PROPOSTA DIDÀCTICA - Apache2 Ubuntu Default...
21
QUÍMICA BATXILLERAT M. D. Masjuan E. Contra E. M. Costafreda J. Pelegrín 2 Trobaràs els recursos digitals i el format digital del llibre a ecasals.cat/quimica2ba PROPOSTA DIDÀCTICA
Transcript of PROPOSTA DIDÀCTICA - Apache2 Ubuntu Default...
QUÍM
ICA
BATXILLERAT
M. D. MasjuanE. ContraE. M. CostafredaJ. Pelegrín
2
Trobaràs els recursos digitals i el format digital del llibre a
ecasals.cat/quimica2ba
PR
OP
OS
TA D
IDÀ
CTI
CA
Coordinació editorial: Isaac Camps
Autors: M. Dolors Masjuan, Elisabet Contra, Eva M. Costafreda, Joana Pelegrín
Revisió lingüística: Susanna Esquerdo
Disseny de la coberta: Estudi Miquel Puig
Disseny interior: 3.14 Serveis Editorials
Maquetació: Joan Boldó Edició
© Editorial Casals, S. A.
Casp, 79 – 08013 Barcelona
Tel.: 902 107 007 · Fax: 93 265 68 95 · editorialcasals.com · ecasals.net
Primera edició: abril de 2016
ISBN: 978-84-218-5120-3
Dipòsit legal: B-10868-2016
Printed in SpainImprès a Gohegraf S.L.
Qualsevol forma de reproducció, distribució, comunicació pública o transformació d’aquesta obra només pot ser
realitzada amb l’autorització dels seus titulars, llevat d’excepció prevista per la llei. Adreceu-vos a CEDRO (Centro
Español de Derechos Reprográficos, www.cedro.org) si necessiteu fotocopiar o escanejar fragments d’aquesta
obra (www.conlicencia.com; 91 702 19 70 / 93 272 04 45).
No és permesa la reproducció total o parcial d’aquest llibre, ni el seu tractament informàtic, ni la transmissió
en cap forma o per quaselvol mitjà ja sigui electrònic, mecànic, per fotocòpia, per enregistrament o per altres
mètodes sense el permís previ i per escrit dels titulars del copyright.
Editorial Casals, fundada el 1870
Índex
1 PRESENTACIÓ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1 El projecte de Química . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 El material de l’alumne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3 El material per al professor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2 PROGRAMACIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1 Competències bàsiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2 Programació de curs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3 Programació trimestral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3 DESENVOLUPAMENT DE LES UNITATS DIDÀCTIQUES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Unitat 1: Estructura atòmica. Espectroscòpia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Unitat 2: Anàlisi de la taula periòdica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Unitat 3: Gasos, solucions i estequiometria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Unitat 4: Energia de les reaccions químiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Unitat 5: Velocitat de les reaccions: cinètica química . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Unitat 6: Equilibri químic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Unitat 7: Reaccions de transferència de protons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Unitat 8: Reaccions de transferència d’electrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Unitat 9: Reaccions de precipitació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
4 BANC D’ACTIVITATS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
4.1 La radiació, els àtoms i les molècules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
4.2 Energia, espontaneïtat i velocitat de les reaccions químiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
4.3 Equilibri químic i de fases, piles i cel·les electrolítiques
i equilibris químics iònics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
4.4 Solucionari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
5 AVALUACIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
5.1 Indicadors d’avaluació trimestral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
5.2 Primer trimestre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
5.3 Segon trimestre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
5.4 Tercer trimestre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
5.5 Solucionari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
6 OBJECTIU UNIVERSITAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
6.1 Solucionari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
1.1 El projecte de Química
1.2 El material de l’alumne
1.3 El material per al professor
1 PRESENTACIÓ
6
PRESENTACIÓ
1.1 El projecte de Química
Amb la voluntat d’atendre les necessitats i demandes de la societat d’avui i del futur, d’establir les bases per a una
formació personal basada en l’autonomia personal que permeti l’aprenentatge al llarg de tota la vida i d’aprendre
a participar de manera activa en una societat democràtica, aquest projecte:
S’adapta al programa de digitalització de les aules.
Promou el desenvolupament de les competències específi ques generals del batxillerat i les específi ques de la
matèria.
Aposta pel talent.
Ajuda a assolir les bases per poder afrontar amb èxit les proves d’accés a la universitat.
S’adapta al programa de digitalització de les aules i integra les competències de l’àmbit digital
Inclou la metodologia i els recursos necessaris perquè pugui ser utilitzat en el doble format imprès i digital, o bé
exclusivament en format digital.
Ofereix uns continguts que utilitzen i tenen com a objectiu el mitjà digital, que inclouen animacions, simulacions,
vídeos, etc., per tal de transmetre informació, desenvolupar habilitats i potenciar actituds.
Facilita la realització d’exercicis d’autoavaluació perquè l’alumnat pugui verifi car l’aprenentatge, i també pugui ser
verifi cat pel professorat.
Conté recursos o referències a recursos d’Internet per completar la part sistemàtica de l’aprenentatge.
Tots els continguts digitals a què fa referència el llibre de l’alumne estan disponibles sense necessitat de regis-
trar-se al web de recursos didàctics de l’editorial: www.ecasals.cat.
A més, el professor disposa del llibre en format digital, que integra tots els recursos digitals i la proposta didàctica
en el context de cada unitat i apartat. El format d’aquest llibre digital està preparat per a una visualització òptima a
les pissarres digitals interactives mitjançant projectors i s’adapta també als diferents models de tauletes i portàtils
que es fan servir habitualment a les aules.
Al peu de pàgina es detallen les competències de l’àmbit digital que estableix el currículum.
Promou el desenvolupament de les competències clau
El Projecte de Defi nició i Selecció de Competències (DeSeCo) de l’OCDE va defi nir el 2003 el concepte de com-
petència com «la capacitat de respondre a demandes complexes i dur a terme tasques diverses de manera ade-
quada». La competència «suposa una combinació d’habilitats pràctiques, coneixements, motivació, valors ètics,
actituds, emocions i altres components socials i de comportament que es mobilitzen conjuntament per aconseguir
una acció efi caç».
Així doncs, el coneixement competencial integra un coneixement de base conceptual: conceptes, principis, teories,
dades i fets (coneixement declaratiu o saber dir); un coneixement relatiu a les destreses, referides tant a l’acció física ob-
servable com a l’acció mental (coneixement procedimental o saber fer), i un tercer component que té una gran infl uència
social i cultural i que implica un conjunt d’actituds i valors (saber ser).
7
El projecte de Química
Un projecte basat en competències requereix, per tant, una formació integral de l’alumnat, de manera que en fi na-
litzar l’etapa acadèmica sigui capaç de transferir els coneixements adquirits a les noves instàncies que apareguin
en l’opció de vida seleccionada. I en aquest sentit, l’Editorial Casals integra, en el projecte de Física i Química, i
des d’un caràcter interdisciplinari i transversal, el desenvolupament de les vuit competències clau del currículum,
assenyalades en el llibre de l’alumne amb les icones corresponents:
CC Competència comunicativa.
CR Competència en recerca.
CI Competència en gestió i tractament de la informació i competència digital.
CP Competència personal i interpersonal.
CM Competència en el coneixement i interacció amb el món.
Integra les competències específi ques de la matèria
La competència científi ca es defi neix a PISA com «la capacitat d’aplicar el coneixement científi c per identifi car les
qüestions a les quals la ciència pot respondre i treure conclusions basades en l’evidència, per tal d’entendre els
canvis realitzats per l’activitat humana i prendre decisions sobre el món natural». Requereix, doncs, la comprensió
de conceptes científi cs, l’habilitat per aplicar una perspectiva científi ca i pensar científi cament sobre l’evidència.
L’Editorial Casals integra en el seu projecte de Química aquests tres processos mentals implicats en la resolució de
preguntes i els codifi ca en les icones següents a les pàgines d’Entendre la ciència
C1 Competència en indagació i experimentació.
C2 Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència.
C3 competència en la comprensió i capacitat d’actuar sobre el món físicoquímic.
En l’apartat 2.2 trobaràs informació més extensa sobre les competències específi ques de química.
Aposta pel talent
La recerca del desenvolupament del talent en l’alumnat té com a fi nalitat convertir l’educació en l’instrument prin-
cipal de mobilitat social, ajudar a superar barreres econòmiques i socials, i generar aspiracions i ambicions realit-
zables per tots.
Tots els estudiants tenen talent, si bé aquest és de naturaleses diferents. Tenim la tasca de crear els mecanismes
necessaris per reconèixer-los i potenciar-los, i així encarrilar-los cap a unes trajectòries adequades a les seves capa-
citats, perquè puguin fer realitat les seves aspiracions i es converteixin en rutes que facilitin l’ocupabilitat i estimulin
l’esperit emprenedor mitjançant la possibilitat de triar les millors opcions de desenvolupament personal i professional.
Per fer efectiva la possibilitat que cadascun dels i les alumnes desenvolupi al màxim les seves capacitats, l’Edito-
rial Casals fa efectives unes rutes d’aprenentatge avançades i de repte, que estan codifi cades d’aquesta manera,
respectivament: avançades: ; repte: .
L’educació és el motor que promou el benestar d’un país. El nivell educatiu dels ciutadans determina la capacitat
que tenen de competir amb èxit en l’àmbit internacional i d’encarar els reptes que es plantegin en un futur. Millorar
el nivell dels ciutadans en l’àmbit educatiu suposa obrir-los les portes a llocs de treball d’alta qualifi cació, la qual
cosa representa una aposta pel creixement econòmic i per un futur millor.
8
PRESENTACIÓ
Ajuda a assolir les bases per poder afrontar amb èxit les proves d’accés a la universitat
El llibre Química 2 de segon de Batxillerat busca l’aproximació al coneixement científi c des d’una perspectiva uni-
fi cadora, i presenta els continguts en el marc dels fenòmens naturals i l’activitat humana.
S’ha optat per un text planer, estructurat, però motivador, sense sacrifi car en cap moment la rigorositat. L’alumne ha
de poder relacionar cada nou coneixement amb algun fet o experiència del món que l’envolta, sigui a través d’una
pregunta, un exercici, una informació o un document.
En l’apartat Entendre la Ciència, destaquen les competències bàsiques d’integració i experimentació de la quí-
mica, així com la comprensió de la seva naturalesa per tal d’entendre i valorar situacions relacionades amb els
aspectes tecnològics, ètics, socials i ambientals de la química.
Es concedeix molta importància a la resolució pràctica d’activitats. L’alumne s’enfronta, potser per primera vegada,
amb difi cultats serioses per arribar a resultats coherents i correctes. És per això que, quan s’introdueix un concepte
nou que té implicacions pràctiques, es proposa una sèrie d’exemples resolts amb un grau de difi cultat creixent.
Al fi nal de cada unitat hi ha una col·lecció molt completa d’activitats i exercicis ordenats d’acord amb el desenvolu-
pament de cada tema i que a més, estan enfocades a una preparació efectiva de la selectivitat, a la qual l’alumne
s’haurà d’enfrontar un cop acabi el segon curs de Batxillerat. A la proposta didàctica per al professor, totes aques-
tes activitats estan resoltes pas a pas.
