secundar stiinte i cursant

MINISTERUL EDUCAIEI I CERCETRIIProiect Phare Acces la educaie pentru grupuri dezavantajate Programul A doua ans

LUMINIA CHICINA IOANA MIHACEA

TIINEModulul 1 Relaia om - mediu nconjurtor Ghidul elevului

Aceast prim ediie (pilot) este finanat de Uniunea European.

Aceste materiale publicate n cadrul Proiectului Phare Acces la educaie pentru grupuri dezavantajate 2003 au fost realizate de o echip de experi ai Ministerului Educaiei i Cercetrii, pentru a fi folosite n primul an de aplicare experimental a programului educaional revizuit A doua ans nvmnt secundar inferior. Membrii echipei care a elaborat materialele sunt: Lucia Copoeru, coordonatoarea componentei A doua ans nvmnt secundar inferior Dorina Kudor, autoare Limba i literatura romn Carmen Costina, autoare Limba englez Ariana-Stanca Vcreu, autoare Matematic Nicolae Pellegrini, autor Matematic Luminia Chicina, autoare tiine Ioana Mihacea, autoare tiine Mihai Stamatescu, autor Istorie dr. Horaiu Popa-Bota, autor Geografie dr. Doina-Olga tefnescu, autoare Cultur civic Paul Vermeulen, expert U.E., componenta Elaborare curriculum i materiale educaionale Ghidul este realizat n conformitate cu programa colar pentru disciplina tiine din cadrul programului A doua ans nvmnt secundar inferior, aprobat de Ministerul Educaiei i Cercetrii prin Ordinul nr. 5375/29.12.2005 i este distribuit gratuit cursanilor nscrii n acest program educaional. Toate materialele din cadrul programului educaional A doua ans vor fi modificate, conform sugestiilor de mbuntire formulate n urma utilizrii lor n coal. n acest sens, trimitei comentariile i sugestiile dumneavoastr pe adresa [email protected] Coordonator editorial: Laura Codreanu Design copert, layout: Elemr Knczey Design i dtp: Andrs Tnczos Ilustraii: Levente Szekeres Corectur: Mirabela Mitric Acest material este publicat n scopuri educaionale, non-profit, pentru a fi folosit n primul an de aplicare experimental a programului educaional A doua ans nvmnt secundar inferior. Autorii s-au strduit s intre n legtur cu proprietarii imaginilor pentru a obine permisiunea de a le folosi n aceast ediie. i rugm pe aceia pe care nu i-am putut contacta s ia legtura cu noi la [email protected].

Aceast publicaie face parte din Programul Phare 2003 Acces la educaie pentru grupuri dezavantajate, componenta A doua ans. Editorul materialului: Ministerul Educaiei i Cercetrii Data publicrii: februarie 2006 Coninutul acestui material nu reprezint n mod necesar poziia oficial a Uniunii Europene.

Ministerul Educaiei i Cercetrii

CuprinsIntroducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Capitolul I. Procese n lumea vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 1. Celule, esuturi, organism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 2. Funciile organismului . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 Evaluare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 Capitolul II. Reproducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 3. Noiuni generale de genetic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 4. Reproducerea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 Evaluare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 Capitolul III. Substane i amestecuri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 5. Amestecuri. Separarea amestecurilor . . . . . . . . . . . . . . . .20 6. Soluii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 7. Transformri de stare de agregare . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 8. Elemente chimice i substane compuse . . . . . . . . . . . . . .26 9. Atomi i molecule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 10. Tabelul periodic ale elementelor. Metale i nemetale . . .30 Evaluare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 Capitolul IV. Reacii chimice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 11. Reacii chimice ntre oxizi i baze . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 Evaluare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36 Capitolul V. Fore i micare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 12. Micarea mecanic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38 13. Tipuri de interaciuni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 14. Vectorul for. Modaliti de msurare . . . . . . . . . . . . . . .42 15. Aplicaii n lumea vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44 Evaluare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 Capitolul VI. Electricitate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 16. S nelegem fenomenele electrice . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 17. Circuite electrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 18. Aparate electrocasnice (Energia i puterea electric) . . . .52 19. Electricitatea static n natur i n aparatele tehnice de uz cotidian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54 Evaluare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56 Capitolul VII. Energie i putere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57 20. Combustibilii cum i folosim? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58 21. Ce fel de energie? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 22. Cum se transform energia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 23. Energia n viaa cotidian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64 24. Fenomene meteo extreme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66 Evaluare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 Anexe Bibliografie pentru susinerea demersului didactic . . . . .69 Proiecte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70 Fie de activitate experimental (FAE exemple) . . . . . .72 Clasificare i scheme sintetice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79 Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82

PROGRAMUL A DOUA ANS NIVEL SECUNDAR INFERIOR

3

TIINE

Introducere

De ce bate vntul? Din ce este fcut curcubeul? i-ar plcea s creezi un nor ntr-o sticl? S construieti propriul telefon? S realizezi jocuri cu care s-i impresionezi copiii sau prietenii? S proiectezi i s realizezi motorae electrice? Modulul Natura i aplicaiile tiinei i va oferi posibilitatea s rspunzi la aceste ntrebri i s afli multe lucruri interesante despre lumea n care trieti. Acest modul te va conduce n lumea plantelor i a animalelor i-i va arta mecanismele secrete prin care acestea ne ofer: hran, oxigen, medicamente etc. Vei nelege de ce unele plante au gust amar sau dulce, de ce unele animale au otrvuri n organismul lor i te vor uimi sensibilitatea plantelor, a animalelor, puterea lor de supravieuire n diverse medii de via. De asemenea, faptul c vieuitoarele (plante i animale) dovedesc reacii de bucurie, de team i de suferin te va ajuta s-i construieti un comportament adecvat, plin de respect fa de frumuseea i diversitatea lumii n care trieti. Parcurgnd acest modul, vei putea nva multe lucruri interesante despre minunile tehnologice care ne uureaz viaa i care dei au fost cndva simple idei pe hrtie fac parte din viaa noastr cotidian: cafetiera, copiatorul electrostatic, telefonul (fix sau mobil), cuptorul cu microunde i multe, multe altele. Vei descoperi aplicaii i vei avea posibilitatea de a-i verifica ideile despre tiin prin observaii i experimente, jocuri, comunicare, rezolvnd singur sau mpreun cu colegii ti probleme, devenind un bun explorator al lumii nconjurtoare i un adevrat prieten al naturii. Este, probabil, doar o legend faptul c ideea gravitaiei i-a venit lui sir Isaac Newton atunci cnd l-a lovit un mr desprins dintrun pom. Dar e adevrat c i cel mai simplu experiment, sau chiar un astfel de accident, poate fi un deschiztor de ochi pentru o persoan interesat de lumea din jurul su. Poi ncepe s nelegi tiina n aceeai manier i s petreci momente minunate n explorare. Lumea n care trim este la fel de interesant ca ntotdeauna. De fapt, dac lum n considerare inveniile moderne, este chiar mai interesant. Bineneles, trebuie s ncepi cu nceputul dac vrei s nelegi. Dar toate procesele complexe ale tiinei moderne sunt doar combinaii sau dezvoltri ale ctorva principii de baz care guverneaz lumea. Ai avut ocazia s schimbi un bec ars. Cnd ai atins cu mna globul de sticl, ai simit c este fierbinte. Iat o situaie n care te confruni cu cteva probleme tiinifice: senzaia de fierbinte o ai datorit organelor de sim (n acest caz, simul tactil, prin intermediul pielii care acoper mna); ai vzut filamentul becului ntrerupt ntre cele dou contacte electrice; ai intervenit ntr-o schem a unui circuit electric schimbnd unul dintre elemente.

4

TIINE GHIDUL ELEVULUI

Privete cu atenie imaginile din tabelul de mai jos i scrie n coloana alturat: a) ce reprezint fiecare dintre ele, apoi b) o explicaie referitoare la modul de funcionare sau a modului/condiiilor de formare. a)

b)

a)

b)

a)

b)

a)

b)


5

Acest ghid abordeaz subiecte structurate n apte capitole: Procese n lumea vie, Reproducere, Substane i amestecuri, Elemente chimice, Reacii chimice, Fore i micare, Electricitate, Energie i putere. Modulului Natura i aplicaiile tiinei i sunt alocate un numr de 50 de ore, organizate n lecii avnd durata de 2 ore fiecare. De ce este important acest ghid? Pentru c el te va conduce n explorarea lumii i a mediului nconjurtor prin intermediul unor activiti de nvare provocatoare, diverse, care sunt n marea lor majoritate activiti practice/experimentale. Multe dintre acestea, nsoite de ndrumrile menionate sub forma unei Fie de Activitate Experimental (FAE) v vor acomoda cu metoda tiinific de investigare a mediului nconjurtor, a diversitii proceselor i fenomenelor naturale. Partea principal a fiecrei lecii o reprezint textul de baz, care strucDup

tureaz conceptele. Noiunile noi sunt evideniate prin litere cursive. Cu ajutorul exerciiilor i temelor de la Aplic vei constata acas dac ai reuit s i nsueti corect cele nvate. n acest prim modul vei avea ocazia s nelegi conceptele de baz, noiunile, principalele legi i principii cu care opereaz tiinele naturii. Acest ghid este, de asemenea, un instrument util n vederea formrii i perfecionrii unor tehnici de nvare. Exerciiile i problemele propuse te vor ajuta s descoperi aproape singur mediul nconjurtor, att cel natural (plante, animale, om i relaiile dintre acetia) ct i cel tehnic (aparate electrocasnice, aparate i dispozitive pe care le utilizm la locul de munc, jucrii tiinifice) creat de inteligena omului. n tot acest parcurs explorator, alturi de tine se va afla profesoara/profesorul de tiine care te va sprijini atunci cnd vei avea nevoie.

parcurgerea acestui modul vei putea: identifica subiectul unei discuii legate de tiin; evalua propria intervenie cu privire la subiectele date; clasifica substanele chimice, animalele aparinnd diferitelor regnuri; descrie structura i compoziia materiei vii i nevii; identifica fenomene naturale n atmosfer; calcula valori ale caracteristicilor fizice i chimice n condiii date; utiliza practic noiunile studiate n diverse aplicaii (cotidiene sau tehnologice) n funcie de proprietile materialelor respective; selecta factorii care guverneaz transformarea energiei n Univers, transformarea energiei n forme utile cu aplicabilitate practic zilnic, precum i conservarea energiei n urma diverselor interaciuni cu materialele; compara diferite componente ale sistemelor Pmntului, sau descoperi i aplica modificrile i interaciunile care rezult ntre aceste sisteme.

