d’energia que s’intercanvien. A continuació, se centra en l’energia que s’intercanvia més habitualment quan es produeix una reacció química, la calor.

A partir d’una taula comparativa en què apareixen els gràfics de dues reaccions, es distingeix entre reaccions endotèrmiques i reaccions exotèrmiques. En la mateixa taula es



mostren les relacions entre calor, treball i energia interna i els seus signes segons que la reacció sigui exotèrmica o endotèrmica.

Com que les reaccions més comunes es duen a terme a volum constant (recipients tancats) o a pressió constant (recipients oberts a l’atmosfera), es defineixen la calor de reacció a volum constant i la calor de reacció a pressió constant i s’observa que la primera és igual a la variació d’energia interna del sistema, per la qual cosa es dedueix que no depèn del procés que segueixi la reacció.

Després s’introdueix una nova funció d’estat, l’entalpia, i es planteja que el seu increment és igual a la calor a pressió constant. A continuació se’n descriuen les característiques i, en una taula, es descriu com es poden diferenciar les reaccions pel signe de l’entalpia.

Seguidament, s’introdueix la magnitud entalpia estàndard i es descriu una reacció química en què apareix aquesta magnitud. A continuació es presenta l’entalpia molar estàndard de formació i s’utilitza en la descripció d’una reacció de formació. L’aplicació de l’increment d’entalpia es mostra en un exemple resolt.

S’ofereix l’accés a una adreça d’Internet en la qual s’assenyalen els avantatges i els inconvenients que presenten els principals biocombustibles.

Per tal de continuar l’estudi de les variacions de l’energia interna d’un sistema, s’introdueix el treball més habitual en les reaccions químiques, el treball de compressió-expansió associat a una variació de volum. Mitjançant unes imatges que mostren una compressió i una expansió es dedueix l’expressió per a calcular el treball de compressió-expansió. A continuació, uns dibuixos permeten de visualitzar que els sistemes en què apareixerà aquest tipus de treball seran les reaccions en què es produeixin gasos i les que en consumeixin.

3. Llei de Hess Es descriu un procés químic mitjançant una única reacció i mitjançant una reacció per

etapes que s’utilitza com a exemple per a enunciar la llei de Hess. A continuació, s’aplica en dos exemples resolts la llei de Hess per a calcular l’entalpia

estàndard de combustió de l’àcid metanoic a partir de les entalpies estàndard de formació dels reactius i els productes i per a calcular l’entalpia estàndard de formació del metà.

El professor/a pot proposar, a tall de síntesi, les activitats següents:— Explicar les condicions necessàries per a poder aplicar la llei de Hess.— Relacionar la llei de Hess i el principi de conservació de l’energia.— Aplicar la llei de Hess a una reacció un cop conegudes les entalpies de formació dels

reactius i dels productes.

En l’apartat de Química i societat es presenten alguns dels usos diferents de la propulsió de vehicles, de l’energia procedent dels combustibles. Se’n mostren l’ús en l’Antiguitat i l’ús actual. D’aquesta manera es pot reflexionar sobre els avenços científics i tècnics, però adonant-se que moltes de les aplicacions més habituals de l’energia dels combustibles es van iniciar en l’Antiguitat. S’assenyala el greu problema que poden ocasionar els combustibles, la contaminació i les alternatives que s’ofereixen amb els vehicles híbrids i els biocombustibles.Per tal d’analitzar l’energia que es pot desprendre d’una reacció química, sobretot de les combustions, i el seu aprofitament per part de l’ésser humà, es poden dur a terme les activitats següents:

Comparar la font d’energia que utilitzaven els antics egipcis en la producció del vidre (tercer mil·lenni abans de Crist) i les fonts d’energia actuals.



Analitzar els mètodes de calefacció de les cases de l’Edat Mitjana (combustibles emprats, contaminació…) i de l’actualitat.

Efectuar una recerca bibliogràfica sobre les reaccions químiques com a fonts d’energia, on s’utilitzen, per a quins processos i quines conseqüències comporten (exhauriment de primera matèria, contaminació, possibilitat d’accidents…), i dur a terme un col·loqui en què s’exposin les conclusions obtingudes.

En la Resolució d’exercicis i problemes es pretén que l’alumne/a: Aprofundeixi en l’aplicació de la llei de Hess per al càlcul d’entalpies estàndard. Practiqui el càlcul del treball de compressió-expansió.