A les unitats que escau hem proposat pràctiques de laboratori. Algunes són experiències de demostració que el
professor pot fer a la classe o al laboratori. Altres estan pensades per fer-les en grups reduïts de dos o tres alum-
nes. Aquestes darreres experiències solen tenir un argument i uns resultats pràctics que caldrà elaborar al labora-
tori i presentar després al professor.
S’inclou la fi lmació d’algunes de les experiències per poder ser visualitzades abans o després d’haver-les fet a
classe, o com a complement, per si no hi ha mitjans per realitzar-les. En aquest sentit, s’han fi lmat les experiències
més signifi catives i les de més difícil realització en un laboratori escolar.
9
El material de l’alumne
1.2 El material de l’alumne
Aquest projecte parteix de la voluntat de maximitzar les virtuts del llibre imprès i, alhora, les virtuts del mitjà digital.
El llibre de l’alumne: estructura i característiques
El llibre s’estructura en 9 unitats. Les unitats desenvolupen el contingut curricular de la química de segon d’acord
amb l’estructura següent: Estructura atòmica. Espectroscòpia, Anàlisi de la taula periòdica, Gasos, solucions i
estequiometria, Energia de les reaccions químiques, Velocitat de les reaccions: cinètica química, Equilibri químic,
Reaccions de transferència de protons, Reaccions de transferència d’electrons, Reaccions de precipitació.
Em situoAquesta pàgina té la fi nalitat de situar l’alumne en els continguts que estudiarà i de
fer una avaluació inicial per tal de saber quins coneixements té del tema.
La lectura inicial contextualitza en el món real els continguts que es veuran a la
unitat.
L’avaluació diagnòstica permet que el professor determini els coneixements pre-
vistos del seu alumnat.
Desenvolupament de la unitat
Desenvolupament teòric del tema. S’exposen els continguts teòrics de la matèria, amb profusió d’imatges per
reforçar l’explicació. Als marges hi ha la informació complementària.
La radiació, els àtoms i les molècules.
Els canvis d’energia en les reaccions químiques.
Equilibri de fases i equilibri químic.
Equilibris químics iònics.
L’espontaneïtat i velocitat de les reaccions químiques.
Les piles i cel·les electrolítiques.
1
QUÍMICA I CIÈNCIA FORENSE
L a paraula forense prové del llatí
forensis i signifi ca «del fòrum».
El fòrum romà era l’indret on es
duien a terme els debats públics i els
judicis. Actualment, la ciència forense
s’aplica a matèries legals i a la resolu-
ció de crims. La química desenvolupa
un paper cabdal en la ciència forense.
El 7 de febrer de 1985, un agent dels
EUA, Enrique Camarena, va ser segres-
tat en un carrer de Guadalajara, a Mè-
xic. El 5 de març uns ofi cials mexicans
van recuperar el seu cos arran d’una
batuda policial en el context d’una ope-
ració antidroga a petita escala contra
la família Bravo. La localització del cos
feia pensar que els Bravo n’eren els
assassins, però la batuda havia matat
tots els membres de la família, de ma-
nera que no va quedar cap testimoni a
qui poder interrogar.
R. Rawalt havia desenvolupat la seva
carrera com a geòleg forense de l’FBI.
Quan va veure les imatges del ranxo
Bravo i del cos recuperat que es van
difondre en els mitjans, va sospitar
immediatament que alguna cosa no lli-
gava amb la versió del govern mexicà.
L’agent Rawalt va demanar dues mos-
tres de terra, una de les restes que
havien trobat enganxades al cos de Ca-
marena i una altra del ranxo Bravo, ja
que el color de la primera no coincidia
amb la del ranxo, la qual cosa suggeria
que el cos no s’havia enterrat allà.
Després de diverses anàlisis, es va de-
terminar que la terra del cos no podia
provenir del ranxo. Un cop hi va haver
proves que originàriament Camarena
no havia estat enterrat allà, els inves-
tigadors es van centrar a trobar la lo-
calització real de la sepultura. Gràcies
a la terra que hi havia al cos del mort,
van poder comprovar que menys d’un
1% de la mostra contenia una barreja
de tres minerals que podien ajudar a
trobar-ne la localització. El següent pas
Estructura atòmica. Espectroscòpia
Competència en recerca. Contrastació d’hipòtesis amb dades reals per resoldre inves-tigacions.
Competència en la gestió i el tractament de la informació. Ús de diferents fonts biblio-gràfi ques per contrastar dades i evolució de tècniques d’anàlisi química.
Competència en el coneixement i la interacció amb el món: aplicació de la química a l’àmbit forense i per donar explicació a fenòmens antropològics.
AVALUACIÓ DIAGNÒSTICA
1. Quin paper et sembla que va tenir la
química en la resolució del cas de
l’assassinat d’Enrique Camarena?
2. Diries que Rawalt va actuar seguint el
mètode científi c?
3. Aquest cas va succeir fa més de 30
anys. Penses que actualment tenim
més coneixements científi cs per poder
estudiar les proves d’un crim?
4. Quines tècniques coneixes que es pu-
guin incloure en la química forense?
5. Algunes sèries de televisió mostren
una imatge de les ciències forenses
una mica fantasiosa. Sabries explicar
alguns exemples de situacions poc
reals?
de Rawalt va ser buscar informació en
la literatura científi ca i en les publicaci-
ons especialitzades fi ns que un geòleg
mexicà va dir que el Parc Natural de
Jalisco era l’únic lloc en què es podia
trobar una terra d’aquelles caracte-
rístiques. Rawalt va presentar el seu
informe i va ser capaç de localitzar el
lloc de l’enterrament. Provar que el cos
de Camarena s’havia enterrat a Jalisco
va desacreditar la història de la policia
mexicana i va permetre trobar els veri-
tables autors del crim.
Johll, Matthew E. (2008). Investigating
Chemistry. A Forensic Science Perspec-
tive. (Adaptació)
6
ESTRUCTURA ATÒMICAI
1 IntroduccióAbans d’abordar aquest tema és convenient recordar alguns conceptes bàsics que
has vist en cursos anteriors.
El descobriment de l’electró el 1897, del protó el 1906 i del nucli de l’àtom el 1911
constitueixen tres fets fonamentals que marquen el punt de partida de la química mo-
derna. Segons el model atòmic de Rutherford (1911), en els àtoms es distingeixen
dues zones completament diferents:
• El nucli, on queda concentrada tota la càrrega positiva i pràcticament tota la
massa.
• L’embolcall, o capa electrònica, zona situada al voltant del nucli en la qual giren
els electrons en òrbites circulars més o menys distants com planetes al voltant
del Sol. L’àtom en conjunt està buit. La major part del seu volum està desproveït
de matèria.
Ara bé, la imatge dels electrons girant al voltant del nucli, si bé resulta atractiva, és
incompatible amb les lleis clàssiques de la mecànica i de l’electromagnetisme. Se-
gons aquestes lleis, els electrons, en girar al voltant del nucli, perdrien energia i es
precipitarien en espiral sobre aquest. No obstant això, els electrons giren al voltant
del nucli i els àtoms són estables.
Gran part dels coneixements sobre l’estructura atòmica de l’àtom, és a dir, sobre
com es mouen els electrons i com estan disposats al voltant del nucli, procedeix de
l’estudi dels espectres atòmics i de la seva interpretació amb l’ajuda de la teoria
quàntica. Niels Bohr, deixeble de Rutherford, va introduir el 1913 la teoria dels quan-
ta en l’estudi de l’estructura de l’àtom.
2 Radiació electromagnèticaUna càrrega elèctrica en repòs produeix una pertorbació en l’espai que l’envolta;
diem que crea al seu voltant un camp elèctric. Si la càrrega es mou, a més de crear
un camp elèctric, origina al seu voltant un camp magnètic.
Es comprova que, si la velocitat de les càrregues no varia, la seva energia continua
constant; però si tenen un moviment accelerat, emeten energia en totes les direc-
cions en forma d’ones transversals. No hi ha propagació ni transport de matèria,
únicament es propaga energia, que s’anomena energia radiant.
La propagació en forma d’ones transversals d’un camp elèctric i d’un camp magnètic,
els vectors representatius dels quals són perpendiculars entre si i perpendiculars a
la direcció de propagació, constitueix la radiació electromagnètica (Fig. 2).
La velocitat de propagació de la radiació electromagnètica en el buit, pràcticament
igual que en l’aire, és una constant fonamental de la natura i és la velocitat més gran
coneguda de l’Univers. El seu valor és 299 792 458 m s–1, encara que se sol adoptar
c0 = 3 · 108 m s–1. Normalment se l’anomena velocitat de la llum perquè la llum es
va associar de seguida a una ona electromagnètica.
1. Ernest Rutherford (Nova Zelanda, 1871 -
Anglaterra, 1937) va definir el concepte de
període de semidesintegració, va diferenciar
les radiacions alfa i beta i va descobrir que
la radioactivitat anava acompanyada d’una
desintegració que feia que un element químic
esdevingués un altre de diferent. Aquests
descobriments li valgueren el premi Nobel
l’any 1908.
2. Els camps elèctric i magnètic originats per
una càrrega accelerada són perpendiculars
entre si i perpendiculars a la direcció en què
es propaguen.
90°
90°
7
2.1 L’espectre electromagnètic
Totes les ones electromagnètiques són de la mateixa naturalesa i es propaguen en
el buit a la mateixa velocitat, però cada classe de radiació es caracteritza per la seva
longitud d’ona i per la seva freqüència .
El conjunt de radiacions electromagnètiques, anomenat espectre electromagnètic,
és molt ampli, per la qual cosa, per poder-lo estudiar i descriure, es distribueix en
diferents regions (Fig. 3).
Ones hertzianes. Són les radiacions de longitud d’ona més gran. S’originen quan es
fan oscil·lar oscil·lar càrregues elèctriques en antenes. S’utilitzen en el camp de les
telecomunicacions, com les ones de ràdio o les de televisió.
Microones. Es poden considerar com un subdomini de les ones hertzianes. També
s’anomenen ones centimètriques perquè les seves longituds d’ona van de 0,1 mm
a 100 cm. S’utilitzen en radioastronomia i en els forns microones, que utilitzen una
radiació de = 12 cm.
Infraroigs (IR). Els cossos calents són emissors de radiacions infraroges (aparells
de calefacció, planxes, bombetes, forns, etc.) i també ho són certs dispositius elec-
trònics.
L’estudi de l’infraroig presenta un gran interès en química i en astronomia, perquè
la freqüència de vibració de moltes molècules està situada en aquesta zona. Un cas
particularment rellevant es refereix al fet que la Terra escalfada per les radiacions
solars emet IR. Els gasos que absorbeixen part d’aquesta radiació són els respon-
sables de l’efecte d’hivernacle, sense el qual no hi hauria vida al planeta tal com
la coneixem, ja que la temperatura mitjana seria d’uns −20 ºC. En augmentar la
concentració troposfèrica de gasos d’efecte d’hivernacle, l’absorció de la radiació IR
emergent és més intensa i la temperatura de la troposfera augmenta. Això explica
l’augment de la temperatura mitjana de la Terra que s’ha registrat durant el darrer
segle (0,5 ºC de mitjana).
Llum visible. Hi ha una estreta franja de radiacions electromagnètiques capaç d’im-
pressionar la nostra retina i que ens permet «veure» els objectes que ens envolten:
constitueix la llum visible. Les seves longituds d’ona van des dels 380 nm del violeta
fins als 780 nm del vermell, passant pels diferents colors de l’arc iris. La llum blanca
és la mescla d’aquests colors.
