Exercicis sobre mescla de gasos

Ací tens cinc exercicis fets sobre mescla. Abans de mirar com es fa l'exercici intenta resoldre-ho sense ajuda. Si simplement mires els vídeos sense fer els exercicis pots pensar que ho domines, però si no ho practiques no ho sabràs.

Mescla de gasos

Quan en un determinat volum hi ha més d'un gas tenim una mescla de gasos. Si els gasos són ideals l'equació dels gasos ideals es pot aplicar a cada gas o al conjunt de la mescla de gasos. La pressió total de la mescla de gasos és igual a la suma de la pressió parcial que cada gas exerceix contra les parets del recipient. Açò és fàcil d'entendre si es pensa en termes de la teoria cinètica, ja que la pressió és una mesura del xoc de les partícules que formen el gas contra les parets del recipient. Tot el referent a la mescla de gasos ho tens en el vídeo següent:

Sobre el mol i conceptes relacionats

En cursos anteriors a 1r de batxillerat s'insisteix molt en el concepte de mol. Si no ho tens clar pots veure aquesta llista de reproducció sobre el mol i conceptes relacionats.

Si recordes més o menys el concepte de mol i només vols saber com es fa un exercici per passar de mol a massa o a molècules igual només necessites veure aquest vídeo:

Exercicis sobre la llei dels gasos ideals

Ací tens quatre exercicis fets sobre la llei dels gasos ideals. Seria ideal que a partir de l'enunciat els intentares resoldre i després comproves si els has fet bé o no. Si simplement mires els vídeos sense fer els exercicis pots pensar que ho domines, però si no ho practiques no ho sabràs.

Transformació de la llei dels gasos ideals

La llei dels gasos ideals es pot modificar per introduir la massa molar i també la densitat. No has d'aprendre de memòria l'equació amb la massa molar o la densitat. És millor que aprengues a modificar-la com apareix aquest vídeo i no dependràs de la memòria.

Llei dels gasos ideals

Les molècules d'un gas es mouen lliurement en línia recta i es desvien quan xoquen entre elles o amb les parets del recipient. Quan aquestos xocs els podem considerar elàstics (sense pèrdua  d'energia) es pot aplicar l'equació dels gasos ideals, però has de tindre present que aquesta equació no es podrà aplicar sempre. Funciona molt bé a altes temperatures i pressions baixes. Aquest curs si podràs aplicar sempre aquesta equació que ens indica com es relacionen la pressió que exerceix un gas sobre les parts del recipient, el volum del recipient i la temperatura. El vídeo següent explica més sobre aquesta equació.

Idees bàsiques sobre els gasos

En aquest punt igual és bon recordar un poc en un vídeo les idees bàsiques que has de saber sobre els gasos.

Lleis dels gasos

Hi ha tres magnituds fonamentals que hi ha que estudiar en els gasos: la pressió que exerceixen sobre les parets del recipient que els conté, la seua temperatura i el volum que ocupen. Fixant cadascuna d'aquestes magnituds i fent experiments per veure com varien les altres dos entre elles apareixen tres lleis.

Llei de Boyle-Mariotte.

Ens indica com varien la pressió i el volum quan es fixa la temperatura.

Llei de Charles i Gay-Lussac.

Ens indica com varien el volum i la temperatura quan la pressió és constant.

Llei de Gay-Lussac.

Ens indica com varien la pressió i la temperatura quan el volum és constant.

Objectiu 2 de química

L'objectiu és el següent:

Aplicar l’equació d’estat dels gasos ideals per a determinar les magnituds que definixen l’estat d’un gas, per a relacionar les pressions totals i parcials en una mescla amb les fraccions molars dels components i per a calcular les fórmules empíriques i moleculars de compostos a partir de la seua composició centesimal, raonant la utilitat i limitacions de la hipòtesi de gas ideal.

