Teresa Pigrau. Neus Sanmartí.
Idees per construir
Les idees bàsiques per treballar. Les idees habituals de l'alumnat per revisar
Els materials poden estar formats per un sol tipus de substància o per vàries.
Els materials poden estar formats per un sol tipus de substàncies o per vàries. Una substància és tota porció de matèria que comparteix determinades propietats característiques. Normalment l’anomenem “pura” per distingir-la de les mescles. Una substància pura pot ser un element (oxigen, hidrogen, carboni…), o un compost (aigua – H2O -, diòxid de carboni -CO2-…), segons estigui formada per un sol tipus d’àtoms o diversos. Els elements es diferencien entre els metalls (que tenen propietats específiques, com és la de conduir el corrent elèctric), i els no-metalls.
Les mescles poden ser homogènies i heterogènies
Una solució (o dissolució) és un tipus de mescla homogènia. No es diferencien els materials que la formen, i quan no és sòlida, és sempre transparent encara que sigui acolorida. En canvi, una mescla heterogènia, que pot ser un col·loide o una suspensió, emulsió..., és opaca i no possibilita veure objectes a través d’ella.
Un col·loide està format per partícules disperses que no es perceben però que són més grans que les que formen una dissolució. Exemples de col·loides: llet, gelatina, mantega, detergents i xampús, molts aerosols… En canvi, en una suspensió, per exemple de farina i aigua, les partícules disperses són més grans i precipiten.
L’aire és una solució de gasos i és transparent, mentre que la boira és un col·loide format per aire i gotes molt petites d’aigua i no és transparent. Tampoc ho és la mescla d’aigua i farina. En el cas dels sòlids metàl·lics, les solucions s’anomenen aliatges (bronze, acer inoxidable…).
El grau de dificultat en la construcció d’aquests conceptes ve donat en part per les accions a fer per obtenir-los.
Les accions per construir aquests conceptes es relacionen amb el mètodes o tècniques de separació o d’agregació. Els dos tipus d’accions associats als conceptes –separar i ajuntar- són necessaris per aprendre’ls. Per exemple, barregem substàncies i es formen mescles, o bé tenim mescles i filtrem, decantem, destil·lem, fem una cromatografia, atraiem amb un imant… i obtenim substàncies pures.
El grau de dificultat en la construcció d’aquests conceptes ve donat en part per les accions a fer per obtenir-los. Els nivells representats en el gràfic següent també ens donen un criteri per seqüenciar el seu aprenentatge. En un primer estadi es poden classificar els materials en homogenis i heterogenis només observant a ull nu. En un segon, cal efectuar canvis de tipus físic (si les interaccions entre les substàncies que el formen són febles) com, per exemple, filtrar, decantar, destil·lar, fer una cromatografia…, i un de posterior (més complex) calen canvis químics (interaccions fortes) com, per exemple, escalfant fortament o fent una electròlisi.
A l’alumnat els costa diferenciar entre una solució i un compost, perquè en els dos casos s’observa com si fos una sola substància, quan un és una mescla i l’altre una substància pura. Les diferències bàsiques són que en el cas de les solucions, les substàncies que les formen interaccionen de forma feble i es poden barrejar en diferents proporcions, mentre que en un compost els elements que el formen interaccionen de manera forta i la composició és constant. Així, per fer una dissolució d’aigua i sucre podem barrejar les dues substàncies en diferents proporcions. En canvi, la relació entre la quantitat d’hidrogen i d’oxigen a l’aigua (H2O) sempre és la mateixa.