Recull de pràctiques de laboratori (2015)

Trabajo Catalán
Universidad Universidad de Girona (UdG)
Grado Educación Primaria + Educación Infantil - 1º curso
Asignatura Ciències naturals i sostenibilitat
Año del apunte 2015
Páginas 34
Fecha de subida 08/06/2017
Descargas 0
Subido por

Descripción

Climent Frigola

Vista previa del texto

Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat PETROLI, OLI I OCELLS OBJECTIUS:    Reflexionar sobre les diverses utilitats de les plomes en els ocells Comprovar els efectes de l’aigua, l’oli i el detergent en les plomes dels ocells a partir de l’observació en la pràctica.
Meditar sobre les conseqüències que poden ocasionar alguna d’aquestes substàncies quan entren en contacte amb els ocells i altres éssers vius.
INFORMACIÓ Els ocells són aus voladores que acostumen a ser de diferents mides, tot i que majoritàriament són petites, i tenen diverses característiques físiques que els diferencien dels altres animals. Un exemple d’aquestes són les ales, que per excel·lència els dóna la capacitat de volar gràcies al poc pes que tenen.
Per una altra banda, l’oli és una substància líquida, greixosa i insoluble en aigua que pot tenir diferents orígens (vegetal, animal o mineral). Aquest líquid és menys dens que l’aigua i és combustible. Els olis derivats del petroli poden arribar a ser molt contaminants per l’alt contingut en metalls pesants, sulfurs i clorurs procedents dels additius que contenen per poder ser utilitzats en tallers d’automoció, ports, embarcadors i indústries d’arreu del món.
Així doncs, amb aquest treball estudiarem les conseqüències que poden provocar l’abocament d’oli o petroli en diversos ecosistemes, ja que segons les Dades del RACC i del Departament de Medi Ambient de la Generalitat de Catalunya:   Si s’aboquen a terra, als corrents d’aigua o al clavegueram, afecten a rius i aqüífers. Un sol litre pot contaminar un milió de litres d’aigua. Per tant, llençar cinc litres d’oli, que és la cabuda d’un càrter d’automòbil pot contaminar cinc milions de litres d’aigua.
Si es cremen sense les condicions adequades, provoquen emissions de gasos contaminants a l’atmosfera. Cinc litres d’oli d’automòbil cremats poden pol·luir l’aire que una persona respira durant cinc anys.
MATERIAL  Oli  Plomes  Detergent líquid  Aigua  Lupes binoculars  Safates PROCEDIMENT 1. Observa la ploma amb l’ajut d’una lupa binocular.
2. Fotografia el que s’observa amb la lupa.
3. Posa aigua en una safata i submergeix un moment la ploma. Quan la treguis, observa el seu comportament i valora si ha canviat la seva estructura.
4. Intenta deduir (raonadament) per a què serveixen les plomes als ocells.
5. Posa un raig d’oli a la safata amb aigua i submergeix uns segons la ploma. Torna a observar-la i descriu el què veus 6. Neteja la ploma amb detergent i observa-la altra vegada. Descriu els canvis soferts en la ploma després del contacte amb l’oli i el detergent.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat RESULTATS 1. Les plomes observades amb les lupes binoculars estan compostes per un tronc central (canó) del qual surten unes branques flexibles (barbes) que s’entrellacen mitjançant un teixit de petits filaments. El canó és d’estructura rígida, brillant a l’exterior i potser buit, o no, al seu interior.
2.
3. Una vegada submergida la ploma en aigua podem observar que aquesta no ha canviat la seva estructura ni ha quedat impregnada d’aquest líquid.
4. En quant a la seva funcionalitat, podem veure que les plomes són impermeables en la seva part externa, per tant, evita que l’ocell s’impregni d’aigua i permet que pugui tornar a volar després de mullar-se. Aquesta impermeabilitat és gràcies a un greix que produeix la glàndula uropigial que es troba molt a prop de la base de la seva cua i que l’ocell s’encarrega d’aplicar sobre la superfície de les ales.
A més, les plomes permeten a l’ocell retenir la calor que produeix el seu cos per tal de mantenir-se calent i protegeix la pell del sol. En algunes aus, però, les plomes també tenen una funció estètica per tal d’atreure l’atenció del sexe oposat i així aparellar-se o, pel contrari, passar desapercebuts, protegir-se dels depredadors o mimetitzar-se amb l’entorn.
5. Després d’haver submergit la ploma dins l’oli podem veure que ha quedat totalment impregnada i que ha augmentat de pes.
6. Un cop rentada la ploma amb el detergent líquid observem que aquesta no torna al seu estat inicial, ja que els filament ja no formen un teixit uniforme. Com a conseqüència, tot i que assequem la ploma, aquesta no recupera la seva estructura ni la seva impermeabilitat.
L’explicació de la pèrdua de la impermeabilitat podria ser que a l’hora de netejar-la hem eliminat el greix que donava a la ploma aquesta característica.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat CONCLUSIONS Aquest treball pot obrir pas a una sèrie de reflexions sobre la contaminació i el medi ambient, ja que amb aquest experiment hem pogut comprovar les conseqüències que té un vessament de petroli sobre la vida dels ocells.
Així doncs, podem veure que si un ocell es mulla amb aigua, pràcticament no haurà conseqüències, ja que gràcies al greix que contenen les seves plomes, els atorga certa impermeabilitat. No obstant això, si un ocell s’impregna d’oli (o de petroli), perdrà aquesta qualitat, tindrà dificultats per tornarse a assecar i, sobretot, les seves plomes perdran per complet l’estructura inicial i, per tant, la seva funcionalitat, ja que no seria possible recuperar-la o resultaria molt complicat fer-ho degut al temps i els recursos que s’hi haurien de dedicar. Com a conseqüència, per tant, la probabilitat de que l’ocell sobrevisqui és molt baixa i en tot cas la seva qualitat de vida es veuria molt afectada. També cal afegir que degut a la toxicitat dels components químics del petroli aquest tindria un efecte nociu sobre la seva salut dels ocells.
Una altra conseqüència d’un vessament és que en el cas dels ocells que visquin a l’entorn afectat o aquest sigui la seva font d’aliment hauran de marxar a una altra localització per poder-hi fer vida, ja que, en aquestes condicions no podria dur a terme una vida normal ni satisfer les seves necessitats.
Tot i això, sabem que és poc probable que un ocell vagi a parar a una bassa d’oli, però sí que pot arribar a un lloc contaminat pel petroli, la qual cosa tindria efectes molt semblants als d’aquesta substància.
Per aquest motiu, pensem que pot ser un bon experiment per plantejar després aquesta reflexió, ja que pot servir per conscienciar sobre el medi ambient.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat VESSAMENTS D’OLI I PETROLI OBJECTIUS EXPERIMENTALS - Dissenyar i posar en pràctica un mètode per a eliminar l’oli vessat en una safata que conté aigua.
Ajudar a entendre la dificultat en netejar un vessament d’oli o petroli a l’aigua.
Relacionar-ho amb activitats quotidianes on pot haver-hi vessaments d’oli, com la pèrdua o canvi d’oli dels automòbils i relacionar-ho també amb importants vessaments de petroli, com seria el cas de l’Exxon Valdez, la guerra del Golf Pèrsic o el Prestige.
INFORMACIÓ Amb el pas del temps, el petroli ha anat adquirint molta importància en l’economia mundial, ja que aquest contribueix al desenvolupament socio-econòmic i tecnològic de diversos països. No obstant això, el petroli no es troba a qualsevol lloc, sinó que es troba a zones concretes del planeta on es fan excavacions per extreure’l. Per dur-les a terme, és necessari un transport, el qual acostuma a ser el principal motiu de contaminacions i vessaments a causa dels accidents i errors que es cometen.
Aquests vessaments afecten greument el medi ambient a causa de la contaminació que provoquen. Normalment aquests es produeixen al mar; especialment a la costa, que és on hi ha més diversitat animal. Per aquest motiu, la principal afectada és la fauna marina, ja que els organismes aquàtics estan en contacte amb moltes substàncies contaminants permanents, i aquestes es transmeten d’un animal a un altre per la cadena alimentària Amb tot això, es posa en risc fins i tot l’alimentació humana.