Què implica aquest objectiu?-

• Has de conéixer les lleis dels gasos: la llei de Gay-Lussac, la llei de Boyle-Mariotte i la llei de Charles i Gay-Lussac.
• Has de conéixer la llei dels gasos ideals i saber-la transformar per a que aparega la massa molar o la densitat.
• Has de conéixer les limitacions de la hipòtesi del gas ideal.
• Has d'entendre el que passa en una mescla de gasos, les equacions que són aplicables i com es relacionen les pressions parcials amb la fracció molar de cada component.
• Has de calcular les fórmules empíriques i moleculars de compostos a partir de la seua composició centesimal.

Hipòtesi d'Avogadro

Dalton no va saber explicar que les molècules dels elements que apareixen en la natura en estat gasós, excepte els gasos nobles són diatòmiques. Si ho va explicar el químic italià Amadeo Avogadro a partir dels seus treballs experimentals. Per conéixer la hipòtesi d'Avogadro mira el vídeo següent:

Exàmens de cursos anteriors

Segurament la millor manera de preparar un examen és fer exàmens dels cursos anteriors. En la carpeta enllaçada teniu molts dels exàmens proposats als alumnes de 1r de batxillerat en cursos anterior. Els del curs 2014-15 estan solucionats, els altres no, però molts exercicis són dels fulls que es van fent en classe o molt pareguts.
Els exàmens del curs 2015-16 també estaran penjats en la mateixa carpeta.

Teoria atòmica de Dalton

Amb la teoria atòmica de Dalton la idea d'àtom juga un paper central en la ciència. Encara que et parega que la idea d'àtom sempre va ser acceptada per tots no sempre va ser així i és des de l'establiment de la química com a ciència quan ho és.

La teoria atòmica de Dalton va ser substituïda per altres models que explicaven millor com és l'àtom, però és molt important perquè explicava les lleis ponderals. Es basa en aquestes i les explica. En el vídeo següent pots veure tots els detalls que has de conéixer sobre aquesta Llei.

La Llei de les proporcions múltiples

Introducció.

Aquesta llei la va predir Dalton en la seua teoria atòmica i la va enunciar ell mateix en 1804. És una de les lleis ponderals, açò és, que fa referència a les masses dels elements i que van ser fonamentals  en el desenvolupament de la química.

Enunciat.

Les diferents masses d’un mateix element, que es combinen amb una mateixa massa d’un altre element per formar diferents compostos, es troben entre si en una proporció de nombres enters senzills.

Explicació.

L’oxigen i l’hidrogen formen dos compostos: aigua i aigua oxigenada. En l’aigua amb 1 g d’hidrogen es combinen 8 g d’oxigen. En l’aigua oxigenada amb 1 g d’hidrogen es combinen 16 g d’oxigen. Com tenim 1 g d’hidrogen en els dos casos poden veure que la relació entre les masses de O és 8/16=1/2, o siga, que és una relació de nombres enters senzills. Això no ens pot parèixer massa important ara, però quan es va formular aquesta llei no es coneixia quants àtoms de cada element hi havia en l’aigua i l’aigua oxigenada. Aquesta llei va ajudar, juntament amb altres, a establir les fórmules químiques. Ara ens pot semblar evident aquesta relació de ½ per a les masses d’oxigen si sabem que la fórmula química de l’aigua és H2O i la de l’aigua oxigenada és  H2O2.

Vídeos amb exercicis de lleis ponderals

En les últimes entrades d'aquest bloc has vist alguns vídeos on hi ha exercicis sobre lleis ponderals. Ací tens dos vídeos més amb exercicis sobre lleis ponderals.

Llei de les proporcions múltiples

La tercera Llei ponderal i última que vas a estudiar aquest curs, anomenada Llei de les proporcions múltiples, va ser enunciada després de la teoria atòmica de Dalton. Ací tens el que diu la llei.

Algunes vegades es tendeix a confondre el que diuen la llei de les proporcions definides i la llei de les proporcions múltiples. Per a que no les confongues mira el que diu aquest vídeo.

Alguns detalls sobre els exercicis de les lleis ponderals

En la classe del 15-9 hi havia que fer 3 exercicis treballant per parelles i no es podia preguntar al professor fins que 6 alumnes tenien el mateix dubte (les parelles es podien comunicar entre elles). He anat tirant fotos del que anaven fent els alumnes i ara les comente.

