Examen de prova del objectiu 15

1. Ajusta les següent equacions químiques i posa per escrit el que significa cada reacció. 

3Ag +  4HNO3 -- NO +  2H2O +  3AgNO3
3 àtoms de Ag reaccionen amb 4 mòlecules de HNO3 per formar 1 molècula de NO 2 molècules de H2O i 3 molècules AgNO3

Ag2SO4 + 2NaCl -- Na2SO4 + 2AgCl 

1 molècula de Ag2SO4 reacciona amb 2 molècules de NaCl per formar 1 molècula de Na2SO4 i 2 molècules de AgCl

4FeS2 + 11O2 -- 2Fe2O3 + 8SO2
4 molècules de FeS2 reacciona amb 11 molècules de O2 per formar 2 molècules de Fe2O3 i  8 molècules de SO2

2.El ferro oxidat té més massa que el ferro. Significa això que quan el ferro s'oxida (canvi químic) no es compleix la llei de la conservació de la massa?

En els canvis químics al principi tenim unes substàncies i al final unes altres que les distingim perquè tenen propietats diferents. Si que se compleix perquè aparentment contradiu la llei de conservació de la massa perquè no s’ha tingut en compte la massa d’oxigen que reacciona amb el ferro.

3.Quina quantitat de molècules d'òxid de liti (Li2O) hi ha en un 0,5 mol d'òxid de liti? Quina massa de liti tenim en aquesta quantitat de Li2O? Dades: Ar (Li)=6,9 u, Ar (O)=16 u.

0,5 mol Li2O · 6.022·10(23) molècules de Li2O / 1 mol Li2O = 3,011(23) molècules de Li2O
13,8 g de liti en una molècula de Li2O i 4,15(24) en un 0,5 mol de Li2O

4.Quantes molècules hi ha en 165 g d'aigua oxigenada (H2O2)? Quant àtoms de H hi ha?  Dades: Ar (H)=1 u, Ar (O)=16 u.

165g H2O2 · 6,022·10(23) molècules de H2O2 / 34g H2O2 = 2,92·10(24) 
En una molècula de H2O2 hi ha 2 àtoms d'H. En 2,92·10(24) molècules de H2O2 hi ha 5,84·10(24) àtoms d'H.

6.Explica d’acord amb la teoria de les col·lisions que passa quan l’aigua es descompon en hidrogen i oxigen.


Aplicant la teoria cinètica, a vista microscópica les molècules es mouen continuament. L'hidrogen i l'oxigen xoquen entre sí i amb les parets del recipient on es troben. Aquestes molècules poden trencar-se i dividir-se en els àtoms que les formen, si xoquen amb l'energia suficient, i així formar-se la nova molècula de H2O.

Projecte

Examen de prova dels objectius 12 i 13

1. Indica raonadament quants electrons comparteixen cada àtom de Cl quan formen una molècula de Cl2. Fes algun dibuix o diagrama on representes els electrons de l’última capa de cada àtom de Cl en la molècula de Cl2 i que es distingisquen clarament els electrons que es comparteixen. Dada: Z(Cl)=17

Z(Cl)=17 significa que té 17 p i 17 e-

En la primera capa tindrà 2 e-, en la segona 8 e- i en la tercera 7 e-

Per tindre l'última capa plena li fa falta 1 e-

Per això comparteix un e- (de l’ùltima capa) amb un altre àtom de clor

2. Indica raonadament quants electrons comparteixen cada àtom de N i H quan formen una molècula d’amoníac NH3. Fes algun dibuix o diagrama on representes els electrons de l’última capa de cada àtom del N i el H en la molècula de NH3 i que es distingisquen clarament els electrons que es comparteixen. Dades: Z(N)=7 i Z(H)=1.

L’amoníac está  format per 3 àtoms d’hidrogen i 1 de nitrogen.

Z(N)=7 té 7 p. i 7 e-.