Ultraviolat (UV). En freqüències més altes que el violeta, fora de la zona visible,
s’estén la regió de la radiació ultraviolada, les longituds d’ona de la qual van des
de 380 nm fins a 1 nm. És la radiació emesa pels gasos excitats per descàrregues
elèctriques. El Sol és una font molt important de radiació ultraviolada que ionitza les
molècules de les capes altes de l’atmosfera (per aquest motiu rep el nom de ionos-
fera una de les capes exteriors).
Raigs X. Aquesta radiació electromagnètica d’elevada energia i de gran poder de
penetració travessa la pell i els músculs, però difícilment els ossos. Per aquesta
raó, els raigs X són útils en medicina i per usar-los cal prendre precaucions, perquè
lesionen els teixits vius.
Raigs gamma ( ). De freqüència molt elevada, s’originen en els processos radio-
actius i nuclears. Són molt penetrants i poden travessar gruixos apreciables de
matèria, per la qual cosa els materials que els emeten han de protegir-se amb
làmines gruixudes de plom. S’utilitzen en radioteràpia perquè destrueixen les cèl-
lules canceroses.
3. Espectre electromagnètic amb detall
de l’espectre de la llum visible. La llum
d’una sola longitud d’ona s’anomena
monocromàtica, terme que vol dir ‘un sol
color’ i que per extensió s’aplica a qualsevol
radiació d’una sola longitud d’ona encara que
no sigui visible.
10–12
10–11
10–10
10–9
10–8
10–7
10–6
10–5
10–4
10–3
10–2
10–1
100
101
102
3 · 1018
3 · 1016
3 · 1014
3 · 1012
3 · 1010
3 · 108
3 · 106
On
es h
ertz
ian
esM
icro
on
esIn
frar
oig
visible
Ult
ravi
ola
tR
aig
s X
Rai
gs
Au
gm
enta
la f
req
üèn
cia
Freq
üèn
cia
Hz
Au
gm
enta
la lo
ng
itu
d d
’on
aLo
ng
itu
d d
’on
a
m
*
400 450 650550
Longitud d’ona en nm
500 600
visible
10
PRESENTACIÓ
Continguts multimèdia. Accessibles des del llibre en format digital. S’hi inclouen clips d’animació i vídeos.
Experiències. Es duen a terme activitats d’experimentació i recerca que impliquen:
Elaborar estratègies necessàries en l’activitat científi ca.
Desenvolupar projectes de recerca.
Realitzar dissenys experimentals.
Analitzar els resultats.
Verifi car lleis químiques.
Observar i descriure processos químics.
Realitzar els càlculs necessaris per a la preparació de solucions i reaccions químiques.
Exemples resolts. Es mostren exemples tipus resolts pas a pas, que impliquen:
Aprendre a resoldre exercicis numèrics expressant el valor de les magnituds emprant la notació científi ca, esti-
mar els errors absolut i relatiu associats i contextualitzar els resultats.
Efectuar l’anàlisi dimensional de les equacions que relacionen les diferents magnituds en un procés químic.
Elaborar i interpretar representacions gràfi ques de diferents processos químics.
Construcció i utilització d’un calorímetre.
Exemple de reacció que necessita una energia d’activació.
Observació de l’efecte de l’estat de divisió d’un sòlid en la velocitat de reacció.
Observació de l’efecte de la temperatura en la velocitat de reacció.
Observació de l’efecte de la concentració de reactius en la velocitat de reacció.
Realització d’un desplaçament d’equilibri químic.
Realització d’una hidròlisi.
Desplaçament d’un equilibri per efecte de la temperatura.
Observació de l’equilibri físic en un canvi d’estat.
4 Energia de les reaccions químiques
110
EX
PE
RIÈ
NC
IA Construcció i utilització d’un calorímetreMaterial i productes: làmines de poliestirè expandit, vas de precipitats de
250 cm3, termòmetre, agitador, cotó fluix, solució d’àcid clorhídric 0,5 M,
solució d’hidròxid de sodi 0,5 M, nitrat d’amoni i aigua destil·lada.
La mesura de l’energia en forma de calor que s’absorbeix o s’allibera en
una reacció química, i també la determinació de capacitats calorífiques
específiques, es pot dur a terme amb un recipient anomenat calorímetre.
El calorímetre consisteix bàsicament en un vas metàl·lic protegit per un
altre vas de material aïllant per tal d’evitar intercanvis de calor amb l’exte-
rior. El vas metàl·lic reposa sobre unes puntes aïllants i disposa d’una
tapa, també aïllant, amb uns orificis per col·locar-hi el termòmetre i l’agita-
dor.
Proposem la realització d’un experiència caràcter exotèrmic.
1) Construeix amb el poliestirè expandit una caixa quadrada amb tapa que serà la que contindrà el vas de precipi-
tats de vidre. Cal que aquesta caixa tingui unes dimensions internes tan similars com sigui possible a les del
vas de precipitats en el qual es donarà la reacció. Omple la caixa amb cotó fluix per tal que el vas quedi encaixat
al màxim.
2) Fes dos forats petits a la tapa: un serà per introduir termòmetre i l’altre per a l’agitador.
Explicarem com s’ha de procedir per trobar aproximadament la H de la reacció de neutralització següent:
HCl(aq)
+ NaOH (aq)
NaCl(aq)
+ H2O
(l)
3) Prepara 250 cm3 d’una solució de HCl 0,5 M i una altra de NaOH de la mateixa concentració. Quan les dues
solucions estan a temperatura ambient, anota’n la temperatura.
4) Mesura 100 cm3 de la solució àcida i col·loca-la dins del calorímetre (proveït de termòmetre i d’agitador).
5) Afegeix 100 cm3 de la solució d’hidròxid de sodi i al calorímetre. Tapa i agita amb l’agitador.
6) Anota la temperatura màxima assolida.
Analitza els resultats i contesta les preguntes següents:
a) Justifica per què aquesta reacció és una reacció exotèrmica.
b) Calcula l’energia calorífica despresa en aquesta reacció. Recorda que la fórmula és q = m c T. Com que les dis-
solucions que has utilitzat són relativament diluïdes pots utilitzar la calor de la capacitat calorífica específica de
l’aigua Ce = 4180 J kg–1 K–1.
c) Una vegada hagis calculat la q, determina la H de la reacció de neutralització pel mol que ha reaccionat. Cal
tenir en compte que aquestes dissolucions diluïdes tenen una densitat aproximada d’1 g/cm3.
d) Què passaria si es posés al calorímetre el doble de volum de cada una de les dissolucions? Canviaria el valor
de q? I la H?
Complementàriament, et proposem realitzar una experiència endotèrmica:
7) Un cop buidat i netejat el calorímetre, tot seguit prepara 250 cm3 d’aigua destil·lada en un vas de precipitats i
mesura’n al temperatura.
8) Aboca aquesta aigua en el calorímetre i aboca-hi 30 g de nitrat d’amoni. La reacció que té lloc és la següent:
9) Agita la solució i anota’n la temperatura. Analitza els resultats i contesta les preguntes següents:
e) Si fem la mateixa pràctica amb menys sal NH4NO
3 i NaOH, aconseguirem que la temperatura variï de la mateixa
manera?
f) I si augmentem la quantitat d’aigua, la temperatura variarà igual?
g) Per què si mantenim la mateixa quantitat de sal però en el lloc de l’aigua posem la mateixa quantitat d’un altre
dissolvent, com per exemple l’alcohol, la variació de temperatura serà diferent?
→ −NH NO NH + NO4 3 4+
3
portatermòmetres
vasexterior
vasinterior
agitador
base
tap
124
4 Efecte de l’estat de divisió d’un sòlidExperimentalment, s’ha trobat que els principals factors que influeixen en la velocitat
d’una reacció determinada són:
• Estat de divisió de les espècies químiques que reaccionen.
• Temperatura del sistema.
• Concentració dels reactius.
• Presència de catalitzadors.
Podem comprendre fàcilment que, si en una reacció química un dels reactius és un
sòlid i l’altre un líquid (o gas), la velocitat de la reacció augmenta en augmentar la
superfície de contacte entre el sòlid i el líquid (o gas). Per tant:
Com més finament estigui dividit el sòlid més ràpidament reaccionarà.
Així, per exemple, la fusta crema amb l’oxigen de l’aire i se n’obté diòxid de carboni,
vapor d’aigua i cendres. Però un tronc gran de fusta crema lentament, la velocitat de
reacció és petita. Ara bé, si aquest tronc s’esmicola en petites estelles, aquestes
cremen molt més ràpidament.
FACTORS QUE INFLUEIXEN EN LA VELOCITAT D’UNA REACCIÓII
EX
PE
RIÈ
NC
IA Observació de l’efecte de l’estat de divisió d’un sòlid en la velocitat de reacció
Material i productes:
Vas de precipitats Trossets de marbre
Morter Àcid clorhídric diluït
1) En un vas de precipitats es posen uns trossets de carbonat de calci (marbre) i s’hi afegeixen 30 cm3 d’àcid
clorhídric diluït. Hi té lloc la reacció:
2 HCl(aq)
+ CaCO3(s)
CO2(g)
+ CaCl2(aq)
+ H2O
(l)
2) Aquesta reacció és molt més lenta que si la mateixa quantitat de carbonat de calci es polvoritza amb un morter
i d’aquesta manera es fa reaccionar amb el mateix volum d’àcid clorhídric.
Fixa’t que, en aquesta experiència, s’aconsegueix que una mateixa reacció química transcorri a diferent velocitat
només variant l’estat de divisió del carbonat de calci.
És important per al químic saber com controlar una reacció, és a dir, augmentar-ne o disminuir-ne la seva velocitat
a voluntat de l’experimentador.
a b
La reacció és molt més ràpida a b) que a a). En uns
instants, el marbre polvoritzat «desapareix».
En canvi, el marbre a trossos reacciona lentament.
1 Estructura atòmica. Espectroscòpia
18
Resumint, un espectre de RMN del protó (1H) té un nombre de pics equivalent als di-
ferents tipus d’àtoms d’hidrogen de la molècula. De la mateixa manera, un espectre
de RMN del carboni-13 donaria informació sobre els diferents tipus de carboni de la
molècula. Els dos espectres junts ens permeten determinar la connectivitat d’una
molècula.
Com més hidrògens d’un mateix tipus hi ha a la molècula, més intens és el senyal de
RMN de protó. Si es mesura l’àrea d’un d’aquests pics i es compara amb les altres
àrees dels pics dels altres senyals, es poden arribar a estimar quantitativament les
proporcions en què es troben els diferents nuclis.
Quan l’ordinador de l’espectròmetre es posa en mode d’integració, proporciona au-
tomàticament la lectura digital de la intensitat integrada del pic i apareix el valor
numèric per sobre del senyal. En versions més antigues es poden veure uns «graons»
amb alçades diferents que corresponen a la proporció relativa dels hidrògens de
cadascun dels senyals.
Per exemple, si s’observen els espectres integrats de RMN de 1H a 300 MHz del
2,2-dimetil-1-propanol (Fig. 21) i del 1,2-dimetoxietà (Fig. 22) dissolts en CDCl3, amb
TMS com a patró intern s’obté una relació entre les àrees dels pics de 2:1:9 per al
primer compost i de 3:2 per al segon compost.
