Totes les preguntes dels quatre exercicis tenen la mateixa puntuació: 1 punt (excepte la 3.2, que val 2 punts, i la 3.6, que val 4 punts). Puntuació total: 24 punts.

Teniu una hora i mitja per fer la prova.

Exercici 1. L’aigua és el millor dissolvent per als compostos iònics que existeix a la natura. La solubilitat és una propietat que s’incrementa en augmentar la temperatura. La solubilitat en aigua del clorur de sodi (sal de cuina) a 20 ºC és de 350 g/L i per a altres compostos iònics com el nitrat de plata (AgNO₃) la solubilitat a 20ºC és de 2.220 g/L. Aquesta propietat fa que sigui possible la vida tal com la coneixem: l’elevada concentració de sals a les mars, la fàcil transmissió dels compostos iònics a través dels fluids biològics com l’orina, o la sang, la distribució dels elements necessaris per al creixement dels vegetals, etc.

Pregunta 1.1. Indica, justificant-ho, si el mateix volum d’aigua podrà dissoldre més nitrat de plata o de clorur de sodi.

_____________________________________________________________________________

Pregunta 1.2. Una persona té un tros de sal de la mida d’una capsa de mistos i el vol dissoldre en aigua. Quina seria la forma més ràpida de fer-ho?

          a)  Introduir el tros de sal en aigua calenta

          b) Rompre el tros de sal i introduir-lo en aigua salada

          c) Rompre el tros de sal, introduir-lo en aigua freda i agitar

          d) Rompre el tros de sal, introduir-lo en aigua calenta i agitar

Pregunta 1.3. N’Albert va fer un experiment per investigar l’efecte de la temperatura sobre la solubilitat del sucre en aigua, mesurant la quantitat de sucre que es pot dissoldre en un litre d’aigua a diferents temperatures. Encercla el gràfic que més probablement mostri els resultats de l’experiment de n’Albert.

Pregunta 1.4. La calor específica es defineix com la quantitat de calor necessària per elevar la temperatura d’un gram d’un compost un grau centígrad, sense canviar d’estat. La calor específica de l’aigua es pren com a valor de referència, assignant-li el valor d’1,00 cal/g, sent aquest valor un dels majors de tots els líquids: amoníac: 0,39 cal/g; benzè: 0,41 cal/g; alcohol etílic (o esperit): 0,58 cal/g. Aquesta propietat li confereix la característica de ser un dels millors líquids refrigerants ja que pot absorbir grans quantitats d’energia calorífica sense canviar en excés la seva temperatura. D’acord amb l’indicat anteriorment, es podria també usar com a refrigerant en qualsevol condició?

_____________________________________________________________________________

Pregunta 1.5. El gel es fon i passa a estat líquid quan se supera la temperatura de fusió de l’aigua. Dels següents glaçons, quin d’ells tardarà més en fondre’s? Encercla la resposta correcta. Sabries explicar per què?

a    a)  (a)                    b) (b)                c) (c)                 d) Tots iguals

 

_____________________________________________________________________________

Pregunta 1.6. En moltes ocasions la paraula “química” comporta connotacions pejoratives. Recentment al diari la Rioja es publicà, amb motiu de la normativa que obliga als restaurants a servir agua als seus clients, que “la qualitat de l’aigua de l’aixeta no és comparable amb la mineral natural, lliure de productes químics”. Evidentment, una aigua lliure de productes químics no és possible. Indica els productes químics de l’aigua de l’aixeta:

 

      a)  Aigua               b) Aigua i sals    c) Aigua i metalls           d) Aigua, sals i metalls

 