En la primera capa té 2 e- i en la segona 5 e-

Li falten 3 e- per a tindre l'última capa plena

Z(H)=1 té 1 p i 1 e-

En la primera capa té 1 e-

Li falta 1 e- per a tindre l'última capa plena

Per a tindre l’última capa plena, el nitrogen comparteix un e- amb cada àtom d'hidrogen, i els 3 àtoms d'hidrogen, el seu e- amb el nitrogen

3. Calcula les masses moleculars de l’àcid nítric HNO3 i el metà CH4. Dades: Ar(H)=1 u, Ar(N)=14u, Ar(O)=16 u, Ar(C)=12 u.

HNO3 és una molècula que està formada per 1 àtom d'H, i un altre  àtom de N i 3 àtoms d'O

1+14+16·3=63u

CH4 és una molècula que està formada per 1 àtom de C i 4 àtoms d'H

12+1·4=16u

4. Classifica raonadament si les següents substàncies apareixen en la natura com àtoms aïllats o molècules i si són elements o compostos: Cl2, Kr, Xe, NH3, CH4, N2, CO2.

Cl2 - molècula (perqué està format per més d'un àtom) element (perquè està format per un sol tipus d'àtom)

Kr - àtom (perquè està format sols per un àtom) element (perquè està format per un sol tipus d'àtom)
Xe - àtom (perquè està format sols per un àtom) element (perquè està format per un sol tipus d'àtom)
NH3 - molècula (perquè està format per més d'un àtom) compost (perquè està format per més d'un tipus d'àtom)
CH4 - molècula (perquè està format per més d'un àtom) compost (perquè està format per més d'un tipus d'àtom)
N2 - molècula (perquè està format per més d'un àtom) element (perquè està format per un sol tipus d'àtom)
CO2 - molècula (perqué està format per més d'un àtom) compost (perquè està format per més d'un tipus d'àtom)

Presentació de la plata

Examen de prova sobre els ions

1. Per què els gasos nobles no formen ions?

Perquè tenen l'última capa plena (8 electrons). Els altres elements formen ions per buscar l'estabilitat tenint l'última capa plena.

2. Quin és l'ió més probable que formarà un àtom de Na? I un àtom de Mg? I un àtom de O?

Raona les respostes. Quants electrons tenen en l'última capa els tres ions formats? Dades: Z(O)=8, Z(Na)=11, Z(Mg)=12.

Na té 2 electrons en la primera capa, 8 en la segona i 1 en l'última. Perdrà el electró de l'última capa per que la segona estiga plena i formarà el catió Na+.

O té 2 electrons en la primera capa, en la segona 8 i en la tercera 2 electrons. Perdrà els dos electrons de la tercera capa i formarà el catió Mg2+.

Mg té 2 electrons en la primera capa i en la segona 6 electrons. Pel que guanyarà dos electrons en la segona capa i formarà l’anió O2-.

Els tres tindran 8 electrons en l’última capa electrònica.

3. Indica el nombre de protons, neutrons i electrons que tenen els ions següents:

El primer, té 4 protons perquè Z=4, 5 neutrons perquè A-Z=5 (9-4=5) i 2 electrons perquè Z-n=2 (4-2=2).

El segon, té 8 protons perquè Z=8, 10 neutrons perquè A-Z=10 (18-8=10) i 10 electrons perquè Z-n=10 (8-(-2)=10).

El tercer, té 15 protons perquè Z=15, 16 neutrons perquè A-Z=16 (31-15=16) i 18 electrons perquè Z-n=18 (15-(-3)=18).

El quart, té 13 protons perquè Z=13, 14 neutrons perquè A-Z=14 (27-13=14) i 10 electrons perquè Z-n=10 (13-3=10).

4. Utilitzant la notació representa de manera raonada els següents ions dels que saps:

a) Un ió calci (Ca) que té 20 protons, 20 neutrons i 18 electrons.

Z=20, A=20+20=40, n=20-18=+2

b) Un ió de clor (Cl) amb 17 protons, 18 neutrons i 18 electrons.

