3. ZER PORTS-ALGARS La química ens envolta
TAULA DE CONTINGUTS.
TAULA DE CONTINGUTS. 3
SESSIO 1. QUE ES LA QUIMICA? 4
DISCUSSIO 1. QUE ES LA QUIMICA? 4
EXPERIENCIA 1. QUE ES LA MATERIA? 5
SESSIO 2. ELS ESTATS DE LA MATERIA. 6
DISCUSSIO 2. QUINES FORMES POT TENIR LA MATERIA? 6
EXPERIENCIA 2. QUINS SON ELS ESTATS DE LA MATERIA? 7
SESSIO 3. L’ESTRUCTURA INTERNA DE LA MATERIA. 8
DISCUSSIO 3. DE QUE ESTA COMPOSADA LA MATERIA? 8
EXPERIENCIA 3. DE QUE ESTA CONSTITUÏDA LA MATERIA? 9
SESSIO 4. LES TRANSFORMACIONS DE LA MATERIA. 10
DISCUSSIO 4. QUE LI POT PASSAR A LA MATERIA? 10
EXPERIENCIA 4. LES TRANSFORMACIONS DE LA MATERIA. 11
SESSIO 5. LA QUIMICA AL SERVEI DE LES PERSONES. 12
DISCUSSIO 5. QUE FA LA QUIMICA PER NOSALTRES? 12
TAULA DE CONTINGUTS. 3
4. ZER PORTS-ALGARS La química ens envolta
SESSIÓ 1. Què és la química?
DISCUSSIÓ 1. Què és la química?
En aquesta discussió es pretén donar el tret de sortida de la setmana
cultural intentant definir la química. Per començar, es podria plantejar als alumnes
què els ve al cap quan senten la paraula química, i fer una llista a la pissarra amb
les paraules més rellevants, les més repetides... raonant quina relació tenen la
paraula escollida i la química mentre s’anota a la pissarra. Tenint en compte el rang
d’edats dels infants que participen en aquesta sessió, cal reduir al màxim la
complexitat de la definició∗. Una bona reducció de la definició podria ser: “La
química és la ciència que estudia la matèria”. Assumint aquesta reducció, doncs,
cal que els formadors vagin dirigint la discussió cap al concepte de matèria, i ajudar-
los a que surti la paraula, per poder enunciar la definició que ens hem marcat.
Definir la matèria sense utilitzar tecnicismes no és una tasca fàcil.
Possiblement, per entendre un concepte tan ampli com la matèria (que inclou la
matèria que es veu i la matèria que no es veu), el més fàcil és plantejar què hi ha en
absència de matèria: el buit. La dualitat buit-matèria es treballarà mitjançant
l’EXPERIÈNCIA 1.
Mitjançant l’EXPERIÈNCIA 1, es durà a la canalla cap a la idea que vivim
envoltats de matèria; mitjançant el concepte de buit (absència de matèria) els
infants podran construir-se una idea de la matèria.
∗
Definicions extretes de l’Enciclopèdia Catalana.
Química Ciència que estudia la composició, l'estructura i les propietats dels diferents tipus
de substàncies, i també llurs transformacions recíproques.
Substància Cadascuna de les diverses menes de la matèria de què estan formats els
cossos, les quals es distingeixen entre elles per un conjunt de propietats organolèptiques,
físiques i químiques.
Matèria Allò que, ensems amb l'energia, constitueix l'univers físic
SESSIÓ 1. Què és la química?. 4
5. ZER PORTS-ALGARS La química ens envolta
EXPERIÈNCIA 1. Què és la matèria?
Material: una ampolla de plàstic buida i una ampolla de plàstic
plena, ambdues iguals i amb tap de rosca.
Experiència: Examinem les ampolles. Preguntem als alumnes
quina diferència hi ha entre les dos ampolles. Òbviament
arribarem a la conclusió que la diferència és que una ampolla
està plena i l’altra està buida. La primera ampolla conté aigua:
conté matèria. La segona ampolla no conté aigua, però: està
buida?
Intentem comprimir l’ampolla amb el tap posat. No es pot
comprimir. Ens qüestionem perquè no es pot. Destapem
l’ampolla i intentem comprimir-la de nou. Ara si que es pot
comprimir! Raonem perquè ara sí que hem pogut:
L’ampolla no estava buida: estava plena d’aire.
Material: Globus de plàstic de diferents mides.
Experiència: Examinem un globus inflat i tancat. Ens
plantegem si està ple o buit. El globus està ple d’aire.
Examinem un globus desinflat i sense nus. Ens plantegem si
està buit o ple. Li fem un nus sense inflar-lo i observem si
estava ple o buit.