La integració dóna proporcions relatives, no valors de la quantitat d’hidrògens pre-
sents a la molècula. En el primer cas els nombres de les proporcions coincideixen
amb el nombre d’hidrògens, mentre que amb el 1,2-dimetoxietà el compost, de fet,
té una relació d’hidrògens de 6:4.
22. Espectre de RMN del protó del
1,2-dimetoxietà.
Interpretar un espectre de RMN
4. Els dos productes que resulten de la monocloració del 1-cloroetà, CH2Cl–CH
3, són el 1,1-dicloroetà, CH
3CHCl
2,
i el 1,2-dicloroetà, CH2ClCH
2Cl. Tenen la mateixa fórmula molecular, C
2H
4Cl
2, però l’espectroscòpia de RMN
permet diferenciar analíticament els dos isòmers. Analitza i comenta cada gràfica.
a) 1,1-dicloroetà, CH3CHCl
2. Aquest isòmer té dos tipus d’hidrògens no
equivalents, corresponents al del grup metil i a l’hidrogen connectat
amb el carboni enllaçat amb els dos clors, respectivament. Per aques-
ta raó, a l’espectre de RMN apareixen dos senyals amb una relació de
pics de 3:1. L’hidrogen que està sol té un desplaçament químic
desplaçat a l’esquerra a causa del desapantallament acumulat dels
dos heteroàtoms ( = 5,90 ppm); els altres hidrògens absorbeixen a
un valor més proper al TMS ( = 2,06 ppm).
b) 1,2-dicloroetà, CH2ClCH
2Cl. Aquest isòmer només mostra un senyal
perquè els quatre hidrògens en els grups metilè,–CH2–, són simètrics,
o dit d’una altra manera, tenen un entorn electrònic idèntic, motiu pel
qual absorbiran a la mateixa freqüència i, per tant, tindran el mateix
desplaçament químic ( = 3,73 ppm).
Exemple
Banc d’activitats 14, 15, 16, 17, 18, 19 i 20.
21. Espectre de RMN del 2,2-dimetil-1-propanol.
ppmHPM–00–08810 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
ppmHSP–47–0279 8 7 6 5 4 3 2 1 0
ppmHPM–00–25810 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
ppmHPM–02–88410 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
4 Energia de les reaccions químiques
82
Exemples
Calcular la variació d’energia d’un sistema
1. Calcula el treball efectuat quan es comprimeix un gas des d’un volum V1 = 10 dm3 fins a V
2 = 3,0 dm3, sota
una pressió constant de 105 Pa.
w = –pext
V V = volum final – volum inicial
El treball de compressió (treball efectuat sobre el sistema) serà:
w = –105 N m–2 · (3,0 – 10) · 10–3 m3 = 700 J
El treball efectuat sobre el sistema és una mesura de l’energia transmesa. Aquest treball és positiu, ja que
serveix per augmentar l’energia interna del sistema.
2. Quan 1,000 kg d’aigua líquida, a la seva temperatura d’ebullició, es converteix en vapor a temperatura igual
i a la pressió exterior constant d’1,013 · 105 Pa, absorbeix 2 283,5 kJ d’energia en forma de calor. Calcula:
a) El treball d’expansió fet pel sistema.
b) La variació d’energia interna del sistema.
c) Quin tant per cent de l’energia en forma de calor subministrada s’utilitza en el treball d’expansió.
Dades: densitat de l’aigua líquida a 100 °C, = 973 kg m–3 (suposa que el vapor d’aigua es comporta com un
gas ideal.)
a) w = –pext
V = – pext
(Vf – V
i)
Vf = volum ocupat per 1 kg de vapor d’aigua a 100 C V
i = volum ocupat per 1 kg d’aigua líquida a 100 C
Fixa’t que el volum ocupat per 1 kg d’aigua líquida és negligible enfront de l’ocupat pel vapor d’aigua.
w = –1,013 · 105 N m–2 (1,67 – 1,03 · 10–3) m3 = –1,69 · 105 J
w = –1,69 · 105 J
Quan un sistema s’expandeix, el treball que efectua sobre l’entorn és una mesura de l’energia transmesa.
Aquest treball és negatiu i l’energia interna del sistema disminueix.
b) U = q + w q = 2283, 5 kJ
w = –1,69 · 105 J = –169 kJ
U = [2 283,5 + (–169)] kJ = 2 114,5 kJ
1 kg de vapor d’aigua a 100 °C té més energia interna
que la mateixa massa líquida a la mateixa temperatura.
c) El tant per cent de la calor subministrada, invertit en treball d’expansió, serà:
Vn T
p
100018,0 mol 8,31 JK mol 373,5 K
1,013 10 Pa1,67 mf
1 1
53R ( )
= =⋅ ⋅
⋅=
− −
= = = ⋅−−V
m 1,00 kg
973 kgm1,03 10 mi 3
3 3
%169 kJ
2283,5 kJ100 7,40%= ⋅ =
11
El material de l’alumne
Ebullició provocada per un refredament.
Observació de les propietats generals dels àcids i les bases.
Ús d’indicadors naturals de pH.
Realització d’una valoració del NaOH amb una dissolució d’HCl.
Realització de reaccions redox.
Realització d’una electròlisi d’una solució de clorur de sodi.
Recobriments metàl·lics per electròlisi.
Entendre la ciència
Es duen a terme activitats basades en les proves d’avaluació PISA que tenen en compte el grau d’assoliment de
les compe tències específi ques de la matèria.
ResumResum esquemàtic dels principals conceptes de la unitat.
Banc d’activitatsEs poden realitzar en qualsevol moment de l’explicació o
d’acord amb la recomanació que se’n fa en els diferents
apartats de la unitat. Apareixen codifi cades segons el ni-
vell de difi cultat i en relació amb les competències bàsi-
ques i l’àmbit digital del currículum.
Entendre la ciència
Activitats
1. C1 Quina magnitud representa, en el gràfi c, el valor en
vermell de 46 kJ mol–1? Què ens permet saber?
2. C1 Si aquesta reacció s’estigués duent a terme sense la
presència d’un catalitzador, es podria esperar que...:
a) ...el gràfi c tingués una altra forma, ja que, sense catalit-
zar, el mecanisme pel qual es produiria la reacció seria
un altre de diferent.
b) ...el producte fi nal, NH3, tingués menys energia.
c) ...el producte fi nal, NH3, tingués més energia.
d) ...els reactius tinguessin una energia fi nal menor, la
qual cosa faria disminuir la velocitat global de la reac-
ció.
3. C1 Tenint en compte la informació del text i sabent,
també, que l’etapa més lenta d’un mecanisme és la que
ens permet determinar l’expressió de la velocitat per a
la reacció global, digues quina és l’expressió de la ve-
locitat per a l’obtenció d’amoníac segons la síntesi de
Haber-Bosch.
4. C2 En la descripció del mecanisme es menciona en diver-
ses ocasions el terme adsorbit (ad). Aquesta paraula es
refereix al fet que...:
a) ...les molècules d’uns reactius entren en contacte amb
la superfície de les molècules d’altres reactius.
b) ...les molècules dels reactius queden retingudes a la
superfície sòlida del catalitzador, que és un metall.
c) ...les molècules dels reactius són absorbides pel cata-
litzador sòlid, que és un metall.
d) ...les molècules dels reactius queden retingudes a la
superfície sòlida de les parets del recipient en el qual
té lloc la reacció.
5. C3 Justifi ca la forma que tindria el gràfi c de l’equació
de la velocitat per a la síntesi de l’amoníac i calcula les
unitats de la K.
6. C3 Justifi ca per què l’entalpia d’aquesta reacció és de
–92,4 kJ mol–1 i, en canvi, en el gràfi c es mostra que es
generen 46 kJ mol–1en la formació de l’amoníac.
La síntesi de Haber-Bosch és el procés industrial més
utilitzat actualment per a l’obtenció d’amoníac, que és
una matèria primera clau en el desenvolupament de
molts productes de consum. El nom d’aquesta síntesi
es deu als seus inventors, els químics alemanys Fritz
Haber i Carl Bosch, que la van desenvolupar durant la
primera meitat del segle XX. Anteriorment, els mètodes
existents tenien un rendiment molt baix i, per això,
l’amoníac era molt difícil de produir a escala industrial.
La síntesi de Haber-Bosch converteix el nitrogen atmos-
fèric, N2, en amoníac, NH
3, en una reacció amb hidro-
gen, H2, fent servir un catalitzador metàl·lic i en unes
condicions de pressió i una temperatura molt elevades,
segons la reacció:
N2 + 3 H
2 2 NH
3 ΔH = –92,4 kJ mol–1
El mecanisme real de la reacció global que s’acaba d’esmentar, en presència de la catàlisi heterogènia, es pensa que inclou
vuit etapes:
1. N2(g)
N2 (adsorbit) 5. N (adsorbit) + H (adsorbit) NH (adsorbit)
2. N2 (adsorbit) 2 N (adsorbit) 6. NH (adsorbit) + H (adsorbit) NH
2 (adsorbit)
3. H2(g)
H2 (adsorbit) 7. NH
2 (adsorbit) + H (adsorbit) NH
3 (adsorbit)
4. H2 (adsorbit) 2 H (adsorbit) 8. NH
3 (adsorbit) NH
3(g)
Experimentalment es pot comprovar que l’etapa 2 és la més lenta de tot el procés, és a dir, és l’etapa que determina la
cinètica de la reacció. Això és coherent amb el fet que la molècula de dinitrogen tingui un triple enllaç entre els dos àtoms
de nitrogen, i que cal trencar, i es tracta de l’enllaç més fort que hi ha involucrat en tot aquest procés.
La síntesi de Haber-Bosch Competències CR CI CC
Transcurs de la reacció
N + 3H
NH + 2H
NH2 + H
1129 kJ/mol 1400 ~960
~21
~41~33
259106
50
+
389
314
543
17
460
NH3NH
3ad
NH2ad
1/2N2
3/2H2
1/2N2
1/2H2
Had
+++
+NH
ad
Nad
ad
2Had
3Had
H = 46 kJ/mol
Energ
ia p
ote
ncia
l
CO2, el gas conservant més eficient
Entendre la ciènciaCompetències CC CM CI
Activitats
1. C1 En el text s’explica que el pas de CO2 gas a gel sec s’ha de fer a temperatures inferiors als –78 ºC, però no s’hi
especifi ca a quina pressió. A partir del diagrama de fases del CO2, digues a quina pressió és correcta aquesta afi rmació.
2. C1 Explica què es podria fer si es volgués realitzar el procés anterior a una temperatura superior als –78 ºC.
3. C1 Justifi ca la veracitat de l’afi rmació següent: «Es pot afi rmar que, a pressió atmosfèrica, el diòxid de carboni és un sòlid
que sublima».
4. C2 Segons el text, la fi nalitat principal d’incloure un determinat percentatge de CO2 en les atmosferes modifi cades és:
a) Mantenir freds els aliments.
b) Abaratir els costos de producció, ja que l’oxigen és molt més car i una atmosfera només amb aquest gas seria massa
costosa.
c) Preservar la conservació dels aliments, ja que la presència de CO2 difi culta el procés de podridura dels bacteris.
d) Evitar que l’oxigen reaccioni amb el nitrogen i formi òxids tòxics.