Z=17, A=17+18=35, n=17-18=-1

c) Un ió de magnesi (Mg) amb 12 protons, 13 neutrons i 10 electrons.

Z=12, A=12+13=25, n=12-10=+2

d) Un ió de rubidi (Rb) que té 37 protons, 48 neutrons i 36 electrons.

Z=37, A=37+48=85, n=37-36=+1

Examen de prova sobre la taula periòdica

1. Dels següents elements indica raonadament quins tindran propietats químiques semblants i quins elements tindrà el mateix nombre de capes electròniques: Li, Mg, Na, P, Ca, F, Cl, O, N, K. Dades: Z(Li)=3, Z(Mg)=12, Z(Na)=11, Z(P)=15, Z(Ca)=20, Z(F)=9, Z(Cl)=17, Z(O)=8, Z(N)=7, Z(K)=19.

Z(Li)=3

Tindrà 3 protons i 3 electrons. En la primera capa hi haurà 2 electrons i en la segona 1 electró. Es a dir, té 1 electró en l’última capa.

Z(Mg)=12

Tindrà 12 protons i 12 electrons. En la primera capa hi haurà 2 electrons, en la segona 8 i en la tercera 2 electrons. És a dir, té 2 electrons en l’última capa.

Z(Na)=11

Tindrà 11 protons i 11 electrons. En la primera capa hi haurà 2 electrons, en la segona 8 i en la tercera 1 electró. És a dir, té 1 electró en l’última capa.

Z(P)=15

Tindrà 15 protons i 15 electrons. En la primera capa hi haurà 2 electrons, en la segona 8 i en la tercera 5 electrons. És a dir, té 5 electrons en l’última capa.

Z(Ca)=20

Tindrà 20 protons i 20 electrons. En la primera capa hi haurà 2 electrons, en la segona 8, en la tercera 8 i en la quarta 2 electrons. És a dir, té 2 electrons en l’última capa.

Z(F)=9

Tindrà 9 protons i 9 electrons. En la primera capa hi haurà 2 electrons i en la segona 7 electrons. És a dir, té 7 electrons en l’última capa.

Z(Cl)=17

Tindrà 17 protons i 17 electrons. En la primera capa hi haurà 2 electrons, en la segona 8, en la tercera 7 electrons. És a dir, té 7 electrons en l’última capa.

Z(O)=8

Tindrà 8 protons i 8 electrons. En la primera capa hi haurà 2 electrons i en la segona 6 electrons. És a dir, té 6 electrons en l’última capa.

Z(N)=7

Tindrà 7 protons i 7 electrons. En la primera capa hi haurà 2 electrons i en la segona 5 electrons. És a dir, té 5 electrons en l’última capa.

Z(K)=19

Tindrà 19 protons i 19 electrons. En la primera capa hi haurà 2 electrons, en la segona 8, en la tercera 8 i en la quarta 1 electró. És a dir, té 1 electró en l’última capa.

Agrupem segons el mateix nombre d'electrons en l'última capa:

1 electró en l’última capa - Li, Na i K

2 electrons en l'última capa - Mg i Ca

5 electrons en l'última capa - P i N

7 electrons en l'última capa - F i Cl

Agrupem segons el mateix nombre de capes electròniques:

2 capes - Li, F, O i N

3 capes - Mg, Na, P i Cl

4 capes - Ca i K

2. Si saps que el liti té un 1 electró en l'última capa, el beril·li 2, el bor 3, el carboni 4, el nitrogen 5, l'oxigen 6, el fluor 7 i el neó 8, indica raonadament quin dels elements de dalt tindrà propietats químiques semblants al Si si saps que Z(Si)=14.

Tindrem que saber quants electrons té el Si en l'última capa per trobar semblançes en les propietats químiques dels altres elements.

Z(Si)=14 : 2 electrons en la primera capa, 8 electrons en la segona capa i 4 electrons en l'última capa.

El silici té propietats químiques semblants al carboni perquè els dos elements tenen 4 electrons en l'última capa.