Unim un globus a una canyeta i aspirem per l’extrem de la
canya que no està unida al globus. Què succeeix? Ara el globus
sí que està buit (les parets del globus s’enganxen l’una a l’altra).
SESSIÓ 1. Què és la química?. 5
6. ZER PORTS-ALGARS La química ens envolta
SESSIÓ 2. Els Estats de la Matèria.
DISCUSSIÓ 2. Quines formes pot tenir la matèria?
Al iniciar la segona sessió, es realitzarà un repàs dels conceptes treballats el
dia anterior. En aquest repàs es repetirà la definició de la química emprada el dia
anterior. Emprant la definició com a fil conductor entrarem a discutir sobre la
matèria.
Quines formes pot tenir la matèria? Per exemplificar els tres estats de la
matèria es pot mostrar a la canalla un got amb una pedra, un got amb aigua líquida
i un got buit. En primer lloc es discuteix si hi ha algun got buit. Mitjançant
l’experiència de la sessió anterior, s’arriba a la conclusió de que no hi ha cap got
buit (el tercer got està ple d’aire). Un cop assumit que els tres gots contenen
matèria, busquem les diferències entre el contingut dels 3 gots i, amb l’ajuda del
formador, es condueix la discussió cap a la definició dels 3 estats de la matèria:
Sòlid, Líquid i Gas, exemplificats mitjançant la pedra, l’aigua i l’aire.
Durant l’EXPERIÈNCIA 2, s’observaran els tres estats de la matèria de l’aigua.
Mitjançant aquesta experiència es reforçarà els conceptes de la DISCUSSIÓ 2; Tots
tres estats de la matèria són el mateix: Aigua. Si imaginem l’aigua com el conjunt de
gotetes minúscules d’aigua, es pot fer l’analogia que en l’aigua-gel les gotetes estan
abraçades, en el cas de l’aigua líquida les gotes es donen la ma i en el cas de
l’aigua gas cadascuna va per lliure.
SESSIÓ 2. Els estats de la matèria. 6
7. ZER PORTS-ALGARS La química ens envolta
EXPERIÈNCIA 2. Quins són els estats de la matèria?
Material: Gel d’aigua. Aigua líquida. Un plat i tres gots.
Experiència: El dia anterior (o a primera hora del matí), es
posa una mica d’aigua al plat i s’omple el got d’aigua davant
dels alumnes. Es deixa a l’aula fins a l’endemà.
Es posa el gel dins un got. S’observa el gel. Es posa aigua
líquida dins un got. S’observa el líquid. S’observa el plat que
vam deixar el dia anterior: ara està buit... On ha anat a parar
l’aigua?: S’ha convertit en gas. S’observa el got que encara
conté aigua: hi ha aigua evaporant-se. El gas d’aigua no el
veiem, però això no vol dir que no hi sigui.
El gel, el líquid i el gas d’aigua són la mateixa matèria: aigua,
però es troben en tres estats diferents.
Es raonen les diferències entre els tres estats de la matèria de
l’aigua: el SÒLID, el LÍQUID i el GAS.
JOC.
Material: Targetes que continguin noms de substàncies
gasoses, líquides i sòlides.
Desenvolupament del joc: Es distribueixen els xiquets en
equips i hauran de decidir conjuntament si les substàncies que
enumera el formador són sòlids, líquids o gasos.
Exemples de substàncies: Fusta, Coca-cola, aire, pedra, suc
de préssec, un pet, ferro, l’atmosfera, etc.
SESSIÓ 2. Els estats de la matèria. 7
8. ZER PORTS-ALGARS La química ens envolta
SESSIÓ 3. L’estructura Interna de la Matèria.
DISCUSSIÓ 3. De què està composada la matèria?
Al iniciar la tercera sessió, es realitzarà un repàs dels conceptes treballats
els dies anteriors. En aquest repàs es recordaran els tres estats de la matèria: sòlid,
líquid i gas. D’acord; la matèria la podem trobar en forma de sòlid, en forma de
líquid i en forma de gas, però, de què està feta la matèria?
Per poder contestar aquesta pregunta cal introduir nous conceptes, que no
és tasca fàcil. Per simplificar aquests conceptes, fent-los intel·ligibles per als
alumnes es pot realitzar l’analogia que es descriu a continuació.
Ens podem imaginar que la matèria està constituïda per peces minúscules
del LEGO. Cada peça individual del LEGO correspondria a un àtom. La matèria,
doncs, està composada d’àtoms. Però tots els àtoms són iguals? No, com els
nostres jocs de construccions, aquest LEGO que constitueix la matèria té peces de
diferents formes, mides i colors. Aquest LEGO té tants tipus de peces com elements
hi ha a la taula periòdica dels elements. Aquí trobem, doncs, la segona analogia:
Cada tipus de peça, amb característiques úniques i diferents de la resta de peces,
té el seu nom propi i es correspondria amb un element químic.