Simbol Include pagina n portofoliu Informaie nou Rezolv Activitate sarcina de experimetal lucru pe caiet

Semnificaie

Amintete-i

6


Procese n lumea vie

I

La sfritul acestui capitol vei ti mai multe despre: alctuirea intern a unui organism, de la celul la esut, organ, organism; prile componente ale unui organism vegetal i animal; relaiile dintre structura i funciile organismelor; aplicaii referitoare la funciile organismului (digestia, respiraia, circulaia, excreia, locomoia, reproducerea, sistemul nervos). De asemenea, pn la sfritul acestui capitol vei: observa i compara organismele vegetale i cele animale, precum i interaciunile dintre acestea; realiza experimente pentru a observa diferite celule animale; participa la realizarea unor proiecte individuale sau n grup, privind mecanismul de transmitere a caracterelor ereditare de la ascendeni la descendeni; investiga efectele interaciunilor mediului nconjurtor asupra ereditii i a variabilitii lumii vii; rezolva situaii-problem provocatoare referitoare la procesele din lumea vie.


7

PROCESE N LUMEA VIE

Celule, esuturi, organism

1

Discutai n grup i gsii rspunsulTe-ai ntrebat vreodat din ce este alctuit corpul tu sau al plantelor? Hai s aflm mpreun. Ia o felie de portocal i observ-o sub lup. De ce plantele sunt verzi? Ele conin cloroplaste (organite celulare) cu un pigment verde numit clorofil. Ai vzut filme cu extrateretri? Oare acetia sunt plante sau animale? Discutai. Ce tii despre alctuirea unui organism viu? Discut cu colegii. Orice organism viu este alctuit din celule de forme i mrimi diferite. Unele organisme au corpul format dintr-o singur celul i se numesc organisme unicelulare. Majoritatea organismelor au corpul format din multe celule i se numesc organisme pluricelulare. Vrei s afli despre alctuirea celei mai mici componente a unui organism? Citete textul! Principalele componente ale celulei sunt: membrana, numit i nveli, care se afl la periferia celulei. Ea are rol protector i de selecie a substanelor care ies i intr n celul. Coninutul celulei este asemntor albuului de ou i formeaz citoplasma, care conine ap i diferite substane, dintre care cele mai importante sunt: lipidele, glucidele i proteinele. Citoplasma este sediul unor procese metabolice i prezint cureni citoplasmatici care antreneaz n micare organitele celulare (structuri care funcioneaz ca nite organe miniaturale, fiind rspunztoare de ndeplinirea unor funcii specifice). Nucleul, situat central sau periferic, are rolul de a controla i de a coordona nmulirea celulei.

Lucreaz i vei afla1. Observaii cu ajutorul microscopului asupra unor organisme Materiale necesare: microscop, lame i lamele, pipete, fire fine de bumbac; o prob de ap extras dintr-un lac sau balt n anotimpuri calde sau, n lipsa acesteia, o infuzie de fn.

8


Mod de lucru: 1. Pe o lam de microscop curat plaseaz 4 - 5 picturi din proba de ap. 2. Adaug cteva fire de bumbac - acestea au rolul de a liniti agitaia organismelor unicelulare, fcndu-le astfel mai uor observabile. 3. Acoper lichidul cu o lamel i observ-l la microscop. 4. Realizeaz un desen cu imaginile observate i ataeaz pagina n portofoliu. Mai multe celule care au aceai form, structur i funcie formeaz asociaii de celule numite esuturi. Ele se denumesc dup funcia pe care o ndeplinesc. Grupai-v n perechi: unul din voi spune o funcie, iar colegul denumete esutul. esuturi cu funcii diferite alctuiesc organe. Noteaz n caiet ct mai multe exemple de organe din organismul uman i vegetal. Specific funciile pe care acestea le ndeplinesc. Ulterior, discut cu profesorul. 2. Asocieri organism organ. Ai fost la cumprturi pentru a prepara o cin n familie. Te ntorci, avnd n plas urmtoarele: salat verde, morcov, cartofi, porumb, piept de pui, crnai de cas, caltabo, ulei de floarea-soarelui, cacaval, roii, ceap alb i afine pentru tort. Specific pentru fiecare dintre produsele cumprate organul sau organele din care provin. n organismul animal, organele sunt grupate, alctuind sisteme i aparate. Sistemele sunt formate din organe de acelai fel, n care predomin un anumit esut. Aparatele sunt formate din organe alctuite din diferite esuturi, dar care ndeplinesc aceeai funcie. Organele funcioneaz ca un tot unitar i n strns legatur cu mediul nconjurtor, formnd organismul. n lumea vie exist dou tipuri de organisme: vegetale i animale. Completeaz tabelul cu tipul de organism n care se regsete organul indicat: Rdcin, tulpin, frunz Encefal i mduva spinrii Testicul, ovar Floare Inim i vase de snge Smn Muchi Stomac, intestine Plmni i ci respiratorii Rinichi i ci de excreie Fruct

Aplic1. Realizeaz un model de celul vegetal sau animal, folosind pungi din material plastic sau borcane de sticl ca membrane celulare. Pentru celelalte componente, gsete materiale colorate corespunztoare (bile, pietricele etc.). 2. Observ cu ajutorul lupei prile componenete ale unei plantule, cultivat n prealabil cu 3 - 5 zile, i deseneaz ceea ce observi n caietul tu. 3. Gsete argumente pentru faptul c tuberculul, bulbul i rizomul sunt tulpini. 4. Pune ntr-un vas cu ap colorat ramuri cu frunze de la o plant de camer. n timpul orei, observ cum s-au colorat nervurile frunzelor. Urmrete traseul apei colorate (capilaritate) i deseneaz o parte din acest traseu. Secioneaz n lungime i lime o ramur i observ-o la microscop. Deseneaz n caiet ceea ce observi. Denumete structurile observate. Verific-i cunotinele Alctuiete un eseu cu tema Diversitatea lumii vii, n care s explici caracteristicile eseniale prin care se deosebesc animalele de plante. Argumenteaz ideile i apoi discut-le cu colegii. Folosete anexele de la sfritul ghidului.


9

PROCESE N LUMEA VIE

Funciile organismuluiDiscutai n grup i gsii rspunsul

2

Gndete-te la o zi obinuit din viaa ta. Specific funciile pe care organismul tu le ndeplinete pentru realizarea activitilor din ziua respectiv. Indic aparatele, sistemele i organele care contribuie la realizarea acestor funcii. Completeaz primele dou rubrici ale tabelului urmtor cu funcii ale altor grupe de animale. Lucrai n grupe de cte trei, dnd denumire grupei din care facei parte: tiu Vreau s tiu Am aflat

Lucreaz i vei aflaA. Locomoia 1. Indic modul de deplasare (locomoie) al urmtoarelor animale, specificnd totodat mediul n care se deplaseaz i organul utilizat. Discut cu profesorul. Animalul Viermi Molute (scoici, melci, caracatie) Artropode (pianjeni) Insecte Peti Amfibieni (broate) Reptile (oprle, erpi) Psri Mamifere acvatice (balen, delfin) Mamifere terestre (maimue) 2. Muc dintr-un mr i indic organele pe care le strbate mrul, precum i transformrile pe care le sufer acesta. Ajut-te de imaginea alturat i completeaz pe ea sau alturi. B. Nutriia Asociate tubului digestiv se gsesc glandele anexe: glandele salivare, ficatul i pancreasul. Discutai cu profesorul despre rolul lor n organismul. C. Sensibilitatea M-am trezit din cauza unui zgomot ciudat. M-am uitat n jur, ns nimic deosebit. Din buctrie venea un miros plcut. N-am Modul de deplasare Mediul de deplasare Organul utilizat

10


rezistat tentaiei. M-am ndreptat spre buctrie i am gustat din cafea i din tart. Mama pusese deja zahr n cafea, era dulce, exact cum imi place mie. Tarta mirosea a cpuni i scorioar, ns, auuuuuu m-am ars la limb. Era abia scoas din cuptor. Recitete textul. Identific organele responsabile pentru fiecare dintre aciunile desfurate. Ce sistem integreaz toate funciile ndeplinite de aceste organe? Discutai cu profesorul. D. Excreia. Folosind imaginea alturat, completai: 3. Aparatul excretor este alctuit din 2 . . . . . . . . . . . . i ci urinare. Cile urinare sunt constituite din: 2 . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . i . . . . . . . . . . . . Urina conine substane toxice (uree, acid uric) rezultate n urma oxidrilor la nivel celular. Ea se formeaz la nivelul . . . . . . . . . . . i provine din . . . . . . . . . . . . Rolul aparatului excretor este . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dializa este o metod de curare a sngelui n afara rinichiului, folosindu-se o instalaie artificial care preia rolul acestuia. E. Respiraia Ce tii despre respiraie? Ce se ntmpl cu o lumnare dac sufli n flacra ei? De ce? Cum se numete gazul eliminat? De unde provine gazul respectiv? Cum a ajuns acolo? Discut cu colegii ti despre aceste procese. 4. Folosind imaginea alturat, completai: Aparatul respirator este alctuit din 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i ci respiratorii. Cile respiratorii sunt constituite din: 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . ., . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., laringe, . . . . . . . . . . . . . . i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inspiraia reprezint . . . . . . . . . . . . . . , expiraia reprezint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schimbul de gaze ntre organism i mediu are loc la nivelul . . . . .................... De ce este important respiraia pentru lumea vie? F. Circulaia Ai lucrat n buctrie sau ai meterit prin cas i te-ai tiat la un deget. Ce ai observat? Ce este lichidul colorat care s-a prelins? Ce organ pompeaz acest lichid n corp? Ce rol are lichidul respectiv n organism? Discut cu colegii i cu profesorul despre rolul acestui organ i al lichidului respectiv n organism.

AplicRealizai un mulaj cu organele interne la om, folosindu-v de noiunile nvate. Verific-i cunotinele 1. Citete textul de mai jos. Fiecrui obiect i fenomen asociaz-i cte un organ i cte o funcie pe care acesta o ndeplinete n organism. Tocmai am venit transpirat de la serviciu. Vreau s fac un du cald, apoi s m odihnesc. Pornesc nclzirea central, dau drumul la robinet i atept s vin ap cald pe eav. Centrala funcioneaz cu gaz metan, avnd i co de evacuare a gazelor, situat n exteriorul apartamentului. Flacra este ntreinut de gazele din aer. Completeaz a treia rubric (Am aflat) a tabelui de la nceputul leciei. 2. Intr pe www.referat.ro/referate/biologie/pagina1.htm


11

PROCESE N LUMEA VIE

Evaluare

I

1. Care din urmtoarele componente nu intr n alctuirea celulei? a. membrana b. rinichii c. nucleul d. citoplasma 2. esuturile din structura organismelor au rol de: a. aprare a unor pri ale ale organismelor b. depozitare a unor substane c. conducere a mediului intern al organismelor vegetale i animale d. a asigura rezistena i elasticitatea organismelor 3. Asociaz organul menionat n prima coloan cu organismul corespunztor coloanei a doua. a. Rdcin 1. Animal b. Muchi 2. Plant c. Floare d. Inim i vase de snge e. Stomac i intestine 4. Realizeaz un scurt eseu n care s asociezi urmtoarele plante i animale cu mediul de via n care triesc: coco de munte, trestie, dropie, brad, pastrv, fag, cerb, lup, stejar, tei, crap, pelican, pin, molid, urs, cprioar, mierl. Prin ce funcii ale organismului se adapteaz aceste organisme la mediul lor de via? 5. Realizeaz un preparat microscopic din bulbul de ceap pentru a observa celula vegetal, folosind urmtoarele etape de lucru: desprinderea unei foie de ceap i secionarea ei cu ajutorul unui bisturiu; aezarea seciunii desprinse ntr-o pictur de ap pe lam, acoperirea preparatului cu lamela i observarea lui la microscop. Descrie ceea ce observi i deseneaz. 6. Menioneaz activitile care i-au plcut n acest capitol i argumenteaz alegerea facut de tine.