Avaluació Enunciació del primer principi de la termodinàmica i explicació, d’acord amb aquest

principi, de la manera com el treball es transforma en calor i a l’inrevés. Càlcul de la variació d’energia interna d’una màquina tèrmica en un cicle si extreu 24 000 J

del focus calent i subministra 8 000 J al focus fred. Si no es vol perdre energia interna pròpia, determinació del valor màxim del treball que pot produir en cada cicle.

Exemplificació de reaccions que absorbeixin energia i de reaccions que en desprenguin, identificant el tipus d’energia i assenyalant les energies endotèrmiques i les exotèrmiques.

Explicació oral de les diferències entre entalpia de reacció, entalpia estàndard de reacció i entalpia estàndard de formació.

Justificació de la importància de la calor a volum constant i de la calor a pressió constant. Càlcul de l’entalpia d’una reacció aplicant la llei de Hess. Descripció d’una reacció química: equació termodinàmica, treball de compressió-

expansió si en té, muntatge per a dur-la a terme al laboratori, descripció del sistema, etc. Enumeració de cinc aplicacions dels combustibles, investigació de l’evolució que han

tingut al llarg de la història i preparació d’un informe d’una d’aquestes aplicacions.



10. Cinètica i equilibri

CompetènciesEspecífiques Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència: Comprendre en què

consisteix l’equilibri químic i identificar-ne les característiques. Competència en la comprensió i capacitat d’actuar sobre el món físic: Conèixer les

diverses aplicacions dels catalitzadors en l’àmbit industrial i en bioquímica, així com els principals inconvenients.

Generals Competència en recerca: Elaborar i comunicar de manera pertinent el producte final i les

conclusions de treballs experimentals. Competència personal i interpersonal: Interaccionar amb diferents interlocutors, escoltar

i aprendre dels altres.

ContingutsConceptes

Cinètica química. Velocitat de reacció. Teoria de les col·lisions. Teoria de l’estat de transició: energia d’activació. Factors que influeixen en la velocitat de reacció. Catalitzadors i tipus de catalitzadors. Lleis de velocitat. Equilibri químic. Estat d’equilibri. Característiques de l’equilibri. La constant d’equilibri. Principi de Le Chatelier.

Procediments Descripció d’una reacció química a partir de la teoria de les col·lisions i de la teoria de

l’estat de transició. Identificació dels factors que influeixen en la velocitat de reacció i descripció de la

influència que tenen. Aplicació de les lleis de velocitat. Identificació de l’estat d’equilibri d’un sistema. Càlcul i aplicació de la constant d’equilibri. Aplicació del principi de Le Chatelier. Resolució de problemes en què es calcula la constant d’equilibri d’una reacció química i

en què s’utilitza per a trobar concentracions en l’equilibri.


qualitat de vida.



Valoració de les aportacions, positives i negatives, dels nous productes creats per mitjà de processos químics.


1. Cinètica química Es defineix cinètica química i s’enuncien els aspectes que tracta per tal d’arribar al

concepte de velocitat de reacció. Amb la finalitat d’interpretar per què hi ha reaccions ràpides i lentes i per què certs

factors són capaços de modificar la velocitat de reacció, s’estudien la teoria de les col·lisions i la teoria de l’estat de transició, que permeten de conèixer què succeeix en les molècules de les substàncies quan reaccionen.

Abans d’estudiar els factors que influeixen en la velocitat de reacció, es diferencien els sistemes homogenis dels heterogenis. A continuació s’expliquen aquests factors, s’observa, mitjançant diverses imatges, com influeixen en la velocitat de reacció i s’utilitza la teoria de les col·lisions per a explicar aquesta influència. Després es presenten els dos tipus de catalitzadors que existeixen i se’n destaca l’acció sobre l’energia del complex activat, amb l’ajut de dos gràfics.

Es presenta l’accés a una pàgina d’Internet en la qual es pot veure un vídeo sobre una de les aplicacions més conegudes dels catalitzadors, el tub d’escapament dels vehicles.

Finalment, s’estudia la reacció de formació del iodur d’hidrogen i se n’enuncia la velocitat experimental. Així s’introdueixen les lleis de velocitat i, a continuació, s’enuncien les característiques que ha de tenir qualsevol llei de velocitat. Encara que existeixen lleis de velocitat molt complicades, se’n mostra un dels tipus més senzills. Un exemple resolt utilitza una llei de velocitat per a trobar la velocitat d’una reacció química.