Com podem veure, els vessaments de petroli o de qualsevol altre contaminant són molt perillosos, per la qual cosa és necessària una intervenció immediata, tot i que els danys ja són irreversibles. Per aquest motiu, en aquesta pràctica tractarem d’esbrinar una manera més o menys ràpida i eficaç de netejar l’aigua en cas de vessament d’alguna substància com el petroli, o, en aquest cas (i per fer més assequible la pràctica) l’oli.
PROCEDIMENT 1. Cal dissenyar una experiència per tal d’il·lustrar la dificultat de netejar un vessament d’oli a l’aigua. Per això caldrà fer una discussió grupal: - Quin haurà de ser el procés per a separar i extreure l’oli de l’aigua? - Quins materials s’utilitzaran? - Escriure les reflexions d’aquesta discussió i les decisions que es prenen en forma de procediment.
2. Intentar separar l’oli segons el procediment dissenyat.
3. Resultats de l’experiència.
4. Redissenyar l’experiència i repetir l’extracció, si escau.
5. Observacions, conclusions i altres suggeriments didàctics.
En el dossier cal indicar les hipòtesis que heu fet abans de realitzar l’experiència i totes les modificacions que aneu fent, en funció del resultats. Així com valorar (aproximadament) el percentatge d’oli que resta, el grau de puresa de l’oli extret i el cost, en quant a material, respecte a la quantitat d’oli extret Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat 6. Feu una analogia amb un vessament de petroli i l’efecte a les costes i sobre els éssers vius que hi habiten.
MATERIAL        Safates.
Oli de cuina.
Paper de filtre Comptagotes.
Aigua Embut Vas de precipitats (x2) DISSENY EXPERIMENTAL 1. Observa que l’oli queda a la part més superficial de la barreja. Intenta recollir-lo amb la xeringa.
2. Filtra el líquid que hagis recollit amb el paper de filtre, que haurà d’estar col·locat dins l’embut perquè l’aigua vagi caient dins el vas de precipitats i en acabar 3. Posa l’oli que no es filtri a l’altre vas de precipitats.
4. Repeteix l’acció tantes vegades com faci falta fins que pràcticament no quedi oli a la superfície.
RESULTAT 1. Tot i que intentem només agafar l’oli amb la xeringa, és gairebé impossible no absorbir també l’aigua.
2. En filtrar la barreja amb el paper de filtre, l’aigua cau al vas de precipitats per l’embut mentre que l’oli es queda al paper. Finalment, obtenim una aigua pràcticament filtrada per complet, la qual cosa ens permet separar l’oli de l’aigua.
3.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat CONCLUSIONS Aquest experiment, encara que una mica més explícitament que l’anterior, fa que la persona que el duu a terme reflexioni sobre la dificultat que suposa netejar els abocament de petroli al mar, que, de fet, avui dia suposen un gran problema mediambiental.
Així, nosaltres amb la solució que hem aportat a l’experiment hem vist que és un procés massa lent i complicat si s’aplica a grans extensions d’aigua com podria ser un oceà, encara que sigui més o menys efectiu. A més, en quant el material utilitzat, és possible reutilitzar la gran majoria d’instruments o eines que hem fet servi Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat PIGMENTS VEGETALS. FOTOSÍNTESI OBJECTIUS - Reconèixer que les plantes tenen diversos pigments fotosintètics: clorofil·la, carotens i xantofil·les.
Utilitzar la cromatografia com a tècnica de separació dels colorants de les fulles de les plantes.
Aprendre i demostrar que no només es poden trobar diferents tipus de pigments en les plantes, sinó que passa el mateix amb algunes tintes, pintures, colorants, etc.
INFORMACIÓ La fotosíntesi és el procés mitjançant el qual les plantes formen la matèria orgànica nova a partir de substàncies inorgàniques, diòxid de carboni, aigua i energia que capten de la llum solar. Per absorbir aquesta energia les plantes necessiten els pigments fotosintètics que contenen al seu interior i que s’encarreguen de captar i transformar l’energia solar en energia química. Durant el procés s’absorbeix diòxid de carboni i s’allibera oxigen.
Així doncs, la fotosíntesi es un procés necessari per a l’existència, el funcionament i el manteniment de la vida a la Terra des dels seus inicis fins l’actualitat. També hem de destacar la seva funció de mantenir el nivell d’O de l’atmosfera, que és imprescindible perquè tots els éssers vius puguin dur a terme la respiració.
2 Per altra banda, els pigments fotosintètics són molècules biològiques que estan presents als cloroplasts que trobem al citoplasma cel·lular de les plantes, uns orgànuls que tenen una funció concreta dins de les cèl·lules vegetals*. Alguns d’aquests pigments s’anomenen clorofil·les, carotens i xantofil·les i són de color verd, taronja i groc respectivament. capten l’energia de la llum solar per realitzar la seva funció però que no poden utilitzar altres tipus d’energia solar com els infrarojos i raigs ultraviolats.
*Cèl·lula vegetal amb els seus orgànuls.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat Per poder observar els pigments per separat, ja que no es poden veure a simple vista, es fa servir la tècnica de la cromatografia. Aquesta tècnica utilitza la substància que es vol descompondre i, gràcies a un dissolvent com per exemple l’alcohol, fixa els pigments per separat en punts diferents d’un mateix paper de filtre.
En el cas d’aquesta pràctica farem dues cromatografies: la primera a partir d’un concentrat de fulles d’espinacs i l’altre amb la tinta de retoladors de diferent color per poder observar posteriorment el color dels pigments que hi són presents.
MATERIAL        Fulles d’espinacs Alcohol de 80º i 96º Acetona Morter Tisores Vas de precipitats 250ml Càpsula de porcellana  Paper de filtre de 6x8cm aproximadament  Colador  Pinzell molt prim  Vidre de rellotge  Retoladors de colors PROCEDIMENT 1. Col·loquem les fulles d’espinacs dins d’un morter, les tallem i les triturem.
2. Quan tenim una massa pastosa afegim 5ml d’alcohol rebaixat als 80º i remenem.
3. Colem la pasta amb un colador per extreure el suc concentrat que s’ha desprès de les fulles i el posem a la càpsula de porcellana.
4. Amb l’ajuda d’un pinzell prim fem una línia ben marcada al paper de filtre plegat per la meitat, remarcant-la varies vegades i deixant un marge d’un cm a la base.
5. Posem 10 ml d’alcohol de 96º i 5 ml d’acetona en un vas de precipitats, hi posem el paper de filtre dret amb la línia propera a la base del recipient i el tapem amb un vidre de rellotge.
6. Un cop l’alcohol quasi hagi arribat a la part superior del filtre i ha descompost els colors, el traiem del vas de precipitats, el deixem assecar i observem els resultats 7. Tot seguit, agafem un altre paper de filtre plegat per la meitat i a una part hi fem una línia amb un retolador de color negre i a l’altra, una de color lila de color lila també deixant un petit marge.
8. Col·loquem el paper al mateix vas de precipitats fins que absorbeix la barreja d’alcohol i acetona i observem quins colors trobem en aquesta ocasió.
*A aquesta pràctica no realitzem la part 2 i 3 del procediment descrit en el full de protocol inicial.
RESULTATS 1. En el paper on hem fet la línia amb el concentrat extret de les fulles dels espinacs es veuen 3 colors diferents: on havíem pintat la línia s’ha fixat un pigment de color taronja molt subtil seguit d’un petit espai sense cap pigment. A continuació, trobem un pigment més extens de color verd que s’acaba difuminant cap a un color groguenc.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat 2. En el paper on hem pintat les dues línies amb retoladors observem que on havíem dibuixat la negra ara trobem en primer lloc un color negre i després un taronja més subtil, mentre que on havíem dibuixat la línia lila trobem per ordre ascendent: blau, lila i rosa fúcsia.