Exercici 2. L’àtom és la partícula més petita d’un element químic i està format per un nucli al voltant del qual es mouen els electrons. El nombre d’electrons depèn de l’àtom considerat, per exemple 1 electró a l’hidrogen o 26 en el cas del ferro. A partir de la introducció de la mecànica quàntica, a la dècada de 1920, sabem que l’electró no gira en voltant del nucli. L’electró no segueix una trajectòria definida, sinó que es troba a una regió al voltant del nucli denominada nigul electrònic. Aquest nigul electrònic no té una dimensió ben definida i, per aquest motiu, per determinar la dimensió d’un àtom s’utilitzen diverses definicions de radi. Una d’elles és la que considera a l’àtom com una esfera de radi igual a la meitat de la distància entre els nuclis de dos àtoms adjacents. Per al ferro aquest radi és de 156 picometres (10¹² picometres = 1 metre)

.Pregunta 2.1. En funció de la informació anterior, quin tindrà un major radi atòmic el ferro o l’hidrogen i per quin motiu?

_____________________________________________________________________________

Pregunta 2.2. Indica, sense fer cap operació matemàtica, com determinaries el nombre d’àtoms de ferro presents en un lingot de dimensions (en centímetres) 10 x 5 x 1.

__________________________________________________________________________

Pregunta 2.3. Una roda d’un cotxe va passar per damunt d’una llauna i l’aixafà completament. Quina afirmació és vertadera respecte dels àtoms de l’estructura de la llauna?

       a)  Els àtoms es romperen

        b) Els àtoms s’aplanaren

       c)  Els àtoms es quedaren igual

       d) Els àtoms es convertiren en altres àtoms

 

Pregunta 2.4. L’Adamantium és un aliatge indestructible de diversos metalls que es menciona a universos fantàstics com Marvel o Los caballeros del Zodíaco. La veritat és que aparegué per primera vegada al número 66 de Los Vengadores el 1969. L’estructura molecular d’aquest mineral fa que únicament sigui modelable (és a dir, se li pugui donar forma) durant els primers vuit minuts sempre que es mantingui a una temperatura superior a 816 ºC. El personatge més conegut de l’Univers Marvel que empra Adamantium és Lobezno, però també Ultrón, Bullseye o Gámbito.

Sabent que les temperatures de fusió i ebullició del ferro, del mercuri i del potassi són les indicades a la següent taula, indica si en el límit de la temperatura de modelat de l’Adamantium, el ferro, el mercuri i el potassi són modelables.

 a)       Ferro (sí/no)  

 b)      Mercuri (sí/no) 

 c)  Potassi (sí/no)

	Temp. fusió (ºC)	Temp. ebullició (ºC)
Ferro	1.536	3.000
Mercuri	-39	357
Potassi	63	1032

 Pregunta 2.5. No es coneix la densitat de l’Adamantium, però podria ser similar a la de l’acer inoxidable que és de 8000 kg/m³. La densitat depèn de l’estat d’agregació de la matèria i, en general, els sòlids són més densos que els líquids i aquests més densos que els gasos. Coneixes algun compost que no compleixi aquesta norma general?

__________________________________

 Exercici 3. El nostre món està envoltat de reaccions químiques que es produeixen i que ens permeten desenvolupar la nostra vida quotidiana.

Pregunta 3.1. El foc es genera a causa d’una reacció de combustió que en moltes ocasions està controlada pels humans però que en altres ocasions pot derivar en incendis. Per apagar un petit o incipient incendi en ocasions es pot posar damunt del foc una flassada pesada, per quin motiu?

a)       Perquè baixa la temperatura

b)      Perquè redueix les flames

c)       Perquè absorbeix la substància que crema

d)      Perquè impedeix que l’oxigen arribi al foc

Pregunta 3.2. A mitja tarda has decidit menjar una poma. Vas al frigorífic i talles la poma en dues parts, et menges una d’elles i decideixes que l’altra te la menjaràs demà i la deixes en un recipient sobre la taula de la cuina. Al matí següent, la poma ha adquirit un color marronós.

a) Podries indicar què li ha passat a la poma? 

_____________________________________________________________________________

b)  Indica tres mètodes per prevenir o retardar que la poma adquireixi aquest color i per tant la puguis menjar al dia següent.