5. C3 Seria correcte dir que les lletres A i B del gràfi c representen, respectivament:
a) A: punt triple; B: punt crític.
b) A: punt crític; B: punt triple.
c) A: temperatura d’ebullició; B: temperatura de fusió.
b) A: línia equilibri L-S; B: línia equilibri L-G.
6. C3 Defi neix els termes punt crític i punt triple, i digues quin valor tenen per al CO2.
El diòxid de carboni, CO2, és un gas incolor i insípid. El seu ús en la
indústria alimentària és molt extens. En estat líquid es pot usar com
a refrigerant, especialment durant el transport i l’emmagatzematge
de productes congelats. També es pot fer servir per a la conservació
mitjançant atmosferes modifi cades, en la producció de refrescos car-
bonatats o com a subproducte de la fermentació del llevat, així com
per a l’elaboració del pa o de la cervesa. En defi nitiva, es tracta d’una
substància amb múltiples usos.
Malgrat que es tracta d’una substància molt coneguda i utilitzada en
diversos àmbits, els estudis científi cs que s’han portat a terme per
trobar noves aplicacions del CO2 continuen despertant força interès. La
conservació per mitjà de gasos és un factor determinant per a aquells
productes mínimament processats. Aquesta gamma d’aliments són els
coneguts productes de quarta gamma, que són trossejats i envasats
abans de comercialitzar-se. Des de la recollida fi ns que es consumei-
xen, els productes vegetals, principals protagonistes dels aliments de
quarta gamma, experimenten danys produïts pel desencadenament
d’una sèrie de processos que poden alterar els atributs de qualitat
del producte. Aquestes alteracions poden ser regulades a través de
diverses tècniques de control de les condicions ambientals que envol-
ten els productes, principalment la temperatura d’emmagatzematge, la
humitat relativa i la composició atmosfèrica que els envolta.
Fins ara, les atmosferes modifi cades s’equilibraven amb el 2-5% d’oxigen i el 3-8% de CO2. Amb aquests paràmetres ja és
factible endarrerir la maduració i l’estovament de determinats vegetals, com ara la patata, i reduir la degradació de la clo-
rofi l·la, les podridures microbiològiques i determinats processos enzimàtics. El CO2, format per un àtom central de carboni
unit per mitjà de dobles enllaços a dos àtoms d’oxigen, canvia de gas a sòlid blanc (gel sec) a temperatures per sota dels
–78 ºC. Actualment, la presència de CO2 s’ha incrementat fi ns a un 20%, en funció del producte que es vol conservar.
Gimferrer, N. (2009). «CO2, el más efi ciente gas conservador». Dins Eroski Consumer. (Adaptació)
–78,2
1
5,11
73
–56,6 31,1
Temperatura (ºC)
Diagrama de fases del CO2
Pre
ssió
(atm
)
B
A
sòlidlíquid
gas
135
R E S U M
energia d’activació Ea
H de la reaccióA+B
enta
lpia
energia d’activació Ea
H de la reacció
A+B
C+D
C+D
enta
lpia
Reactius
Productes
Ener
gia
Coordenada de reacció
sense catalitzador
amb catalitzador
VELOCITAT DE REACCIÓ
Reacció exotèrmica Reacció endotèrmica
Velocitat de desapariciódels reactius
Perquè tingui lloc una transformació química és condició necessària que les partícules que reaccionen –siguin àtoms, molècules o ions– xoquin les unes amb les altres, i en aquest xoc han d’assolir una energia mínima o energia d’activació.
Velocitat de formaciódels productes
a A + b B c C + d D
TEORIA DE L’ESTAT DE TRANSICIÓ O DE L’ENERGIA D’ACTIVACIÓ
TEORIA DELS XOCS
MECANISME D’UNA REACCIÓ
FACTORS QUE INFLUEIXEN EN LA VELOCITAT D’UNA REACCIÓ
1 d[A]dta
Vm = – · 1 d[B]dtb
·= – 1 d[C]dtc
·= 1 d[D]dtd
·=
L’estat de transició o complex activat és el punt del diagra-ma energia vs. coordenada de reacció que té més energia que els reactius i que els productes, en una etapa del mecanisme de la reacció.
Segons aquesta teoria, perquè la reacció es produeixi cal que les molècules, àtoms o ions que hi participen xoquin amb una energia cinètica adequada per assolir l’energia d’activació, i amb l’orientació apropiada per formar els productes.
La reacció global és la suma de totes les etapes o reaccions elementals que realment s’estan produint. L’etapa més lenta és la que defineix l’equació de velocitat global.
v = k[A] [B] En les etapes apareixen els intermedis de reacció, que són substàncies que es formen en alguna de les etapes del mecanisme però que reaccionen en etapes posteriors, de manera que no apareixen en la reacció global. La molecularitat de cada etapa és el nombre de molècules, àtoms o ions que hi interve-nen. No acostuma a ser superior a 2.
Positius: augmenten la velocitat de reacció i canvien el mecanisme de reacció.Negatius o inhibidors: disminueixen la velocitat de reacció i canvien el mecanisme de reacció.
Estat de divisió d’un sòlid: + finament dividit + superfície de contacte + velocitat de reacció
Temperatura: + temperatura + energia cinètica partícules + fàcil assolir l’Ea + velocitat de reacció
Concentració dels reactius: + concentració (o – volum) + fàcil entrar-hi en contacte + velocitat de reacció
Catalitzadors:
0,4
0,3
0,2
0,1
00 10 20 30 40 temps (s)
Reactiu
Co
nce
ntr
ació
(M
)
0,4
0,3
0,2
0,1
00 10 20 30 40 temps (s)
Producte
Co
nce
ntr
ació
(M
)
XOC EFICAÇ
XOC INEFICAÇ
Abans del xoc Després del xocXoc
Abans del xoc Després del xocXoc
Ea 1a etapa: A
Etapa més lenta(major Ea)
Reactius
Intermedis
Productes
Centalpiareacció
Ener
gia
Coordenada de reacció
Ea 2a etapa: B
113
A C
T I
V I T
A T
SI Introducció a la termodinàmica
1 Es comprimeix un sistema gasós fent un treball
de 3 kJ. El gas allibera, durant el procés de com-
pressió, 2,5 kJ d’energia en forma de calor.
Calcula l’increment d’energia interna que ha
experimentat el sistema.
2 Es té un gas en un recipient proveït d’un èmbol
mòbil de pes negligible i sense fregament, la
superfície del qual és de 200 cm2.
El gas s’expansiona i desplaça l’èmbol 10 cm de
la seva posició inicial; la pressió exterior és igual
a 0,9 · 105 Pa. Alhora, el gas perd 200 J d’energia
en forma de calor. Calcula el treball realitzat pel
gas en l’expansió i la variació de la seva energia
interna.
3 Es té un gas tancat en un recipient proveït d’un
èmbol mòbil de pes negligible i sense fregament,
la superfície del qual és de 100 cm2. El gas s’ex-
pandeix i desplaça l’èmbol 15 cm de la seva posi-
ció inicial; la pressió exterior és igual a 105 Pa.
Alhora, el gas absorbeix 100 kJ d’energia en
forma de calor.
a) Calcula el treball realitzat pel gas en l’expan-
sió i la variació de la seva energia interna.
b) Ha augmentat o ha disminuït l’energia inter-
na del gas? Raona-ho.
4 L’alumini es fon a 660 C (933,15 K). Calcula el
treball d’expansió fet per un bloc d’alumini de
2,00 kg quan s’escalfa a pressió constant des de
293 K fins a 934 K.
Dades: pressió atmosfèrica: 1,01 · 105 Pa
Densitat de l’alumini a 293 K: 2 700 kg m–3
Densitat de l’alumini fos a 934 K: 2 380 kg m–3
5 En una reacció química determinada, el volum
dels productes de la reacció és 100 cm3 més gran
que el volum total ocupat pels reactius. El procés
d’expansió s’ha fet vencent una pressió constant
de 105 Pa. Calcula el treball realitzat pel
sistema.
6 CC Escriu les equacions termoquímiques cor-
responents als processos experimentals se-
güents, tots fets a pressió constant i a 298 K.
a) L’acetilè, C2H
2(g) crema amb l’oxigen. La reac-
ció és molt exotèrmica i s’alliberen 50,16 kJ
per cada gram d’acetilè cremat.
b) El sofre reacciona amb l’oxigen i s’obté diòxid
de sofre (g). En el procés s’alliberen 4,6 kJ
per cada gram de diòxid de sofre obtingut.
c) En escalfar el carbonat de calci (s), es des-
compon en òxid de calci (s) i diòxid de carbo-
ni (g). Per descompondre 1,00 kg de carbonat
de calci calen 1 781 kJ.
II Entalpia
7 CC a) Donada l’equació química següent:
I2(g)
+ H2(g)
2 H Ig)
Indica, raonant-ho, si a igual temperatura la
H d’aquest procés és més gran, més petita
o igual que U.
b) Donada l’equació termodinàmica següent:
C3H
8(g) + 5 O
2(g) 3 CO
2(g) + 4 H
2O
(g) H < 0
Indica, raonant-ho, si a igual temperatura
l’energia en forma de calor alliberada a
volum constant és més gran, més petita o
igual que l’alliberada a pressió constant.
8 En la combustió de 0,5 g de sofre a 298 K i 105 Pa,
es desprenen 4619 J d’energia en forma de calor,
i s’obté com a producte de la reacció SO2(g)
.
a) Calcula l’entalpia estàndard de formació del
diòxid de sofre.
b) Escriu l’equació termoquímica corres-
ponent.
9 Quan el coure reacciona amb l’oxigen s’obté òxid
de coure(II) (sòlid). El procés és exotèrmic i es
desprenen 2,30 kJ per cada gram de coure reac-
cionant, a la temperatura de 298 K i pressió de
105 Pa.
a) Calcula l’entalpia estàndard de formació de
l’òxid de coure(II).
b) Escriu l’equació termoquímica corresponent
al procés que ha tingut lloc.
10 En reaccionar 5,00 g de potassi amb un excés de
clor (gas), s’obté clorur de potassi (sòlid) i es
desprenen 55,9 kJ d’energia en forma de calor a
la temperatura de 298 K i pressió de 105 Pa.
Calcula l’entalpia estàndard de formació f H del
clorur de potassi (sòlid).
11 Calcula la variació d’energia interna a 25 C del
procés:
C(grafit)
+ 2 Cl2(g)
CCl4(l)
Dada: f H [CCl
4(l)] = –138,7 kJ mol–1.
12 L’equació termoquímica corresponent a la combus-
tió d’un mol d’etanol en condicions estàndards és:
CH3–CH
2OH
(l) + 3 O
2(g) 2 CO
2(g) + 3 H
2O
(l)
c H = –1 371 kJ mol–1
Calcula la variació d’energia interna.
114
A C
T I
V I T
A T
S 13 En reaccionar diclor (gas) amb dihidrogen a
25 C i 105 Pa alliberen 2 519 J per cada gram de
clorur d’hidrogen (gas) format.
Calcula l’entalpia estàndard de formació del clo-
rur d’hidrogen i escriu l’equació termoquímica
corresponent.
14 Donada l’equació termoquímica:
1/2 N2(g)
+ 1/2 O2(g)
NO(g)
f H = 90,2 kJ mol–1
Calcula l’energia mínima necessària per obtenir,
segons la reacció indicada, 100 dm3 de monòxid
de nitrogen mesurat a 25 C i 105 Pa.
