LICEO SCIENTIFICO STATALE Filippo Lussana Bergamo

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1 LICEO SCIENTIFICO STATALE Filippo Lussana Bergamo PROGRAMMA DI SCIENZE EFFETTIVAMENTE SVOLTO a.s Classe 1F Base Testi in adozione : Scienze della Terra "OSSERVARE E CAPIRE LA TERRA " Autori : Palmieri e Parotto Ed. ZANICHELLI; Chimica "LE SOLUZIONI DELLA CHIMICA" primo biennio Autore: Celestino Ed. LINX SCIENZE DELLA TERRA Sistema Terra (da appunti) Cosa studiano le Scienze della Terra, il sistema Terra, feedback negativi e positivi. I problemi ambientali. Le risorse naturali ed energetiche Il pianeta Terra (capitolo 14 e da appunti) La nascita della geologia moderna (Hutton, Lyell, attualismo, catastrofismo) Forma e dimensioni della Terra. Interno della Terra: la Terra come pianeta stratificato. Il moto convettivo del mantello. La Terra e i suoi moti (da appunti) prove e conseguenze del moto di rotazione della Terra (alternanza del dì e della notte, schiacciamento polare, diversa velocità di fuga al variare della latitudine, prove di Guglielmini e di Foucault). Il reticolato geografico, meridiani e paralleli, le coordinate geografiche. Il moto di rivoluzione della Terra (orbita, eclittica, percorso apparente del Sole durante l'anno, punto vernale, punto della Bilancia); Leggi di Keplero, equinozi e solstizi, perielio e afelio, linea degli apsidi, le stagioni e durata delle stagioni. La legge di Newton. Le zone astronomiche. Idrosfera (Capitoli 9 e 10) I serbatoi dell'acqua e il ciclo dell'acqua. Le acque sotterranee. La risalita di acqua dal sottosuolo. Le acque sotterranee. Le falde acquifere. I fiumi e il paesaggio fluviale. I laghi e la classificazione dei laghi. I ghiacciai, i principali tipi di ghiacciaio e la struttura dei ghiacciai. Le acque oceaniche, oceani e mari, caratteristiche delle acque oceaniche. Il moto ondoso, le maree, le correnti. Il modellamento del rilievo (Capitolo 15 e da appunti) Agenti esogeni e agenti endogeni, alterazione chimica e degradazione fisica. Il carsismo e paesaggio carsico. La formazione del suolo. La risorsa suolo. Esempi di suolo (laterite, terre rosse, podzol). Le frane ed esempi di frane (video frana del Vajont).

2 CHIMICA (Capitoli: 1, 2, 3 e parte del 4 e da appunti) Gli stati fisici della materia: aeriforme ( differenza tra gas e vapore), liquido, solido.sistemi omogenei ed eterogenei, sostanze pure e miscugli, i miscugli omogenei ( soluzioni: soluto e solvente ) colloidi; metodi di separazione di miscugli omogenei ed eterogenei. Stati di aggregazione e passaggi di stato. Calore latente di fusione ed ebollizione. Curve di riscaldamento e di raffreddamento. Passaggi di stato. Dalle miscele alle sostanze pure. Differenza tra trasformazioni fisiche e trasformazioni chimiche, elementi e composti, tavola periodica degli elementi La legge di Lavoisier, la legge di Proust, la legge di Dalton, modello atomico di Dalton. Scrittura delle formule chimiche, delle reazioni chimiche, bilanciamento, indici e coefficienti. ATTIVITÀ DI LABORATORIO Norme di comportamento in laboratorio e criteri per la stesura di una relazione sulla attività di laboratorio; Tecniche di separazione dei miscugli: distillazione, cromatografia, filtrazione, centrifugazione Curva di riscaldamento: temperatura di ebollizione di acqua, Verifica sperimentale legge di Lavoisier Verifica sperimentale legge di Proust Ciclo dell'acqua Altre attività Approfondimenti con lavoro di gruppo (esecuzione di esercizi di chimica) Visione di filmati su: frana del Vajont, l'interno della Terra, leggi di Keplero, pendolo di Foucault, maree. Lavoro estivo 1) Rivedere ed eventualmente sistemare le relazioni delle attività di laboratorio. 2) Svolgere gli esercizi. 3) Leggere i capitoli indicati e rispondere per iscritto alla domande relative al libro: OLIVER SACHS-ZIO TUNGSTENO-ADELPHI Zio Tungsteno è l'autobiografia di Oliver Sacks, pubblicata per la prima volta nel L autore decide di scrivere questo libro per ripercorrere tutti i ricordi più belli della sua vita ed in particolare volge al passato uno sguardo misto di nostalgia e amore per la sua infanzia da chimico. Oliver Sacks fin dai primi capitoli focalizza l attenzione del lettore sulla sua passione per tutto ciò che aveva a che fare con la chimica. In particolare da bambino era affascinato ed estasiato dalla lucentezza, dal colore e dalle strane proprietà dei metalli, tanto da obbligare i genitori a rispondere a tutte le sue domande. Il momento di svolta avviene quando il piccolo Oliver, per avere informazioni più esaurienti riguardo alle sue curiosità, inizia a frequentare assiduamente lo zio Dave, riconosciuto dal bambino come Zio Tungsteno; egli possedeva una fabbrica di lampadine e il metallo più utilizzato e nel contempo anche il più interessante per Oliver era, appunto, il Tungsteno. Tutta la sua vita era totalmente centrata su questa grande passione; il racconto è scandito da descrizioni di metalli rari e meravigliosamente misteriosi e da descrizioni della famiglia del giovane alla quale era fortemente unito. Capitolo 1 1- Che colore ha il tungsteno in polvere? 2- Come si lavora la polvere di tungsteno per ottenere i filamenti delle lampadine? 3- Come si comporta il piombo immerso nel mercurio? E il tungsteno?