_____________________________________________________________________________

Pregunta 3.3. En una botella es col·loquen 200 mL de vinagre i es disposa un globus a la seva obertura amb sal de fruites (producte en pols efervescent utilitzat per alleugerar l’acidesa i la mala digestió i que conté com a principi actiu el bicarbonat de sodi). En introduir la sal de fruites a l’interior de la botella, el globus s’infla tal com s’indica a la figura.

Indica quin dels següents compostos s’ha generat i què provoca que el globus s’infli

a)       Monòxid de carboni      b) Diòxid de carboni                 c) Aigua            d) Amoníac

 

Pregunta 3.4. El compost que s’obté a la pregunta anterior és el mateix que s’obté als foguerons els dies de Sant Antoni i de San Sebastià, i també a les plantes de cogeneració d’energia i a les centrals elèctriques. Una persona afirma que encara que sigui el mateix compost, com en un cas és natural i a l’altre artificial, les propietats d’aquest compost no són exactament les mateixes. Estàs d’acord amb el que indica aquesta persona?

 

Pregunta 3.5. Com s’ha indicat anteriorment, el component fonamental de la sal de fruites és el bicarbonat de sodi. En moltes ocasions la nomenclatura complexa química té unes connotacions negatives i això és aprofitat. Un exemple, és que 200 grams de bicarbonat de sodi tenen un preu d’1,49 euros i 150 grams de sal de fruites d’una coneguda marca tenen un preu de 7,82 euros. Quin dels dos productes és més car? Quantes vegades és més car per la mateixa quantitat?

 

Sal de fruites

100 g sal (1,49/200 g) =

100 bi (7,82/150g) =

 

Pregunta 3.6. L'efecte hivernacle es coneix com un procés que es dona a la Terra i és degut a la incidència de la llum solar sobre la superfície terrestre i a la presència a l'atmosfera de gasos com el diòxid de carboni, el metà i el vapor d'aigua. Aquest efecte està relacionat amb el canvi climàtic que s'està desenvolupant de manera molt precipitada als últims anys. Indica si són vertaderes o falses les següents sentències:

 

- L'objectiu en el futur és eliminar l'efecte hivernacle i així reduir els efectes del canvi climàtic.

- Per aconseguir eliminar els efectes del canvi climàtic cal aconseguir que la concentració de diòxid de carboni (CO₂) a l'atmosfera sigui zero.

- L’origen del canvi climàtic no és l’increment de diòxid de carboni (CO₂), sinó l’increment de metà (CH₄) d’origen ramader.

- L’efecte hivernacle és un procés natural sense el qual la temperatura mitja de la Terra seria de -18ºC i impediria que hi visquéssim.

 

Exercici 4. Habitualment a un laboratori es disposa de dues fonts de calor: una manta calefactora elèctrica i un encenedor. Paula plantejà una investigació per saber quina de les dues encalenteix més ràpidament l’aigua. Paula posà en dos vasos de precipitats iguals un volum de 200 mL d’aigua i registrà la temperatura inicial de l’aigua a cada un d’ells.

Pregunta 4.1. On hauria d’ubicar el termòmetre Paula per a llegir amb exactitud la temperatura durant la investigació? Encercla la resposta correcta.

 

 

Pregunta 4.2. Després, Paula posà un vas de precipitats sobre la manta calefactora elèctrica i l’altre sobre un encenedor i registrà durant deu minuts, cada dos minuts, la temperatura de l’aigua i obtenint els resultats indicats a la figura. Quina font encalentí més ràpidament l’aigua?

 

 

 

Pregunta 4.3. Durant l’encalentiment d’una dissolució en un laboratori s’utilitza una vareta de vidre. Aquest procés de remoure a mesura que s’encalenteix també és molt habitual a la cuina i en moltes ocasions s’utilitza una cullera de metall o bé una de fusta. Després de remoure uns minuts, la cullera de metall està més calenta que la de fusta. Com pot justificar-se aquest fet experimental?

 

a)       El metall està sempre més calent que la fusta

b)      El metall condueix la calor millor que la fusta

c)       El metall condueix l’electricitat millor que la fusta

d)      El metall encalenteix l’aigua millor que la fusta