3. L'heli (He), el neó (Ne) i l'argó (Ar) són tres exemples de gasos nobles. Si saps que Z(He)=2, Z(Ne)=10, Z(Ar)=18, explica a partir d'aquestes dades per què els gasos nobles apareixen sols en la natura i no es combinen amb cap altre element.

Primer tindrem que saber quants electrons hi ha en la ultima capa de tots estos elements. L’Heli té 2 electrons en la primera capa (quedant aquesta plena), el Neó té 2 electrons en la primera capa i 8 en la segona (que també queda completa) i l’Argó té 2 electrons en la primera capa, 8 en la segona i 8 en la tercera (quedant aquesta també completada). Els gasos nobles tenen molta estabilitat ja que no perden o guanyen electrons (perquè la seua ultima capa està plena i no ho necessiten) per això apareixen sols en la natura i no es combinen.

4. Els elements metàl·lics apareixen en la natura formant xarxes cristal·lines metàl·liques, de manera que els seus electrons de l'última capa circulen lliurement per les xarxes i els cations estan molt ordenats en l'espai formant empaquetaments molt compactes.

A partir de la informació donada raona si els metalls són o no bons conductors de l'electricitat i si els metalls seran molt o poc densos.

Els metalls són molt densos perquè els cations estan ordenats i són molt compactes. Respecte a la conductivitat els elements metàl·lics són bons conductors de l’electricitat perquè els seus electrons de l’última capa circulen lliurement per les xarxes, donant lloc al corrent elèctric.

5. Es vol saber si les següents substàncies són conductores: grafit, aigua destil·lada, sal comuna, aigua amb sal i alumini. Dissenya un experiment per analitzar si aquestes substàncies són conductores i explica raonadament si cada substància és conductora i perquè ho és o no ho és.

Construirem un circuit elèctric per comprovar si les substàncies són conductores o no. Necessitarem una pila, una bombeta i tancar el circuit amb les substàncies que ens dóna. Quan s'encén la bombeta la substància és conductora i quan no s'encén la substància no és conductora.

El grafit és conductor perquè, en la seua estructura hi ha electrons lliures, que en moure's produeixen una transferència d’electricitat. Açò ho podem comprovar si unim els dos cables amb la mina d’un llapis que tinga punta pels dos costats.

L’aigua destil·lada no és conductora, perquè el que fa que l’aigua siga conductora són les partícules dissoltes en ella, és a dir, les sals minerals que conté. Aquesta no és conductora d’electricitat perquè no conté electrons lliures, i per tant no hi ha conductivitat. Açò ho podem comprovar si fiquem els dos cables dins l’aigua, i si la bombeta s’encén, és que no és aigua destil·lada perquè conté sals dissoltes.

La sal comuna no és conductora en estat sòlid perquè els cations no es poden moure, per tant, no conduirà l’electricitat. Açò ho podem comprovar si fiquem els cables en un recipient amb sal.

L’aigua amb sal dissolta sí que és conductora perquè els ions estan lliures i per això es poden moure. Açò ho podem comprovar si fiquem els dos cables dins d’un recipient que continga aigua amb sal.

L’alumini sí que és conductor perquè és un metall, i en aquests els electrons de l’última capa es mouen lliurement, el que fa que siga bon conductor. Açò ho podem comprovar si unim els dos cables amb una cullera d’alumini.

Examen de prova sobre isòtops, les seues aplicacions i tractament de residus radioactius.

1. Dos àtoms que tenen diferent nombre atòmic, però tenen el mateix nombre màssic, són isòtops? Per què?

No són isòtops perquè els isòtops són àtoms que tenen mateix nombre atòmic i diferent nombre màssic, es a dir, que tenen el mateix nombre de protons però diferent nombre de neutrons.