De vegades, trobem la matèria ordenada de manera que es correspon a un
únic element. Un bloc de peces de la mateixa mida, forma i color podria
representar, per exemple el Ferro, o l’Alumnini; ambdós elements de la taula
periòdica. Altres vegades, però, dos o més tipus d’àtoms (peces) s’uneixen per
formar sub-estructures que anomenem molècules (La forma de les peces, a més
a més, condiciona amb quines i amb quantes peces pot encaixar).
Per exemple, la fig. 1 podria exemplificar
una molècula d’hipoclorit sòdic (NaClO),
producte d’ús quotidià que coneixem com a
lleixiu. Aquesta molècula té tres àtoms (tres
peces) i cadascuna és diferent de la resta,
per tant, en aquesta molècula hi ha tres tipus
de peces; tres elements diferents (Na: Sodi,
Cl: Clor i O: Oxigen).
Fig. 1. Exemple d’analogia de l’estructura
interna de la matèria amb un joc de
construccions
SESSIÓ 3. L’estructura interna de la matèria. 8
9. ZER PORTS-ALGARS La química ens envolta
EXPERIÈNCIA 3. De què està constituïda la matèria?
Material: Esferes de plastilina de diferents mides i colors.
Fragments de canyeta d’un parell de centímetres de longitud.
Experiència: Es tracta d’emprar el les boles de plastilina i les
canyetes per a construir molècules. Es donaran targetes als
alumnes amb la molècula que tenen que construir (el grau de
dificultat de la molècula serà proporcional a l’edat de l’alumne).
Un cop construïda la molècula, hauran de contestar a les
preguntes: quants àtoms té la molècula que has construït? De
quants elements diferents està composada?
EXEMPLE.
Molècula: Etanol. Aquesta molècula és la que correspon a
l’alcohol etílic (el que hi ha al vi i a la cervesa).
Hidrogen
Oxigen
Carboni
Hidrogen
Nombre d’àtoms: Aquesta molècula està constituïda per 9
àtoms (9 “boles”, 9 “peces”).
Elements: Aquesta molècula té tres elements: El Carboni
(C: esferes de color gris, l’etanol conté dos àtoms de Carboni),
l’Hidrogen (H: esferes de color blanc, l’etanol conté 6 àtoms de
Hidrogen) i l’Oxigen (O: esfera de color roig, l’etanol conté 1
àtom d’Oxigen).
SESSIÓ 3. L’estructura interna de la matèria. 9
10. ZER PORTS-ALGARS La química ens envolta
SESSIÓ 4. Les transformacions de la matèria.
DISCUSSIÓ 4. Què li pot passar a la matèria?
Al iniciar aquesta sessió, igual que els dies anteriors, es realitzarà un repàs
dels conceptes treballats al llarg de la setmana. Molt bé, ara ja sabem què és la
matèria, de què està constituïda i en quins estats la podem trobar, però... La
matèria és immutable? Perdura per sempre tal i com està en l’actualitat? Una de les
bases més sòlides de les ciències experimentals en l’actualitat és el primer principi
de la termodinàmica, formulat per Antoine Lavoisier, que es podria enunciar com:
“En un sistema tancat, res es crea ni es destrueix, tot es transforma”.
Així doncs, la matèria es transforma (o més ben dit, es pot transformar).
Quines són les transformacions que pot sofrir la matèria? Hi ha dos grans tipus de
transformacions: els canvis d’estat i les reaccions químiques.
S’anomena canvi d’estat (com el seu nom indica) quan una substància
concreta canvia d’estat sense alterar la seva composició. Si aquest canvi d’estat és
de sòlid a líquid l’anomenem fusió, si es tracta del procés invers s’anomena
solidificació. Si el canvi d’estat és de líquid a gas l’anomenem evaporació i
l’anomenem liquació si es dóna en sentit invers. Finalment, si el canvi d’estat es
dóna de sòlid a gas s’anomena sublimació. En els canvis d’estat, la matèria canvia
el seu grau d’ordenació, però no s’altera. L’aigua gel, quan es fon continua essent
aigua; només ha variat la manera com s’organitzen (o s’ordenen) les molècules
d’aigua, però aquestes molècules no s’alteren.
En canvi, parlem de reacció química quan una substància es transforma
alterant la seva composició; és a dir, quan les molècules que composen una
substància determinada, canvien per esdevenir molècules d’una substància
diferent. En aquest cas no canvia tan sols el grau d’ordenació, sinó que canvia
l’estructura interna i la composició de la matèria objecte d’estudi.
Durant l’EXPERIÈNCIA 4 s’observaran ambdós tipus de transformacions;
d’una banda un canvi d’estat (el de l’aigua) i d’altra banda una reacció química.