CONCLUSIONS Amb aquesta activitat ens adonem que tant a les plantes com a diverses tintes hi poden haver molts tipus de pigments diferents que units formin un únic color, que és el que veiem a simple vista, però que gràcies a la cromatografia és possible observar-los per separat.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat CANVI D’ESTAT. FUSIÓ DEL GEL DELS POLS OBJECTIUS - - Determinar a partir de la pràctica quin és el punt de fusió del gel observant i calculant la temperatura mentre s’està fonent i, posteriorment, de quina manera augmenta en estat d’aigua líquida.
Entendre el rol i la importància de les zones gelades en el canvi climàtic, i quines serien les conseqüències de la seva desaparició a partir de la comprensió del model de comportament que observem. Tanmateix, determinar el paper que té el gel en l’augment del nivell del mar INFORMACIÓ L’aigua és un element que podem trobar en els tres estats diferents de la matèria, ja que segons la temperatura a la que està sotmesa la podem trobar en estat sòlid, líquid o gasós. El gel és l’estat sòlid en el que es troba l’aigua quan la seva temperatura és inferior a zero, però per arribar al seu punt de fusió per convertir-se en líquid ha d’arribar a una temperatura determinada.
Partint d’aquesta base i davant de la qüestió de: “A quina temperatura es fon el gel?”, ens qüestionem si la pregunta està ben plantejada, ja que es poden donar dues respostes perquè no s’especifica quina temperatura és la que s’ha d’observar, la del ambient o la del gel.
Amb la pràctica següent realitzarem l’experiment per aclarir la dualitat de la pregunta i extreure’n les conclusions pertinents. D’aquesta manera podrem traslladar els resultats a la situació actual del clima i les condicions ambientals de la Terra i entendre de quina forma repercuteixen sobre el gel que hi ha als pols.
MATERIAL     Termòmetre Gel Martell Embut     Erlenmeyer Drap Fogonet elèctric Vasos de precipitats PRIMERA PART: TEMPERATURA DE FUSIÓ DEL GEL PLANTEJAMENT DEL PROBLEMA I PREDICCIÓ DE RESULTATS Responent a la pregunta de quina temperatura té el gel mentre s’està fonent, la nostra predicció és que aquesta ha de ser de 0o, però que la temperatura de l’entorn ha de ser superior a zero.
PROCEDIMENT - Posem un glaçó de gel embolicat amb un drap a terra i el piquem fins que quedi ben esmicolat.
Aboquem el gel trinxat ben compactat a l’embut col·locat dins d’un erlenmeyer i hi introduim el termòmetre al mig de forma que la punta estigui en contacte amb el gel.
S’observa la temperatura que marca el termòmetre durant uns minuts quan comença a caure aigua per l’embut.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat RESULTATS - La temperatura que marca el termòmetre és de 0o, per tant aquesta és la temperatura de fusió.
CONCLUSIONS Hem pogut aclarir el dubte que ens plantejava la pregunta ja que hem de tenir clar que el gel té una temperatura determinada en el punt de fusió però que, tal com havíem previst, la temperatura externa ha de ser superior a aquest perquè el gel es fongui.
SEGONA PART: ABSORCIÓ DE CALOR DURANT EL CANVI D’ESTAT PLANTEJAMENT DEL PROBLEMA I PREDICCIÓ DE RESULTATS Hem de trobar un model que expliqui el paper que fan els pols en la regulació tèrmica del planeta i saber com incrementa el ritme d’escalfament de l’aigua mentre es fon el gel que els formen.
La nostra predicció és que la temperatura es mantindrà en 0o fins que aquest s’hagi fos completament per, llavors, començar a augmentar progressivament.
PROCEDIMENT - - S’engega un fogonet elèctric a la potència nº 1 fins que s’escalfi.
Es pica de nou un glaçó de gel, com s’ha fet a la primera part.
S’omple d’aigua freda mig vas de precipitats aproximadament, s’hi posa el gel i es col·loca a sobre del fogonet.
Remenar constant i suaument l’aigua amb el termòmetre, esperar un minut perquè s’unifiqui la temperatura i començar a observar la temperatura que marca cada 30 segons.
Continuar anotant la temperatura, indicant el moment en què quasi no quedi gel i seguir uns minuts després de que s’hagi fos completament.
Fer una gràfica i interpretar els resultats.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat RESULTATS TEMPS (min) TEMPERATURA OC TEMPS (min) TEMPERATURA OC 1 0 7 1 1,5 0 7,5 1,5 2 0 8 2 2,5 0 8,5 3 3 0 9 4** 3,5 0 9,5 5 4 0,5 10 7 4,5 0.5 10,5 9 5 0,5 11 11 5,5 0,5* 11,5 13 6 1 12 15 6,5 1 * Queda poc gel **No hi ha gel Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat 15 14,5 14 13,5 13 12,5 12 11,5 11 10,5 10 9,5 9 T (º) 8,5 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 Temps (min) 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 Amb l’experiment observem que mentre hi ha prou gel, l’escalfor que emet el fogonet serveix per fondre’l sense fer pujar la temperatura de l’aigua, però un cop s’està a punt d’acabar, aquesta comença a pujar lentament. Així doncs, quan l’aigua es troba en estat líquid, la temperatura comença a augmentar més ràpidament i en intervals de temps cada vegada més curts.
ANALOGIA I CONCLUSIONS Amb aquest experiment arribem a la conclusió de que la presència de gel a la Terra és d’importància vital per a la viabilitat de la vida. Si aquest s’arribés a fondre per complet provocaria un augment significatiu de la temperatura del mar i directament de la temperatura global. Això ens portaria a una sèrie d’alteracions i conseqüències mediambientals desastroses i consecutives.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat Una altra característica del gel és que reflecteix els rajos solars quan incideixen en la seva superfície, rebutjant l’escalfor que emeten aquests cap a l’espai exterior i, d’aquesta manera, regula la temperatura de l’atmosfera terrestre evitant sobreescalfaments. Per tant, si el gel dels pols desaparegués, l’aigua que quedés al descobert absorbiria l’escalfor de la llum solar, pel que s’acceleraria el procés d’escalfament i es fondria més quantitat de gel.
L’impacte que provoca el desgel als oceans és menys perceptible però també està present. Una de les conseqüències que s’han detectat és que quan hi flueixen aigües càlides a la seva superfície dificulta el creixement del plàncton i redueix la capacitat d’absorció de diòxid de carboni. Altrament, la presència d’icebergs crea un problema de seguretat marítima, ja que cada cop es desprenen més blocs de gel gegants que suposen un perill pels vaixells perquè gran part del seu volum es troba enfonsat a l’aigua.
Per últim, cal afegir que la sal fa que la temperatura del punt de fusió del gel disminueixi. Així doncs, si traslladem l’experiment a la vida real on l’aigua del mar és salada, aquest canvi d’estat es produeix amb una temperatura més baixa.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat DESGEL DELS POLS I AUGMENT DEL NIVELL DEL MAR OBJECTIUS EXPERIMENTALS -Dissenyar un mètode per comprovar si la fusió del gel d’ambdós pols contribueixen per igual a la pujada del nivell del mar -Conduir a l’experimentador a una reflexió sobre aquest impacte mediambiental.
INFORMACIÓ El gel és l’estat en el que trobem l’aigua quan la temperatura d’aquesta és inferior als 0 A la Terra trobem grans extensions de gel, tot i que quan aquest es troba dins l’aigua, només podem observar ⅟₉ part, que és la que es troba sobre la superfície del mar.
Un casquet polar és una gran massa de gel que cobreix gran extensions de terreny o mar a altes latituds. A la terra n’hi trobem dos depenent de la seva localització:   Casquet polar àrtic. Format majoritàriament per gel surant sobre l’aigua. Es troba al nord i cobreix l’oceà Àrtic i una part de la superfície de Groenlàndia.
Casquet polar antàrtic. Té un continent a sota. Es troba al sud i cobreix el 98% de la superfície de l’Antàrtida.
