Solucions als exercicis del tema 2

1. Sistemes materials: full de paper, imant, butà, roca magnètica. Propietats: gust amarg, magnetisme.
2. La massa i el volum són propietats generals que no permeten diferenciar les substàncies que constitueixen els sistemes materials.
La duresa i la conductivitat són propietats específiques dels sistemes materials i permeten identificar les substàncies que els componen. A vegades, però, no n'hi ha prou amb conèixer una propietat específica, ja que aquesta pot coincidir en diferents tipus de substàncies.
3. La massa.

Massa i volum

4. a) Generals.
b) Quilogram. kg
c) Volum. m3
5. No.
6. 3 mL. El volum de la pega equival al volum d'aigua desplaçada.

La densitat dels cossos

7. 194kg
8. 0,1 m3
9. 2,7 g/cm3 = 2700 kg/m3. Alumini.

Estats d'agregació de la matèria

10. La pressió exterior és més baixa que la pressió interior i, en sortir la substància, baixa la pressió i el combustible es transforma en vapor, que es l'estat físic en que es troba a pressió atmosfèrica.
11. No tenen forma fixa, son compressibles, es difonen.
12. a) La farina no es pot considerar un fluid malgrat
que adopti la forma del recipient. Adopta la forma del recipient perquè la mida de les partícules es molt petita i poden ocupar tot el volum disponible.
b ) La sal tampoc no es pot considerar un fluid, encara que pugui sortir pels forats d'un saler. Perquè la sal surti pels forats cal que la mida de les partícules sigui mes petita que la dels forats del saler, però no poden sortir per si mateixes.
13. La a és falsa i la b verdadera.Tots els sistemes materials ocupen un lloc a l'espai però no tots tenen forma pròpia.
La c és correcta, malgrat que la propietat específica, duresa, només és aplicable en estat sòlid.

Teoria cineticomolecular

14. a) Sòlids; líquids; gasos; moviment.
b) Allunyades, febles.
15. El gasos. El gasos. Perquè les forces d'atracció entre les partícules que formen els gasos són molt febles i aquestes estan molt separades.
16. a) Falsa. Els xocs entre partícules son elàstics i no se'n perd energia. Amb el pas del temps, el globus es va desinflant perquè el gas escapa lentament a través de petits porus de la goma.
b) Vertadera. En augmentar la temperatura, augmenta la velocitat mitjana de les molècules i amb ella tota l'energia cinètica. Llavors, la intensitat i la freqüència dels xocs són més grans amb la qual cosa augmenta la pressió. En tractar-se d'un globus, que té les parets elàstiques, si a l'interior del globus hi ha mes pressió que en l'exterior, les parets s'expandeixen fins a igualar les pressions, el globus s'infla i pot arribar a explotar.

Canvis d'estat


17. a) Vaporització (Evaporació).
b) Fusió i solidificació.
c) Sublimació.
d) Solidificació.
e) Vaporització (Evaporació).

18. En escalfar els cristalls de iode, sublimen i es transformen en vapor, que ascendeix pel vas. El gas es troba la superfície freda del fons del matràs i es torna a sublimar, aquesta vegada de forma regressiva, i novament apareixen els cristalls de iode enganxats al fons del matràs.

19. Prèviament cal considerar que la vaporització pot dur-se a terme de dues maneres: evaporació i ebullició.
a) Vaporització, considerant només l'ebullició.
b) Vaporització (evaporació) i ebullició.
c) Vaporització, considerant només l'evaporació.
d) Vaporització, considerant només l'ebullició.
e) Vaporització (evaporació) i ebullició.

Les temperatures de fusió\ebullició

20. a) 0°C; 100 °C.
b) Estat; constant.
21. 11 704 J
22. La calor latent de solidificació és l'energia alliberada al medi extern, que l'envolta, quan 1g de substància, en estat líquid i a la temperatura de fusió, passa a l'estat sòlid a la mateixa temperatura.

