SfeC 24 de gener de 2008

1. SfeC 24 de gener de 2008 Presentació de la proposta curricular de la química del batxillerat Aureli Caamaño, Josep Corominas Centre de Documentació i Experimentació en Ciències i Tecnologia/ IES Barcelona-Congrés/ Escola Pia de Sitges

2. Cinc aspectes fonamentals • Contextualizar a través de les aplicacions de la química i les relacions química-societat-medi ambient. • Elaborar els conceptes i models químics en relació a les evidències experimentals. Aprendre a interpretar, predir i argumentar en el marc dels models. • La importància del llenguatge (les definicions, la terminologia, les il·lustracions gràfiques dels conceptes i dels processos, els models moleculars, les simulacions, etc.) i la comunicació: llegir, escriure i parlar, per descriure, interpretar, raonar, argumentar,…

3. Sis aspectes fonamentals • Importància del treball pràctic experimental. Experiències interpretatives. Planificar i realitzar investigacions per resoldre problems teòrics i pràctics. • La importància d’utilitzar un procés dialògic per a l’elaboració de conceptes i models, la planificació d’ investigacions i les estratègies de resolució de problemes.

4. Blocs de continguts de químicaPrimer de batxillerat • Els orígens del model atomicomolecular de la matèria • Gasos, líquids i solucions • Un model per als àtoms • L’enllaç entre els àtoms i entre les molécules • El món de la quimica orgànica • Reaccions químiques

5. Blocs de continguts de químicaSegon de batxillerat • Àtoms, molècules i radiació. • Canvis d’energia en les reaccions químiques. • Equilibri de fases i equilibri químic. • Equilibris químics iònics • Espontaneïtat i velocitat de les reaccions químiques. • Piles i cel·les electrolítiques

6. Primer de batxillerat1. Els orígens del model atomicomolecular Context històric: Lavoisier, Proust, Dalton, Avogadro, Mendeleiev Estructures moleculars i gegants Quantitat de substància Introducció a la formulació i nomenclatura Fórmules empíriques i moleculars Fórmules estructurals Primers intents de classificació dels elements

7. Primer de Batxillerat 2. Gasos, líquids i solucions • Elaboració del model cineticomolecular dels gasos per explicar la pressió i les lleis experimentals dels gasos. • Determinació experimental de la massa molecular relativa d’un gas • Estimació experimental de la constant d’Avogadro. • Caracterització de les propietats dels líquids. • Tipus i estructura de les solucions. Formes d’expressar la composició. • Propietats col·ligatives.

8. Primer de batxillerat 3. Un model per als àtoms • Interpretació de les experiències que van portar a l’elaboració dels primers models atòmics. • Evidència experimental dels isòtops a través de l’espectroscòpia de masses. • Observació d’espectres atòmics i interpretació qualitativa de l’espectre de l’hidrogen a través del model atòmic de Bohr. • Evidència experimental dels nivells i subnivells d’energia d’ionització a partir de les energies d’ionització. • Justificació del model de capes de Lewis en relació a la taula periòdica. • El model de núvol electrònic.

9. Primer de batxillerat 4. Enllaç entre àtoms i entre molécules • Caracterització del model d’enllaç covalent, iònic, metàl.lic. • Predicció de la geometria de molècules senzilles. • Evidència experimental de les molècules polars. • Forces intermoleculars. Enllaç d’hidrogen. • Modelització de l’estructura dels sòlids moleculars, covalents reticulars, iònics i metàl·lics. • Predicció de l’estructura de diferents substàncies a partir de la determinació experimental de les seves propietats. • Relació entre estructura i propietats de diferents materials. • Determinació experimental del calor d’una reacció de combustió. • Interpretació de el calor de reacció en funció de l’energia dels enllaços. • Modelització i contrastació experimental dels factors dels quals depèn la velocitat de reacció. • Àcids i bases a la vida quotidiana. Duresa de les aigües. Eliminació de la duresa per precipitació. • Evolució del concepte d’oxidació i reducció. Concepte d’estat d’oxidació. Obtenció de substàncies simples a partir de minerals: el cas del coure i del clor.