15 Donada l’equació termoquímica:
H2(g)
+ 1/2 O2(g)
H2O
(l)
f H = –285,5 kJ mol–1 (1)
Calcula:
a) L’energia alliberada quan es fan reaccionar a
25 C i 105 Pa, 100 g d’hidrogen amb l’oxigen
necessari i s’obté aigua líquida.
b) La variació d’energia interna, U, a 298 K per
al procés (1).
16 CI A partir de les entalpies estàndards de forma-
ció del CO2(g)
, CH3–CH
2OH
(l) i H
2O
(l), donades en la
taula 1, calcula l’energia en forma de calor obtin-
guda en la combustió d’1,00 dm3 d’alcohol de den-
sitat 800 kg m–3, si el procés es fa a 298 K i 105 Pa.
17 Conegudes les equacions termoquímiques
següents:
H2(g)
+ Cl2(g)
2 H Cl(g) r
H = –185 kJ mol–1
2 H2(g)
+ O2(g)
2 H2O
(g)
rH = –484 kJ mol–1
Calcula H per a la reacció:
2 HCl(g)
+ 1/2 O2(g)
Cl2(g)
+ H2O
(g)
18 CI A partir de les entalpies de formació (Taula
1), calcula les entalpies estàndards de reacció,
r H per a les reaccions següents:
2 H2S
(g) + 3 O
2(g) 2 H
2O
(l) + 2 SO
2(g)
2 CH3–CH
3(g) + 7 O
2(g) 4 CO
2(g) + 6 H
2O
(l)
19 En la fermentació alcohòlica de la glucosa s’obté
etanol i diòxid de carboni. L’equació química cor-
responent és:
C6H
12O
6(s) 2 CO
2(g) + 2 CH
3–CH
2OH
(l)
Calcula la r H d’aquesta reacció a partir de les
dades experimentals següents:
C6H
12O
6(s) + 6 O
2(g) 6 CO
2(g) + 6 H
2O
(l)
Hc = –2 813 kJ mol–1
CH3–CH
2OH
(l) + 3 O
2(g) 2 CO
2(g) + 3 H
2O
(l)
Hc = –1 371 kJ mol–1
20 CI a) A partir de les entalpies estàndards de for-
mació del CH4(g)
, CH3–CH
2–CH
3(g), CO
2(g) i H
2O
(l)
donades a la taula 1, calcula l’energia en
forma de calor obtinguda en la combustió
d’1 m3 de metà i l’obtinguda en la combus-
tió d’1 m3 de propà si els dos gasos estan
mesurats a 25 C i 105 Pa.
b) Quin dels dos gasos té més poder calorífic
per unitat de volum si tots dos són mesurats
a la mateixa pressió i temperatura?
21 CR L’àcid acètic, CH3 –COOH, s’obté actualment
en la indústria per reacció del metanol amb el
monòxid de carboni:
CH3OH
(l) + CO
(g) CH
3–COOH
(l)
A partir de les entalpies de formació següents
(en kJ mol–1):
CO(g)
= –110
CH3OH
(l) = –238
CH3–COOH
(l) = –485
indica si l’obtenció industrial de l’àcid acètic és
un procés exotèrmic o endotèrmic.
22 CI A partir de les entalpies estàndards de forma-
ció del CO2(g)
, H2O
(l) i C
4H
10(g), (Taula 1), calcula la
massa d’aigua que es podrà escalfar des de 20 C
fins a 90 C cremant 100 dm3 de butà (gas) a 25 C
i 105 Pa si el rendiment calorífic és del 70%.
23 A partir de les dades experimentals següents:
1) 2 C6H
6(l) + 15 O
2(g) 12 CO
2(g) + 6 H
2O
(l)
c H = –6 603 kJ
2) C6H
12(l) + 9 O
2(g) 6 CO
2(g) + 6 H
2O
(l)
cH = –3 951 kJ
3) 2 H2(g)
+ O2(g)
2 H2O
(l)
c H = –571,7 kJ
Calcula:
a) L’entalpia estàndard del procés:
C6H
6(l) + 3 H
2(g) C
6H
12(l)
b) La variació d’energia interna per al procés 1)
a 298,15 K.
c) L’energia en forma de calor obtinguda en la
combustió d’1 dm3 de benzè, C6H
6(l) de densi-
tat 0,8 g cm–3, si el procés es realitza a pres-
sió constant i a 25 C.
d) La massa de C6H
12 (ciclohexà) que caldrà cre-
mar, a pressió constant i a 25 C, per escalfar
100 L d’aigua a 10 C fins a 60 C, si suposem
que el rendiment tèrmic és del 80%.
12
PRESENTACIÓ
Recursos digitals de l’alumne
Tots els continguts digitals als quals es fa referència al llibre de l’alumne estan disponibles sense necessitat de
registrar-se al web de recursos didàctics de l’editorial: www.ecasals.cat.Podeu trobar els recursos del llibre Química 2 batxillerat a l’adreça: www.ecasals.cat/quimica2ba.
Es pot accedir als recursos de dues maneres, directament al web (en línia) o descarregar-los prèviament a l’ordi-
nador (fora de línia).
Per accedir-hi en línia, fes un toc a l’opció DVD de l’alumne.
Per accedir-hi fora de línia, fes un toc l’opció DVD de l’alumne descarregable. Es descarregarà un fi txer compri-
mit en format .zip a l’ordinador. Un cop descomprimit, pots accedir a tots els recursos sense necessitat de connexió
a Internet. Pots copiar tots els recursos a un DVD de dades o altres suports informàtics com un llapis de memòria
o una memòria externa si ho creus convenient.
Els recursos estan organitzats per unitats i apartats, i estan senyalats amb les mateixes icones que el llibre imprès.
Vídeo Enllaç Document
en PDF
Els vídeos estan codifi cats en els formats més recents que optimitzen la qualitat i redueixen la taxa de transferèn-
cia. Els enllaços a llocs web externs sempre fan referència a webs contrastats i que tenen garantida la continuïtat.
13
El material de l’alumne
El llibre de l’alumne en format digital
Hi ha una versió digital del llibre de l’alumne a la qual s’accedeix mitjançant l’adquisició d’una llicència. Té les ca-
racterístiques següents:
El format de paginació és idèntic al de la versió impresa per augmentar al màxim la convivència dels dos
formats.
Tots els recursos digitals es troben en el context de cada pàgina.
Els tests d’autoavaluació poden ser resolts digitalment on-line.
Nota: Les funcionalitats poden variar segons el dispositiu i la capacitat de connexió a Internet.
14
PRESENTACIÓ
1.3 El material per al professor
El material per al professor consta de la proposta didàctica, també en format imprès i en format digital.
La proposta didàctica en format imprès
Conté:
Programacions:
– Competències bàsiques.
– Objectius de la matèria.
– Programació de curs.
– Programació trimestral.
Guia didàctica, per a cada unitat:
– Competències bàsiques: contribució de la unitat
a l’adquisició de les competències bàsiques
– Recursos digitals: relació de re-
cursos digitals de la unitat
– Programació d’aula i orientacions didàctiques
– Test d’autoavaluació
– Solucionari
Banc d’activitats
Avaluacions
– Avaluació primer trimestre: indicadors
d’avaluació i proposta d’avaluació
– Avaluació segon trimestre: indicadors
d’avaluació i proposta d’avaluació
– Avaluació tercer trimestre: indicadors
d’avaluació i proposta d’avaluació
– Solucionari de les avaluacions
6
PRESENTACIÓ
1.1 El projecte de Química
El projecte de Química de l’Editorial Casals s’emmarca en el Decret 1105/2014, de 26 de desembre, pel qual
s’estableixen els ensenyaments bàsics corresponents a l’Educació Secundària Obligatòria i Batxillerat.
Amb la voluntat d’atendre les necessitats i demandes de la societat d’avui i del futur, d’establir les bases per a una
formació personal basada en l’autonomia personal que permeti l’aprenentatge al llarg de tota la vida i d’aprendre
a participar de manera activa en una societat democràtica, aquest projecte:
S’adapta al programa de digitalització de les aules.
Promou el desenvolupament de les competències específi ques generals del batxillerat i les específi ques de la
matèria.
Aposta pel talent.
Ajuda a assolir les bases per poder afrontar amb èxit les proves d’accés a la universitat.
S’adapta al programa de digitalització de les aules i integra les competències de l’àmbit digital
Inclou la metodologia i els recursos necessaris perquè pugui ser utilitzat en el doble format imprès i digital, o bé
exclusivament en format digital.
Ofereix uns continguts que utilitzen i tenen com a objectiu el mitjà digital, que inclouen animacions, simulacions,
vídeos, etc., per tal de transmetre informació, desenvolupar habilitats i potenciar actituds.
Facilita la realització d’exercicis d’autoavaluació perquè l’alumnat pugui verifi car l’aprenentatge, i també pugui ser
verifi cat pel professorat.
Conté recursos o referències a recursos d’Internet per completar la part sistemàtica de l’aprenentatge.
Tots els continguts digitals a què fa referència el llibre de l’alumne estan disponibles sense necessitat de regis-
trar-se al web de recursos didàctics de l’editorial: www.ecasals.cat.
A més, el professor disposa del llibre en format digital, que integra tots els recursos digitals i la proposta didàctica
en el context de cada unitat i apartat. El format d’aquest llibre digital està preparat per a una visualització òptima a
les pissarres digitals interactives mitjançant projectors i s’adapta també als diferents models de tauletes i portàtils
que es fan servir habitualment a les aules.
Al peu de pàgina es detallen les competències de l’àmbit digital que estableix el currículum.
Promou el desenvolupament de les competències clau
El Projecte de Defi nició i Selecció de Competències (DeSeCo) de l’OCDE va defi nir el 2003 el concepte de com-
petència com «la capacitat de respondre a demandes complexes i dur a terme tasques diverses de manera ade-
quada». La competència «suposa una combinació d’habilitats pràctiques, coneixements, motivació, valors ètics,
actituds, emocions i altres components socials i de comportament que es mobilitzen conjuntament per aconseguir
una acció efi caç».
Així doncs, el coneixement competencial integra un coneixement de base conceptual: conceptes, principis, teories,
dades i fets (coneixement declaratiu o saber dir); un coneixement relatiu a les destreses, referides tant a l’acció física ob-
servable com a l’acció mental (coneixement procedimental o saber fer), i un tercer component que té una gran infl uència
social i cultural i que implica un conjunt d’actituds i valors (saber ser).
7
El projecte de Química
Un projecte basat en competències requereix, per tant, una formació integral de l’alumnat, de manera que en fi na-
litzar l’etapa acadèmica sigui capaç de transferir els coneixements adquirits a les noves instàncies que apareguin
en l’opció de vida seleccionada. I en aquest sentit, l’Editorial Casals integra, en el projecte de Física i Química, i
des d’un caràcter interdisciplinari i transversal, el desenvolupament de les vuit competències clau del currículum,
assenyalades en el llibre de l’alumne amb les icones corresponents:
CC Competència comunicativa.
CR Competència en recerca.
CI Competència en gestió i tractament de la informació i competència digital.
CP Competència personal i interpersonal.
CM Competència en el coneixement i interacció amb el món.