Interpretació cinètica de la temperatura i la pressió

23.
Substància ; : Tf> \ | | •?<* C
Oxigen 54,15 K 90,15 K
Amoníac 195,15 K 239,1 5 K
Sal comuna 1 074,5 K 1 686,15 K

29. Si la temperatura no és gaire alta, el sistema es homogeni, però si augmenta la temperatura o sobre l'ampolla és heterogeni.
11. Les mescles heterogènies

30. a) Si és aigua recollida de la pluja es homogènia,
però si es recull d'una riera o d'un torrent es heterogènia.
b) Es una mescla heterogènia. La recomanació de l'agitació està justificada per aconseguir una distribució mes homogènia de tots els components en el moment de l'administració.
31. Una suspensió.
12. Mètodes de separació de mescles heterogènies

32. Posem la mescla en un got amb aigua. Així, acon-
seguim que les serradures surin i podem separar¬
les. A continuació, remenem la barreja per tal que
la sal es dissolgui. Ara, podem separar la sorra per
filtració. Finalment, per evaporació podem recupe¬
rar la sal.
Comproveu que l'esquema reculli els métodes de separació emprats.

33. Com que es tracta de líquíds immiscibles, els po¬
dem separar amb un embut de decantado. Primer
sortirá el tetraclorur de carboni, que es el mes
dens, després, l'aigua i finalment, Toli, que es el
menys dens.

34. Es tracta d'una mésela heterogénia i pot separar-se
per filtració, sedimentació i centrifugado.

35. A Taire hi ha partícules en suspensió que en barre-
jar-se amb la gasolina poden obturar algún disposi-
tiu del motor. Per aixó es neteja Taire d'aquelles
partícules que hi hagi en suspensió.
13. Sistemes materials homogenis

36. Per disgregar una xarxa cristal-lina sólida, les partí¬
cules del dissolvent entren en interacció amb les
partícules del sólid i estableixen forces atractives
que les arrenquen de la xarxa. Com mes dividit es-
tigui el sólid, mes superficie de contacte hi haurá
amb el dissolvent, mes partícules susceptibles de
dissoldre's i mes rapidesa de dissolució.

37. En dissoldre's una substancia en Taltra, les partícu¬
les de la primera es recol-loquen en els buits dei-
xats per la segona, amb la qual cosa es poden pro-
duir reajustaments de volum. Es a dir, que el volum
de dues substancies que es dissolen no es la su¬
ma deis volums de totes dues.

38. L'ebullició comença a 90 °C, temperatura a la qual va desapareixent l'etanol. Però aquesta temperatura no romandrà constant si no que augmenta progressivament fins als 100 °C, a mesura que va desapareixent l'alcohol i es concentra més en l'altre component de la mescla, l'aigua. És en comportament característic de les mescles i permet distingir-les de les substancies pures.
39. Es tracta d'una solució.
40. D'una dissolució.

Separació dels components d'una dissolució

41. En la cristal·lització i la destil·lació.
42. Deixar que l'aigua s'evapori a temperatura ambient.
43. Realitzar la destil·lació del vi. El primer en evaporar-se és l'alcohol, que travessa el refrigerador on es condensa.
44. Resposta model: La cromatografia es una tècnica que permet la separació dels components d'una mescla o dissolució.

Substancies pures: elements i compostos

45. El sistema a és un element que no es pot descompondre.
El sistema b és un compost, format per dos tipus de partícules, les quals poden separar-se i formar dues substàncies pures diferents.
46. Un compost és una substància que es pot descompondre en d'altres més simples. Un element no es pot descompondre en d'altres substàncies més simples.

Un compost no és una mescla

47. a) En escalfar, el sòlid canvia d'estat però no es descompon. Tampoc no es descompon amb el pas del corrent elèctric, ja que en refredar-se torna al seu estat inicial. Per tant, es tracta d'un element.
b) El clorat de potassi es descompon per efecte de la calor en dues substàncies diferents (clorur de potassi i oxigen). Per tant, es tracta d'un compost.

48. a) Es tracta d'una mescla heterogènia en que cada substància manté les seves propietats. Només s'aprofiten les propietats magnètiques de l'un i de l'altre, la qual cosa no afecta l'estructura íntima de les substàncies.
b) En escalfar el sulfur de ferro, aquest pateix una descomposició que fa que el compost desaparegui i es transformi en dues substancies noves (elements).

