Institut Lluís Companys de Tordera
Quart d’ESO, primer i segon de Batxillerat

Un tub de vidre en U s’omple amb una solució 0,5 M de KI deixant dos cm buits a la part superior. Es posen dos elèctrodes de grafit dins la solució i es connecta el corrent de 6V, 0,5 A aproximadament durant uns minuts. S’observa l’aparició d’un color ataronjat en el càtode i unes bombolles en l’ànode. Si afegim fenolftaleïna en el càtode donarà el típic color rosat en medi bàsic.

Les reaccions que tenen lloc són:

• Càtode/reducció: 2 H2O (l) + 2e- → H2 (g) + 2OH- (aq)
• Ànode/Oxidació: 2 I- (aq) → 2e- + I2 (aq)

Institut Lluís Companys de Tordera
Quart d’ESO, primer i segon de Batxillerat

Un vehicle d’hidrogen és un automòbil que utilitza hidrogen H2 com a font primària de potència per a la locomoció. Aquests cotxes utilitzen generalment l’hidrogen mitjançant un d’aquests dos mètodes: Combustió o pila de combustible.  En la conversió de pila de combustible, l’hidrogen es converteix en electricitat a través de piles de combustible que mouen motors elèctrics. Transforma energia química en energia elèctrica. El subproducte principal de l’hidrogen consumit és aigua.

Parts
Elèctrodes (ànode, on es redueix l’H2 i càtode, on reacciona H+ i O2)
Electròlit (separa els gasos, permet el pas de ions H+ al càtode i separa els e-)
Plaques bipolars (que separen les cel•les, “condueixen” els gasos i evacuen l’H2O)

Primer s’ha de connectar la cel•la a una pila o a l’electricitat o utilitzar plaques solars per tal de fer la reacció redox no espontània que converteix l’aigua en hidrogen gas i oxigen gas, és a dir, l’electròlisi de l’aigua:
H2O (l) → H2 (g) + ½ O2 (g)
Posteriorment la cel•la funciona com a pila de combustible (desconnectada de l’electricitat) i donant la reacció redox espontània:

Les reaccions que tenen lloc són:

• ÀNODE (OXIDACIÓ) H2 (g) → 2H+ +2e-
• CÀTODE (REDUCCIÓ) O2 (g) + 4H+ + 4e- → 2H2O(l)
• REACCIÓ GLOBAL H2 (g) + 1/2 O2 (g) → H2O(l)

Funcionament
En el costat de l’ànode, l’hidrogen que arriba es dissocia en protons i electrons.
Els protons són conduits a través de la membrana polimèrica al càtode, però els electrons estan forçats a viatjar per un circuit extern (produint energia) ja que la membrana està aïllada elèctricament.
En el catalitzador del càtode, les molècules d’oxigen reaccionen amb els electrons (conduits a través del circuit extern) i protons per formar aigua.
L’únic residu es vapor d’aigua o aigua líquida.

Institut Narcís Xifra
Primer de batxillerat

Objectius
Separació dels pigments d’una tinta de retolador
Separació dels pigments de les fulles d’espinacs.

Què necessites?

• Una ampolla de plàstic transparent o pot de vidre
• paper de filtre o cartolina
• retoladors de diferents colors i marques
• alcohol
• espinacs
• Morter
• Vareta de vidre

Mira el desenvolupament de la pràctica 
Fes una marca de retolador a 1cm de la part inferior del paper.
Col·loca’l dins un vas de precipitat amb una mica d’alcohol (no ha d’arribar a 1cm d’altura).
Espera a què l’alcohol vagi ascendint i separi els components.
Repeteix el mateix procediment però amb espinacs esmicolats en un morter amb alcohol.

Rumia…
Retoladors del mateix color però de maques diferents donen el mateix cromatograma?
Quins són els pigments que conté la tinta negra?
Quins pigments contenen els espinacs?

