Examen de prova sobre els àtoms

1. Indica raonadament si les següents afirmacions són vertaderes o falses.

a) Els electrons són partícules sense carrega elèctrica.

Fals, tenen càrrega elèctrica negativa.

b) En l'àtom es poden distingir dos part: el nucli i l'escorça electrònica.
Vertader. Al nucli es troben els neutrons i protons, i a l'escorça els electrons.

c) El nucli ocupa quasi tot l'àtom.
Fals, el radi del nucli és 10000 vegades més menut.

d) Els protons tenen, en valor absolut (sense considerar el signe), més càrrega que els electrons.
Fals, en valor absolut els protons i els electrons tenen la mateixa càrrega.

e) Els protons i els neutrons tenen aproximadament la mateixa massa.
Vertader. Tenen aproximadament la mateixa massa i tenen molta més massa que els electrons.

f) La massa dels protons és menor que la dels electrons.
Fals, sols comparteixen la càrrega en valor absolut.

g) En el nucli tenim els protons i els electrons.
Fals, en el nucli estan els protons i els neutrons.

h) En l'escorça electrònica es situen els electrons i els neutrons.
Fals, en l'escorça electrònica només estan els electrons.

i) El nombre atòmic (Z) és el nombre de neutrons que hi ha en un nucli.
Fals, representa el nombre de protons.

j) El nombre màssic indica el nombre de partícules que hi ha en un nucli (la suma dels protons i els neutrons) i es representa per la lletra Z.
Fals, el nombre màssic es representa amb la lletra A.

2.El radi d'un àtom, si es considera que aquest és esfèric, és de l'ordre de 10-10 m i el del seu nucli de 10-14 m. Per la seua banda una pilota de golf té un radi de 2,1 cm. Si es considera que la grandària del nucli de l'àtom és el de la pilota de golf, a quina distància estarien els electrons més llunyans? Indica raonadament si la major part de l'àtom està ple de partícules o està buit.

Càlculs per factors de conversió:

2,1cm radi nucli ·10⁻10 radi àtom / 10⁻14 radi nucli = 21000cm radi àtom

O regla de 3:

2,1cm · 10000 = 21000cm

Els electrons estarien a 21000cm es a dir a més de 200m.

Es pot dir que la major part del àtom està buit, perquè els electrons estan molt allunyats del nucli.

3. Si saps que per al clor (Cl) Z=17 i que es té un àtom de Cl que té A=35, calcula raonadament el nombre de protons, neutrons i electrons d'aquest àtom. Indica raonadament el nombre d'electrons que hi haurà en cada capa.

Z=17 significa que hi ha 17 protons i com el àtom és neutre, també significa que hi ha 17 electrons.

A-Z=nombre de neutrons. 35-17=18. Hi ha 18 neutrons.
Com hi ha 17 electrons hi haurà 2 electrons en la primera capa, 8 electrons en la segona i 7 electrons en la tercera capa.

4. Utilitzant el model planetari representa un àtom de sodi (Na) del que saps que Z=11 i A=23. Explica el dibuix que fet i explica la distribució dels electrons en cada capa. Justifica el nombre de protons i neutrons que hi ha en el nucli.

Al nucli hi han 11 protons i 12 neutrons perquè Z=11 i A-Z=12; i com hi ha d'haver el mateix nombre de electrons que de protons per a que siga neutre, a l'escorça hi han 11 electrons. La primera capa està plena per tant té 2 electrons, la segona capa també, per tant té 8 electrons i en l'última capa hi ha un electró.

Gràcies a pàgina web que m'ha proporcionat dibuixar l'àtom

Activitat 8.3 DIBUIXA UN ÀTOM

He dibuixat un àtom d'alumini A=23 Z=13
Té 13 protons, 13 electrons i 10 neutrons (què és la resta de A i Z)
En el nucli trobem els 13 protons i els 10 neutrons
En l'escorça tenim en la primera capa 2e-, en la segona capa 8e- i en l'ultima 3e-

Sabem que l'àtom té 13 protons i 13 electrons perquè és igual a Z (13)
Sabem que l'àtom té 10 electrons perquè és igual a Z-A (23-13=10)

El dibuix no està a escala perquè el radi de l'àtom és 10000 vegades major que el radi del nucli.