10. Primer de batxillerat5. El món de la química orgànica • Relació entre les propietats físiques i quimiques i de l’estructura dels compostos orgànics. Isomeria. • Obtenció experimental d’un compost orgànic. • Combustibles. Gasolina. Biocombustibles. Contaminació. • Caracterització de macromolècules naturals d’interès biològic. • Síntesi de medicaments. Indústria farmacéutica.

11. Primer de batxillerat6. Reaccions químiques • Interpretació de les reaccions químiques. Equació química. Càlculs. Reactiu limitant. • Determinació experimental de el calor d’una reacció i de la velocitat d’una reacció. • Propietats dels àcids i de les bases. Teoria d’Arrhenius. Determinació experimental de la quantitat d’àcid o de base d’iun producte quotidià. • Observació , interpretació i predicció de reaccions de precipitació per aplicació de regles empíriques de la solubilitat. • Evolució del concepte d’oxidació. Oxidants i reductors. Obtenció d’elements a partir de minerals. Determinació del Fe(II) en un medicament.

12. Segon de batxillerat1. Àtoms, molècules i radiació • L’atmosfera. La teoria cineticomolecular dels gasos. Distribució de les velocitats moleculars. • Anàlisi de la llum que ens arriba dels estels. Espectres d’absorció i emissió. • Model ondulatori de l’àtom i quantització de l’energia. Concepte qualitatiu d’orbital. Propietats atòmiques periòdiques. • Radiació electromagnètica i interacció amb les molècules. Efecte hivernacle. Capa d’ozó. • Relació entre propietats, estructura i aplicacions del polímers.

13. Segon de batxillerat2. Canvis d’energia en les reaccions químiques • Reaccions de combustió. • Interpretació de la calor de reacció com una variació d’energia o d’entalpia del sistema reaccionant. Entalpia de formació d’una substància. • Visualització de l’entalpia d’una o de vàries reaccions en un diagrama d’entalpia. Llei de Hess. • Concepte d’entalpia d’enllaç. Estimació de les entalpies de reacció a partir de les entalpies d’enllaç. • Elaboració del concepte d’entalpia reticular en relació al model electrostàtic de sòlid iònic.

14. Segon de batxillerat3. Equilibri de fases i equlibri químic • Representació de l’equilibri de fases d’una substància en un diagrama de fases. • Caracterització d’equilibris químics: descomposició CaCO3, formació NH3, etc. • Predicció del sentit d’una reacció. • Anàlisi dels factors que influeixen en l’equilibri: concentració, pressió i temperatura.

15. Segon de batxillerat4. Equilibri iònic • Modelització de les reaccions àcid-base amb la teoria de Brönsted-Lowry. Parells àcid-base conjugats. Predicció qualitativa de l’acidesa o basicitat de les solucions de sals. Càlcul del pH. Indicadors. Corba de valoració. • Concepte qualitatiu de solució reguladora del pH. Importància del sistema CO2/HCO3-/CO32- a la sang i als oceans. • Predicció de la formació de precipitats. Resines de bescanvi iònic. • Formació de complexos. Importància a la indústria i a biologia.

16. Segon de batxillerat5. Espontaneïtat i velocitat de les reaccions químiques • Variació de l’entropia de l’univers com a criteri d’espontaneïtat d’un procés. Variació d’entalpia lliure d’una reacció. • Relació entre l’entalpia lliure i el màxim treball útil. • Concepte i mesura de la velocitat de reacció. • Mecanisme de reacció. Model de col·lisions i model de l’estat de transició. • Aplicacions del concepte de catàlisi i de reacció en cadena. L’acció dels CFC sobre la capa d’ozó. Nous catalitzadors. Enzims.

17. Segon de batxillerat6. Piles i cel·les electrolítiques • Reaccions redox. Identificació dels agents oxidants i reductors més comuns. Caracterització de la fotosíntesi i del metabolisme cel·lular com processos redox. • Determinació experimental de la FEM d’una pila. Predicció de l’espontaneïtat d’una reacció redox per mitja del cálcul de la FEM. Piles de combustible. • Composició de l’acer. Corrosió dels metalls. • Electròlisi. Aplicacons: recobriments electrolítics i refinació. Obtenció de clor i lleixiu.