Com podem veure, a ambdós pols trobem grans quantitats de gel. No obstant això, nombrosos estudis demostren que aquest gel s’està fonent a causa del canvi climàtic.
El canvi climàtic és la modificació del clima a escala global o regional. Avui dia, quan parlem de canvi climàtic, fem referència a l’escalfament global, un impacte mediambiental que actualment preocupa a la gran majoria de la població. Així doncs, l’escalfament global fa referència al gran augment de la temperatura mitjana que s’ha observat durant els darrers segles a la Terra. Aquest augment és, doncs, causat per les accions dels humans. És per això, que el gel de la Terra s’està fonent progressivament, provocant així, conseqüències greus en la flora i la fauna polars, les corrents oceàniques i la circulació atmosfèrica.
Una altra greu conseqüència d’aquest fet és l’augment del nivell del mar, el qual estudiarem a continuació amb el següent experiment, per comprovar si aquest augment afecta per igual els dos pols.
DISSENY EXPERIMENTAL 1. Dissenyar una muntatge experimental que simuli el gel sobre el pol nord i el gel sobre l’Antàrtida.
2. Posar en comú els dissenys i comparar-ho amb el disseny de l’experiència proposada per Planeta aigua. Barcelona world race. Que hi ha al final del protocol.
3. Modificar, si cal, el disseny.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat MATERIAL  Vas de precipitats (2 unitats)  Aigua  Pedra/roca  Glaçons de gel iguals  Fogonet DISSENY PROCEDIMENTAL 1.
2.
3.
4.
Afegir una pedra a un vas de precipitats Afegir aigua a ambdós vasos de manera que els dos estiguin al mateix nivell Afegir un gel igual a cada vas i fer una marca al vas per marcar el nivell d’aigua actual Encalentir els dos vasos de precipitats perquè el gel es fongui. La temperatura del fogonet ha d’estar a l’1.
HIPÒTESI Crèiem que en el vas on hi ha només aigua i gel, l’augment del nivell de l’aigua seria ínfim o nul, mentre que a l’altra el nivell de l’aigua pujaria i acabaria cobrint una part del continent, o, en aquest cas, la roca que simbolitza l’Antàrtida.
RESULTAT 1. El vas de precipitats que només conté aigua manté el nivell d’aigua inicial. No hem observat cap modificació.
2. El vas de precipitats que conté la roca (que simula un continent) mostra un augment del nivell d’aigua del mar, de manera que la roca està pràcticament coberta per aquesta.
CONCLUSIÓ Aquesta experiència incita a fer una gran reflexió, ja que demostra a grans trets el que passaria a la Terra si el gel dels pols continua fonent-se i, fins i tot, ens permet enllaçar-lo amb l’experiment anterior: Si la temperatura segueix augmentant progressivament, el gel dels pols s’anirà fonent i, com vam veure a l’experiment anterior (Canvi d’estat. Fusió del gel dels pols), en el moment que ja no quedi més gel, la temperatura pujarà cada vegada més. Com podem començar a deduir, les conseqüències que tot això podria provocar serien devastadores, ja que el nivell del mar pujaria i començaria a penetrar a zones cada vegada més allunyades de la costa mentre que les temperatures serien cada vegada més i més altes.
Tot això ens condueix a preguntar-nos: el per què d’aquest augment tan accelerat de la temperatura. Aquesta augmenta a causa del canvi climàtic, que és conseqüència de l’efecte hivernacle.
L’efecte hivernacle és l’escalfament del planeta produït per la seva pròpia atmosfera. Aquest fet es duu a terme gràcies a que la Terra rep constantment radiació solar, de la qual una part és absorbida per l’atmosfera, el mar i el sòl, mentre que l’altra és reflectida i surt. Per aquest motiu, diem que la temperatura és el resultat de l’equilibri entre les radiacions que es reflecteixen i surten de la Terra i les que es queden.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat Tot i això, a la Terra trobem gasos que contribueixen a la retenció de la calor produïda per les radiacions infraroges emeses pel sol. El CO2 n’és un d’ells i, tot i que la seva presència a l’atmosfera és baixa comparant-la amb la d’altres elements, cada cop augmenten més les emissions d’aquest i és el que més influeix en l’augment de la temperatura i en l’efecte hivernacle que tant ens preocupa.
EXPLORANT ÀCIDS I ÀLCALIS. ELS PIGMENTS DE LES FLORS INFORMACIÓ El pH (potencial d’hidrogen) és l’escala que mesura el nivell d’acidesa o d’alcalinitat d’una dissolució concreta. L’aigua, que es considera substància neutra, té un pH de 7 que es pren com a valor de referència a partir del qual es determinen com a àcides les substàncies que tinguin un valor inferior a aquest i alcalines les que tinguin un valor superior. Així doncs, els àcids i els àlcalis son dos grups de substàncies oposats des del punt de vista químic que tenen propietats característiques inherents respectivament.
No obstant això, cada tipus de substància té un valor neutre propi segons la seva combinació molecular, que li proporciona una funció concreta. Per tant, trobem que el pH neutre de la sang té un valor d’entre 7.35 i 7.45, que és lleugerament alcalí, mentre que el dels sucs gàstrics té un valor de 1.5, que és molt àcid.
Cada grup té les seves propietats, que es citen seguidament: Àcids:     Tenen un gust característic.
Provoquen una reacció química, l’efervescència, quan un àcid combinat amb un carbonat o bicarbonat entra en contacte amb l’aigua i es produeixen unes bombolles desprenent diòxid de carboni.
En contacte amb els metalls, provoquen una reacció en la que es desprèn hidrogen. La rapidesa de la reacció la determina la noblesa del metall; com més noble sigui , més lenta es produirà.
Alguns exemples d’àcids són: àcid cítric (llimona), àcid acètic (vinagre), àcid làctic (iogurt), àcid carbònic (begudes gasoses), àcid clorhídric (salfumant), àcid sulfhídric (ous podrits), àcid sulfúric, etc.
Àlcalis:    Reaccionen amb els greixos i olis produint sabó, pel que s’utilitzen com a detergents.
Són corrosius per la pell, ja que reaccionen amb les proteïnes.
Alguns exemples d’àlcalis són: l’amoníac, el lleixiu, la sosa càustica i la cendra, etc.
Tenen dues característiques en comú: la primera és que es neutralitzen mútuament, és a dir, si un àcid es barreja amb una àlcali o viceversa, desapareixen les propietats d’ambdues substàncies; l’altra és que donen un color diferent a un mateix indicador segons si es tracta d’una substància àcida o alcalina. Un tipus d’indicador és el tornasol que està format per pigments obtinguts d’un liquen, però n’hi ha d’altres que es poden extreure de les flors. Tot i això, existeixen diferents mètodes per mesurar el pH; un dels més moderns és un aparell electrònic anomenat pHmetre, que dóna resultats molt precisos. Però el més conegut és el paper indicador universal, que canvia de color segons el pH de la substància i es comprova el resultat amb una taula de colors.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat Per tant, amb la següent pràctica comprovarem quin resultat obtenim de l’aplicació d’un indicador en substàncies dels dos grups amb la finalitat d’entendre el seu comportament.
PRIMERA PART: ESTUDI D’UN INDICADOR, EL TORNASOL OBJECTIUS   Observar el comportament d’un indicador quan aquest entra en contacte amb una substància àcida o una d’alcalina.
Comprovar l’acidesa o l’alcalinitat de diversos líquids amb l’objectiu d’introduir aquests nous conceptes i poder-los treballar amb més profunditat a la següent pràctica.
MATERIAL  2 tubs d’assaig  2 vasos de precipitats de 100ml  Vinagre  Amoníac  Taronja de metil PROCEDIMENT  Posem uns 10ml d’amoníac a un tub d’assaig i uns 10ml de vinagre a un altre.
 Tot seguit, afegim unes 2-3 gotes de taronja de metil (l’indicador) a cada tub, barrejarho i observar el color resultant en cada cas.