Sobre l'exercici 2 de les fitxes hi ha tres fotos. L'enunciat de l'exercici és:

Quan es crema el gas butà en presència d'oxigen, es produeix diòxid de carboni i aigua. Experimentalment podem comprovar que quan cremem 29 g de butà es desprenen 22 g de diòxid de carboni i 45 g d'aigua. Indica la quantitat d'oxigen que ha reaccionat i la llei en què bases la resposta.

En classe havia explicat la llei de les proporcions de la conservació de la massa i la de les proporcions definides. Abans de fer l'exercici hi ha que pensar un poc. Estava clar que hi havia que aplicar una de les dos lleis, però hi ha sempre que entendre bé l'enunciat que en aquest cas parla de que hi ha una reacció química i falta la massa d'un dels components. Per tant hi ha que aplicar la llei de la conservació de la massa. Si parlara de que tenim dos elements que formen un compost hi hauria que aplicar la llei de les proporcions definides.

En la primera foto una alumna prova amb l'expressió de la llei de les proporcions definides i clarament no arriba a res. És millor estar més temps analitzant l'enunciat i no començar a escriure ràpidament.

En la segona fota una altra alumna sap fer l'exercici, però no el sap expressar matemàticament perquè està pensant en la llei de les proporcions definides. És molt important saber expressar la física i la química. A més, un altre detall molt important és que en física i química no es pot donar el resultat sense unitats.

En aquesta tercera foto s'intenta fer l'exercici per estequiometria, però per què complicar-se la vida si es pot fer d'una manera més simple? Pensar abans de començar a fer un exercici és la millor manera de que siga més simple.

Ací està l'exercici ben fet. Hi ha que destacar la importància de fer un bon esquema del que diu l'enunciat.

Un altre dels exercicis que hi havia que fer era: 

S'oxiden 4,89 g de crom i s'obtenen 9,40 g d'un òxid A. En un altre experiment, s'oxiden 10,36 g de crom i s'obtenen 15,14 g d'un segon òxid B.Calcula la massa d'oxigen que reacciona en cada experiment. Indica la Llei en que et bases per calcular-la.

D'aquest exercici només he posat una foto i és per comentar que pot ser perillós utilitzar una notació pròpia perquè es pot acabar pensant que l'oxigen és monoatòmic, quan l'oxigen que apareix en l'atmosfera és diatòmic.

Com quedar-se amb tot és molt difícil recorda que hi ha que llegir l'enunciat abans de fer l'exercici tantes vegades com necessites per a que quede clar i després fer un esquema amb les dades de l'enunciat. Recorda donar els resultats amb les unitats corresponents.

Relació entre la Llei de les proporcions definides i el reactiu limitant

Sempre que dos substàncies es posen en contacte i reaccionen químicament no té perquè reaccionar les quantitats completes de les dos substàncies que tenim. De fet, si tenim dos substàncies que reacciones quan s'acaba una de les substàncies l'altra ja no pot reaccionar. La substància que s'acaba primer és el reactiu limitant i hi ha un excés de l'altra. Per entendre millor açò mira el següent vídeo:

Lleis ponderals 1: Llei de la conservació de la massa i Llei de les proporcions definides.

La primera llei ponderal és la llei de la conservació de la massa, que diu que en una reacció química la massa dels reactius és igual a la massa dels productes.

La segona llei ponderal és la llei de les proporcions múltiples que diu que quan dos elements es combinen per a formar un compost la relació entre les masses dels elements és sempre la mateixa independentment de com s'ha format el compost.

Lleis ponderals i volumètriques

El final del segle XVIII va ser una època molt productiva per a la química, ja que va ser l'època en que aquesta disciplina va abraçar el mètode científic i va deixar de ser simplement empírica a tindre un important cos teòric darrere. Tot açò va culminar amb la teoria atòmica de Dalton, però per establir aquesta teoria dos importants lleis van ser formulades: la llei de la conservació de la massa i la Llei de les proporcions definides. Aquestes Lleis, juntament amb altres com la Llei de les proporciones múltiples, s'anomenen Lleis ponderals perquè fan referència a la massa de les substàncies. A banda d'aquestes llei també hi ha unes altres Lleis que van servir per establir la química tal com la coneixem hui en dia: són les lleis volumètriques, que estan referides als volums dels gasos que intervenen en una reacció química. En aquest vídeo explica perquè són importants les lleis ponderals i les volumètriques.

