Factors que afecten les reaccions
Un plàtan madura en pocs dies damunt la taula, però triga setmanes a la nevera. El vinagre amb bicarbonat bromeja a l'instant, però el ferro d'una reixa triga anys a oxidar-se. Totes són reaccions químiques, però van a ritmes molt diferents. Què fa que una reacció vagi ràpida o lenta?
La reacció com a xoc de partícules
Dos reactius poden guardar-se en flascons veïns durant anys sense alterar-se, però tan bon punt es barregen en el mateix matràs apareixen substàncies noves: què ha de passar exactament a escala microscòpica perquè comenci una reacció?
Un plàtan madura molt abans a sobre de la taula de la cuina que dins de la nevera. Quin factor està accelerant la maduració en un cas i frenant-la en l'altre? Explica…
Un plàtan madura molt abans a sobre de la taula de la cuina que dins de la nevera. Quin factor està accelerant la maduració en un cas i frenant-la en l'altre? Explica breument com actua aquest factor.
El peix que comprem es guarda al congelador perquè trigui molt més a fer-se malbé. Quin factor estem controlant en congelar-lo i per què frena les reaccions de…
El peix que comprem es guarda al congelador perquè trigui molt més a fer-se malbé. Quin factor estem controlant en congelar-lo i per què frena les reaccions de descomposició?
La temperatura
Una barreta lluminosa emet una llum intensa dins d'un got d'aigua calenta, però s'apaga gairebé del tot en passar-la a aigua amb gel: per què la calor canvia tant el ritme al qual transcorre una reacció química?
Una pastilla efervescent de vitamina C triga $80\ \text{s}$ a dissoldre's completament en un got d'aigua a $10\ \celsius$ i només $20\ \text{s}$ en aigua a…
Una pastilla efervescent de vitamina C triga $80\ \text{s}$ a dissoldre's completament en un got d'aigua a $10\ \celsius$ i només $20\ \text{s}$ en aigua a $30\ \celsius$. La gràfica resumeix les dades:
- a) Quantes vegades més ràpida és la reacció a $30\ \celsius$ que a $10\ \celsius$?
- b) Explica aquest resultat pensant en com es mouen les partícules quan puja la temperatura.
Gairebé totes les reaccions químiques van més ràpid quan s'apuja la temperatura. La figura representa les partícules d'un gas a dues temperatures diferents: Explica-ho…
Gairebé totes les reaccions químiques van més ràpid quan s'apuja la temperatura. La figura representa les partícules d'un gas a dues temperatures diferents:
Explica-ho amb el model de partícules: què els passa a les partícules dels reactius i quina conseqüència té això sobre els seus xocs.
L'Aitana barreja al laboratori dues dissolucions incolores i mesura el temps que triga a aparèixer un sòlid groc (un precipitat). Repeteix la mescla a diferents…
L'Aitana barreja al laboratori dues dissolucions incolores i mesura el temps que triga a aparèixer un sòlid groc (un precipitat). Repeteix la mescla a diferents temperatures i obté: $80\ \text{s}$ a $10\ \celsius$, $40\ \text{s}$ a $20\ \celsius$ i $20\ \text{s}$ a $30\ \celsius$. Les dades estan representades a la gràfica:
- a) Descriu amb les teves paraules la tendència que mostren les dades.
- b) Fixant-te en la tendència, quant de temps caldria esperar aproximadament a $40\ \celsius$?
- c) Justifica la tendència amb el model de partícules.
La concentració i la quantitat d'oxigen disponible
Una estella de fusta que només està al caliu roent s'encén amb flama en introduir-la en un tub ple d'oxigen pur. Quin factor explica que en aquest tub la combustió sigui…
Una estella de fusta que només està al caliu roent s'encén amb flama en introduir-la en un tub ple d'oxigen pur. Quin factor explica que en aquest tub la combustió sigui molt més viva que a l'aire?
En molts cremadors de gas hi ha una entrada d'aire regulable: amb poca entrada d'aire la flama és groga i sutja les cassoles, i amb més entrada és blava i escalfa…
En molts cremadors de gas hi ha una entrada d'aire regulable: amb poca entrada d'aire la flama és groga i sutja les cassoles, i amb més entrada és blava i escalfa millor.
- a) Quin factor estàs modificant en regular l'entrada d'aire?
- b) Explica per què la combustió és més completa i eficient amb l'entrada oberta.
Una cinta de magnesi crema a l'aire amb una flama blanca intensa, però dins d'un frasc ple d'oxigen pur la combustió és molt més violenta. La figura representa les…
Una cinta de magnesi crema a l'aire amb una flama blanca intensa, però dins d'un frasc ple d'oxigen pur la combustió és molt més violenta. La figura representa les partícules de gas dins de cada frasc:
- a) Sabent que l'aire conté només un $21\ \%$ d'oxigen, explica la diferència utilitzant el model de xocs entre partícules.
- b) Prediu què passaria si el frasc estigués ple d'un gas sense oxigen, com ara el nitrogen, i justifica la predicció.
La superfície de contacte
Un tronc gruixut triga hores a cremar-se del tot a la xemeneia, però aquest mateix pes de fusta en forma de serradures o encenalls crema en segons: com influeix la mida dels trossos si la massa de reactiu és la mateixa?
La Lucía tira un terròs de sucre al seu cafè amb llet i en Marco tira la mateixa quantitat de sucre granulat al seu, com es mostra a la figura. Tots dos remenen igual.…
La Lucía tira un terròs de sucre al seu cafè amb llet i en Marco tira la mateixa quantitat de sucre granulat al seu, com es mostra a la figura. Tots dos remenen igual.
Quin dels dos es dissoldrà abans? Quin factor que afecta la velocitat de les reaccions explica la diferència?