RESULTATS En el tub on hem posat l’amoníac, inicialment incolor, l’indicador ha canviat a un color groc ataronjat, mentre que el que conté vinagre de color àmbar inicialment ha canviat a un vermell.
L’indicador mostra el resultat adquirint un color diferent en l’amoníac respecte del vinagre, pel que podem comprovar que el vinagre és àcid i que l’amoníac és alcalí.
CONCLUSIÓ Amb l’experimentació d’aquesta pràctica hem pogut aclarir i entendre la funció i la forma d’actuar d’un indicador. La conclusió que n’hem extret és que no hem de cometre l’error de pensar que l’indicador canvia el color de les substàncies sinó que, pel contrari, la substància pot fer que aquest canviï la seva aparença depenent del pH que tingui.
Per tant, un indicador té un color diferent segons amb quin pH es barregi, mostrant un color si es dissol dins d’una substància àcida i un altre si es tracta d’una substància alcalina. Per una altra banda, també hem pogut comprendre que un indicador no ha de canviar de color necessàriament, és a dir, pot ser que el mateix indicador canviï de color en una dissolució àcida però que mantingui el seu color inicial en una d’alcalina, o viceversa. Però tot i així, continua fent la seva funció en diferenciar de quin tipus de substància es tracta.
Amb la comprensió d’aquest concepte ens adonem de la importància que té entendre realment de quina manera actuen els processos químics, per així, no donar pas a equivocacions en els resultats d’alguns experiments i en la formulació d’hipòtesis.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat SEGONA PART: INDICADORS D’ACIDESA EXTRETS DE LES FLORS OBJECTIUS  Comprovar si el pigment present a una flor pot actuar com a indicador d’acidesa. En aquest cas, dissenyarem un procediment per a realitzar la pràctica i observar-ne el resultat.
MATERIAL     2 vasos de precipitats de 100ml Vinagre Amoníac Flors d’arbre de Júpiter     Aigua Morter Colador Càpsula de porcellana DISSENY EXPERIMENTAL Aboquem uns 20ml de vinagre a un vas de precipitats i uns 20ml d’amoníac a una altre.
Posem flors d’arbre de Júpiter a un morter i triturar-les fins a obtenir-ne una massa pastosa.
3. Afegim una petita quantitat d’aigua a la massa pastosa per extreure’n el suc i colar-lo posteriorment.
4. Posem unes 2-3 gotes del suc extret a dins de cada dissolució, barrejar-ho i observar el resultat.
1.
2.
RESULTATS El color àmbar inicial del vinagre ha canviat a un color vermell (a la dreta de la imatge), mentre que l’amoníac incolor inicialment ha canviat a un color marró verdós fosc (a l’esquerra).
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat CONCLUSIÓ Amb els resultats que hem obtingut d’aquest experiment hem pogut determinar que els pigments d’algunes plantes també poden actuar com a indicadors d’acidesa, i per tant, que hi ha diversos tipus d’indicadors d’origen vegetal a part dels químics i dels electrònics.
Per tant, hem après que les flors poden tenir un ús dins del món de la química a part de ser un objecte generalment de decoració i ens fa reflexionar sobre els diversos usos que poden oferir el conjunt de les plantes i els beneficis que poden aportar aquestes en diferents àmbits.
EFECTE DE L’ACIDESA SOBRE ELS ORGANISMES MARINS.
INTRODUCCIÓ A LES REACCIONS QUÍMIQUES INFORMACIÓ Una reacció química es produeix quan dues o més substàncies –anomenades reactiusreaccionen i es converteixen en una altra substància, aquesta és designada com a producte.
L’acidificació és el nom que rep el progressiu descens del pH dels oceans de la Terra. El pH, com ja sabem, és una manera de mesurar l’acidesa o l’alcalinitat d’una dissolució.
Àcid 7 Alcalí pH Neutre Com podem veure a l’esquema anterior i com ja hem explicat a la pràctica anterior, quant més alt és el nivell de pH més alcalí és el líquid que analitzem, mentre que si el nivell de pH és inferior a 7 (que és el punt on es considera el líquid neutre) la substància es considera àcida.
Així doncs, un dels problemes actuals de l’aigua dels oceans és que aquesta cada vegada presenta un nivell més baix de pH, per la qual cosa diem que aquesta s’està acidificant. Aquesta acidificació és produïda per la dissolució del CO₂.
Un cop aclarit això, aprofitarem l’experiència per estudiar una reacció química que ens permetrà acidificar l’aigua per tal de poder comprovar quins efectes té aquest fet sobre els la fauna marina.
OBJECTIUS  Produir i identificar una reacció química després d’haver observat les característiques de les substàncies que hi intervenen.
  Estudiar de manera pràctica el procés d’acidificació de l’aigua en dissoldre CO₂.
Estudiar les conseqüències de l’acidificació en els organismes marins, especialment les conquilles.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat MATERIAL      2 gots Bicarbonat de sodi Vinagre Guant de làtex Proveta  Blau de bromotimol (indicador que ens assenyalarà si l’aigua s’acidifica amb el CO₂)  2 Vasos de precipitats  Conquilla  Aigua INFORMACIÓ EXPERIMENTAL  El blau de bromotimol és un indicador que ens mostrarà si la substància que analitzem és alcalina o àcida. Els colors que han d’aparèixer són: groc si la substància és àcida, i blau si és alcalina.
 Utilitzarem vinagre al final de l’experiència per simular un cas extrem d’acidificació de l’aigua i així poder fer l’experiència en un període de temps més curt.
PROCEDIMENT 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Observar les característiques del vinagre i del bicarbonat de sodi Posem a un vas de precipitats 25ml de vinagre Introduïm en guant de làtex dues cullerades de bicarbonat de sodi Encaixem el guant de làtex al vas i aboquem el bicarbonat dins el vas amb vinagre.
Observem què passa i ho interpretem tenint en compte les propietats de les substàncies que intervenen en el procés Posem aigua de l’aixeta a un altre vas de precipitats Afegim dues (o tres) gotes de blau de bromotimol Posem el guant de làtex enganxat al vas de precipitats on hi ha l’aigua amb el blau de bromotimol i mesclem la substància amb el gas creat anteriorment (que es troba al guant).
Estudiem i analitzem el resultat Posem vinagre a un got amb la conquilla Observem la reacció Esperem una setmana amb la conquilla submergida en vinagre Observem, estudiem i reflexionem sobre el resultat final.
RESULTAT 1. El vinagre és una substància líquida amb un color ataronjat i d’una acidesa elevada en quant al gust. El bicarbonat és una substància sòlida, soluble en aigua i cristal·lina; el seu color és blanc i té un pH pràcticament neutre, per tant, és una substància base i no àcida.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat 2. Com podem veure a la imatge següent, mesclant aquestes dues substàncies s’ha format un gas: CO₂.
3. Quan posem l’indicador a l’aigua de l’aixeta canvia a un color blavós perquè aquesta no és completament neutre. En barrejar l’aigua amb el CO₂, veiem com aquest canvia de color a un verd grogós, la qual cosa s’interpreta com que el CO₂ acidifica l’aigua.
4. En posar la conquilla al vinagre (que simbolitzaria un cas extrem d’acidificació de l’aigua) veiem que surten bombolles a la superfície d’aquest organisme marí, fet que demostra que el contacte amb una substància molt àcida produeix una reacció química que finalment origina un gas no identificat.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat CONCLUSIONS Aquesta experiència ens ha permès entendre què és una reacció química mentre que estudiàvem un nou problema mediambiental. En aquest cas, hem treballat l’acidificació de l’aigua dels oceans i les seves conseqüències.