3 Capitolo 2 e 3 : riferimenti biografici dell' autore da leggere per capire il suo interesse per la chimica. Capitolo Quali sono i metalli che si rinvengono allo stato puro (o nativo)? 2 - Il platino è stato utilizzato in tempi lontani sia in America sia in Europa? 3 - Cosa succede all'alluminio ricoperto di mercurio? 4 - Quali sono i minerali contenenti tungsteno? Cosa significa il loro nome? 5 - Cosa è il metodo alluminotermico? A cosa serve? 6 - Cosa è la kimberlite? Quale elemento chimico contiene? Capitolo Prima dell'uso delle lampadine, come si illuminavano le abitazioni e le strade? 2 - Auer ed Edison quali metalli provarono per le loro lampadine? Spiega perché alcuni metalli furono scartati e perché altri furono utilizzati. 3 - Le lampadine dello zio Dave che caratteristiche avevano? Capitolo Spiega i due semplici esperimenti che l'autore indica chiamandoli "chimica da cucina" 2 - Spiega come si possono preparare cristalli? 3 - Gli acidi e gli alcali combinati, cosa formano? E' possibile il processo inverso? 4 - Cosa succede mettendo un pezzo di sodio nel cloro? che colore ha il cloro? Capitolo Indica alcune delle scoperte di Boyle in campo chimico e biologico. Quale era il merito delle sue descrizioni 2 - Indica alcuni degli esperimenti di Lavoisier e di quelli che hanno messo in discussione l'esistenza del flogisto. 3 - Ripetendo e modificando gli esperimenti di Priestley, Lavoisier scoprì un gas: Quale? 4 -Lavoisier introdusse nella chimica i simboli degli elementi? le equazioni chimiche una nuova terminologia? 5 - Descrivi due esperimenti che l'autore ha svolto per ottenere gas. 6 - Indica la frase che un matematico disse in seguito alla morte (avvenuta come?) di Lavoisier. Capitolo Alcuni contemporanei di Dalton non capirono l'importanza del suo lavoro e pensarono che la teoria atomica fosse una assurdità. Indica almeno due chimici e le parole che hanno usato nei confronti dell'opera di Dalton. 2 - Spiega il contributo di Avogadro e di Cannizzaro alla teoria atomica. Capitolo Cosa sono i gruppi secondo Mendeleev? 2 - In che anno Mendeleev pubblicò la tavola periodica? Quando / dove ha riflettuto sugli elementi prima di trovare un ordine/un modo logico per raggrupparli? Quale è il criterio con cui ha ordinato gli elementi? 3 - La sua tavola era completa o presentava spazi vuoti? perché? 4 - Rispetto alla tavola moderna (quella che trovate nei libri attualmente), mancavano delle famiglie /gruppi? Quali? 5 - Cosa sono le Terre rare? Mendeleev le conosceva? sono numerose? Indica alcuni loro nomi. 6 - Perché gli scienziati ipotizzarono che gli elementi della seconda serie di Terre rare (detti... ) fossero14? Capitolo Perché i coniugi Curie ipotizzarono che esistesse un elemento, allora sconosciuto, che fosse molto più radioattivo dell'uranio? come fecero ad isolarlo? Quale/i minerale/i, in quali quantità e quale procedimento utilizzarono per estrarlo? 2 - I coniugi Curie conoscevano la pericolosità dell'elemento? Veniva utilizzato anche fuori dai laboratori? Per quali usi? 3 - Cosa si osservava, al buio, attorno ai recipienti contenenti l'elemento?