2. Equilibri químic Es recorden les reaccions que s’han estudiat fins aquest moment i es passa a presentar una

reacció els productes de la qual reaccionen entre ells i tornen a donar els reactius. La presentació en forma de taula de totes dues reaccions, directa i inversa, i la imatge d’aquestes reaccions serveixen de suport per a presentar el concepte d’estat d’equilibri.

A continuació s’estudien les característiques de l’equilibri mitjançant un gràfic velocitat-temps i un gràfic concentració-temps. Seguidament, es torna a estudiar la reacció de formació del iodur d’hidrogen i les seves velocitats de reacció directa i inversa per tal d’introduir el concepte de la constant d’equilibri i aprendre a calcular-la mitjançant la llei d’acció de masses. Uns exemples permeten d’observar la llei d’acció de masses per a diverses reaccions reversibles, i en tres exemples resolts s’escriuen diverses constants d’equilibri, es calcula el valor de la constant d’equilibri i s’utilitza la constant d’equilibri per a calcular concentracions en l’equilibri.



Finalment, s’enuncia el principi de Le Chatelier i es reflexiona sobre la manera com afecta a l’equilibri químic una alteració d’algun dels factors (temperatura, pressió o concentracions) que intervenen en aquest equilibri. Per tal d’aclarir aquesta influència, es descriuen les conseqüències de cadascun d’aquests canvis en general i per a la reacció de formació de l’amoníac. En un exemple resolt s’observa l’aplicació del principi de Le Chatelier.

Es presenta l’accés a una pàgina d’Internet en la qual es poden veure els efectes de la variació de la concentració dels reactius sobre l’equilibri.

A més dels exercicis de l’apartat, el professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, les activitats següents:— Llegir el quadre del marge titulat Catalitzadors i equilibri, i explicar per què en afegir

un catalitzador a una reacció en equilibri no la modifica.— Calcular la constant d’equilibri d’una reacció a partir de les lleis de velocitat directa i

inversa i comparar-la amb l’expressió obtinguda a partir de la llei d’acció de masses.

En l’apartat de Química i societat es reflexiona sobre la importància dels catalitzadors en molts processos industrials i per a evitar contaminació (convertidor catalític) i processos no desitjats de descomposició d’aliments (conservants), però també sobre els problemes que poden generar-ne els efectes secundaris.En la Resolució d’exercicis i problemes es pretén que l’alumne/a:

Recordi i practiqui el càlcul de la constant d’equilibri i la utilitzi per a determinar concentracions en l’equilibri.


Avaluació Explicació oral de com es produeix una reacció química segons la teoria de les col·lisions

i segons la teoria de l’estat de transició. A continuació, comentari en un col·loqui dels factors que té en compte cadascuna de les teories i del motiu pel qual la segona es considera millor que la primera.

Indicació de la manera com es determina la llei de velocitat d’una reacció química. Resolució d’un problema mitjançant l’aplicació d’una llei de velocitat. Descripció de les característiques de l’estat d’equilibri i de la manera com s’hi arriba. Escriptura de l’equació termoquímica d’una reacció reversible, càlcul del valor de la

constant d’equilibri per a una temperatura i una pressió determinades i justificació de l’efecte d’algunes accions sobre l’equilibri.

Explicació de la manera com s’aplica el principi de Le Chatelier. Investigació sobre l’ús industrial dels catalitzadors i aportació de dos exemples de

catalitzadors que augmentin la velocitat de reacció, indicant també la reacció que catalitzen. A més, aportació de dos exemples de catalitzadors negatius, indicant també la reacció que inhibeixen. D’aquesta manera el professor/a pot avaluar la curiositat dels alumnes per l’entorn i pels temes d’actualitat relacionats amb la ciència, així com l’esperit crític desenvolupat davant les informacions pseudocientífiques de l’entorn.



11. Tipus de reaccions químiques

CompetènciesEspecífiques Competència en la indagació i experimentació: Identificar diversos tipus de reaccions

químiques. Competència en la comprensió i capacitat d’actuar sobre el món físic: Interpretar

diversos fenòmens àcid-base, precipitació i solubilitat, oxidació-reducció i conèixer-ne les aplicacions pràctiques més importants.

Generals Competència comunicativa: Disposar d’eines per a comunicar d’una manera creativa i

personal els resultats d’una recerca o problema plantejat. Competència en la gestió i el tractament de la informació i competència digital:

Desenvolupar habilitats bàsiques de gestió de la informació amb l’ús de programes informàtics.