12


Reproducere

II

La sfritul acestui capitol vei ti mai multe despre: alctuirea aparatului reproductor femeiesc i brbtesc; ce nseamn fecundaia; ce este sarcina; fertilizarea IN VITRO; pubertate; ce nseamn clonarea i cum se poate realiza o clon; relaiile dintre organism i mediul nconjurtor; aplicaii practice privind lumea vie. De asemenea, pn la sfritul acestui capitol vei: observa i compara diferenele dintre aparatul reproductor femeiesc i cel brbtesc; recunoate schimbrile de la pubertate la adolescen, la fete i biei; participa la realizarea unor proiecte individuale sau n grup; rezolva situaii-problem provocatoare referitoare la clonare i la nerespectarea regimului alimentar n timpul sarcinii.


13

REPRODUCERE

Noiuni generale de genetic

3

Discutai n grup i gsii rspunsulAi vrea s tii cum se transmit caracterele tale mai departe copilului tu? Cum vor arta copiii ti? Te-ai ntrebat vreodat cu cine semeni n familia ta? Ce tii despre genetic? Pentru aceasta este nevoie s tii c cercettorul Gregor Mendel a pus bazele geneticii. Genetica este tiina care studiaz ereditatea i variabilitatea organismelor. Ereditatea este capacitatea tuturor organismelor de a poseda o anumit informaie genetic, pe baza creia (i n funcie de condiiile de mediu) se transmit anumite caracteristici anatomo-morfologice, fiziologice, biochimice i comportamentale de la ascendeni la descendeni, iar variabilitatea este capacitatea indivizilor de a se deosebi ntre ei prin nsuiri ereditare i neereditare, astfel nct nu exist indivizi identici. Gena (sau factorul ereditar) este unitatea de baz structural i funcional a materialului genetic, reprezentat de acizii nucleici. Totalitatea genelor poart denumirea de genotip, iar fenotipul reprezint totalitatea nsuirilor unui individ, rezultate din interaciunea dintre genotip i mediu. Pentru a explica experimental acest lucru, trebuie menionat c fiecare caracter este determinat de doi factori ereditari i astfel n celul exist cte o pereche de factori ereditari pentru fiecare caracter. Dac factorii ereditari perechi sunt identici, individul este homozigot (TT), iar dac nu sunt identici este heterozigot (Tt).

Lucreaz i vei aflaSe ncrucieaz soiul de mazre cu talie nalt cu soiul de mazre cu talie scurt. n prima generaie (F1) se obin doar plante cu talie nalt (caracter dominant determinat de gena T TT sauTt). ncrucind mai departe, n generaia a doua se obin indivizi cu talie scurt. Urmrind schema de mai jos, gsete care este raportul de segregare din generaia a doua.

Culoarea ochilor cprui la om este determinat de o gen dominant (C), iar cea albastr de o gen recesiv (c). Ce genotip are tatl cu ochi cprui al unui copil cu ochi albatri, dac mama are ochi: a. cprui; b. albatri?

14


Mendel a continuat experimentele i a realizat ncruciarea dintre dou soiuri de mazre care se deosebeau prin dou caractere ereditare (dihibridare): mazre cu talie nalt i psti verzi (TTVV) i mazre cu talie joas i psti verzi-glbui (ttvv). Gameii produi de descendenii din prima generaie au fost de patru tipuri: ambii factori ereditari dominani, ambii recesivi, un factor dominant i cellalt recesiv, un factor recesiv i cellalt dominant. tiind acest lucru, completeaz tabelul de mai jos cu ajutorul profesorului i noteaz ceea ce ai obinut n caiet. Mascul, femel TV Tv tV tv TV Tv tV Tv Aplicaie Ia un exemplu din experiena ta i arat modul n care se transmit aceste caractere de la prini la copii. Cum se produce segregarea dup fenotip a acestor organisme n F2, tiind c n F1 toi hibrizii manifest numai caractere dominante? Construiete-i arborele genealogic. Prin mutaia unei gene, aceasta se modific i apare astfel o gen pereche alel, care afecteaz acelai caracter. Genele alele determin apariia unor caractere contrastante. Se tie c grupele sangvine umane sunt determinate de trei alele ale unei gene care manifest cteva tipuri de interaciuni n determinarea tipurilor de grupe de snge. Seria alelic include trei alele majore: LA, LB i l. Din combinarea acestor gene alele rezult ase genotipuri: trei homozigote i trei heterozigote. Grupele de snge determinate de fiecare pereche de gene sunt evideniate n tabelul alturat. Genotip ll LA LA; LA l LB LB; LB l LA LB Grupa de snge O(I) A(II) B(III) AB(IV)

Cariotipul uman normal este compus din 22 perechi de autozomi i o pereche de heterozomi XX la femeie i XY la brbat. Dup dimensiuni i morfologie, cromozomii umani se clasific n 7 grupe, notate n ordine cu literele alfabetului i grupate n ordinea mrimii lor. Cnd apar anomalii heterozomale, apar gamei cu un numr aberant de cromozomi X i Y. n urma fecundrii apar descendeni cu modificri ale heterozomilor. Iat o schem cu originea maladiilor heterozomale. Caracteristicile unor aberaii heterozomale umane Sindromul Klinefelter XXY fenotip normal coeficient de inteligen normal atrofie testicular talie redus fa btrnicoas gt scurt inteligen medie anomalii scheletice

Sindromul Turner

XO

AplicIdentificai anomaliile cromozomale reprezentate de imaginile b) din fia dat de profesor prin comparaie cu imaginea cariotipului uman normal. 1. a) Dac mama are grupa sangvin B i tatl AB, ce grupe sangvine vor avea copiii i cum vor fi din punct de vedere genotipic? Care este genotipul posibil al prinilor? b) Dac mama are grupa A i copilul grupa AB, ce grupe sangvine ar putea avea tatl? Explic de ce. 2. Realizeaz o schem n care s determini ce fel de caractere ereditare ai de la mama, tata, bunicul, bunica etc. Cariotipul uman normal


15

REPRODUCERE

Reproducerea

4

Discutai n grup i gsii rspunsulCe a aprut prima dat: oul sau gina? Te-ai ntrebat cum apare o nou via? Cum ai aprut tu, ca individ? De ce sunt necesari doi indivizi de sex diferit pentru a concepe o nou via? De ce femeile sunt cele care poart sarcina i nu brbaii? Sistemul reproductor (genital) al brbatului este format din: 2 glande sexuale (gonade) numite testicule, nvelite ntr-o pung de piele numit scrot. Rol: produc celule sexuale brbteti numite spermii (spermatozoizi); canale, cu rol de a conduce spermatozoizii pn la uretr; glande anexe, cea mai important fiind prostata, cu rol de a produce lichidul spermatic; penis (organul acuplrii) cu un canal central numit uretr, prin care se elimin sperma (lichidul spermatic + spermii).

Lucreaz i vei afla1. Descoper singur, privind desenul alturat, care este alctuirea sistemului reproductor (genital) al femeii. Celulele sexuale brbteti i femeieti sunt spermia i respectiv ovulul. F o comparaie ntre cele dou, ajutndu-te de desenul alturat. Identific procesul reprezentat n imagine. Sarcina este rezultatul: copulaiei (raport sexual introducerea penisului n vagin, urmat de ejaculare); fecundaiei (unirea celulei spermiei cu ovulul) proces ce are loc n trompa uterin; diviziunii celulare (segmentrii) a celulei ou, rezultat n urma fecundaiei; migrrii ansamblului de celule nou format spre uter; nidaiei (implantrii, fixrii) acestuia n peretele uterului (mucoasa uterin) cu formarea embrionului i ulterior a ftului. Placenta este organul care asigur transmiterea substanelor nutritive (oxigen, ap, sruri minerale, glucide, lipide, proteine) ctre embrion/ft i eliminarea substanelor nefolositoare din organismul embrionului/ftului. Prin placent pot trece i substane toxice (alcool, medicamente, tutun, droguri etc.). Organul de legtur dintre placent i embrion/ft este cordonul ombilical. 2. Realizeaz un scurt eseu n care s cuprindzi consecinele pe care nerespectarea regimului alimentar i de via de ctre viitoarea mam le poate avea asupra viitorului copil. n cazuri de sterilitate (att la femei, ct i la brbai), cuplurile pot recurge la inseminarea sau fertilizarea in vitro (FIV n eprubet). Primul copil format n eprubet s-a nscut n anul 1978. Aceast metod se mai numete uzual i fertilizare artificial, dar aceast expresie nu este corect, deoarece fertilizarea ovulului de ctre

16


spermatozoizi are loc la fel ca n mod natural, doar c se desfoar ntr-un recipient special. Astfel, nu fertilizarea n sine, ci doar locul unde aceasta are loc este artificial. Ai urmrit telenovela Clona? Ce este o clon i cum se obine aceasta? Discutai. Clonarea este producerea unei copii identice din punct de vedere genetic a unui organism. Pentru clonare, se ia o celul din corp (nu sexual), ai crei cromozomi sunt transferai ntr-un ovul (din care s-a extras n prealabil nucleul) i care ulterior va fi fecundat in vitro i implantat apoi n organismul mamei purttoare. Prima clon a unui animal a fost obinut n 1997, aceasta fiind oaia cunoscut sub numele de Dolly.

3. Practic, util, posibil de realizat: Particip cu argumente la dezbaterea pe tema Clonarea omului pro i contra. Imaginea alturat arat schimbrile de la pubertate la adolescen. Descrie ce observi n aceste imagini. Ce schimbare major are loc la femei, pe lng ceea ce sugereaz imaginea respectiv? Discut cu colegii.

Ciclul sexual al femeii dureaz . . . . . . . zile. Unul dintre cele 2 . . . . . . . . . . . expulzeaz un . . . . . . . . . . . . . . (ovulaia). Ovulaia are loc n a . . . . . . . zi a ciclului sexual. n cazul n care ovulul nu este fecundat, acesta se elimin mpreun cu mucoasa uterului prin hemoragie (ciclu . . . . . . . . . . . . . .) i dureaz . . . . . . . zile. Ce se ntmpl cu ciclul sexual al femeii n jurul vrstei de 45-58 ani? Au brbaii menopauz?