Mapa conceptual
49. De dalt a baix i d'esquerra a dreta: propietats, homogenis, dissolucions, compostos, químics.
50. Sòlid, líquid i gas.
51. Mescles homogènies.
52. Les dissolucions són sistemes materials homogenis formats per més d'un component; les substàncies pures són sistemes materials homogenis formats per un sol component.
Els compostos són substàncies pures que es poden transformar en d'altres de més senzilles. Els elements son substàncies pures que no es poden transformar en d'altres de més senzilles.

Activitats d'aplicació
57. a) Color gris; conductor del corrent elèctric i de la calor; és dúctil; és mal·leable; no és fràgil; es dur; aguanta esforços i té una densitat elevada.
b) En ser dur i suportar grans esforços, serveix per fer eines: martells, claus, tenalles, etc. En ser
dúctil i mal·leable s'aplica en la fabricació de filferro, i com que és bon conductor de la calor el fa apropiat per fabricar estris de cuina, com cassoles, paelles...
c) Color, duresa, ductilitat, mal·leabilitat, fragilitat,conductivitat elèctrica i calorífica, densitat, tenacitat.

58. a) Falsa. Hi ha líquids molt densos, com el mercuri.
b) Verdadera. 1 L equival a 1 dm3 = 1 000 cm3 que contenen 13 600 g = 13,6 kg.
c) Falsa, ja que 1 mL equival a 1 cm3.

59. 89,9 g
60. a) 0,85 g/mL
b) En escalfar el matràs el líquid es dilata fins a un volum de 258 mL. Ates que la massa no canvia, necessàriament canviarà la densitat, que ara és de 0,82 g/mL.
61. b.
62. L'aigua prové del vapor d'aigua que conté aire,que es condensa sobre l'ampolla freda.
63. a) 298 K; 263 K; 473 K.
b) 727 °C; -273 °C; O °C.
64. A 1 000 °C, sòlid, ja que està per sota de la temperatura de fusió.
A 2 400 °C, sòlid, ja que està per sota de la temperatura de fusió.
A 3 000 °C, gasós, ja que està per sobre de la temperatura d'ebullició.
65. 1 805 760 J = 1 805,76 U
66. El a, ja que les partícules es troben repartides homogèniament per tot l'espai disponible i les distàncies entre elles són grans.
67. En submergir l'ampolla en aigua freda, disminueix la temperatura de l'aigua, disminueix l'energia de les molècules d'aigua, per tant, també la pressió i aquesta disminució provocarà la deformació del recipient.
68. a) És incorrecte perquè hi ha sistemes homogenis, les dissolucions, que no són substancies pures.
b) És incorrecte perquè hi ha substàncies pures,
els elements químics, que no són compostos.
c) Correcta.
A d) És incorrecta perquè els elements que formen un compost sempre estan en una proporció definida.
69. Grandària de la partícula -» filtració.
Densitat -* decantació, sedimentació.
Temperatura d'ebullició -» evaporació, destil·lació.
Solubilitat -» dissolució cristal·lització.
Velocitat de difusió -» cromatografia.

Activitats de síntesi

70. Al brou que está bullint, s'está produint un canvi
d'estat, la vaporització, el líquid está passant a gas,
que es la flaire que ens arriba al ñas. En aquest cas
es produeix una absorció d'energia, que la submi¬
nistra el foc de la cuina.
Al got d'aigua amb glagons s'está produint un altre canvi d'estat, la fusió, el gel que es sólid está pas¬sant a líquid. En aquest cas també es produeix una
absorció d'energia, que la subministra l'aigua líqui¬da que en baixa la temperatura.
Finalment, al lavabo s'está produint una sublima¬do, es a dir, el sólid de Tambientador está passant a l'estat gasós, les partícules del qual també ens arriben a les fosses nasals. També en la sublimació s'absorbeix energía, que procedeix de Taire de Tambient.

71. a) a i b.
b) El gráfic a correspon a la fusió i el gráfic b a la
solidificado.
c) En tots dos casos es 5 °C.

72. a) D.
b) A.
c) C.
d) B.