Tot i que aquesta experiència s’ha dut a terme representant una situació totalment extrema (el líquid que representava l’aigua tenia un nivell molt baix de pH, per la qual cosa era molt àcid), ens ha demostrat que té terribles conseqüències en la closca de les conquilles, ja que aquestes han acabat per desfent-se. Per tant, tot i que l’aigua és improbable que arribi a un nivell tan alt d’acidesa, ens ha demostrat que aquest impacte mediambiental produït per les grans emissions de CO₂ pot tenir terribles conseqüències sobre la fauna marina: Com ja sabem, el nostre planeta presenta nombroses interconnexions entre tots els éssers vius i entre aquests i el medi, la qual cosa fa que qualsevol acció pugui tenir conseqüències sobre els altres sistemes i que qualsevol desequilibri en un esglaó d’un cicle pugui afectar tot l’ecosistema.
Així doncs, tot i que a simple vista sembli només una conseqüència a nivell de les conquilles, cal reflexionar més sobre això, ja que ara aquests animals són més vulnerables i, per tant, tenen més possibilitats de desaparèixer.
Aquesta desaparició, doncs, pot tenir efectes sobre tots els altres animals marins que s’alimenten d’elles i, com a conseqüència, es podria veure afectada tota la fauna marina i, indirectament, els animals terrestres.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat ELS TREBALLS PRÀCTICS COM A INVESTIGACIONS.
EVAPORACIÓ INTRODUCCIÓ L’evaporació és una reacció química amb la qual ens trobem a diari i que hem normalitzat, sense anar més enllà en la comprensió de les condicions que calen perquè es produeixi ni quins factors hi influeixen.
Amb la pràctica següent estudiarem les condicions que necessita un líquid per a dur a terme el canvi d’estat de líquid a gas, és a dir, l’evaporació. Aquest experiment el podem enllaçar amb la pràctica anterior (Canvi d’estat. La fusió del el als pols), on vam explicar quin és el punt de fusió del gel. Per tant, com ja sabem, la temperatura hi influeix directament, ja que condiciona la velocitat a la que es produeix l’evaporació, però amb la pràctica següent comprovarem algunes de les variables que puguin afavorir-la o no.
OBJECTIUS   Aprendre a crear un protocol per realitzar un experiment i poder donar les respostes a una qüestió concreta.
Per ajudar-nos, se’ns facilita una pauta a seguir per crear l’experiència que consta de les fases que descrivim en els apartats següents.
DETECCIÓ D’UN PROBLEMA El problema és el plantejament d’una pregunta en principi sense resposta que els alumnes hem d’entendre i interioritzar perquè el treball suposi un aprenentatge real i eficaç. Així, podem atorgar-li un significat essent conscients dels motius pels quals seguim un procediment determinat i corregir els errors que puguem cometre.
 Pregunta: De què depèn la velocitat amb la qual s’evapora un líquid? FORMULACIÓ D’HIPÒTESIS Les hipòtesis són les possibles explicacions que podem donar a la pregunta. Aquestes ens ajuden a relacionar els coneixements previs que ja tenim amb la nova informació que se’ns transmet. A vegades pot ser difícil formular hipòtesis, però en el cas que no se’n pugui citar cap ens haurem de qüestionar si la pregunta no està ben plantejada o si potser no hem adquirit els coneixements necessaris per afrontar-la.
Les hipòtesis que formulem són que la velocitat amb la que es produeix l’evaporació depèn de:  La temperatura inicial del líquid  La temperatura a la que es sotmet el líquid  La temperatura de l’ambient  La densitat del líquid  El tipus de líquid  El material del recipient  La ventilació  La humitat de l’ambient  Si el líquid es troba en un recipient obert o tancat Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat  La quantitat de líquid que tinguem al recipient no influeix en la velocitat de l’evaporació.
DISSENY EXPERIMENTAL Fem una deducció a partir de la qual creem un disseny detallat del procediment que durem a terme en base als resultats que creiem que obtindrem i partint de les hipòtesis que hem formulat.
Per crear el disseny, en primer lloc hem de fer un control de variables tenint en compte les diferents variables que haguem trobat, triar-ne una de concreta i analitzar-la individualment en cada estudi per obtenir resultats fiables. També hem de concretar tots els materials que utilitzarem, les mesures, el temps de durada de l’experiment, etc.
Realitzarem la pràctica en petits grups i cada grup farà el disseny experimental basant-se en 3 variables diferents i haurà estudiar-les: la primera és la variable de la temperatura a la que es sotmet el líquid i la analitzarem tots els grups, i les altres dues les podem triar nosaltres mateixos.
En el cas del nostre grup amb la segona variable observarem com s’evapora el mateix líquid en un recipient tancat i en un altre d’obert, i amb la tercera de quina manera ho fan dos tipus de líquids en recipients iguals. La durada de l’experiment serà d’una setmana, després de la qual anotarem els resultats per elaborar una conclusió. Hem de ser conscients de les mesures de seguretat que hem de prendre i tenir cura amb l’eliminació dels residus seguint el protocol que ens marca el mestre.
MATERIAL     4 vasos de precipitats de 250ml Proveta Termòmetre Alcohol de 96 C 0  Aigua  Forn/escalfador elèctric  2 pots de plàstic de 100ml amb taps de rosca REALITZACIÓ DE L’EXPERIÈNCIA  Variant 1: temperatura a la que es sotmet el mateix líquid.
a) Posar 150ml d’aigua en un vas de precipitats a temperatura ambient que està al voltant dels 20 C.
b) Posar150ml d’aigua en un vas de precipitats dins d’una estufa a uns 50-55 C.
0 0  Variant 2: recipient obert o tancat en el que es posa el mateix líquid a temperatura ambient de 20 C Posar 150 ml d’aigua en un pot de plàstic de rosca obert.
Posar 150 ml d’aigua en un pot de plàstic de rosca tancat.
0  Variant 3: tipus diferents de líquid a temperatura ambient de 20 C.
a) Posar 75 ml d’aigua en un vas de preicipitats.
b) Posar 75 ml d’alcohol en un vas de precipitats.
0 Deixar passar una setmana i després anotar els resultats que trobem en cada cas i analitzar-los.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat ANÀLISI DE RESULTATS  Variant 1: a) Trobem 102ml d’aigua en el vas col·locat a temperatura ambient, per tant s’han evaporat 48ml.
b) Tota l’aigua que hi havia al recipient de dins del forn s’ha evaporat completament.
Com haviem deduit, la temperatura accelera notablement la velocitat a la que s’evapora el líquid. Això és degut a que quan més elevada és la temperatura a la que s’exposa l’aigua. augmenta la velocitat de la reacció, tal com vam poder comprovar amb la pràctica de canvi d’estat, la fusió del gel.
 Variant 2: a) Trobem que al recipient obert hi queden 60ml d’aigua dels 150 que hi haviem posat.
b) En el recipient tancat hi queden 90ml dels 150ml inicials.
En contra del que haviem pensat l’aigua del recipient tancat també s’ha evaporat, tot i que ho ha fet a menor velocitat que l’aigua del recipient obert. Creiem que això és degut a que el vapor de l’aigua s’ha filtrat a través de la rosca del pot.
 Variant 3: a) En el vas on hi havia 75ml aigua ha quedat la quantitat de 48ml.
b) En el vas que contenia els 75ml d’alcohol només n’ha quedat 28.
En aquest cas, tal com creiem, l’alcohol s’ha evaporat més ràpidament que l’aigua, pel que podem afirmar que el tipus de líquid també influeix en la velocitat de la seva evaporació. L’alcohol té el punt de fusió en que es produeix l’ebullició en 78’4 C, que és més baix que els 100 C que necessita l’aigua. Aquest fet pot explicar que l’evaporació també es produeixi més ràpidament en l’alcohol, ja que exposats a la mateixa temperatura ambiental aquest podria començar a evaporar-se abans mentre que l’aigua començaria a fer-ho més tard i conseqüentment més lentament.
0 0 CONCLUSIONS La finalitat d’aquest exercici, a part del purament experimental, és que els alumnes mateixos tinguin la capacitat de crear un protocol per estudiar un fet concret o respondre una pregunta específica. D’aquesta manera assegurem la comprensió de l’activitat, ja que és necessari que els estudiants assoleixin un rol més actiu i participatiu en l’elaboració i la realització de la pràctica.