Integra les competències específi ques de la matèria
La competència científi ca es defi neix a PISA com «la capacitat d’aplicar el coneixement científi c per identifi car les
qüestions a les quals la ciència pot respondre i treure conclusions basades en l’evidència, per tal d’entendre els
canvis realitzats per l’activitat humana i prendre decisions sobre el món natural». Requereix, doncs, la comprensió
de conceptes científi cs, l’habilitat per aplicar una perspectiva científi ca i pensar científi cament sobre l’evidència.
L’Editorial Casals integra en el seu projecte de Química aquests tres processos mentals implicats en la resolució de
preguntes i els codifi ca en les icones següents a les pàgines d’Entendre la ciència
C1 Competència en indagació i experimentació.
C2 Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència.
C3 competència en la comprensió i capacitat d’actuar sobre el món físicoquímic.
En l’apartat 2.2 trobaràs informació més extensa sobre les competències específi ques de química
Aposta pel talent
La recerca del desenvolupament del talent en l’alumnat té com a fi nalitat convertir l’educació en l’instrument prin-
cipal de mobilitat social, ajudar a superar barreres econòmiques i socials, i generar aspiracions i ambicions realit-
zables per tots.
Tots els estudiants tenen talent, si bé aquest és de naturaleses diferents. Tenim la tasca de crear els mecanismes
necessaris per reconèixer-los i potenciar-los, i així encarrilar-los cap a unes trajectòries adequades a les seves capa-
citats, perquè puguin fer realitat les seves aspiracions i es converteixin en rutes que facilitin l’ocupabilitat i estimulin
l’esperit emprenedor mitjançant la possibilitat de triar les millors opcions de desenvolupament personal i professional.
Per fer efectiva la possibilitat que cadascun dels i les alumnes desenvolupi al màxim les seves capacitats, l’Edito-
rial Casals fa efectives unes rutes d’aprenentatge avançades i de repte, que estan codifi cades d’aquesta manera,
respectivament: avançades: ; repte: .
L’educació és el motor que promou el benestar d’un país. El nivell educatiu dels ciutadans determina la capacitat
que tenen de competir amb èxit en l’àmbit internacional i d’encarar els reptes que es plantegin en un futur. Millorar
el nivell dels ciutadans en l’àmbit educatiu suposa obrir-los les portes a llocs de treball d’alta qualifi cació, la qual
cosa representa una aposta pel creixement econòmic i per un futur millor.
20
PROGRAMACIONS
2.1 Competències bàsiques
Competències del Batxillerat
CC Competència comunicativa
Aprendre a comunicar ciència signifi ca saber descriure fets, i explicar-los, justifi car-los i argumentar-los utilitzant els
models científi cs que es construeixen en el marc escolar. A més a més, també suposa la capacitat d’interaccionar
i dialogar amb altres persones. La química hi contribueix en promoure discussions sobre les evidències experi-
mentals, la idoneïtat dels models proposats per interpretar els fets químics, la lectura i interpretació de textos i
il·lustracions, la realització de mapes conceptuals i diagrames il·lustratius dels processos, l’explicació oral o escrita
de la resolució d’un problema o de la realització d’una investigació, etc. D’altra banda, la química aporta el llenguat-
ge simbòlic que utilitza per descriure i explicar les propietats i estructura de les substàncies i els fenòmens químics:
símbols, fórmules, equacions, models moleculars, diagrames, etc.
CR Competència en recerca
La química hi contribueix aportant les capacitats que s’aprenen en la realització de treballs experimentals on cal
cercar informació, fer hipòtesis, planifi car la investigació, fer muntatges experimentals, realitzar i enregistrar les
mesures, analitzar les dades, extreure conclusions, i avaluar i comunicar els resultats. També aporta capacitats
pròpies de la competència de recerca com saber construir models explicatius dels fenòmens, fer prediccions a
partir dels models, argumentar la validesa d’explicacions a la llum de les evidències experimentals i reconèixer les
limitacions.
CI Competència en gestió i tractament de la informació i competència digital
Implica la capacitat de trobar, avaluar, seleccionar i sintetitzar informació d’una manera crítica, tenint en compte
els coneixements adquirits. Des de l’àmbit de la química s’utilitzen les fonts bibliogràfi ques i els recursos que hi ha
a la xarxa per trobar informació, per exemple, sobre el desenvolupament històric dels conceptes químics, sobre
tècniques específi ques o sobre aplicacions pràctiques. D’altra banda, s’utilitzen fulls de càlcul per al tractament de
dades i es fan servir sistemes d’adquisició de dades a través de sensors per a la realització de treballs experimen-
tals. També s’usen visors moleculars i simuladors de processos químics.
Competència comunicativa CC
Competència en recerca CR
Competència en la gestió i el tractament de la informació
i competència digital CI
Competència personal i interpersonal CP
Competència en el coneixement i la interacció amb el món CM
Indagació i experimentació en el camp de la química. C1
Comprensió de la naturalesa de la ciència i de la química en
particular. C2
Comprensió i capacitat d’actuar sobre el món fi sicoquímic. C3
Competències
del Batxillerat
Competències específi ques
de la matèria del batxillerat
21
Competències bàsiques
La competència digital està molt relacionada amb l’anterior pel que fa a la necessitat de trobar, avaluar, seleccionar
i sintetitzar informació d’una manera crítica, tenint en compte els coneixements adquirits a través de la química.
CP Competència personal i interpersonal
Aquesta competència s’assoleix donant pautes per gestionar el treball personal i el treball en grup, i afavorir
l’autoavaluació i l’autoregulació dels aprenentatges. També es promou la refl exió sobre les dimensions socials i
ètiques de les aplicacions de la química, valorant els canvis que ha provocat en la societat l’obtenció i ús de nous
productes i materials, a través de debats que impliquen saber escoltar les opinions dels altres, saber defensar i
argumentar les pròpies, i saber arribar a posicions de consens.
CM Competència en el coneixement i interacció amb el món
La química contribueix a aquesta competència ajudant els estudiants a apropiar-se d’aquells models que permeten
comprendre el món material i físic que els envolta. Aquest coneixement ha de servir també per saber prendre de-
cisions responsables sobre l’explotació i ús dels recursos naturals, el medi ambient, els hàbits de vida saludables
i un futur sostenible. D’altra banda, dóna una visió de quina ha estat la contribució de la química a la societat al
llarg de la història i de com el seu desenvolupament ha infl uït en la cultura i alhora ha estat infl uïda per la cultura
de cada època.
Competències específi ques de la matèria
C1 Indagació i experimentació en el camp de la química
Implica la capacitat de fer-se preguntes i portar a terme investigacions per obtenir la resposta, tot adquirint les ha-
bilitats necessàries: identifi car problemes, generar qüestions susceptibles de ser investigades, dissenyar i realitzar
recerques, enregistrar i analitzar dades, treure conclusions, elaborar, comunicar i defensar hipòtesis, models i expli-
cacions, fer prediccions a partir dels models, examinar les limitacions de les explicacions científi ques, i argumentar
la validesa d’explicacions alternatives en relació amb les evidències experimentals.
C2 Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència implica
La distinció entre ciència i altres formes de coneixement per a l’elaboració de models, i per a l’ús de mètodes empí-
rics i d’arguments lògics per contrastar les hipòtesis i validar els models i les teories proposades. Amb aquesta me-
todologia els químics i les químiques s’esforcen a arribar a les millors explicacions possibles sobre el món material.
Com que l’acceptació de les idees científi ques depèn de l’observació i la contrastació experimental i de la coherèn-
cia amb altres idees que conformen les teories acceptades, el coneixement científi c és, en principi, susceptible de
ser revisat i modifi cat si es troben evidències que no encaixen en les teories vigents.
És important que l’alumnat comprengui els sistemes utilitzats per desenvolupar i avaluar el coneixement científi c i,
també, els processos i els contextos socials que condicionen la manera en què aquest coneixement és obtingut,
comunicat, representat i defensat en la comunitat científi ca. Aquesta comprensió és molt important per discernir
entre el que és ciència i el que no ho és, o sigui, per distingir entre ciència i pseudociència.
C3 Competència en la comprensió i capacitat d’actuar sobre del món fi sicoquímic
Implica apropiar-se dels conceptes, models i principis fonamentals de la química per tal d’utilitzar-los per explicar
i interpretar el món fi sicoquímic i, d’altra banda, aplicar el coneixement integrat dels models, procediments i valors
de la química per poder comprendre i valorar situacions relacionades amb aspectes tecnològics, ètics, socials i
ambientals de la química, tant pel que fa a l’entorn més proper com al món i a la humanitat en el seu conjunt, alhora
que per prendre decisions científi cament fonamentades.
224
Edito
rial C
asal
s • M
ater
ial f
otoc
opia
ble
AVALUACIONS
5.1 Indicador d’avaluació trimestral
Indicadors d’avaluació del primer trimestre: unitats 1-3
ALUMNE/A:
Els orígens del model atomicomolecular de la matèria
Caracterització dels tres nivells de la química: macroscòpic, microscòpic i representacional.
Definició de massa atòmica relativa, massa molecular relativa i massa fórmula relativa.
Utilització dels conceptes de quantitat de substància, de mol i de massa molar.
Determinació experimental de la massa atòmica relativa d’un metall i estimació de la mida d’una molècula i de la constant d’Avogadro pel mètode de la pel·lícula superficial.
Càlculs amb magnituds molars i amb magnituds atòmiques i moleculars.
Determinació de fórmules empíriques i de la composició centesimal d’un compost.
Valoració de les evidències experimentals que van permetre l’establiment de la teoria atomicomolecular de la matèria.
Diferenciació entre substància elemental i compost, i entre estructura molecular i estructura gegant.
Introducció a la nomenclatura i formulació de les substàncies simples i dels compostos: òxids, hidrurs, hidròxids, àcids i sals.
Descripció dels primers intents de classificació periòdica dels elements i establiment de la taula periòdica de Mendeleiev i del concepte de periodicitat dels elements a partir de les seves propietats.
Els gasos, líquids i solucions
Diferenciació entre fets, hipòtesis, experiments, lleis, models i teories, prenent com a exemple la teoria atomicomolecular de la matèria i la teoria cineticomolecular dels gasos.
Determinació experimental de la relació pressió-volum i volum-temperatura.
Caracterització de les lleis experimentals dels gasos.
Establiment de l’escala de temperatura absoluta.
Elaboració del model cineticomolecular per explicar la pressió i les lleis experimentals dels gasos.
Caracterització de les propietats dels líquids: tensió superficial i pressió de vapor i interpretació mitjançant el model cineticomolecular. Ús de simulacions per il·lustrar el model.
Investigació experimental de la massa molecular relativa d’un gas o d’una substància volàtil, fent ús de la hipòtesi d’Avogadro.
Descripció dels tipus i estructura de les solucions.
Caracterització de les dispersions col·loïdals.
Expressió de la composició de les solucions: percentatge en massa i en volum, ppm, concentració en massa i concentració en quantitat de substància.
Preparació d’una solució d’una concentració determinada.
Elaboració del concepte de pressió parcial i aplicació a l’explicació de la solubilitat dels gasos en líquids en contextos reals (per exemple, en les begudes carbòniques).
Caracterització de les propietats col·ligatives de les solucions i interpretació mitjançant el model cineticocorpuscular.
Valoració de la importància de l’osmosi en les cèl·lules, la conservació d’aliments i en les centrals dessaladores.