Per entendre la importància d'aquestes Lleis adopta la mentalitat que tenien els químics d'aquella època. No sabien amb tota certesa quines substàncies eren elements i quins compostos, no sabien les fórmules dels compostos. De fet, va ser el seu treball qui va començar a definir la química tal com la coneixem hui en dia.

Encara que les lleis volumètriques són importants es veuran més endavant i ara toca centrar-se en les ponderals.

Objectiu 1 de química

L'objectiu és el següent:

Utilitzar les lleis fonamentals de la Química per a justificar la teoria atòmica de Dalton i la discontinuïtat de la matèria, exemplificant-ho amb reaccions.

Què implica aquest objectiu?

• Has de saber que són les lleis ponderals i volumètriques i perquè són importants.
• Has de conéixer perfectament les següents lleis ponderals: llei de la conservació de la massa, llei de les proporcions definides, lleis de les proporcions múltiples.
• Has de fer xicotets exercicis matemàtics relacionats amb les lleis ponderals.
• Has de conéixer el model atòmic de Dalton. Els seus postulats, les seues limitacions i com aquest model explica les lleis ponderals. Has de tindre clar com les lleis ponderals fonamenten el fet de que la matèria siga discontínua.
• A partir de dibuixar xicotets esquemes de reaccions químiques has de saber interpretar les lleis ponderals.

Criteris qualificació

El primer de tot en qualsevol tipus de curs que afrontes és que conegues com s'obté la qualificació final del curs, de cada trimestre i com es pot recuperar. Si penses que els criteris no són justos proposa modificacions la primera setmana de curs, que es quan es poden canviar. Ací tens l'enllaç als criteris.

Presentació

Aquest és el bloc d'aula de la classe de física i química de 1r de batxillerat de l'IES Llombai. És un bloc destinat per a alumnes de 1r de batxillerat de l'IES Llombai, encara que és benvingut qualsevol que arribe ací i espere que siga útil per a tots.

El pas de l'ESO a batxillerat mai és fàcil. És el pas d'un ensenyament obligatori a un ensenyament postobligatori. El batxillerat és un període molt curt, intens, on s'ha de progressar en la manera en que s'estudia, en que es decideix que es va a estudiar després, en que massa vegades hi ha massa pressió per la nota per entrar en determinats estudis. Si estàs llegint açò i eres de primer de batxillerat pensa que serà molt més important l'actitud que tingues en cada moment de la vida que la nota que obtingues en batxillerat. Centra't en treballar cada dia i en millorar com a estudiant.

Respecte a l'assignatura de física i química és important destacar que els conceptes són durs i no s'aprenen instantàniament. Necessiten temps i treball per a dominar-los. Amb quatre hores de classe a la setmana és molt difícil aconseguir-ho i fa falta un poc més.  En aquest sentit espere que aquest bloc siga un mecanisme d'ajuda que done informació i al mateix temps permeta interaccionar amb el professor i altres companys. Per participar només s'ha d'utilitzar l'identificador de google i preguntar o comentar sobre les diferents entrades.

Sigues el que siguen en la vida no tingues por a equivocar-te. Sàpigues que tots ens equivoquem. Com a professor m'equivoque i no passa res. Com a persones tenim dret a equivocar-nos i és més, l'error és una poderosa eina per a progressar. Així que si en aquest bloc, en els vídeos que he fet o en els solucionaris dels exercicis que pose a la teua disposició trobes algun error o no acabes de veure clara alguna cosa interacciona.

En aquest bloc no ho trobaràs tot, però si trobaràs molt de la física i química de 1r de batxillerat. Ja saps, no tingues por a equivocar-te i interacciona.