Gràcies a això, doncs, aquests aprenen realment el seu contingut sense fer l’activitat de forma rutinària i superficial, i sense aprofundir en la temàtica.
El que hem après d’aquesta pràctica, a trets generals, és que perquè es produeixi una reacció química s’han de donar una sèrie de condicions i que unes l’afavoreixen més que d’altres. Amb aquest exercici en concret, però, podem dir que perquè es dugui a terme l’evaporació de l’aigua els factors més influents són la temperatura i la ventilació, però que en el cas de l’alcohol la seva pròpia composició química fa que la reacció es produeixi amb més rapidesa.
És per això que quan es dóna el fenomen en la vida quotidiana, com quan estenem la roba, deixem els plats per eixugar, freguem el terra, etc. es produeix més ràpid uns dies que d’altres.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat MICROORGANISMES I FLORIDURES INFORMACIÓ La teoria de la generació espontània és una antiga teoria que afirma que la vida sorgeix de manera espontània quan es troben les propietats adequades per a la seva aparició. Aquesta creença va ser descrita en un primer moment per Aristòtil, que afirmà que les mosques sortien de la carn. Un altre exemple és la teoria de Jan Baptista Van Helmont: el seu estudi va concloure que les rates necessitaven blat i roba bruta de dona per reproduir-se, ja que vint-i-un dies després d’iniciar l’experiment aquestes van aparèixer.
Al segle XVII, Francesco Redi va posar en dubte la generació espontània i va dur a terme el següent experiment: Com podem veure a la imatge, Redi va introduir dos talls de carn a dos pots diferents: un tancat hermèticament i l’altra el va deixar destapat. A mesura que anava passant el temps, aquest científic va adonar-se que les larves i les mosques només apareixien al pot obert, fins que va observar que en realitat, les mosques que entraven al pot ponien els seus ous en la carn i d’aquests naixien les larves. Al pot tancat no hi havia larves perquè les mosques simplement no havien pogut entrar.
Amb aquesta experiència es va demostrar que la generació espontània no existia en els insectes ni en la resta d’animals, però en aquell moment es desconeixia l’origen dels bacteris. Per això, a l’època de Pasteur es creia que si un líquid es trobava en les condicions adequades, es creaven bacteris per generació espontània. No obstant això, Pasteur creia que era necessari un bacteri progenitor per poder formar-ne d’altres. Per comprovar-ho, va dissenyar una experiència: Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat Com veiem a la imatge, el metràs amb el coll de cigne no va deixar passar cap microorganisme al seu interior, ja que aquests es quedaven a l’entrada del conducte. No obstant això, quan va trencar el coll, va comprovar que els bacteris acabaven entrant a la sopa. Una vegada més, doncs, es va demostrar que la teoria de la generació espontània no és certa, i que es necessita un progenitor perquè puguin néixer altres organismes.
A partir d’aquesta informació podem verificar que la generació espontània no existeix, per la qual cosa amb la pràctica següent estudiarem què és la floridura i com es reprodueix.
La floridura és un conjunt de fongs, l’estructura dels quals consta de diferents parts:     Esporangis: es troben a la copa del fong i són els embrions on es creen les espores.
Espores: són les cèl·lules, creades pel fong, que serveixen per reproduir-se asexualment.
Hifes: són les branques i les tiges dels fongs.
Miceli: és el conjunt de les hifes.
PREGUNTA Com i perquè es produeix la floridura? OBJECTIUS - Reconèixer les floridures com a un tipus de fong.
- Observar les característiques i les diferents parts de la floridura - Comprendre la necessitat de l’espora per tal que es desenvolupi una nova floridura.
MATERIAL     Lupa binocular Aliment amb floridura Portaobjectes Cobreobjectes     Aigua Comptagotes Càpsula de Petri Microscopi òptic Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat PROCEDIMENT 1. Deixar tossos de pa moll, de tomata, de poma, maduixes,... en una safata col·locada en un lloc que conservi la humitat. Esperar d’una setmana a quinze dies.
2.
3.
4.
5.
5.
6.
Observar la floridura fent ús de la lupa binocular enfocada amb 40 augments Descriure el que veiem: el color, la textura….
Col·locar un trosset molt petit de floridura sobre una placa rectangular ben neta Afegir una gota d’aigua i posar a sobre el vidre quadrat.
Observar-la amb el microscopi òptic Reflexionar sobre el que veiem RESULTAT 1.
Lupa binocular amb 40 augments 2. La floridura sembla un petit brot semblant al de les plantes: són petits filaments que s’uneixen de manera aleatòria formant una textura tova i poc consistent amb una duresa escassa. Té un color verdós i desprèn una olor desagradable.
3. Les parts dels fongs que hem pogut observar a través del microscopi, a 400 augments, són: les espores, que es veuen com a minúsculs grànuls envoltats per una fina membrana, i els esporangis com unes boles cobertes per moltes espores. No hem pogut observar les altres parts del fong.
CONCLUSIÓ Amb aquesta experiència hem pogut veure amb una visió microscòpica com són els fongs i de què estan formats. Una vegada visualitzada la seva composició i després d’haver reflexionat sobre la seva reproducció, cal respondre a la pregunta que hem plantejat a l’inici de la pràctica: com i perquè es produeix la floridura? Com hem vist, els fongs es reprodueixen mitjançant les espores, que són com una llavor. Així doncs, en deixar un aliment sense tapar, és molt probable que aquestes espores siguin transportades per l’aire fins a arribar-hi i convertir-se en fongs. Tot i això, el desenvolupament i la reproducció de les espores es duu a terme si aquestes troben les condicions adequades.
Per tant, posant l’exemple del pa florit que hem observat amb l’experiència podríem dir que les espores d’aquest tipus de fong van ser transportades a través de l’aire fins a entrar a l’aula, anant a parar al pa. Al trobar-hi les condicions necessàries per créixer van començar a Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat desenvolupar-se fins a formar els fongs que també es van continuar reproduint i estenent per la superfície de l’aliment.
Cal afegir que no només podem trobar fongs als aliments, sinó que aquests es poden reproduir en moltes superfícies i substàncies de composicions diferents si es donen les condicions que necessiten per desenvolupar-se i depenent de la espècie de fong de la que es tracti.
Com podem veure, l’aire està en continu moviment tot i que nosaltres no el percebem. Així doncs, a la pràctica següent estudiarem el comportament del moviment dels gasos, de manera que facilitarà l’enteniment de com les espores són transportades per l’aire.
MODEL CORPUSCULAR DE LA MATÈRIA INFORMACIÓ Tota la matèria està formada per partícules atòmiques (corpuscles) que es poden unir per formar estructures concretes mitjançant enllaços. Aquestes estructures tenen un moviment diferent i un comportament concret segons l’estat en que es trobi la matèria en qüestió.
La teoria cinètico-molecular explica de quina forma es mouen les partícules i com realitzen els canvis d’estat:  Sòlids: tenen un moviment de vibració i les partícules que formen la seva estructura es troben molt juntes de forma ordenada en una posició de la qual no es mouen, per tant, sempre es troben a la mateixa distància les unes de les altres.
 Líquids: tenen un moviment rotatiu en què els àtoms es mouen lliscant uns sobre els altres i es desplacen, però també es mantenen units.
 Gasos: en aquest cas les partícules que els formen es troben separades i distribuïdes en l’espai. Per això es mouen lliurement en diferents direccions si no tenen alguna barrera o recipient que els contingui. També poden transportar diferents partícules o microorganismes, com per exemple les espores, tal com vam explicar a l’experiència anterior.
La velocitat a la que vibren o es mouen les partícules atòmiques està directament relacionada amb la temperatura a la que es sotmeten, és a dir, com més alta sigui la temperatura, més moviment tindran. Quan aquestes vibracions arriben a un punt determinat causen els canvis d’estat. Els canvis d’estat modifiquen l’estructura molecular i es produeixen a nivells de temperatura diferents segons l’element del que es tracta i l’estat en que es trobi aquest.