Aplic1. Realizeaz un colaj cu sistemul reproductor brbtesc i femeiesc, folosind plastelin, lipici, vat i carioca. 2. Specific organul responsabil care: funcioneaz ciclic; produce spermii; fixeaz embrionul. Afl mai multe la www.ournet.md/~anatomia/omul_mediu.html


17

REPRODUCERE

Evaluare

II

1. Citete textul de mai jos i recunoate funcia organismului care este descris: n cazul majoritii animalelor exist dou sexe: mascul, productor de spermatozoizi i femel, productoare de ovule. Pentru realizarea fecundrii este necesar ca celulele reproductoare s se uneasc, fie prin expulzarea lor concomitent n mediu, fie prin mperecherea masculului cu femela. Dup mperechere (acuplare), spermiile ajung n canalul (trompa) unde se afl ovulul eliminat din ovar. Aici are loc unirea gameilor (fecundaia), n urma creia rezult celula ou. Aceasta se fixeaz n peretele uterului, ncepe s se divid, dnd natere embrionului. Din embrion se dezvolt noul organism. .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... 2. Care din urmtoarele afirmaii sunt adevrate i care sunt false? Argumenteaz rspunsul. Ovarele produc spermatozoizi ncontinuu de la vrsta pubertii, toat viaa. .......................................................................... Testiculele produc periodic ovule, ncepnd cu pubertatea, pna la menopauz. .......................................................................... Menopauza este perioada din viaa femeii n care activitatea glandelor sexuale scade progresiv. .......................................................................... 3. Completeaz tabelul urmtor, marcnd cu + sau prezena, respectiv absena caracterului menionat, la fete, n perioada pubertii. Caracter/vrst Sni dezvoltai Pr n zona pubisului Bazin dezvoltat Menstruaie 10 ani 14-15 ani

4. Culoarea ochilor cprui la om este determinat de o gen dominant (C), iar cea albastr de o gen recesiv (c). Ce genotip are tatl (cu ochi cprui) unui copil cu ochi verzi, dac mama are ochi: a. cprui; b. verzi? .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... 5. Povestete, pe scurt, o ntmplare personal care te-a marcat, legat de ceea ce ai studiat n primele dou capitole. 6. Scrie ce te-a impresionat cel mai mult. De ce? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................................................................... .......................................................................... 7. A dori s aflu mai multe despre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................................................................... .......................................................................... 8. O ntrebare/problem la care a vrea s aflu rspunsul: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......................................................................... ..........................................................................

18


Substane i amestecuri

III

La sfritul acestui capitol vei ti mai multe despre: amestecuri, separarea amestecurilor i soluii cu importan practic; metodele de separare a amestecurilor; substane simple i compuse, precum i proprietile acestora; aplicaii practice ale amestecurilor i soluiilor n natur, tehnic i n viaa cotidian; transformri de stare de agregare. De asemenea, pn la sfritul acestui capitol vei: observa, compara i clasifica soluiile i tipurile de amestecuri; realiza experimente pentru a separa substanele dintr-o soluie; participa la realizarea unor proiecte individuale sau n grup; calcula concentraia unei soluii dup o formul dat ; utiliza n practic ceea ce tim despre soluii i amestecuri.


19

SUBSTANE I AMESTECURI

Amestecuri. Separarea amestecurilor

5

Discutai n grup i gsii rspunsulCitete textul urmtor: Eti n excursie la munte cu prietenii ti. Te-ai hotrt s mergi n aceast excursie, pentru c aerul de munte este curat i ozonat. Peste tot n acea zon exist izvoare cu ap potabil, limpede i curat. Aceasta poate nlocui oricnd buturile rcoritoare, majoritatea coninnd colorani sintetici n ele. Plcerea ta i a prietenilor ti este ns savurarea cu laptelui oferit de gazdele voastre n cni din lut. Laptele este folosit ca medicament natural de relaxare. Ce crezi c reprezint cuvintele evideniate n text? Care este importana lor n viaa cotidian? Sunt toate acestea indispensabile vieii? Argumentai raspunsul dat.

Lucreaz i vei aflaPrivete imaginea alturat. Ce crezi c reprezint aceste imagini? Discut cu colegul de banc. Tot ceea ce ne nconjoar este materie. Materia se regsete n corpuri (banc, o piatr), substane (oxigen, aur), materiale (lemn, sticl). Substanele se recunosc dup proprietile lor fizice (gust, miros, culoare, dimensiune etc.) i chimice (proprietatea de a arde, de a rugini etc.). Substanele pot fi: substane simple (carbon, mercur) sau substane compuse (amoniac, dioxid de carbon). Dou sau mai multe substane ntre care nu au loc fenomene chimice formeaz amestecuri de substan. Privete din nou imaginea de alturi i specific tipurile de amestecuri prezentate. Completeaz tabelul urmtor referitor la substane i amestecuri: tiu Vreau s tiu

Realizeaz urmtoarele experimente care descriu metode de separare a substanelor din amestecuri: decantarea(A), filtrarea(B), cristalizarea(C), distilarea. A. ntr-un pahar Berzelius, pune ap i nisip. Amestec cu o baghet i las amestecul s stea 5 minute. Ce observi? Nisipul se dizolv n ap? Ia un alt pahar i toarn apa de deasupra nisipului n el. Ce observi? B. Ia un pahar Berzelius i pune n el ap i pulbere de sulf. Amestec. Sulful se dizolv n ap? Confecioneaz o hrtie de filtru i introdu-o n plnia de filtrare. S-ar separa cele dou amestecuri fr hrtia de filtru? Discut cu colegii. C. ntr-o capsul, pune un amestec de ap i sare de buctrie. Se dizolv sarea n ap? Se aseamn acest experiment cu celelate dou? nclzete capsula la flacra unei spirtiere, pn cnd apa se evapor n totalitate. Ce observi? Lichidul care se evapor este oare folositor? (Atenie! Nu se folosete lichid inflamabil!)

20


1. Decantarea este operaia de separare a unui solid dintr-un amestec eterogen (care are compoziie i proprieti diferite n toat masa lor) solid-lichid. 2. Filtrarea este operaia de separare a unui solid dintr-un amestec eterogen solid-lichid, cu ajutorul unor materiale poroase, permeabile numai pentru lichid. Lichidul care trece prin hartia de filtru se numete filtrat. 3. Cristalizarea reprezint trecerea unei substane solide din soluie n stare cristalin. Cristalul este un corp solid, omogen (care are n toat masa lui aceai compoziie i aceleai proprieti) cu form geometric definit, mrginit de suprafee plane. 4. Distilarea este operaia de separare a componenilor dintr-un amestec omogen de lichide, prin fierbere, urmat de condensare. Aerul este o soluie gazoas care are n compoziia sa: azot N2 (78%), oxigen O2 (21%), alte gaze (1%), ca de exemplu gaze rare: heliu He, neon Ne, argon Ar etc., precum i dioxid de carbon CO2, amoniac NH3 etc. Importana aerului pentru organismele vii este foarte mare. Fr ap, omul rezist pan la 60 de ore, dar fr aer el rezist maximum 6 minute. n natur exist un circuit al oxigenului i al dioxidului de carbon de la plante la animale i anume: plantele verzi produc tot oxigenul de pe Terra, printr-un proces numit fotosintez, iar animalele consum acest oxigen, expirnd dioxid de carbon. Datorit unor surse de poluare naturale (reziduuri vegetale i animale) i artificiale (cenu, zgur, oxizi ai carbonului, gaze de eapament etc.) apare fenomenul de poluare (aerul se ncarc cu substane strine, duntoare vieii). Practic, util, posibil de realizat: 1. Imagineaz-i cum ar arta un ora ecologic i realizeaz macheta unui astfel de ora. Dar o ferm ecologic? Dac ai fi primarul localitii tale, ce msuri ai lua n privina nerespectrii normelor de igien (aruncarea produselor n parcuri, pe strad sau n alte locuri care nu au inscripia Co de gunoi)? 2. Documenteaz-te i spune colegilor n ora urmtoare n ct tip se degradeaz: o igar, hrtia, lemnul, materialele plastice, cutiile de aluminiu-peturi, sticl etc).

Aplic1. Completeaz tabelul urmtor: Activitate experimental Substane i ustensile utilizate/observaii experimentale Importan practic/ aplicabilitate n viaa cotidian.

decantarea

filtrarea

cristalizarea

distilarea 2. Iarna, cnd se formeaz flori de ghea pe geamuri, acestea se terg cu ap caldu n care s-a adugat sare de buctarie. i peste apa ngheat se arunc sare. n ambele situaii, gheaa se topete. Explicai de ce. 3. Se poate obine sare din apa mrilor? Argumenteaz rspunsul. Consult www.olimpiade.ro/informaii.php?editie=4&materie=5 http://www.e-scoala.ro/referate/biologie.html


21


Soluii

6

Discutai n grup i gsii rspunsulCitete textul de mai jos i d alte exemple (ntlnite acas sau la locul de munc) referitoare la importana practic a unor soluii: o lingur de oet adugat n apa n care se cltete lna i confer acesteia moliciune; o linguri de oet adugat n apa de cltit va da prului un luciu frumos; petele de var de pe geamurile ferestrelor se scot cu soluie de ap i oet; la desfundatul chiuvetei se folosete o can de oet cu ap fierbinte; perdelele murdare, nainte de splare, se nmoaie n ap rece cu sare cteva ore, iar la splare, n apa cu detergent se dizolv cteva pliculee de praf de copt. Ce fel de amestecuri sunt prezentate n imaginea alturat? Notai pe caiete. n fiecare zi utilizm apa pentru a bea, pentru a ne spla, pentru a gti alimentele, pentru a fabrica diverse alte produse, pentru a aduce cldura n calorifer etc. Apa este esena vieii. Dac omul poate supravieui mai mult de dou luni fr s mnnce, fr s bea ap, ar muri n mai puin de o sptmn. Reinut de baraje n lacuri de acumulare, apa este o surs inepuizabil de energie. Ea este, de asemenea, un produs chimic deosebit de important, n principal datorit proprietilor sale de solvent. Gndete-te i ncearc s enumeri amestecuri pe care le foloseti n viaa ta cotidian, amestecuri care conin ap. Amestecurile pot fi omogene (au aceeai compoziie i aceleai proprieti n toat masa lor) i neomogene (eterogene care au compoziie diferit i proprieti diferite n diferite puncte n masa lor). Soluia este amestecul omogen format din dou sau mai multe substane ntre care nu au loc fenomene chimice. Componenii soluiei sunt dizolvatul/solvatul (substana care se dizolv) i dizolvantul/solventul (substana n care se produce dizolvarea). Apa este cel mai folosit solvent. n soluiile formate din dou lichide, se consider dizolvant substana aflat n cantitate mai mare. De exemplu, atunci cnd NaCl (clorura de sodiu) este dizolvat n H2O (ap), ionii de sodiu atrag moleculele de ap, acestea orientndu-se cu ionul negativ de oxigen O2 ctre ionul pozitiv de sodiu Na+. Acest fenomen este cunoscut sub numele de hidratare. Avnd drept model prima coloan a tabelului, completeaz celelalte dou coloane. Soluia saramur tinctur de iod cafea lac de unghii + aceton Dizolvat Dizolvant

Lucreaz i vei aflaPune n trei pahare aceeai cantitate de ap. n primul pahar introdu o liguri de zahr, n al doilea o linguri de nisip, iar n al treilea o linguri de ulei. Noteaz n caiete observaiile.