Un tronc de roure pot cremar durant hores en una llar de foc, però la serradures del mateix roure, si estan escampades, cremen gairebé de cop. a) Quin factor explica…
Un tronc de roure pot cremar durant hores en una llar de foc, però la serradures del mateix roure, si estan escampades, cremen gairebé de cop.
- a) Quin factor explica aquesta diferència?
- b) Raona per què a les fusteries es prohibeix fumar i es retira la serradura acumulada sovint.
En les sitges de gra i en els antics molins de farina hi ha hagut explosions sense cap flama visible: n'hi havia prou amb una petita guspira en un aire carregat de pols…
En les sitges de gra i en els antics molins de farina hi ha hagut explosions sense cap flama visible: n'hi havia prou amb una petita guspira en un aire carregat de pols de farina.
- a) Explica per què la pols de farina en suspensió crema moltíssim més ràpid que la mateixa farina apilada en un sac.
- b) Quin factor dels que acceleren les reaccions està actuant de manera extrema?
- c) Proposa una mesura de seguretat per a aquests llocs i justifica-la.
Catalitzadors
Què és un catalitzador? Explica quin efecte té sobre la velocitat d'una reacció i si es consumeix o no en ella. Posa un exemple de catalitzador que coneguis.
Què és un catalitzador? Explica quin efecte té sobre la velocitat d'una reacció i si es consumeix o no en ella. Posa un exemple de catalitzador que coneguis.
Si mastegues un tros de pa durant una bona estona, acaba tenint gust dolç: un enzim de la saliva comença a descompondre el midó del pa en sucres. a) Quin paper té aquest…
Si mastegues un tros de pa durant una bona estona, acaba tenint gust dolç: un enzim de la saliva comença a descompondre el midó del pa en sucres.
- a) Quin paper té aquest enzim en la reacció?
- b) Per què es diu que els enzims són catalitzadors biològics?
- c) Anomena un altre procés del cos humà en què intervinguin enzims.
El catalitzador d'un cotxe conté metalls com el platí, que acceleren les reaccions que converteixen gasos tòxics de l'escapament en gasos menys nocius. a) Explica què…
El catalitzador d'un cotxe conté metalls com el platí, que acceleren les reaccions que converteixen gasos tòxics de l'escapament en gasos menys nocius.
- a) Explica què significa que un catalitzador «no es consumeix» en la reacció.
- b) Si no es consumeix, per què creus que al cap de molts anys un catalitzador pot deixar de funcionar bé? Pensa en què els pot passar a les seves superfícies amb l'ús.
Dissenyar un experiment per estudiar un factor
L'Iker vol comprovar que la temperatura influeix en la velocitat amb què es dissol el cacau en la llet. Dissenya l'experiment per ell: quins materials necessita, quina…
L'Iker vol comprovar que la temperatura influeix en la velocitat amb què es dissol el cacau en la llet. Dissenya l'experiment per ell: quins materials necessita, quina magnitud canviarà entre els dos gots, quines coses ha de mantenir exactament iguals i què mesurarà per comparar.
Dissenya un experiment complet per comprovar que la concentració d'un reactiu influeix en la velocitat de reacció, utilitzant vinagre i bicarbonat: prepararies diversos…
Dissenya un experiment complet per comprovar que la concentració d'un reactiu influeix en la velocitat de reacció, utilitzant vinagre i bicarbonat: prepararies diversos gots amb diferent quantitat de vinagre completant-los tots amb aigua fins al mateix volum. Indica:
- a) Quines variables mantens constants i per què.
- b) Quina variable canvies d'un got a un altre.
- c) Com mesuraries la velocitat de la reacció (què observaries o cronometraries).
- d) Quin resultat esperes obtenir i com l'interpretaries.
Prepares quatre gots d'aigua amb sucre: el got 1 amb aigua freda i un terròs, el got 2 amb aigua freda i la mateixa quantitat de sucre granulat, el got 3 amb aigua…
Prepares quatre gots d'aigua amb sucre: el got 1 amb aigua freda i un terròs, el got 2 amb aigua freda i la mateixa quantitat de sucre granulat, el got 3 amb aigua calenta i un terròs i el got 4 amb aigua calenta i sucre granulat. La figura mostra els quatre gots:
- a) Quins dos gots compararies per estudiar només l'efecte de la temperatura? Justifica l'elecció.
- b) I quins dos gots compararies per estudiar només l'efecte de la superfície de contacte?
- c) Quin got trigarà menys a dissoldre el sucre? Raona la resposta combinant els dos factors.
Comunicar i contrastar una investigació
En comparar la rapidesa d'una reacció, registra la variable que canvies, les que mantens i el criteri de finalització. Fes servir el mateix material i un protocol supervisat: ulleres, quantitats petites, recipients sense tancar quan es produeix gas i gestió de residus segons indiqui el docent.
Introdueix cada repetició en un full de càlcul, calcula'n la mitjana i representa temperatura davant de temps mitjà. Conserva les dades originals i comunica'n la dispersió. En equip, alterneu els papers de mesurar, registrar i revisar; no concloeu que tota reacció canvia exactament igual. Compara l'explicació amb dues fonts, citant autor i data, i separa observació d'interpretació. No publiquis noms, imatges ni dades de companys sense autorització.
L'esquema relaciona les idees principals:
Torna al principi: El plàtan es conserva a la nevera perquè a baixa temperatura les partícules es mouen més a poc a poc i la reacció de maduració es frena; en canvi, el vinagre i el bicarbonat reaccionen a l'instant perquè les seves partícules xoquen de seguida per tot el líquid, mentre que l'oxidació de la reixa de ferro és molt lenta perquè només té lloc a la superfície exposada a l'aire.