Quan un sòlid es sotmet a una temperatura molt elevada les seves partícules arriben a un nivell de vibració tan alt que aquestes no és poden mantenir en la seva posició fixa i, com a conseqüència, comencen a lliscar les unes per sobre de les altres barrejant-se. Aquest el mecanisme de la fusió; quan un sòlid es fon i es converteix en líquid.
Quan es tracta d’un líquid, l’augment de la temperatura fa que les seves partícules es moguin molt ràpidament. Quan aquestes arriben a una velocitat tan elevada que no els permet mantenir-se unides per les forces d’atracció, es trenquen els enllaços i es separen dispersant-se per l’espai. Aquest és el mecanisme de l’ebullició, en que el líquid bull i es produeix la evaporació canviant a estat gasós.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat En els dos casos els processos de canvi són reversibles. Perquè es duguin a terme cal un descens de la temperatura: amb el gas les partícules es mouen cada vegada més lentament fins que s’uneixen tornant a formar enllaços i comencen a lliscar les unes sobre de les altres, i amb el líquid el descens de la temperatura fa que els àtoms es fixin en una posició produint una vibració.
A partir d’aquesta informació realitzarem tres experiències per observar i entendre amb la teoria cinètico-molecular el comportament de les partícules en diferents estats.
PRIMERA PART: MASSA I VOLUM INFORMACIÓ Introduïm la pràctica amb la pregunta “què passa quan posem sal a l’aigua”, a la que podem donar dues respostes més o menys desenvolupades segons el punt de vista des del que observem el fet.
Per un banda, com a resposta senzilla, expliquem el que veiem a simple vista: veurem que després d’un temps la sal es dissol en l’aigua.
Per altra banda tenim el punt de vista microscòpic en que donem una explicació més profunda del que passa, amb una visió científica: les partícules de la sal separen les de l’aigua i s’hi introdueixen per poder barrejar-s’hi lliscant per sobre d’elles.
OBJECTIUS   Comprovar com influeixen les diferents partícules en la conservació o no de la massa i el volum en fer una mescla de líquids.
Poder donar una explicació al comportament que observem des del punt de vista de la teoria de la cinètica.
MATERIAL  1 proveta de 25ml  1 proveta de 50ml  Aigua  Alcohol  Comptagotes PROCEDIMENT 1. Posar 20ml d’aigua a un proveta i 20ml d’alcohol a l’altre ajudant-nos d’un comptagotes per ser més precisos en la quantitat de líquid que hi posem.
2. Barrejar els dos líquids dins de la proveta de 50ml.
3. Fer una hipòtesis del resultat que creiem que trobarem i després observar el resultat real per veure si coincideix amb el nostre.
HIPÒTESIS Creiem que de la suma dels 20ml de cada líquid n’obtindrem 40ml en total.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat RESULTATS  El resultat és de 38ml.
A simple vista, és a dir, a nivell macroscòpic, sembla que s’han perdut 2ml de líquid. Però per ajudar-nos a entendre el que ha passat fem una simulació del procés amb caniques i sorra per interpretar-ho a nivell microscòpic. Es posa la mateixa quantitat de sorra i de caniques en 2 vasos de precipitats diferents i després es barregen. El que observem és que les petites partícules de sorra han ocupat els espais buits que hi havia entre les caniques, que tenen un tamany més gran.
Per tant, una possible explicació del que ha passat amb la barreja d’aigua i alcohol des del punt de vista de la teoria cinètica, és que una de les dues substàncies té àtoms més petits que l’altra i aquest fet ha provocat que les partícules més petites ocupin l’espai que queda entre les més grosses, barrejant-se i lliscant les unes per sobre de les altres. Així doncs, si peséssim els líquids abans i després de fer la mescla veuríem que el pes és el mateix, pel que la massa no varia però si que ho fa el volum.
CONCLUSIÓ Amb aquesta pràctica ens adonem de la importància d’analitzar i d’entendre els processos de forma microscòpica, ja que només amb el que observem a simple vista no sempre podem extreure’n resultats i conclusions correctes.
SEGONA PART: DIFUSIÓ DE LÍQUIDS OBJECTIUS  Observar la difusió d’un líquid en abocar-lo sobre un altre líquid i interpretar el resultat des de la teoria cinètica.
MATERIAL  2 vasos de precipitats de 250ml  aigua freda i aigua d’aixeta  blau de metilè  fogonet elèctric PROCEDIMENT Posar 150ml d’aigua de l’aixeta a un vas de precipitats i col·locar-lo al fogonet al número 3.
2. Posar 150ml d’aigua freda a un altre vas de precipitats.
3. Afegir unes 3-4 gotes de blau de metilè a cada recipient i deixar que es dissolgui sense remenar.
4. Fer una hipòtesis del que pot passar i després observar com es barreja la dissolució en cada cas.
1.
HIPÒTESIS Creiem que el blau de metilè es dissoldrà més ràpid en l’aigua calenta que en l’aigua freda. En la freda hi quedarà el blau de metilè més concentrat a la zona on hem posat les gotes perquè no remenem la mescla, mentre que en la calenta es dissoldrà ràpidament i de forma homogènia.
A nivell microscòpic les partícules de blau de metilè es mouen més ràpidament lliscant per sobre de les partícules d’aigua calenta gràcies a que la temperatura és més elevada. Les partícules que posem amb l’aigua freda tenen molt poc moviment i no es barregen bé, per tant el procés de difusió es produirà més lentament.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat RESULTATS Confirmem les nostres hipòtesis amb els resultats que observem.
CONCLUSIÓ Hem pogut comprovar que la temperatura influeix directament en la rapidesa amb la que els àtoms de dues substàncies es barregen.
TERCERA PART: DILATACIÓ D’UN GAS Variables que intervenen en el comportament d’un gas:     Massa: és la quantitat de gas Volum: és l’espai que ocupa el gas Temperatura Pressió: és la força que fa un gas repartida sobre la superfície sobre la qual actua. És la conseqüència del nombre de xocs per unitat de temps que fan les partícules del gas sobre la superfície de les parets que les contenen.
1. Quan es comprimeix un gas el seu volum disminueix i la pressió que exerceix augmenta.
2. Quan s’escalfa un gas s’obtenen resultats diferents depenent de si aquest es posa en un recipient rígid o un de flexible. Amb un recipient rígid la pressió augmenta fins al punt de poder provocar una explosió.
 Amb aquest apartat dissenyarem un procediment per observar com actua el gas dins d’un recipient flexible.
OBJECTIUS  Estudiar i interpretar la dilatació d’un gas des del punt de vista cinètico-molecular.
MATERIAL  Erlenmeyer  Globus  Fogonet elèctric DISSENY EXPERIMENTAL 1.
2.
Encaixem el globus a la boca del tub d’erlenmeyer.
Posem l’erlenmeyer al fogonet al número 4 i observem què passa.
RESULTATS 1.
Observem que el globus s’infla progressivament fins que s’atura la seva expansió. Quan traiem l’erlenmeyer del fogonet el globus es desinfla.
2.
Degut a l’escalfor que emet el fogonet, l’oxigen que hi ha a dins de l’erlenmeyer comença a moure’s amb més velocitat, provocant més xocs per unitat de temps sobre les parets del recipient i també sobre les del globus, fent que aquests s’infli. Per tant, determinem que el volum del gas ha augmentat juntament amb la seva pressió. Per això quan traiem l’erlenmeyer de la font de calor la velocitat de moviment de les partícules disminueix fent que la pressió i el volum tornin a baixar fent que el globus es desinfli.
Estudis de Mestre/a. Facultat d’Educació i Psicologia. UdG Ciències Naturals i Sostenibilitat CONCLUSIONS Hem comprovat que el moviment del gas varia amb la temperatura i entenem la importància que té aquesta en el seu comportament, ja que quan augmenta afavoreix la seva expansió. Cal recalcar la importància d’allunyar els recipients que continguin un gas al seu interior de les fonts de calor perquè, com hem explicat, la pressió que s’hi acumula pot causar una explosió i causar greus danys a les persones que es trobin al voltant.
...