Institut Narcís Xifra
Primer de batxillerat

Objectius
Estudiar els efectes de la pressió.
Entendre els fonaments físics i mecànics que possibiliten el funcionament del mecanisme d’Heró.

Què necessites?

• Una font d’Heró que correspon al muntatge que il·lustra la imatge
• Aigua pel seu funcionament.

Desenvolupament

1. La font d’Heró es pot construir amb material de forma molt senzilla. Al següent link trobareu un procediment que permet la seva construcció.
   http://www.instructables.com/id/Recreate-Herons-fountain-from waterbottles/
2. Cal que les ampolles tanquin hermèticament. Per aconseguir-ho es pot utilitzar plastilina o silicona.
3. Pel seu funcionament, el recipient entremig ha d’estar ple i l’inferior buit.
4. S’afegeix aigua pel recipient superior fins que la font comença a funcionar.
5. Observa quan deixa de funcionar.

Rumia …
Enumera els recipients i conductes que formen la font d’Heró i segueix el recorregut d’una molècula d’aigua. Dóna una explicació al funcionament de la font.

Institut Narcís Xifra
Primer de Batxillerat

Objectius
Determinar la reacció de combustió de l’etanol.
Estudiar com afecta la combustió en una atmosfera controlada.

Què necessites?

• etanol
• aigua
• llumins
• paper de absorbent de cuina
• una superfície llisa
• un tros de roba
• un recipient de vidre
• un vas de precipitats
• llaunes de beguda plenes

Desenvolupament.

1. Mulleu el paper de cuina amb aigua i esteneu-lo damunt la superfície de forma centrada i evitant la formació de bombolles.
2. Impregneu el tros de roba amb etanol i dipositeu-lo al centre del paper.
3. Enceneu la roba amb etanol i tapeu-lo seguidament amb el recipient de vidre.
4. Pressioneu lleugerament per evitar que entri aire de l’exterior.
5. Observeu que succeeix i elaboreu una hipòtesi.
6. Intenteu aixecar el recipient amb cura.
7. Distribuïu de forma simètrica diferents llaunes de beguda per determinar la resistència del fenomen produït.

Rumia …

• Determina la reacció de combustió de l’etanol.
• Observa l’estat de la roba després de l’experiència. Perquè s’apaga la flama? Quin és el reactiu limitant?
• Després de l’experiència, quin creus que és l’estat d’agregació dels diferents reactius que intervenen?
• Elabora una hipòtesi que expliqui aquest fenomen.
• Quina creus que és la funció de l’aigua en l’experiència?

Institut Montsoriu
Arbúcies
Primer de Batxillerat

Objectius
Entendre, mitjançant els sentits, el concepte d’electròlisis i la importància de la intervenció de l’electricitat en la historia de la Química. Observar el poder de transformació raent a l’electricitat. Entendre com la química de la naturalesa funciona amb lleis numèriques universals.

Material

• Col llombarda
• Aigua
• Cassó i colador.
• Fogonet o placa eléctrica.
• Dissolució 0,5-1 M de sulfat potàssic
• Bateria de 20-30 Volts.
• Electrodes de cocodril.
• Aparell de Hofmann

Procediment
Tallem en trossos petits mitja fulla de col llombarda i la fiquem a bullir en 100 ml d’aigua. Fem l’extracció i colem la dissolució de manera que obtenim un líquid de color blau intens de col llombarda concentrat. Per altra banda preparem 250 ml d’una dissolució 0,5 M de sulfat de potassi i l’aboquem dins de l’aparell de Hoffman. Connectem els electrodes a la font d’alimentació i, amb les aixetes de l’aparell tancades, subministrem un voltatge de 20-30V. Observem com de seguida es formen bombolles al voltant dels electrodes i com ascendeixen (aproximadament el doble de grans les de l’ànode que les del càtode). Tot seguit observem com un altre fenòmen té lloc: el contingut dels dos tubs de vidre sobre els electrodes ja no mostra el mateix color que el del tub central amb la solución de col llombarda, sinó que el color del tub sobre de l’ànode es torna clarament vermell i el del tub a sobre del càtode es torna verd. Si deixem que la reacció tingui lloc durant uns minuts també observarem com la columna de l’ànode és la meitat d’alta que la del càtode.Si som agosarats, podem obrir l’aixeta de l’ànode i acostar-hi un misto. Observarem com la flama augmenta. També podem acostar una vareta de fusta incandescent a l’aixeta oberta del càtode i veure com es genera una petita explosió.