ContingutsConceptes

Teoria d’Arrhenius. Àcid i base. Reacció de neutralització. Volumetria àcid-base. Solubilitat. Tipus de solucions segons la quantitat de solut. Regles de solubilitat. Reacció de precipitació. Equació molecular, equació iònica i equació iònica neta. Oxidació i reducció. Reacció d’oxidació-reducció. Oxidant i reductor. Parell redox. Volumetria d’oxidació-reducció.

Procediments Identificació d’àcids i bases. Identificació de reaccions de neutralització. Muntatge i realització d’una volumetria àcid-base. Càlcul de la concentració de l’àcid o de la base en una reacció àcid-base. Aplicació de les regles de solubilitat de compostos iònics. Identificació de reaccions d’oxidació-reducció. Identificació de l’oxidant, del reductor i dels parells redox en una reacció d’oxidació-

reducció. Determinació dels coeficients d’una equació química pel mètode de l’ió-electró. Muntatge i realització d’una volumetria d’oxidació-reducció.



Càlcul de la concentració de l’oxidant o del reductor en una reacció redox.


qualitat de vida. Valoració de les aportacions, positives i negatives, dels nous productes creats per mitjà de

processos químics. Valoració de la importància de l’ordre, la claredat i la netedat en la presentació

d’informes, taules i gràfics.

ActivitatsLa primera pàgina de la unitat conté una imatge acompanyada d’un text que ens mostra la presència de la química en la vida quotidiana. Les Competències, específiques i generals, mostren les capacitats que es pretén que l’alumne/a desenvolupi al llarg de la unitat.La Preparació de la unitat proposa el treball previ: es recorden conceptes i es proposen activitats que permeten de posar en pràctica procediments, habilitats, etc. apresos anteriorment amb la finalitat d’evocar els continguts necessaris per a estudiar la unitat.Un esquema mostra l’organització dels continguts de la unitat.

1. Reaccions àcid-base Una imatge mostra substàncies de la vida quotidiana que tenen caràcter àcid o bàsic. Una

taula recorda les principals característiques dels àcids i de les bases. S’ofereix l’accés a una pàgina d’Internet que conté tasques que permeten repassar el

concepte de pH. A continuació es presenta la teoria de la dissociació iònica d’Arrhenius i es donen les

definicions d’àcid i de base, així com de la reacció de neutralització. S’assenyalen les limitacions de la teoria d’Arrhenius. En un quadre al marge s’explica la relació entre l’ió oxoni i el pH. S’estudia la volumetria o valoració àcid-base. Es defineixen acidimetria, alcalimetria,

punt d’equivalència, punt final i indicador. S’explica de manera detallada el procediment de valoració d’un àcid amb una base de

concentració coneguda.2. Reaccions de precipitació

Es comença definint la solubilitat i recordant les unitats en què s’expressa la concentració d’una solució.

A continuació es classifiquen les solucions segons la quantitat de solut en saturades, sobresaturades i insaturades.

Una figura mostra l’equilibri dinàmic que es dóna en una solució saturada. Es classifiquen les substàncies en solubles, lleugerament solubles i insolubles. Una taula mostra la solubilitat d’alguns compostos iònics en aigua a 25 °C, així com les

excepcions a aquestes regles. A continuació, amb l’ajut d’una figura, es defineix una reacció de precipitació i es

distingeix entre equació molecular, equació iònica i equació iònica neta.



En un quadre al marge es defineix la duresa de l’aigua i es presenten dues formes de rebaixar-la: les resines bescanviadores d’ions i les reaccions de precipitació.

El professor/a pot proposar, a tall d’ampliació, l’activitat següent:— Els productes anticalç i la utilització que se’n fa en rentadores i rentavaixelles.

Relació de la duresa de l’aigua amb la formació de precipitats.3. Reaccions d’oxidació-reducció

L’apartat comença mostrant la gran importància pràctica de les reaccions d’oxidació-reducció. Es recorden els conceptes tradicionals d’oxidació i de reducció i s’introdueix el concepte electrònic de transferència d’electrons.

Tot estudiant la reacció de síntesi del fluorur de magnesi, es defineixen les semireaccions d’oxidació i de reducció, l’oxidant i el reductor. Un quadre mostra la transferència d’electrons que s’hi produeix.