22


Solubilitatea este proprietatea unei substane de a se dizolva n alt substan. n funcie de solubilitate, substanele se clasific n substane solubile i insolubile. Ai auzit, probabil, vorbindu-se despre aciditatea unui aliment, a unei buturi, a unui produs cosmetic, sau chiar a unui teren. Poate tii deja c pHul este indicatorul pentru aciditate. Ce nseamn aceasta cu exactitate? Formula de calcul a concentraiei unei soluii este urmtoarea: C% = md/ms 100 Md = masa dizolvat (g) Ms = masa de soluie (g) Ms = md + msolvent Aciditatea sau bazicitatea unei soluii este dat de numrul de ioni de H+ pe care i conine i este numit pH-ul soluiei respective (numrul de ioni H+ ntr-un litru): pH-ul cu valoarea mai mic de 7 nseamn soluie sau mediu acid; pH-ul cu valoarea mai mare de 7 nseamn soluie sau mediu bazic; pH-ul cu valoarea 7 nseamn mediu neutru (adic un mediu care nu este nici acid, nici bazic). 1. Pregtirea unei hrtii indicatoare de pH. Scufund foi de varz roie n civa centrimetri cubi de ap, agit, ateapt cteva minute, apoi filtreaz. mbib o coal de hrtie alb cu soluia astfel obinut. Introdu o bucat din hrtia astfel obinut n suc de lmie, i o alt bucat de hrtie n soluie de curat vasele. nregistreaz observaiile i explicaiile tale. (Sucul de lmie conine acid citric, cunoscut i sub numele de E330, pe care l regsim n bomboanele acidulate i n buturi). 2. Pune cteva picturi de soluie de nitrat de argint ntr-o soluie de clorur de sodiu (ap srat). Ce observi? 3. n alt eprubet toarn puin soluie de nitrat de argint ntr-o soluie de clorur de potasiu, sau n acid clorhidric diluat, sau n ap mineral, sau chiar n ap de robinet. Ce observi?

AplicChimia apicultorului: 1. Soluie dezinfectant pentru stupi: 3 kg cenu de lemn,10 l ap. Se fierbe cenua n ap 2 ore, se las s se limpezeasc, se filtreaz i se folosete pentru dezinfectarea stupilor prin stropire. 2. Sirop pentru hrana artificial a albinelor: 5 kg zahr, 1 kg miere de albine, 50 g acid citric sau 30 ml acid acetic. n apa fierbinte, se adaug zahrul amestecndu-se bine pn la dizolvarea complet a acestuia, apoi se adaug mierea i acidul citric. Se amestec bine i se rcete. Verific-i cunotinele 1. Admind c 18 molecule de ap dintr-un miliard se disociaz i c ntr-un litru de ap exist cca. 31025 molecule de ap, cte molecule de ap care s-au disociat exist ntr-un litru de ap? 2. tii de ce se spune adeseori c aspirina face ru la stomac? Ce fel de caracter are aspirina dac pH-ul su are valoarea 8? 3. Un geolog nendemnatic sparge flaconul n care avea acid clorhidric n timp ce caut flori de calcar. El scoate atunci din buzunar o lmie; de ce? Ce altceva ar mai putea utiliza acesta? ncercai i voi! 4. De ce putem cura tartrul din baie utiliznd oet? 5. De ce folosim termenul alcalin pentru bazic?


23


Transformri de stare de agregare

7

Discutai n grup i gsii rspunsul

Privete cu atenie imaginea alturat. Oare ce se afl n paharul inut n mn de profesor? Ai observat, probabil, cnd este adus petele congelat, cum din bucile de ghea se ridic fuioare de abur? Ce este i cum se formeaz acest abur? Scrie pe caiet explicaia ta, apoi discut cu colegul de banc i gsii o explicaie comun.

Lucreaz i vei afla1. Ia o sticl de ceas i toarn, pe rnd, puin alcool, eter sau aceton. Ateapt cteva minute. Observ cu atenie ceea ce se ntmpl n fiecare caz. 2. Umple un balon de sticl cu ap. nclzete balonul cu ajutorul unei lmpi cu gaz de laborator. Deasupra apei din balon, suspend un termometru cu mercur. Urmrete cu atenie indicaia termometrului n timpul procesului de nclzire a apei. 3. Umple pe jumtate, cu naftalin, o eprubet n care ai introdus un termometru. Introdu eprubeta ntr-un vas cu ap care fierbe. Observ. Las eprubeta s se rceasc n aer. Repet experiena cu buci de smoal, polistiren, cear roie. 1. Explic i motiveaz cele observate; 2. Noteaz temperatura la intervale de timp de 5 minute. Descrie pe caiet ceea ce observi. Reprezint grafic temperatura n funcie de timp; 3. Noteaz temperatura din 30 n 30 de secunde pentru fiecare material. Cum poi deduce temperatura de topire a naftalinei pe baza celor obinute? Descrie ceea ce ai observat i compar comportamentul corpurilor pe care le-ai avut la dispoziie. Q = m, unde: Q cldura schimbat n transformarea de stare [J Joule]; m masa corpului care i schimb starea de agregare [kg]; cldura latent specific de transformare este constant de material [J/kg]. Intr pe www.ournet.md/~biochim/

24


Transformri de stare de agregare

Material Mercur Ap Naftalin Staniu Plumb Aluminiu Argint Aur Cupru Fier Platin Iridiu Wolfram

Vrei s afli mai multe? Citete textul de mai jos: Vaporizarea reprezint fenomenul de transformare a unei substane din stare lichid n stare gazoas. n acest proces are loc prsirea lichidului de ctre o parte din moleculele lui. Pentru a realiza aceasta, moleculele trebuie s treac dincolo de stratul superficial al lichidului, unde trebuie s nving atracia exercitat din partea restului lichidului. Acest fenomen este posibil numai dac energia cinetic a moleculelor este suficient de mare. Dac vaporizarea are loc numai la suprafaa lichidului, atunci ea se numete evaporare, iar dac vaporizarea are loc n ntreaga mas a lichidului, atunci ea se numete fierbere. Topirea este fenomenul de trecere a unei substane din stare solid n stare lichid, n cursul nclzirii sale. Fenomenul invers, de trecere a unei substane din stare lichid n stare solid, n cursul rcirii sale, se numete solidificare. Studiul fenomenelor de topire i de solidificare permite s se fac distincie ntre corpurile care au o structur cristalin (au o temperatur de topire bine determinat) i corpurile amorfe (se nmoaie treptat pe un interval de temperatur).

Temperatura de topire 39C 0C 80,3C 232C 327C 660C 960C 1063C 1083C 1530C 1769C 2443C 3380C

AplicJustific importana urmtoarelor observaii: 1. Gheaa plutete pe ap, izolnd aerul rece de apa lacurilor, fluviilor etc.; 2. Apa din fisurile rocilor, ale barajelor sau cea din interiorul celulelor plantelor determin distrugeri prin nghearea ei. Verific-i cunotinele 1. Care dintre materialele din tabelul de mai sus este utilizat la confecionarea becurilor electrice cu incandescen? De ce? 2. Cldura latent este schimbat de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cu mediul nconjurtor n timpul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . de stare de agregare. 3. Pentru aceeai substan cldura latent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .de topire este egal cu cldura latent specific de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. Cldura latent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . este o constant de material. 5. Cldura cedat prin solidificarea a m = 1,1 kg de fier poate topi: a) 1,1 kg de ap; b) 1 kg de ap; c) 0,9 kg de ap; d) 9 kg de ap; e) 11 kg de ap. Se cunosc: fier = 270 000 J/kg; ap = 330 000 J/kg. PROGRAMUL A DOUA ANS NIVEL SECUNDAR INFERIOR

25


Elemente chimice i substane compuse

8

Discutai n grup i gsii rspunsulTe-ai ntrebat vreodat de ce o bucat de crbune nu se aseamn cu o bucat de aur? Sau de ce apa este diferit de sare? Discut mpreun cu colegii ce tii despre elemente chimice i substane compuse.

Materia este alctuit din particule foarte mici, numite atomi. Pn n prezent s-au descoperit 115 tipuri de atomi, care se deosebesc prin mas, structur i proprieti. Atomul este cea mai mic particul dintr-o substan, care nu mai poate fi fragmentat prin procedee chimice obinuite. Raportul dintre volumul unei mingi de tenis i cel al unui atom este ca i raportul dintre volumul Pmntului i cel al mingii de tenis. Realizeaz un eseu de o jumtate de pagin, cu tema Lumea n care trim, folosind urmtoarele cuvinte cheie: aer, ap, foc, pmnt, materiale, esena lumii. n natur, elementele sunt rspndite n proporii diferite. Cele mai multe se afl sub form de substane compuse. D exemple de elemente chimice care se gsesc n stare nativ n atmosfer. Elementul chimic = totalitatea atomilor de acelai tip. Elementele chimice se noteaz prescurtat cu ajutorul simbolurilor chimice, care sunt alctuite dintr-o liter sau un grup de litere. Spre exemplu, avem urmtoarele elemente: O oxigen, C carbon, Ca calciu, Al aluminiu, Fe fier, Au aur n orice organism viu apar constant 40-43 de elemente (bioelemente), dintre care 25 sunt eseniale pentru structura i funcionarea sa. ase din cele 25 de elemente eseniale (carbon-C, azot-N, hidrogen-H, oxigen-O, fosfor-P, sulf-S) constituie baza edificiului materiei organice vii (proteine, lipide, glucide, acizi nucleici, amidon, glicogen). Unsprezece elemente (hidrogen, carbon, azot, oxigen, sodiu, magneziu, fosfor, sulf, clor, potasiu, calciu) alctuiesc 99,99% din atomii organismului uman, dar n organism se gsesc i microelemnte eseniale. De exemplu, cantitatea de calciu i fosfor din organism oscileaz cantitativ n funcie de or, astfel nct, n jurul orei 11 dimineaa, n organismul uman se gsete cel mai redus procent de calciu.