73. a) Son líquids immiscibles i es poden separar mit-
jangant un embut de decantació. L'aigua, mes densa, surt primer.
b) Es dissol la mésela en aigua: la sal passa a la dis¬
solució i la sorra no. Per filtració se separa la so¬
rra. Evaporant es recupera la sal.
c) Es filtra per separar la sorra, que no s'haurá dis-
solt ni en aigua ni en acetona. Després, mit-
jangant una destil-lació fraccionada es recupera
Tacetona en la primera fracció. La resta es una
dissolució de sal en aigua que s'evapora i es re¬
cupera la sal.
També es pot recuperar l'aigua separadament continuant la destil-lació fins a recollir les frac-cions d'acetona i aigua. En el fons del matrás hi haurá quedat la sal.

74. Posaria la mésela de iode i sal en un cápsula de
porcellana o qualsevol altre recipient que es pugui
escalfar. Sobre aquest recipient posaría un vidre
que el tapes parcialment i escalfaría suaument el
recipient per aconseguir la sublimació del iode. A la
superficie freda del vidre es recollirien els petits
crístalls de iode i a la cápsula romandria la sal.

75. Per demostrar que l'aigua es una substancia pura
podem fer-la bullir anotant cada cert temps la tem¬
peratura. Comprovarem que després d'iniciar-se
rebullicio (100 °C) aquesta temperatura román
constant, cosa que no passaria si no fos una
substancia pura.
Per demostrar que no es un element sino un com¬post podem provar a descompondre-la mitjangant i'electrólisi. En efecte es descompon en oxigen i hidrogen que es recullen sobre els eléctrodes po-sitiu i negatiu, respectivament.

76. a) La primera taula correspon a una dissolució sali-
na perqué la temperatura d'ebullició es mes alta i no román constant durant el procés, al contrari de la segona taula, típica d'una substancia pura.
b) La forma mes senzilla de saber-ho (una vegada descartada la possibilitat de provar-les) es col-lo-car les mostres en dues capsules de porcellana i evaporar a sequedat. En una cápsula apareixerá una gran quantitat de residu sec (sal).

77. a) En l'evaporació es dona un equilibri: algunes par-
tícules de la superficie, quan teñen prou energía passen a la fase vapor. Altres que es troben en fase gasosa els passa el contrari i es condensen. Pero aquest equilibri es pot trencar, precisament augmentant la superficie lliure del líquid, amb la qual cosa un nombre mes gran de partícules tindrá descompensades les seves forces de co-hesió i podran passar a la fase gasosa mes fácil-ment que si el líquid está dintre d'un got.
b) Levaporació de l'alcohol només es possible ab-
sorbint energía (calor) de la superficie en qué es
troba, per la qual cosa sentim fred a la má.
c) Les partícules que constitueixen el gas están en
continu movíment i es difonen per tota l'habita-
ció, per la qual cosa al cap de poca estona qual-
sevol punt de l'habitació tindrá partícules d'alco-
hol.

78. En augmentar la temperatura augmenta la veloci-
tat mitjana de les molécules i albora ella la seva
energía cinética. Llavors, la intensitat i freqüéncia
deis xocs es mes gran, amb la qual cosa augmen¬
ta la pressió. Per compensar aquest augment es
necessari coNocar un pes sobre l'émbol.
Activitats d'aprofundiment

79. a) Perqué la pressió es fa molt gran i llavors el gel es fon a una temperatura menor.
b) Una vegada ha passat la corda, com que el gel está a una temperatura menor que O °C, torna a congelar-se, ja que després d'haver passat la corda torna a estar a la pressió normal.

Activitats d'autoavaluació

1. c.

2. a) Falsa.
b) Falsa.
c) Vertadera.

3. c.

4. a.

5. b.

6. c.

7. a) Vertadera.
b) Falsa.

8. a) Les suspensions son méseles heterogénies.
b) Vertadera.
c) Les suspensions son méseles heterogénies
d'un sólid dispers en un líquid.

9. d.

10. a) Homogénies.
b) Dissolvent; solut.
c) Purés.
d) Element.
e) Compost

Uuuuh quarte posts seguits... molt malament JC!!!! xDDDD

Gràcies pels resultats!