225
Edito
rial C
asal
s • M
ater
ial f
otoc
opia
ble
Indicador d’avaluació trimestral
Indicadors d’avaluació del segon trimestre: unitats 4-5
ALUMNE/A:
Formulació i nomenclatura
Coneixement de les normes generals de nomenclatura.
Coneixement dels noms tradicionals i els seus equivalents sistemàtics.
Formulació i denominació de les substàncies iòniques.
Formulació i denominació dels hidrurs.
Formulació i denominació dels òxids.
Formulació i denominació de les sals binàries.
Formulació i denominació dels hidròxids.
Formulació i nomenclatura dels àcids.
Formulació i nomenclatura de les sals dels oxoàcids.
Estequiometria
Interpretació molecular i representació d’una reacció química mitjançant una equació química.
Interpretació d’una reacció mitjançant el model cineticomolecular.
Realització de càlculs estequiomètrics en reaccions en què intervenen sòlids, líquids, gasos i solucions.
Identificació del reactiu limitant.
Reconeixement dels àcids i les bases més comuns al laboratori i en la vida quotidiana.
Definició i aplicació del concepte de pH.
Caracterització i valoració dels efectes de la pluja àcida.
Predicció i observació de reaccions de precipitació.
Caracterització de la duresa de les aigües i aplicació de mètodes d’eliminació de la duresa per mitjà de reaccions de precipitació o resines bescanviadores d’ions.
Observació experimental de diferents reaccions redox.
Caracterització de l’evolució del concepte d’oxidació des de la combinació amb l’oxigen fins a la pèrdua o separació parcial d’electrons.
Elaboració del concepte d’estat d’oxidació i identificació de les reaccions redox per observació de la variació dels estats d’oxidació.
Identificació dels oxidants i reductors més comuns.
Descripció del procés d’obtenció d’algunes substàncies elementals a partir de minerals.
Realització experimental d’una valoració redox per determinar la quantitat d’una espècie química present en un producte químic o un fàrmac.
Relació entre propietats, estructura i aplicacions dels polímers.
Caracterització de les reaccions de polimerització i identificació experimental dels polímers a partir de les seves propietats.
15
El material per al professor
Recursos digitals del professor
El professor registrat i validat a www.ecasals.cat disposa de:
Tots els recursos digitals del llibre de l’alumne.
La proposta didàctica en PDF.
Les programacions de curs, d’aula, de totes les comunitats.
Els recursos del llibre Química 2 batxillerat es troben en l’adreça: www.ecasals.cat/quimica2ba
Es pot accedir als recursos del professor de dues maneres, descarregats prèviament a l’ordinador (fora de línia) o
directament al web (en línia).
Per accedir-hi fora de línia, selecciona l’opció DVD del professor descarregable. Es descarregarà un fi txer com-
primit en format .zip a l’ordinador. Un cop descomprimit, es pot accedir a tots els recursos sense necessitat de
connexió a Internet. Si ho creus convenient, pots copiar tots els recursos en un DVD de dades o en altres suports
informàtics com ara un llapis de memòria o una memòria externa.
Els recursos en línia estan integrats en la proposta didàctica en format digital, tal com es descriu en l’apartat se-
güent.
16
PRESENTACIÓ
La proposta didàctica en format digital
El professor registrat i validat a www.ecasals.cat pot accedir a la proposta didàctica integrada amb el llibre de
l’alumne en la seva versió digital eCasals.
Té els avantatges següents:
Llibre de l’alumne navegable i projectable amb tots els
recursos digitals en el context de cada pàgina. La proposta didàctica en PDF associada a cada unitat.
Tests d’autoavaluació en format web i resolubles en línia.
Hi pots començar a navegar directament a www.ecasals.cat/quimica2ba.
17
El material per al professor
L’entorn digital del professor
Si els alumnes disposen de llicències de llibre digital eCasals, el professor té, a més, les funcionalitats següents al
seu entorn digital:
Grups d’alumnes. Per a cada llibre digital, el professor pot crear els seus grups, tants com necessiti.
Tasques. El professor pot assignar activitats a un grup d’alumnes i indicar-ne la data límit de lliurament. Pot
seleccionar qualsevol de les activitats del llibre de l’alumne i de la proposta didàctica.
Qualifi cacions. Cada grup d’alumnes disposa d’una llista de qualifi cacions diferenciada segons les tasques
que hagi realitzat.
Mur del grup. Cada grup d’alumnes disposa d’un espai de comunicació professor-alumnat en el qual també
es pot publicar material digital (enllaços, imatges, vídeos).
Creació d’activitats. El professor pot crear de manera fàcil i intuïtiva activitats de les tipologies següents: test,
vertader/fals, relaciona, agrupa, ordena, arrossega paraules o resposta oberta.
Carpeta del professor. El professor disposa d’un espai en línia per penjar i compartir els seus recursos i
organitzar-los per carpetes segons el seu criteri.
Nota: Les funcionalitats poden variar segons el dispositiu i la capacitat de connexió a Internet.
2 PROGRAMACIONS
2.1 Competències bàsiques
2.2 Programació de curs
2.3 Programació trimestral
20
PROGRAMACIONS
2.1 Competències bàsiques
Competències del Batxillerat
CC Competència comunicativa
Aprendre a comunicar ciència signifi ca saber descriure fets, i explicar-los, justifi car-los i argumentar-los utilitzant els
models científi cs que es construeixen en el marc escolar. A més a més, també suposa la capacitat d’interaccionar
i dialogar amb altres persones. La química hi contribueix en promoure discussions sobre les evidències experi-
mentals, la idoneïtat dels models proposats per interpretar els fets químics, la lectura i interpretació de textos i
il·lustracions, la realització de mapes conceptuals i diagrames il·lustratius dels processos, l’explicació oral o escrita
de la resolució d’un problema o de la realització d’una investigació, etc. D’altra banda, la química aporta el llenguat-
ge simbòlic que utilitza per descriure i explicar les propietats i estructura de les substàncies i els fenòmens químics:
símbols, fórmules, equacions, models moleculars, diagrames, etc.
CR Competència en recerca
La química hi contribueix aportant les capacitats que s’aprenen en la realització de treballs experimentals on cal
cercar informació, fer hipòtesis, planifi car la investigació, fer muntatges experimentals, realitzar i enregistrar les
mesures, analitzar les dades, extreure conclusions, i avaluar i comunicar els resultats. També aporta capacitats
pròpies de la competència de recerca com saber construir models explicatius dels fenòmens, fer prediccions a
partir dels models, argumentar la validesa d’explicacions a la llum de les evidències experimentals i reconèixer les
limitacions.
CI Competència en gestió i tractament de la informació i competència digital
Implica la capacitat de trobar, avaluar, seleccionar i sintetitzar informació d’una manera crítica, tenint en compte
els coneixements adquirits. Des de l’àmbit de la química s’utilitzen les fonts bibliogràfi ques i els recursos que hi ha
a la xarxa per trobar informació, per exemple, sobre el desenvolupament històric dels conceptes químics, sobre
tècniques específi ques o sobre aplicacions pràctiques. D’altra banda, s’utilitzen fulls de càlcul per al tractament de
dades i es fan servir sistemes d’adquisició de dades a través de sensors per a la realització de treballs experimen-
tals. També s’usen visors moleculars i simuladors de processos químics.
Competència comunicativa CC
Competència en recerca CR
Competència en la gestió i el tractament de la informació
i competència digital CI
Competència personal i interpersonal CP
Competència en el coneixement i la interacció amb el món CM
Indagació i experimentació en el camp de la química. C1
Comprensió de la naturalesa de la ciència i de la química en
particular. C2
Comprensió i capacitat d’actuar sobre el món fi sicoquímic. C3
Competències
del Batxillerat
Competències específi ques
de la matèria del batxillerat
21
Competències bàsiques
La competència digital està molt relacionada amb l’anterior pel que fa a la necessitat de trobar, avaluar, seleccionar
i sintetitzar informació d’una manera crítica, tenint en compte els coneixements adquirits a través de la química.
CP Competència personal i interpersonal
Aquesta competència s’assoleix donant pautes per gestionar el treball personal i el treball en grup, i afavorir
l’autoavaluació i l’autoregulació dels aprenentatges. També es promou la refl exió sobre les dimensions socials i
ètiques de les aplicacions de la química, valorant els canvis que ha provocat en la societat l’obtenció i ús de nous
productes i materials, a través de debats que impliquen saber escoltar les opinions dels altres, saber defensar i
argumentar les pròpies, i saber arribar a posicions de consens.
CM Competència en el coneixement i interacció amb el món
La química contribueix a aquesta competència ajudant els estudiants a apropiar-se d’aquells models que permeten
comprendre el món material i físic que els envolta. Aquest coneixement ha de servir també per saber prendre de-
cisions responsables sobre l’explotació i ús dels recursos naturals, el medi ambient, els hàbits de vida saludables
i un futur sostenible. D’altra banda, dóna una visió de quina ha estat la contribució de la química a la societat al
llarg de la història i de com el seu desenvolupament ha infl uït en la cultura i alhora ha estat infl uïda per la cultura
de cada època.
Competències específi ques de la matèria
C1 Indagació i experimentació en el camp de la química
Implica la capacitat de fer-se preguntes i portar a terme investigacions per obtenir la resposta, tot adquirint les ha-
bilitats necessàries: identifi car problemes, generar qüestions susceptibles de ser investigades, dissenyar i realitzar
recerques, enregistrar i analitzar dades, treure conclusions, elaborar, comunicar i defensar hipòtesis, models i expli-
cacions, fer prediccions a partir dels models, examinar les limitacions de les explicacions científi ques, i argumentar
la validesa d’explicacions alternatives en relació amb les evidències experimentals.
C2 Competència en la comprensió de la naturalesa de la ciència implica
La distinció entre ciència i altres formes de coneixement per a l’elaboració de models, i per a l’ús de mètodes empí-
rics i d’arguments lògics per contrastar les hipòtesis i validar els models i les teories proposades. Amb aquesta me-
todologia els químics i les químiques s’esforcen a arribar a les millors explicacions possibles sobre el món material.
Com que l’acceptació de les idees científi ques depèn de l’observació i la contrastació experimental i de la coherèn-
cia amb altres idees que conformen les teories acceptades, el coneixement científi c és, en principi, susceptible de
ser revisat i modifi cat si es troben evidències que no encaixen en les teories vigents.
És important que l’alumnat comprengui els sistemes utilitzats per desenvolupar i avaluar el coneixement científi c i,
també, els processos i els contextos socials que condicionen la manera en què aquest coneixement és obtingut,
comunicat, representat i defensat en la comunitat científi ca. Aquesta comprensió és molt important per discernir
entre el que és ciència i el que no ho és, o sigui, per distingir entre ciència i pseudociència.
C3 Competència en la comprensió i capacitat d’actuar sobre del món fi sicoquímic
Implica apropiar-se dels conceptes, models i principis fonamentals de la química per tal d’utilitzar-los per explicar
i interpretar el món fi sicoquímic i, d’altra banda, aplicar el coneixement integrat dels models, procediments i valors
de la química per poder comprendre i valorar situacions relacionades amb aspectes tecnològics, ètics, socials i
ambientals de la química, tant pel que fa a l’entorn més proper com al món i a la humanitat en el seu conjunt, alhora
que per prendre decisions científi cament fonamentades.