26


1. Care crezi c este cauza apariiei unor mbolnviri ca: leucemia, infarctul miocardic, anemia? 2. Sistemul periodic este un tabel care ordoneaz elementele chimice cunoscute. n sistemul periodic, elementele sunt separate de o linie mai groas, n zig-zag. Deasupra acestei linii sunt situate nemetalele, iar sub linie sunt situate metalele. Folosind tabelul lui Mendeleev (sistemul periodic al elementelor chimice), completai tabelul urmtor n grupe de cte doi.

Lucreaz i vei aflaOrganizai-v n dou grupe: grupa metalelor i grupa nemetalelor. Completai apoi tabelul corespunztor grupei voastre cu proprietile metalelor, respectiv nemetalelor. Adugai ceea ce v mai intereseaz s aflai despre ele. Avei urmtoarele cuvinte cheie: solid, lichid, gazos, luciu, curent electric, maleabil, ductil. Discutai cu profesorul concluziile din tabel. tiu

Elementul Hidrogen Clor

Simbolul

Hg Ag Sulf Zinc Mg

M intereseaz

n natur, elementele chimice se gsesc i sub form de substane compuse. Acestea sunt alctuite din atomi diferii (apa conine atomi de hidrogen i de oxigen; ea are urmtoarea formul chimic: H2O) Clasificarea substanelor compuse: 1. Oxizii sunt substane compuse alctuite din atomi de oxigen i atomi de metale sau nemetale. Ex.: CaO oxid de calciu (var nestins), oxid metalic; SO2 dioxid de sulf, oxid nemetalic; CO2 dioxid de carbon, oxid nemetalic. 2. Bazele sunt substane compuse n alctuirea crora intr un metal i una sau mai multe grupri hidroxil (OH). Ex.: NaOH hidroxid de sodium (soda caustic); Ca(OH)2 var stins. Numii cte o ntrebuinare a celor dou substane n viaa cotidian (industrie). 3. Acizii sunt substane compuse formate din unul sau mai muli atomi de hidrogen i un radical acid. Ex.: HCl acid clorhidric; H2SO4 acid sulfuric. Spunei cte o ntrebuinare a celor dou substane in viaa cotidian (industrie). 4. Srurile sunt substane compuse formate din atomi de metal i radicali acizi. Ex.: NaCl clorur de sodiu (sare de buctrie); CuSO4 sulfat de cupru (piatr vnt); CaCO3 carbonat de calciu (calcar sau piatr de var). Precizeaz cte o ntrebuinare a celor dou substane n viaa cotidian (industrie).

Aplic1. Se dau urmtoarele substane:H3PO4, MgO, Ca(OH)2, H2SO4, Al, N2, CO2, CaCO3, Ar, P4, Al2O3, HCl, AgNO3. Completeaz tabelul alturat. 2. Scrie simbolurile celor 11 elemente ce reprezint 99,99% din numrul atomilor care intr n alctuirea corpului uman. Indic n care pri ale organismului se regsesc aceste elemente. Consult adresa http://portal.edu.ro/index.php/articles/subjects/3452 Metale Nemetale Oxid Acid Baz Sare


27


Atomi i molecule

9

Discutai n grup i gsii rspunsulTe-ai ntrebat vreodat din ce este alctuit materia care ne nconjoar? Cum au luat natere primele forme de via i din ce? Dac plantele nu ar mai produce oxigen, ce s-ar ntmpla cu organismele vii? Din ce cauz apar unele anemii? Care este elementul esenial din natur care ntreine viaa? Amintete-i ce reprezint atomul, elementul chimic i simbolul chimic din lecia precedent. Jons Jacob Berzelius (chimist suedez) a creat bazele actualului sistem de scriere a simbolurilor i a formulelor chimice.

Lucreaz i vei aflaRupe cteva bucele de hrtie. Ia un liniar i apropie-l de ele. Ce observi? Apoi freac liniarul de o bucat de stof de ln. Ce se ntmpl? Descrie ce observi. Sarcina electric este mrimea fizic ce caracterizeaz starea de electrizare a corpurilor. Cei mai mici purttori de sarcin electric pozitiv sunt protonii (p). Cele mai mici particule materiale purttoare de sarcini electrice se numesc electroni (e-). Prticulele cuprinse n nucleul atomic se numesc nucleoni. Cei mai importani sunt protonii i neutronii (n). Un element chimic se va reprezenta astfel: XA unde X este simbolul elementului chimic, A este numr de mas (suma numrului de protoni i neutroni din nucleu) i Z este numr atomic (numrul protonilor din nucleu). Din relaiile: n + p = A i p = Z, avem: n = A ZZ

Spaiul din jurul nucleului n care se rotesc electronii se numeste nveli electronic. (e = p), (e = p = Z)

Cantitatea n grame dintr-un element care conine 6,023 10 Mol de atomi.

23

atomi se numete

28


Ionii sunt particule ncrcate cu sarcini electrice i provin din atomi, prin cedare sau acceptare de electroni. Procesul de transformare a atomilor n ioni se numete ionizare. Completeaz spaiile libere ajutat de profesor i folosind tabelul periodic al elementelor: Elementele cu 1, 2 sau 3 electroni pe ultimul strat pot ceda 1, 2 sau 3 electroni pentru a ajunge la o structur stabil de octet. Ele pot forma ioni . . . . . . . . . . . . . . . . n care (p>e). Mg2+, Ca2+ provin de la . . . . . . i Ca prin cedarea a doi . . . . . Mg2+,Ca2+ sunt ioni bivaleni; Al3+ provine de la Al . . . . . . . . . a trei electroni. Al3+ este ion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elementele care cedeaz electroni i formeaz ioni pozitivi sunt elemente cu caracter electropozitiv, iar elementele care accept electroni i formeaz ioni . . . . . . . . . . . . . . . . . sunt elemente cu caracter . . . . . . . . . . . . . . . . . Valena exprimat prin numrul de electroni cedai sau acceptai se numete electrovalen. Molecula este cea mai mic particul dintr-o substan care poate exista n stare liber i care prezint toate proprietile substanei respective. Urmrii schemele alturate i spunei ci atomi pun n comun atomii respectivi. Discutai cu colegii rspunsul. Valena exprimat prin numrul de electroni pe care un atom l pune n comun cu electronii altui atom (de acelai fel sau diferit) se numete covalen. Revenii la scemele de mai sus i determinai covalenele elementelor respective. n partea stnga a tabelului urmtor avei compui ai elementelor chimice. Stabilii formulele lor chimice (n dreapt tabelului) innd cont de regula: din primul element se ia un numr de atomi egal cu valena celui de-al doilea element, iar din al doilea element, un numr de atomi egal cu valena primului element. Aluminiu(III)oxigen(II), fosfor(V) oxigen(I) hidrogen(I) clor(I) carbon(IV) oxigen(II) Ca(II) clor(I) Ca(II) gruparea hidroxil-OH(I)

AplicRealizai o machet prin care s explicai legtura dintre structura atomului i a moleculelor. Verific-i cunotinele Completeaz, folosind formula din lecie:

Doi izotopi ai iodului se folosesc n diagnosticarea bolilor care afecteaz glanda tiroid. Unul este iod 53(Z) i 131(A), iar cellalt iod 53(Z) i 125(A). Ci electroni, protoni i neutroni sunt n fiecare dintre aceti atomi? Informeaz-te suplimentar la adresa: http://www.didactic.ro/index.php?cid=disciplina&did=6


29


Tabelul periodic ale elementelor. Metale i nemetale

10

Discutai n grup i gsii rspunsulConsultnd tabelul periodic al elementelor i ajutai de profesor, soluionai urmtoarele ghicitori. Roiatic, armiu Eu mereu a vrea s fiu De m-atinge vreun acid Verde m transform rapid n sarea de bucatrie Eu sunt primul element 11 este pentru mine Numrul atomic Z Maleabile, ductile De-ajungei tabl i fire Avei luciu, avei culoare Bune chiar conductoare Vapori-i sunt foarte toxici Tubul digestiv atac Dantura o prpdete i funcia cardiac Cel mai bine tu conduci Cldura i electricitatea Iar podoab cnd devii Conduci i feminitatea Ce frumos mpodobeti Pom de iarn, ciocolat ns mai util ne eti Cu metale aliat

Prima formul a sistemului periodic a fost dat de D. I. Mendeleev. Tot el a enunat i legea periodicitii, care, dup descoperirea structurii atomului (deoarece s-a constat c proprietile elementelor depind de numrul atomic Z), a fost reformulat astfel: Proprietile fizice i chimice ale elementelor se repet n mod periodic, n funcie de numrul atomic Z. Observ cu atenie sistemul periodic al elementelor. El conine iruri orizontale de elemente numite perioade i iruri verticale numite grupe.

Lucreaz i vei aflan grupe de cte doi, construii sistemul periodic al elementelor urmnd paii de mai jos: 1. Realizai un dreptunghi din hrtie; putei lipi mai multe coli A3; 2. Numrai elementele din sistemul periodic i vedei de cte avei nevoie, apoi tiai fiecare ptrel corespunztor elementului i aezai-le n ordine, folosind imaginea de la pagina 33. 3. n ptratele obinute scriei simbolurile elementelor cu Z= 1 pn la Z= 18. 4. Sub fiecare simbol, notai numrul electronilor de pe ultimul strat al atomului respectiv. (straturile electronice exterioare cu o structur identic se repet periodic, astfel c i proprietile elementelor se repet periodic) 5. Lipii ptrelele de hrtie, realiznd sistemul periodic. Coloanele verticale, cuprinznd elemente cu proprieti fizice i chimice asemntoare, se numesc grupe sau familii chimice. Analizai sistemul periodic de pe pagina 33 i spunei din cte grupe principale este format. Deducei denumirile acestor grupe folosind urmtoarele cuvinte cheie: metale alcaline, carbon, metale alcalino-pmntoase, azotul, elemente pmntoase, oxigen, gaze rare, halogeni. Studiind tabelul elementelor chimice, se observ c fiecare perioad ncepe cu un metal alcalin i se termin cu un gaz rar. irul de elemente cuprins ntre dou gaze rare succesive se numete perioad, iar coloanele verticale, care cuprind elemente cu aceeai configuraie electronic pe ultimul strat, se numesc grupe.

30


De ce crezi c sistemul periodic este mprit n dou de o linie n zig-zag? Folosind tabelul de mai jos, care descrie proprietile fizice generale ale unor substane, scrie rspunsul n capul de tabel respectiv. prezint luciu caracteristic; sunt bune conductoare de cldur; sunt maleabile (pot fi trase n foi subiri); sunt ductile (pot fi trase n fire); sunt solide, cu excepia mercurului, care este lichid. nu au luciu; cele solide sunt sfrmicioase; sunt izolatori termici i electrici; se gsesc n toate strile de agregare.