SESSIÓ 4. Les transformacions de la matèria. 10
11. ZER PORTS-ALGARS La química ens envolta
EXPERIÈNCIA 4. Les transformacions de la matèria.
Material: Gel d’aigua, un recipient per contenir el gel i una placa
calefactora/ Llum d’oli/ Espelma, que ens permeti escalfar el gel
per observar la fusió i que permeti escalfar l’aigua per observar
l’evaporació.
Experiència: Consisteix en observar els canvis d’estat de
l’aigua. Partint de gel d’aigua a un recipient, s’observa el gel
(aigua sòlida). A continuació es posa el recipient en contacte
amb una font de calor; s’observa la fusió (com el sòlid passa a
líquid).
Tot seguit es realitza la mateixa experiència però partint l’aigua
líquida i observant el canvi d’estat de líquid a vapor.
L’aigua no s’ha transformat en una altra cosa, continua sent
aigua. Simplement ha canviat d’estat.
Material: Bicarbonat. Vinagre. Una bossa petita de plàstic
transparent per a fruita (que es trenqui facilment). Una bossa de
plàstic de congelar amb tanca hermètica (que no es trenqui
facilment).
Experiència: Consisteix en observar una reacció química.
La reacció que s’observarà és una reacció àcid-base. En el
nostre cas, l’àcid acètic del vinagre reaccionarà amb el
bicarbonat (que actuarà com a base). Un dels productes que es
forma en aquesta reacció és Diòxid de Carboni (CO2) gasós.
S’introdueix una cullerada de bicarbonat dins a la bossa de
congelar amb tanca hermètica. Tot seguit, s’introdueix una
tassa de cafè de vinagre a la bossa per a fruita i es fa un nus a
la bossa. S’introdueix la bossa amb el vinagre a l’interior de la
bossa de congelar i es tanca la bossa amb la tanca hermètica
(vigilant que no quedi gaire aire atrapat a l’interior de la bossa).
Tot seguit, mitjançant un cop es trenca la bossa que conté el
vinagre, per tal que el vinagre i el bicarbonat entrin en contacte
(i reaccionin!). Un cop iniciada la reacció, es començarà a
formar diòxid de carboni, que anirà inflant la bossa de congelar.
Gràcies a la formació del gas podrem observar la reacció.
En aquest cas el vinagre i el bicarbonat deixen de ser vinagre i
bicarbonat per transformar-se en quelcom diferent. Es tracta,
per tant, d’una reacció química.
SESSIÓ 4. Les transformacions de la matèria. 11
12. ZER PORTS-ALGARS La química ens envolta
SESSIÓ 5. La química al servei de les persones.
DISCUSSIÓ 5. Què fa la química per nosaltres?
En aquesta última sessió es pretén, d’una banda, revisar tots els continguts
que s’han après durant la setmana. Per a iniciar la sessió es podria revisar la llista
de paraules clau del primer dia, i discutir si sobra o falta alguna paraula. Després
del treball realitzat durant tota la setmana (i revisat a l’inici de la sessió), entenem
molt millor què és la química, però; entenem què fa la química per nosaltres?
Durant aquesta sessió es pretén discutir sobre l’impacte de la química a la
nostra societat. Aquest impacte esdevé negatiu moltes vegades: incidents i
accidents industrials, problemes de contaminació d’aquífers, de pol·lució i
contaminació ambiental i el llarg etcètera que s’hi vulgui afegir. Però aquest impacte
negatiu és el cost que hem hagut de pagar per aconseguir aquesta vida tan
confortable que tenim. La indústria química participa (d’una manera o d’una altra)
en els béns de consum que possibiliten la nostra societat del benestar. Si pensem
en els fàrmacs que prenem quan estem malalts, els productes fito-sanitaris que ens
protegeixen les collites i asseguren la producció, en la producció i conservació
d’aliments, en els plàstics des dels tupperware fins als para-xocs dels cotxes, els
materials dels xips que integren els nostres ordinadors... Són molts els beneficis
que el sector químic aporta a societats com la nostra, i és just ser-ne conscients, a
l’igual que som conscients dels perjudicis que comporta.
Amb aquesta reflexió es pretén dotar als alumnes d’esperit crític així com
fomentar la seva consciència ecològica, des de l’ús de la raó. Segurament, per tal
de disminuir l’impacte negatiu de sectors com la indústria química, no n’hi haurà
prou en fer millor les coses (que, evidentment, sempre es poden fer millor), sinó que
potser haurem de renunciar a certes coses... serà important que la societat del futur
tingui l’esperit crític necessari per afrontar el repte de créixer sense perjudicar el
nostre propi medi.
SESSIÓ 5. Què fa la química per nosaltres? 12