4 4 - Da dove proveniva, secondo Marie Curie, l'energia emessa dall'elemento? Ha sostenuto la sua ipotesi o le ha abbandonate? Secondo te, perché? ESERCITAZIONI ESTIVE PER TUTTI 1 - Converti 18,9 g / cm3 in : a ) Kg /m3 b ) in g / ml c ) in g / L d ) in g / m3 2 Calcola il volume in litri di 3,00 Km2 di aria. 3 Due pezzi metallici hanno a - una massa di 1,5 Kg ed un volume di 77,6 cm3 b una massa di 500 g e un volume di 25,9 cm3. Di quale materiale sono composti? (puoi utilizzare la tabella della densità del tuo libro) 4 Quanto calore bisogna fornire (in cal) per far passare la temperature di 10 g di acqua da 5 C a 20 C? a - 2,5 X 10 2 b 1,5 X 102 c 2,0 X 102 d 5,0 X 10 e 4, 7 x Calcola il valore dell esercizio precedente con l unità SI. 6 Disegna ed indica la funzione del becher, della beuta e della centrifuga. 7-- Sono grandezze derivate nel S.I. : A ) volume, superficie C ) velocità, lunghezza B ) lunghezza, quantità di materia D ) tempo, massa 8 La massa di 2 Kg di piombo, rispetto alla massa di 2 Kg di acqua è : A) maggiore B ) minore C ) uguale D) più voluminosa E ) meno voluminosa F) non si può rispondere perché.. (se scegli questa alternativa completa la risposta) 9 Sul piatto di sinistra di una bilancia, sotto una campana di vetro chiusa ermeticamente, si mettono: un topolino, del formaggio da mangiare, dell acqua da bere ed una piccola bombola di ossigeno per respirare. Sul piatto di destra, si mettono dei pesi in modo da equilibrare la bilancia all inizio dell esperimento. Cosa succede con il passare dei giorni ai piatti della bilancia? 10 - Un miscuglio è formato da tre componenti X,Y, Z. Uno studente effettua una centrifugazione per recuperare X e, in seguito, ricorre ad una distillazione frazionata per separare Y e Z. In base a queste informazione, quale affermazione è SBAGLIATA? A ) sicuramente Y e Z sono liquidi B ) il miscuglio iniziale è eterogeneo C ) sicuramente X è un materiale liquido D ) il miscuglio tra Y e Z è omogeneo E ) mescolando X soltanto con Z si dovrebbe formare un miscuglio eterogeneo 11 - Converti 27,3 g / cm3 in : a ) Kg / m3 b ) in g / ml c ) in g / L 12 Calcola il volume in litri di 4,00 Km3 di aria. 13 Indica quali tra le sostanze sotto elencate sono sostanza pure (P), elementi ( E ), miscugli ( M ), composti ( C ).