Numrul straturilor cu electroni este egal cu numrul perioadei. Numrul atomic notat n fiecare csu indic: numrul protonilor din nucleu; numrul electronilor din nvelisul electronic; ordinea aezrii elementelor n sistemul periodic (numrul de ordine). ntre structura nveliului electronic al unui element i locul ocupat de el n sistemul periodic exist o legtur strns. De exemplu: Un element are structura nveliului electronic Poziia n sistemul periodic este : csua 8, perioada a 2-a, grupa a VI-a (16). Este vorba de elementul chimic Oxigen.

Aplic1. Ia un caiet i mergi n curte. Uit-te n jur i spune cteva elemente pe care le ntlneti zilnic. Enumer cteva proprieti fizice i chimice ale acestora. Realizeaz cte o fi pentru fiecare element, fi pe care o vei completa n orele urmtoare cu alte proprieti. 2. Se d un element care are Z = 7, i A = 14. Se cere: denumirea elementului, configuraia electronic, grupa i perioada, caracterul electrochimic, valena. 3. Separ metalele de nemetale din urmtorul ir de elemente: Zn, Br, Ag, O, Cl, Na, Fe, C, Pt, H, Au, Ne, Al, Si, Se, K.


31


Evaluare

III

1. Pune la fiert o oal mare cu ap rece pentru a prepara nite cartofi. Pentru ca apa s nceap s fiarb folosind ct mai puin energie, trebuie: a. s dai drumul la flacr la maximum; b. s dai drumul la flacr foarte puin; c. s lai flacra la o intensitate medie. 2. Acum apa fierbe. Pentru a gti cartofii cheltuind ct mai puin energie, trebuie: a. s menii flacra la maxim; b. s micorezi flacra n aa fel nct apa doar s fie meninut la fiebere. 3. Alege pentru urmtoarele substane solventul potrivit: Grsimi Zahr ap Lac de unghii aceton Sod caustic benzin Piatr vnt 4. La ce se folosete soluia de piatr vnt? 5. Un litru de ap de mare conine n medie 35g sare. Marea Moart are o salinitate de 240g/l. Compar cele dou valori. De ce se numete Marea Moart? 6. Un ghear trece prin spaiul strmt dintre stnci fr ca el s se sparg, pentru c: a. prin frecare cu stnca o erodeaz i i mrete volumul. b. datorit presiunii ridicate i micoreaz volumul. c. la presiune ridicat, punctul de topire al gheii coboar i ghearul alunec printre stnci fr s se sparg. d. nu poate trece printre stnci. 7. De ce temperatura aerului se ridic atunci cnd ncepe s ning? 8. Citete propoziiile de mai jos i scrie n fiecare csu fenomenul a. n zilele cu vnt rufele se usuc mai repede. b. Uneori, geamurile ferestrelor se acoper cu picturi de ap, astfel nct poi chiar desena pe geam. c. Uneori apa torentelor poate proveni din ghea. d. n timpul iernii se formeaz adesea chiciur. corespunztor. .................... .................... .................... ....................

9. Plantele xerofite (pantele de uscciune), molidul, pinul au frunzele subiri n form de ace i sunt acoperite cu un strat de cear. Exist vreo legtur ntre alctuirea i forma frunzelor acestor plante i faptul c ele cresc pe vrfurile nalte ale munilor? 10. De ce apa provenit din topirea zpezii curate i apa distilat nu au acelai gust? 11. De ce, cnd cerul este senin, avioanele care zboar la nlimi mari las n urma lor o dr alb? 12. Ce cldur este necesar pentru a topi 200 g de fier fier = 270 000 J/kg. 13. Scrie ce te-a impresionat cel mai mult. De ce? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14. A dori s aflu mai multe despre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15. O ntrebare/problem la care a vrea s aflu rspunsul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32


Reacii chimice

IV

La sfritul acestui capitol vei ti mai multe despre: ce este o reacie chimic, exemple de reacii chimice; ce sunt acizii, bazele i srurile; aplicaii practice ale acestor substane compuse n natur i n viaa cotidian. De asemenea, pn la sfritul acestui capitol vei: observa, compara i clasifica tipurile de reacii chimice; realiza experimente pentru a observa importana practic a reaciilor chimice; participa la realizarea unor proiecte individuale sau n grup; rezolva situaii problem practice referitoare la aplicabilitatea reaciilor chimice in viaa cotidian.


33

REACII CHIMICE

Reacii chimice ntre oxizi i baze

11

Discutai n grup i gsii rspunsulMama a preparat o prjitur i n timpul coacerii se simea un miros dulce-neptor. Am ntrebat-o ce era acel miros i mi-a spus s caut singur rspunsul, uitndu-m peste reet, i s descopr cauza acestuia. Am consultat reetarul i am constatat c folosise amoniac. Mi-am dat seama c voi afla mai multe n leciile de chimie. Reaciile chimice sunt transformri pe care le sufer substanele. Substanele care reacioneaz ntre ele se numesc reactani, iar substanele rezultate din reacia chimic se numesc produi de reacie. Experiment demonstrativ: Stingerea varului ntr-o capsul se pune o cantitate mic de oxid de calciu (CaO var nestins). Se msoar temperatura iniial a acestuia cu ajutorul unui termometru, apoi se adaug ap. Observ transformrile care au loc! La sfritul reaciei, determin temperatura produsului de reacie. Ce crezi c se obine? Ce s-a ntmplat cu temperatura produsului de reacie? Ecuaia reaciei chimice este urmtoarea: CaO Oxid de calciu (Var nestins) + H2O ap = Ca(OH)2 Hidroxid de calciu (var stins) unde: CaO, H2O reactani Ca(OH)2 produs de reacie

Discutai n perechi despre importana practic a acestei reacii. La ce se folosete varul stins?

Lucreaz i vei aflaClasificarea reaciilor chimice: A. Dup modul n care reacioneaz substanele: Reacii de combinare: S + O2 = SO2 Reacii de descompunere: CaCO3 = Ca + CO2 Rzuiete Zn de pe o baterie. Pune-l ntr-o eprubet i adaug acid clorhidric (HCl). Aprinde un b de chibrit i verific natura gazului degajat. Noteaz observaiile referitoare la desfurarea experimentului. Reacii de substituie (nlocuire): Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ntr-o capsul, pune 2 ml de soluie de acid clorhidric (HCl) i 2 ml soluie de hidroxid de sodiu (NaOH). Aeaz capsula pe trepied i nclzete pna la evaporarea complet a lichidului. Ce observi? Reacii de schimb (dubl nlocuire): de ex. reacia de neutralizare (reacia chimic dintre un acid i o baz n urma creia rezult o sare i ap) HCl + NaOH = NaCl + H2O B. Dup efectul termic: Reacii exoterme au loc cu degajare de caldur: CaO + H2O = Ca(OH)2 + Q (cldura degajat) Stingerea varului Reacii endoterme au loc cu absorbie de cldur (Q): CaCO3 + Q = CaO + CO2 CaO (var nestins) Descompunerea calcarului

34


C. Dup viteza de reacie: Reacii rapide se produc practic, imediat ce reactanii sunt n contact unul cu cellalt: NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl (precipitat) Reacii lente reacii chimice a cror evoluie poate dura ntre cteva minute i civa ani. Ex. ruginirea fierului, coclirea vaselor de cupru, acrirea laptelui, oetirea vinului, fermentaia alcoolic. ntr-o eprubet, pune 2-3 ml de HCl i 2 picturi de turnesol. Adaug apoi soluie de sod caustic (NaOH). Ce observi? Acizii: turnesol-rou; fenolftalein-incolor; metiloranj-roz Bazele: turnesol-albastru; fenolftalein-rou; metiloranj-galben Noteaz n tabel observaiile i scrie ecuaiile reaciilor chimice: Experiment 1 2 tiai c? Din cauza polurii aerului i a solului cu oxizi nemetalici, ploile sunt acide, aciditate care se transmite i solului. Varul nestins (CaO) se folosete la neutralizarea solurilor acide. Varul i mortarul folosite n costrucii se usuc mai repede vara datorit temperaturii ridicate care grbete evaporarea apei rezultate n urma reaciei cu ozonul (O3) din aer. Scrie ecuaia reaciei chimice dintre var stins (Ca(OH)2) i dioxid de carbon (CO2): .......................................................................... Ecuaia chimic Observaii

Aplic1. Traseaz prin sgei corespondena dintre reactani i produii de reacie: Al + O2 CuSO4 + H2O MgO + H2O Cu(OH)2 + Na2SO4 Cu O + H2SO4 Al2O3 CuSO4 + NaOH Mg(OH)2 2. Recunoate tipul de reacie chimic pentru urmtoarele cazuri: = Na2SO4 + 2H2O 2NaOH + H2SO4 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu MgCO3 = MgO + CO2 (gaz) N2 + 3H2 = 2NH3 3. De ce se arde sulful n gospodrii? Cum se procedeaz? Scrie ecuaia reaciei chimice. Cteva adrese de la care poi afla informaii interesante: http://ro.wikipedia.org/wiki/Botanic%C4%83 http://ro.wikipedia.org/wiki/Anatomie http://ro.wikipedia.org/wiki/Categorie:Biologie


35

REACII CHIMICE

Evaluare

IV

1. Completeaz tabelul urmtor cu simbolurile sau denumirile elementelor corespunztoare: Elementul Simbolul oxigen aur Na Fe calciu plumb iod 2. Noteaz cu adevrat sau fals. Argumenteaz. Srurile sunt substane compuse alctuite din atomi de metale i radicali acizi. .......................................................................... Acizii sunt substane compuse n alctuirea crora intr atomi de hidrogen i radicali acizi. .......................................................................... Bazele sunt substane compuse formate din unul sau mai muli atomi de metale i gruparea hidroxil (OH). .......................................................................... Oxizii sunt substane compuse formate din atomi de metal sau nemetal i oxigen. .......................................................................... 3. D exemple de reacii lente i reacii rapide: .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... 4. Realizeaz urmtorul experiment: Aciunea fierului asupra soluiei de sulfat de cupru (CuSO4). Introdu un cui de fier ntr-un pahar Berzelius cu soluie de sulfat de cupru. Ateapt cteva minute, apoi scoate cuiul. Ce observi? Scrie ecuaia reaciei chimice i precizeaz crui tip de reacie i aparine. .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... 5. Geamurile pe care iarna s-au format flori de ghea se terg cu ap cldu, n care s-a adugat sare de buctrie. Gheaa se topete. Explic fenomenul. .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... 6. Din apa mrilor se poate obine sare. Crezi c, dac mai nti s-ar nghea apa de mare i apoi s-ar ndeprta stratul de ghea, soluia rezultat ar fi o surs mai bun de sare dect apa de mare ca atare? De ce? Argumenteaz rspunsul. .......................................................................... .......................................................................... .......................................................................... 7. Enumer trei activiti care i-au plcut n cadrul leciilor i motiveaz alegerea. .......................................................................... .......................................................................... ..........................................................................