Gràcies a pàgina web que m'ha proporcionat dibuixar l'àtom

Activitat 8.2 NOMBRE ATÒMIC I MÀSSIC

Es defineix per a l'àtom el nombre atòmic com (Z) què és el nombre de protons, i com a nombre màssic (A) què és el nombre de partícules que hi ha en el nucli. Sabent estos dos nombres, pots saber quants protons, neutrons i electrons té un element. 

Per exemple agafem un element, el Alumini
Al - Z=13 A=23
Protó: Z --- 13
Neutró: A-Z --- 23-13=10                                                                 
Electró: Z --- 13

Activitat 8.1 L'ÀTOM

L'àtom és la unitat fonamental de la matèria. Està format pel nucli que conté neutrons i protons i té un radi aproximat de 10-14m i per l'escorça que conté els electrons i el radi aproximat és de 10-10m.  És neutre elèctricament perquè un protó (de càrrega positiva i massa 1'672610-27kg) té la mateixa càrrega (inversa) que un electró (de càrrega negativa i massa 1'674910-27kg). Els protons tene una massa de 9'110-31kg. Quasi tota la massa es troba en el nucli. L'escorça es situa en capes; en la primera soles pot haver 2 electrons, en la resta de capes pot haver un màxim de 8 electrons.

Es defineix per a l'àtom el nombre atòmic (Z) com què és el nombre de protons, i pel nombre màssic (A) què és el nombre de partícules que hi ha en el nucli. Sabent estos dos nombres, pots saber quants protons, neutrons i electrons té un element.

Protó: Z

Neutró: A-Z

Electró: Z (això és per a l'àtom neutre i passa perquè hi ha el mateix nombre de protons que d'electrons en un àtom neutre).

Examen de prova sobre la separació de substàncies

1.Amb un embut i un paper de filtre es pot fer una filtració. Raona en quin dels següents casos et serà útil fer una filtració i en quins casos no.

a)Una mescla de sal i pebre negre en pols.

No es pot separar perquè els dos són sòlids.

b)Una mescla d'aigua i pebre negre en pols.

El pebre negre es quedaria en el paper i l'aigua, que és el líquid, passaria al recipient.

c)Una mescla d'oxigen i aigua.

No es pot separar perquè intervé un gas.

d)Una dissolució de nitrat de potassi en aigua.

No es pot separar perquè els dos són líquids.

e)Una dissolució de sucre en aigua.

No es pot separar perquè el sucre està dissolt en l'aigua. És una mescla homogènia.

2. En un experiment es reparteix una mostra amb sorra, sal, llimadures de ferro i trossos xicotets de suro. Es separa la mescla en 4 passos seguint el procediment abaix indicat on W, X, Y i Z representen els 4 components de la mescla. Raona quina lletra representa a cada component.

W són les llimadures perquè s'apeguen al imant.

X són els trossos de suro perquè floten en l'aigua.

Y és la sorra perquè es pot separar per filtració.

Z és la sal perquè es dissol en l'aigua.

3. La solubilitat de la cafeïna és molt major en diclormetà que en aigua. A més, el diclormetà és immiscible amb l'aigua i més dens que aquest. Per açò es pot extraure la cafeïna d'una beguda de cola. Explica quin procediment seguiràs en el laboratori per fer l'extracció de la cafeïna d'un refresc de cola. 

Mesclem el refresc amb el diclormetà en un embut de decantació. La cafeïna es dissol, però l'altra part de cola no i la part dissolta es queda al cul de l'embut. Finalment deixem passar la cafeïna i el diclormetà a un recipient.

4.Explica   raonadament   quina   propietat   física   es   la   responsable   de   que   es puga   separar l'alcohol d'una beguda alcohòlica en una destil·lació. 

La temperatura d'ebullició. L'alcohol   bull   a  78,4ºC   i   l'aigua   a   100ºC  a   la   pressió   d'1atm. Si es posa a calfar la mescla l'alcohol s'evapora abans i permet la separació. Hi ha que repetir varies vegades el procés.

5.Explica raonadament com separaries una mescla de sulfat de coure (II) i sofre si tens en compte les característiques de les dos substàncies:

Com els dos són sòlids, el sulfat de coure (II) és soluble en aigua i el sofre no. 