5 - acqua di mare... - radon. - protossido di azoto. - idrogeno.. - emoglobina - sabbia aurifera. - vino rosso - aria pura ( non inquinata ) LE SOLUZIONI 1. Si pesano 25 g di un sale e sono sciolti in 125 g di acqua, calcola la concentrazione m/m%. (R. 16%) 2. Una soluzione di 450 cc ha una concentrazione del 10% V/V, calcola la quantità di soluto. (R. 45 cm3) 3. In un cilindro graduato ci sono 10,8 g di H2SO4 vengono diluiti fino a 45 ml, calcola la concentrazione m/m % sapendo che un densimetro immerso indica un valore di 1,140g/cm 3. (R. 21% m/m) 4. La densità di una soluzione di HCl vale 1,160 g/ml, sapendo che la sua concentrazione è di 27,00% m/m, calcola quanti grammi di soluto sono contenuti in 250 ml di soluzione. 5. Sapendo che la densità dell etanolo è 0,789 g/cm 3, calcola quanto alcool è contenuto in 33 cl (una lattina) delle rispettive bevande: a) birra bionda a 6,5 (V/V %) b) birra scura a 9 (V/V %) 6. Spendo che la dose massima giornaliera consigliata di alcol assunto è 45 g, calcola quanto volume delle seguenti bevande, si può assumere al giorno. a) vino bianco 12,0 (V/V %) b) vino Rosso 13,5 (V/V %) c) vino liquoroso 18 (V/V %) d) distillato 40 (V/V %) 7. Calcola quanto acido acetico è contenuto in 500 ml di aceto a 5,5 (m/v %) (R. 27,50 g) 8. La concentrazione di CO2 nell aria è di circa 360 ppm, sapendo che la densità media dell aria è 1,225 kg/m3, calcola quanti metri cubi d aria contengono un chilogrammo di diossido di carbonio. (non abbiamo fatto calcoli con ppm, ma non è difficile se si pensa che corrisponde a 1 mg/kg oppure a 1 mg/l. R m3) 9. La salinità di un bacino è di 34,5 g/l, calcola quanti litri di acqua si devono far evaporare per ottenere 2,00 kg di sale (R. 58,00 L) 10. Si pesano 3,40 g di KCl, e si diluiscono fino a 80,0 ml, calcola la concentrazione in g/l. 11. Una soluzione ha una concentrazione di 120 g/l, quale volume se ne deve prelevare perché contenga 15,0 g di soluto? (R g) 12. Per ottenere 24,0 ml di una soluzione idroalcolica al 50 % in volume, basta miscelare 12,0 ml di alcol puro con 12,0 ml di acqua distillata? Motiva la risposta. RAPPORTI PONDERALI 13. L ossido di calcio (calce viva) si ottiene dalla calcinazione del relativo carbonato (calcare), sapendo che da 100,09 g di sale si hanno 56,079 g di ossido, calcola quanto calcare si deve utilizzare per ottenere 250 kg di calce viva. (446,20 kg) 14. L esercizio precedente si spiega con la seguente reazione: CaCO3 CaO + CO2 Calcola quanto diossido di carbonio CO2 si ottiene calcinando quella stessa massa di calcare CaCO3. (R. 196,15 g) 15. La silvite è un minerale di formula KCl, sapendo che 39,102 g di potassio si combinano con 35,453 g di cloro, calcola: a) il rapporto di combinazione K/Cl (R. 1,102) b) La composizione % di K nel sale. (R. 52,42 % di Cl; 47,58 % di K)

6 c) Quanto minerale puro è necessario per estrarre 10 kg di K 16. In 34,015 g d acqua ossigenata H2O2 ci sono 2,0160 g di idrogeno. Calcola a) il rapporto di combinazione H/O (R. 0,063) b) il rapporto di composizione % di O nell acqua ossigenata c) quanti grammi di composto si possono ottenere con 10,00 g di idrogeno (168,73 g) 17. Nel cloruro di magnesio, il rapporto Mg/Cl è 0,347; calcola: a) quanto cloro si combina con 5 g di magnesio (R. 14,41 g) b) quanto magnesio si combina con 5 g di cloro (R. 1,736 g) c) quanto magnesio è contenuto in 100 g di sale (R. 25,50 g) d) quanto cloro è contenuto in 25 g di sale 18. L ematite Fe2O3 è il principale minerale di ferro, con un tenore teorico è del 69,94 %. Calcola: a) il rapporto di composizione Fe/O (R. 2,33) b) quanto ferro si ottiene da 150 kg di minerale (R. 104,91 g) c) quanto minerale contiene 1 kg di ferro (R. 1,43 kg) 19. Il rapporto di combinazione Si/O nel quarzo SiO2 è 0,467. Calcola quanto silicio è contenuto in 8 g di un cristallo puro di quarzo. (2,8 g) 20. Il minerale rutilo è diossido di titanio TiO2, la composizione in titanio è il 59,95%, calcola il rapporto di combinazione Ti/O.. BILANCIAMENTO Bilancia le seguenti reazioni Li + H2SO4 Li2SO4 + H2 Mg + Cl2 MgCl2 Fe + I2 FeI3 Cu2S + HCl CuCl + H2S Cr + HBr CrBr3 + H2 KCl + H2SO4 HCl + K2SO4 AgBr + Cl2 AgCl + Br2 Pb(NO3)2 + KI PbI2 + KNO3 FeO + C Fe + CO2 Al2O3 + C Al + CO2 NaF + H2O NaOH + F2 + H2 N2 + H2 NH3 Ca + O2 CaO CaO + H2O Ca(OH)2 C2H6 + O2 CO2 + H2O C3H8 + O2 CO2 + H2O C2H5OH + O2 CO2 + H2O NH4Cl + NaOH NH3 + NaCl + H2O Bergamo, 6 giugno 2014 Gli studenti La docente...

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