Es recorden les regles d’assignació dels nombres d’oxidació i s’estudia com varia aquest nombre en les reaccions redox. Es defineixen novament les semireaccions d’oxidació i de reducció, l’oxidant i el reductor, aquest cop des del punt de vista de la variació en el nombre d’oxidació. Es defineix el concepte de parell redox. Tot plegat es posa en pràctica en dues reaccions d’un exercici resolt.

A continuació s’explica detalladament el procediment d’ajustament d’aquestes reaccions d’oxidació-reducció pel mètode de l’ió-electró per a una reacció en medi àcid. Un exemple resolt repeteix el procediment per a una reacció en medi bàsic.

Un quadre ens assenyala oxidants i reductors d’ús comú al laboratori i a la indústria. Finalment s’exposa el procediment de la volumetria redox.

En l’apartat de Química i societat s’estudia un producte químic d’una gran importància: l’àcid sulfúric. Se n’esmenten les propietats principals i algunes de les nombroses aplicacions. Una figura il·lustra el mètode actual d’obtenció industrial, el mètode de contacte.En la Resolució d’exercicis i problemes es pretén que l’alumne/a aprofundeixi en la resolució de problemes de valoració àcid-base i redox.En l’apartat d’Exercicis i problemes s’inclouen una sèrie d’exercicis per a comprovar i consolidar els coneixements adquirits en la unitat i aplicar-los a noves situacions. Aquests exercicis i problemes van acompanyats de la solució, per tal d’afavorir el procés d’autoavaluació.

Avaluació Definició d’àcid i de base segons la teoria d’Arrhenius. Realització d’una recerca bibliogràfica sobre els àcids i les bases més comuns en l’àmbit

domèstic i en l’industrial. Escriptura i ajustament de reaccions de neutralització. Descripció del procediment de valoració d’una solució aquosa d’un àcid amb una solució

d’una base de concentració coneguda, o a l’inrevés. Realització d’una volumetria àcid-base al laboratori. Resolució de problemes de valoració àcid-base. Definició de solubilitat, solució saturada, solució sobresaturada i solució insaturada. Classificació d’una sèrie de substàncies segons que siguin solubles o insolubles en aigua. Resolució de problemes de formació d’un precipitat per aplicació de les regles de

solubilitat. Obtenció de l’equació iònica neta a partir de l’equació molecular.



Resolució de problemes senzills d’identificació d’ions, per aplicació de les regles de solubilitat.

Recerca bibliogràfica sobre les estalactites i les estalagmites. Estudi de llur formació des del punt de vista d’una reacció química.

Diferenciació entre oxidació i reducció des del punt de vista electrònic. Assignació del nombre d’oxidació a cada element d’un compost o ió. Identificació de l’oxidant i del reductor, de la semireacció d’oxidació i de la semireacció

de reducció, i dels parells redox en una reacció redox. Escriptura i ajustament d’equacions redox pel mètode de l’ió-electró, tant en medi àcid

com en medi bàsic. Descripció del procediment de valoració d’un reductor amb una solució d’un oxidant de

concentració coneguda, o a l’inrevés. Resolució de problemes de valoració redox. Realització d’una valoració redox al laboratori. Realització d’una recerca bibliogràfica sobre processos importants tant de la vida

quotidiana com de l’àmbit industrial basats en els processos d’oxidació i reducció.



RESUM I AUTOAVALUACIÓAl final del bloc 3 s’inclouen un Resum, que conté les idees essencials de cadascuna de les unitats que componen el bloc, i una Autoavaluació, que permet a l’alumne/a de comprovar les capacitats desenvolupades al llarg del bloc. Les solucions de l’autoavaluació es recullen en el llibre d’Orientacions i Propostes de treball de Química I, de l’editorial Edebé.

PRÀCTIQUESEs presenten cinc pràctiques de laboratori relacionades amb els continguts del bloc:

Càlcul de la calor de dissolució. Volumetria àcid-base: anàlisi de l’aspirina. Valoració redox. Volumetria àcid-base: determinació del contingut en àcid acètic d’un vinagre comercial. Determinació de la velocitat d’una reacció i dels factors dels quan depèn.

En cada pràctica es presenta l’objectiu que es pretén aconseguir i es relacionen el material i els reactius necessaris, el procediment que cal seguir i qüestions relatives a l’experiència.


Química I - Edebe · Web viewAbans d’estudiar els factors que influeixen en la velocitat de...

Documents

Transcript of Química I - Edebe · Web viewAbans d’estudiar els factors que influeixen en la velocitat de...