Afegim aigua a la mescla i filtrem er separar el sofre de la mescla d'aigua i sulfat de coure (II).Després es calfa la mescla d'aigua i sulfat de coure (II), de manera que l'aigua s'evapora i queda elsulfat de coure (II).

Activitat 6.8 Examen de prova

1. Explica raonadament perquè l'aigua (H2O) és un compost i l'aigua amb sal és una mescla homogènia.

L'aigua es una compost perquè té una composició invariable independentment de la quantitat de substància que agafem,es a dir, per cada àtom d'oxigen dos d'hidrogen. No es pot separar en altres substàncies per mètodes físics. I les seues propietats són fixes. L'aigua amb sal és una mescla homogènia perquè està formada per més d'un component i la seua composició es variable segons la mescla que agafem. I els seus components es poden separar mitjançant mètodes físics.

2. Classifica les substàncies que s'anomenen segons siguen substàncies pures o mescles. Després classifica les substàncies en elements, compostos, mescles homogènies o mescles heterogènies.Les substàncies són les següents: aigua amb sucre, aigua destil·lada, aigua de mar, amanida, bronze, or, alumini, diòxid de carboni (CO2), aire, nitrogen, oxigen, roca granítica, aigua i oli.

Aigua amb sucre- mescla homogènia

Aigua destil·lada- substància pura, compost

Aigua de mar- mescla homogènia

Amanida- mescla heterogènia

Bronze- mescla homogènia perquè és un aliatge

Or- substància pura, element

Alumini- substància pura, element

Diòxid de carboni- substància pura, compost

Aire- mescla homogènia

Nitrogen- substància pura, element

Oxigen- substància pura, element

Roca granítica- mescla heterogènia

Aigua amb oli- mescla heterogènia

3. Indica que significa la dada numèrica en cada apartat:

a)Una botella de vi diu que té un 7,4% de volum d'alcohol. 

7'4ml d'alcohol en 100ml de dissolució.

b)La concentració de sal en una dissolució d'aigua amb sal és de 15 g/l. 

En un litre de dissolució hi hauràn 15g de sal.

c)Es prepara una dissolució de sucre en aigua al 18% en massa de sucre.

Per cada 100g de dissolució, 18g de sucre.

4. Es va fer un experiment per investigar l'efecte de la solubilitat del sucre en aigua, mesurant la quantitat de sucre que es pot dissoldre en 1l d'aigua a diferents temperatures. Després es van fer gràfics amb els resultat. Quins dels següents gràfics és més probable per mostrar els resultats de l'experiment que s'ha fet?

C, perquè es més ràpid fer la dissolució amb la temperatura alta i es pot dissoldre més quantitat de solut.

5.100 g de M&Ms contenen 65,5 g de sucre i 20,7 g de greix. Es mesura la massa de 20 M&Ms i resulta ser de 16 g. Calcula la massa de sucre i de greix que hi ha en 1 M&Ms. 

1M&Ms·16g/20M&Ms=0,8g

0'8g· 20'7g de greix/ 100g de M&Ms= 0,1656g greix

0,8g· 65'5g de sucre/ 100g de M&Ms= 0,524g sucre

6.Es preparen 4 dissolucions d'aigua en sucre de manera que sempre hi ha 50 ml d'aigua i en la primera dissolució hi ha 5 g de sucre, en la segona 10 g de sucre, en la tercera 15 g de sucre i en la quarta 20 g de sucre.

a) Si la densitat de l'aigua és d' 1 g/ml, quina massa d'aigua hi ha en els 50 ml d'aigua?

Si en 1ml hi ha 1g, en 50ml hi hauràn 50g

b) Calcula el % en massa de sucre en cada dissolució.

He fet 4 operacions com esta:   55 ml - 5g 

                                                   100 ml - x

                                                                    x=100·5/50 x=9'1%

En 5g- 9'1%

En 10g- 16'67%

En 15g- 20%

En 20g- 28'6%

c) Si el volum de cada dissolució és sempre de 50 ml, calcula la concentració de sucre en g/ml.

He fet 4 operacions com esta:   50 ml - 5g 

                                                   1ml - x

                                                    x=1·5/50 x=0,1 g/ml

En 5g- 0,1g/ml

En 10g - 0,2g/ml

En 15g- 0,3g/ml

En 20g- 0,4g/ml

d) Quina quantitat de sucre hi ha que afegir per a tindre una dissolució al 22% de massa en sucre si s'agafen 50 ml d'aigua?