Explicació
L’electricitat, una força natural, manifestament polar (pol positiu i pol negatiu) per la seva acció provoca que aparegui una polaritat que existeix de forma natural a cada sal (veure experiment de la calç viva de 1er d’ESO). Així doncs, ha transformat una solución salina en un àcid i una base, és a dir, una polaritat (això es pot observar en la formació dels colors complementaris a cada columna de l’aparell de Hoffman). A més a més, podem deduir pel comportament de la flama de l’ànode es deu a l’oxigen que es desprèn en aquella branca de l’aparell i que el comportament de la branca del càtode correspon al gas hidrogen. És a dir, també s’han format dos gasos totalment oposats o polars provinents de la hidròlisi de l’aigua en la qual està dissolta la sal de potassi. Així doncs a l’electricitat li correspon una força disociadora i de descomposició. I aquesta força és la que produeix les dues polaritats abans observades: àcid-base; oxigen-hidrogen.

Carles Fuentes Pagès
Institut d’Aran – Vielha

Es presentarà una col·lecció d’experiments i curiositats totes elles relacionades amb la beguda o els envasos de la Coca-Cola. Cada experiment farà reflexionar sobre algun fonament científic per tal d’entendre’l o millorar-ne la seva comprensió. La majoria de propostes que es presentaran es faran amb materials casolans a l’abast de tothom i fàcilment reproduïbles a les pròpies cases. Algunes de les propostes que es podran veure seran:

1. La màquina de la Coca-Cola
Fabricarem Coca-Cola a partir d’aigua i una màquina molt especial.

2. Coca-Cola o Coca-Cola Zero
Són realment diferents? Ho comprovarem i sortirem de dubtes.

3. Les llaunes enamorades!
L’amor pot més que la nostra força.

4. Unes llaunes molt obedients!
Ensinistrarem llaunes per a què quan siguin llançades facin el moviment que nosaltres vulguem.

5. L’ampolla que ens escup!
Senzill però a la vegada complicat. Farem una competició a veure qui és més enginyós en un joc aparentment molt simple.

6. Com es buida una ampolla?
Sembla fàcil però de vegades hi ha sorpreses. Un bon repte!

7. Un termòmetre enginyós!
Mesurarem científicament qui té més o menys calor. No falla mai!

8. La llei de la inèrcia
Tots la coneixem però no tots la tenim ben entesa.

9. Les llaunes equilibristes!
Un repte per poder fer-se l’interessant en dinars populars.

10. Reacció química amb producció de gasos
Clàssic experiment dels mentos amb la Coca-Cola. Per què passa? Ho analitzarem.

11. Implosió de llaunes!
Aixafarem llaunes sense cap esforç.

12. El míssil Coca-Cola
Amb una llançadora atacarem els enemics.

13. La conquesta de l’espai
Amb ampolles de Coca-Cola ens fabricarem coets per viatjar cap a l’espai. Alguns els llançarem amb reaccions de combustió i altres simplement amb aigua.

14. Coca-Cola low-cost
Recuperarem Coca-Cola de les escombraries i ens les veurem com si fos nova.

15. El concert de la Coca-Cola
Amb unes ampolles farem música de veritat. Sonarà molt bé.

16. Pointing amb una llauna!
Llançarem llaunes per un pont i sense cap seguretat. Què passarà?

17. Tornados
Simularem tornados.