2. Llegeix el següent text i contesta les preguntes que hi ha després del text.

L'energia nuclear va aportar el 21,7% de l'energia elèctrica en Espanya en 2015. Però, com funciona una central nuclear?
En les centrals nuclears, l'urani és el combustible, aleshores llançant neutrons sobre els nuclis d'urani aquest es fissiona (es divideix en dos nuclis més xicotets) i s'obté una gran quantitat d'energia. El primer problema és que tot l'urani no es pot fissionar, només l'urani-235, que representa només un 0,7% de tot l'urani que hi ha, ja que l'isòtop més abundant, l'urani-238 no es pot fissionar. Hi ha processos, anomenats d'enriquiment de l'urani, per obtenir l'urani-235 a partir l'urani-238.

Tota l'energia en forma de calor que es genera en la fissió s'utilitza per formar vapor d'aigua que serà responsable de moure una turbina de manera que es genera energia mecànica que gràcies a un alternador es transforma en energia elèctrica.

El problema de l'energia nuclear és que es generen molts residus, siguen de baixa, mitjana o alta activitat.

Els residus nuclears de baixa activitat radioactiva (roba, eines, etc.) es premsen i es barregen amb formigó formant un bloc sòlid. Després es posen en bidons, cosa que també passa amb els de mitjana activitat i en Espanya es traslladen al Centre d'Emmagatzematge de El Cabril (Còrdova), que ENRESA (empresa nacional de residus radioactius) s'encarrega de gestionar.

Sobre els residus d'alta activitat s'ha de destacar que un cop s'ha gastat el combustible, s'extreu del reactor per emmagatzemar temporalment en una piscina d'aigua construïda de formigó i parets d'acer inoxidable dins de la central per crear una barrera a les radiacions i evitar fuites.

Si bé és cert que aquestes piscines poden ampliar mitjançant una operació anomenada "reracking", els últims Plans Generals de Residus preveuen la construcció de magatzems temporals en sec dins de la pròpia central nuclear. Aquest seria un complement a les piscines en el pas intermedi fins a definir una localització definitiva.

Hi ha països en que s'han creat cementeris nuclears per emmagatzemar residus d'alta activitat, però algunes associacions com Greenpeace estan en contra perquè diuen que no es poden evacuar els residus sense provocar contaminació. Per a ells hi hauria que tancar les centrals nuclears i produir l'energia per altres vies.

Per a ells l'opció menys dolenta actualment seria mantenir-los al lloc on aquests s'hagin produït. En la seua web expliquen el següent: mitjançant el seu emmagatzemament individualitzat a cada central nuclear,en contenidors en sec, en superfície, en una forma accessible, vigilada i recuperable, s'aconseguiria el major nivell de seguretat per a la població, treballadors i medi ambient.

També hi ha protestes contra el transport de residus radiaoactius de baixa i mitjana activitat perquè en cas d'accident durant el transport una gran quantitat de radiació es podria alliberar creant greus problemes per al medi ambient.


Text fet a partir d'informació de la vikipèdia, http://energia-nuclear.net i Greenpeace.

a) Qualsevol àtom d'urani es pot utilitzar en el procés d'obtenir energia elèctrica a partir de la fissió nuclear? Raona la resposta.
L’únic àtom d’urani amb el qual es pot obtenir energia elèctrica per mitjà de la fissió nuclear és l’urani-235.

b) Tot el món està d'acord amb l'ús de l'energia nuclear? Argumenta amb les teues paraules la resposta.
És clar que no. És una energia que produeix abundants residus contaminants, no reciclables i duraders que poden ser molt perillosos per a la nostra salut i per a la del medi ambient.

c) Tots els residus nuclears d'una central nuclear en Espanya s'emmagatzemen en la mateixa central nuclear? Raona la resposta.
Els residus de baixa i mitjana activitat es transporten a un centre en El Cabril. Els residus d’alta activitat radioactiva, sí que són emmagatzemats temporalment en la mateixa central on es generen, en unes piscines d’aigua, especials, construïdes per a aquest fi.

d) Per als grups ecologistes com Greenpeace, quina seria la solució per acabar amb els residus radioactius?
Defenen acabar amb les centrals nuclears, però mentre això no passe el que proposen és que es tracten els residus dins de les centres en construccions específiques per aquest efecte.