22% de sucre significa que en 100g de dissolució hi ha 22g de sucre

100 g d dis. - 22g 

(50+x) g dis. - x

x=22·(50+x)/100  x=14'1g

7.Explica raonadament i pas per pas començant pels càlculs com es preparen 150 g de dissolució d'aigua en sucre al 20% en massa de sucre. Anomena tot el material de laboratori que s'ha d'utilitzar.

100ml - 20g sucre 

150ml - x

x=150·20/100 

x=30 g de sucre

150-30 = 120 g d'aigua

Aigua, sucre, una balança elèctrica, una vareta de vidre, un vidre de rellotge, un vas de precipitats i una espàtula.

Primer es tara el vas de precipitats en la balança i es pesa l'aigua en la balança electrònica. Després tara el vidre del rellotge i es pesa el sucre en la balança. Finalment s'agafa l'espàtula i es va ficant el sucre en el vas de precipitats en el que està l'aigua es mou bé amb una vareta de vidre.

8.Explica raonadament i pas per pas començant pels càlculs com es preparen 250 ml de dissolució d'etanol en aigua al 15% en volum a partir d'una botella de d'alcohol de curar que té un 96% d'etanol (suposa que la resta de la botella és aigua). Anomena tot el material de laboratori que s'ha d'utilitzar. La botella d'alcohol té un contingut en alcohol del 96% en volum. Pots suposar que la resta és aigua.

x ml d'etanol - 250 ml dissolució

15 ml d'etanol -100 ml dissolució 

 x=15·250/100= 37,5 ml d'etanol

x - 37,5 ml d'alcohol 

100 ml - 96 ml d'alcohol 

x= 100·37,5/96= 39 ml d'alcohol

Una proveta graduada, un matràs aforat, alcohol, aigua destil·lada, un comptagotes i un vas de precipitats.

Es posen 39ml d'alcohol amb l'ajuda del comptagotes en la proveta. I després es posa l'alcohol en el matràs aforat i es d'aigua destil·lada fins que la dissolució arribe a 250ml.

ACTIVITAT 6.4 Preparació d'una dissolució en el laboratori d'un sòlid en un líquid.

Permanganat de sodi en aigua.

En aquest cas específic del sòlid comença a dissoldre lentament, tenyint el líquid lentament del color del sòlid, formant una solució de Permanganat de Sodi en Aigua.

Anem a fer la dissolució de 150g de dissolució de permanganat de Sodi en Aigua  al 5% en massa.

Càlculs:
150g dis. - x%
100g dis. - 5%
x=150·5/100
x=7'5g de permanganat

150-7'5=142'5g d'Aigua Materials: 

- Got de precipitats 
- Aigua Potable
- Vareta de vidre
- Permanganat de Potassi
Un cristalls de Permanganat de Potassi és un sòlid xicotet de color plom fosc que en barrejar amb un líquid (en aquest cas aigua potable) mostra un color morat fosc.

En posar els vidres de Permanganat de potassi en 50 ml. d'aigua, aquest comença a desprendre un color morat fosc que va aclarint a mesura que es barreja amb l'aigua.

Després de transcorreguts alguns minuts l'aigua s'observa de color morat fosc, encara que quedant restes de Permanganat, el qual no aconsegueix dissoldre completament

La solució es va saturar.






Iode en alcohol.

Anem a fer la dissolució de 180g de dissolució de Iode en Alcohol al 12% en massa.

Càlculs:
180g dis. - x%
100g dis. - 12%
x=180·12/100
x=21'6g de Iode


180-21'6=158'4g d'Alcohol

Materials:

- Got Precipitat 
- Iode
- Vareta de vidre 
- Alcohol etílic


El Iode és de color grafit, semblant al carbó, però mòlt. Està en petits trossets.

S'introdueix el iode en l'alcohol Etílic, i en el moment en què s'introdueixen, els cristalls de iode es comencen a dissoldre, molt ràpidament. Es van dissolent com el fum del cigar es difon per l'aire.

Després d'uns minuts l'alcohol ha canviat el seu color, passant del seu color inicial (incolor) a un color caramel, que al final va prendre uns matisos vermells.