36


Fore i micare

V

La sfritul acestui capitol vei ti mai multe despre: micare i cum s deosebeti tipuri de micare; mrimile fizice care caracterizeaz micarea; interaciunile care au loc n jurul tu; efectele interaciunii i modul n care acestea pot fi msurate experimental; aplicaii practice ale micrilor i interaciunilor n tehnic i n natur. De asemenea, pn la sfritul acestui capitol vei: observa, compara i clasifica micrile corpurilor din jurul tu, precum i interaciunile dintre acestea; realiza experimente pentru a caracteriza i determina interaciuni i micri; participa la realizarea unor proiecte individuale sau n grup; modela fenomene naturale n care intervin diverse interaciuni; investiga efectele interaciunilor asupra mediului nconjurtor; rezolva situaii problem provocatoare referitoare la micare i interaciune.PROGRAMUL A DOUA ANS NIVEL SECUNDAR INFERIOR

37

FORE I MICARE

Micarea mecanic 12Discutai n grup i gsii rspunsulPe calea ferat este un vagon de tren. Sunt dou posibiliti: vagonul este imobil, sau este n micare. Am putea spune: dac vagonul este imobil, atunci nseamn c vagonul nu se mic. Eti de acord cu aceast afirmaie? Privete cu atenie cei doi cltori care discut n vagonul trenului. Discut cu colegul de banc i stabilete dac acetia stau pe loc sau se mic. Argumenteaz-i opinia. Un alt exemplu: cadrul unei biciclete este imobil fa de ciclistul care o conduce; dar acelai cadru este n micare fa de osea. Utiliznd experiena personal, gsete alte trei exemple asemntoare celor de mai sus. Care este, de fiecare dat, reperul? Se poate defini micarea numai dup ce s-a ales un sistem de referin sau un referenial fa de care ne raportm. n cele ce urmeaz, se va considera ca referenial suprafaa Pmntului. ntr-un sistem de referin se poate preciza poziia corpului studiat (un tablou, o main, planeta Pmnt, o fiin vie etc.); poziie = distan + interval de timp.

Lucreaz i vei afla1. Dintr-o bucat de carton, confecioneaz un disc cu raza de cca. 8 10 cm. Prin centrul acestuia introdu un creion sau un pix. Traseaz raza discului. Aeaz creionul vertical i rotete. Observ poziia razei pe care ai desenat-o. Descrie. Fr a mai folosi creionul/pixul, deplaseaz discul pe suprafaa mesei de-a lungul razei. Observ i descrie. Introdu din nou creionul/pixul prin centrul discului i ine-l orizontal, apoi rotete. Observ poziia razei. Descrie. O micare complex poate fi redus la o combinaie de dou micri simple: o micare de translaie i una de rotaie. Linia imaginar care descrie poziia succesiv a unui corp fa de un referenial poart numele de traiectorie.

2. Pentru a preciza micarea unui corp, trebuie ca, pe lng cunoaterea traiectoriei acestuia, s fie cunoscut i viteza sa. S considerm automobilul de curse din imagine, care se deplaseaz cu viteza de 60 km/h att nainte, ct i n curb, respectiv la ieirea din curb. Are automobilul, ntr-adevr, aceeai vitez? Deseneaz i explic. Discut n grup i formuleaz rspunsul. 3. Vehicul pe pern de aer Materiale necesare: elice cu 2-3 palete, motora electric cu alimentare la 4,5 V, baterie de 4,5 V, tvi din polistiren, carton, band adeziv, conductor electric subire.

38


Mod de lucru: Realizeaz din carton suportul motoraului electric, n care s existe un orificiu ptrat decupat spre ventilator; Decupeaz n tvia de polistiren o gaur puin mai mic dect seciunea tubului suport al motoraului; Lipete deasupra, cu band adeziv, suportul motoraului; Fixeaz pe suport motoraul, cu band adeziv; Leag conductoarele electrice la bornele motoraului. Cellalt capt al unui conductor leag-l la baterie. Captul celui de-al doilea fir va fi liber, pe post de ntreruptor; Pentru ca masa vehiculului s fie mai mic, ine bateria n mn. Care crezi c este principiul de funcionare? Explic i enumer posibiliti de utilizare a unui astfel de vehicul. 4. Un vapor se deplaseaz spre nord-vest cu viteza de 15 noduri; face o volt i repornete spre nord-est cu aceeai vitez de 15 noduri. S-a modificat vectorul vitez? De ce? Realizeaz o schem i reprezint vectorul vitez la dou momente succesive. 5. a) Un ciclist ruleaz cu viteza de 40 km/h pe o pist circular. Vectorul su vitez se modific? De ce? Deseneaz mai multe poziii ale vectorului vitez pe traiectoria ciclistului. b) Care sunt aciunile exercitate asupra unei mingi de biliard din momentul n care acesta este lovit i pn se oprete, tiind c ea atinge nc dou bile i marginile mesei de biliard? c) Ai urcat, probabil, pe scrile rulante ale unui magazin. Caut diferite situaii n care ai fost: imobil fa de o alt persoan de lng tine i n micare fa de un observator exterior; n micare fa de persoana de lng tine i fa de un observator exterior; n micare fa de persoana de lng tine i imobil fa de un observator.

Aplic1. Fora i micarea sunt pri componente ale unui capitol al tiinei numit: A. tiina Pmntului; B. Fizic; C. Biologie; D. Geologie. 2. . . . . . . . . . . . . este msura forei de atracie gravitaional. A. Greutatea; B. Fora; C. Viteza; D. Masa. 3. . . . . . . . . . . . . este fora care atrage totul spre centrul Pmntului. A. Viteza; B. Fora; C. Gravitaia; D. Masa. 4. . . . . . . . . . . . . nseamn ct de repede se mic un corp. A. Fora; B. Gravitaia; C. Viteza; D. Masa. 5. Crarea pe un munte este un exemplu de for i micare. A. Adevrat; B. Fals. 6. Lansarea unui Frisbee este un exemplu de for i micare. A. Adevrat; B. Fals. 7. Patinajul este un alt exemplu de for i micare. A. Adevrat; B. Fals. 8. Enumer nc patru exemple de for i micare: .......................................................................... ..........................................................................


39

FORE I MICARE

Tipuri de interaciuniDiscutai n grup i gsii rspunsul

13

Privete cu atenie imaginile de mai sus. Completeaz primele dou coloane ale tabelului de mai jos. tiu Vreau s tiu Am nvat

Unul din conceptele fundamentale ale fizicii, fora, poate fi neleas ca orice aciune care tinde s modifice starea de micare a unui corp. Forele sunt mrimi fizice vectoriale, adic sunt complet caracterizate prin: simbol, valoare numeric (modul), direcie, sens i unitate de msur. F = ma unde: F fora; [F]SI=N (Newton); m masa; [m]SI=kg; a acceleraia; [a]SI=m/s2. sir Isaac Newron

40


Lucreaz i vei afla1. Apas un balon cu o mn. Ce observi? Apas simultan acelai balon cu ambele mini. Ce observi? Exist vreo diferen? Repet acelai experiment cu o crmid. Ce observi? Exist vreo diferen? Analizeaz situaia unui obiect aflat pe o mas. Explic. 2. Comprim cu un deget resortul unui pix aezat vertical pe mas. Fcnd aceasta, exercii o for asupra resortului. Vei simi o rezisten din partea resortului care ncearc s apese asupra degetului. Exist deci i o aciune a resortului asupra degetului Sub influena a cel puin dou aciuni mecanice care se compenseaz, un corp poate rmne n echilibru. n acest caz, el sufer deformri care pot fi vizibile sau nu cu ochiul liber. Atunci cnd strngem cu minile, balonul se deformeaz. De asemenea, mingea se deformeaz atunci cnd este n contact cu pantofii n cazul unei degajri pe parcursul unui meci de fotbal. Spunem c acestea sufer deformri temporare, elastice. Folosim adesea dispozitive recunoscute care sufer deformri elastice (arcul cu sgei, plasa de siguran n sport, arcul pentru amortizare la autovehicule etc.). Dimpotriv, pereii unei glei umplute cu nisip se deformeaz permanent, pn cnd intervine o nou aciune care s le modifice forma. 3. Realizeaz o schem a celor observate i explic. Spunem c degetul i resortul interacioneaz unul cu cellalt. Interaciunile sau aciunile mutuale au loc atunci cnd corpurile sunt n micare sau atunci cnd corpurile sunt imobile. Atunci cnd un corp A acioneaz asupra unui corp B, corpul B va aciona la rndul su asupra corpului A. Cele dou aciuni sunt simultane i nu pot avea loc independent una de cealalt, prin urmare spunem c A i B interacioneaz. tiai c? De mai bine de cincizeci de ani se vorbete despre motorul cu reacie sau despre propulsia cu reacie a motoarelor i a rachetelor. De fapt, majoritatea deplasrilor se realizeaz cu ajutorul reaciei, ncepnd cu mersul: exist interaciune ntre picior, care apas (exercit o aciune) asupra solului n spate, i sol, care reacioneaz (exercit o reaciune) asupra piciorului, deci asupra corpului nainte. De altfel, dac mergi pe o plac cu rulmeni, aceasta se va deplasa spre spate (este efectul aciunii tale), iar tu vei merge nainte (este efectul aciunii plcii). La fel: aciunea apei asupra ramelor este cea care face barca s avanseze, aciunea solului asupra roilor este cea care face autovehiculele s avanseze; deplasarea vehiculelor cu ajutorul elicei se face pe baza aceluiai principiu, dar sub forme mult mai complexe.

Aplic1. Este posibil s deformezi un resort, de la distan, cu ajutorul unui magnet? ncearc. Deseneaz i explic ceea ce ai observat. 2. Explic reculul unei arme de foc. Ce trebuie s faci pentru a reduce reculul unui tun? 3. Caut exemple n care reaciunea produce o micare de rotaie. (http://howstuffworks.com). 4. Construiete singur dispozitive cu reacie.


41

FORE I MICARE

Vectorul for. Modaliti de msurare

14

Discutai n grup i gsii rspunsul

Privete cu atenie cele dou imagini. Precizeaz interaciunile pe care le recunoti. Realizeaz un ciorchine dublu, n care s cuprinzi asemnrile i deosebirile pe care le gseti. Pentru a descrie mai bine interaciunile de mai sus, acestora li se asociaz mrimea numit vectorul for, pe care l reprezentm desennd o sgeat care are urmtoarele elemente caracteristice: punctul de aplicaie sau originea (A); direcia (AB, dat de fir, n acest caz); sensul (de la A spre B); valoarea numeric sau modulul. Fora este un termen general care are sens diferit n funcie de context: de exemplu, prin for electric nelegem o aciune exercitat de un corp electrizat; dac citim o for de 5 N (newtoni), atunci nelegem c este vorba de valoarea numeric sau de modulul forei respective. n limbajul cotidian, cuvntul for indic fie o aciune mecanic, fie vectorul for, fie valoarea numeric/modulul forei. Privii imaginea cu copilul care trage dup el o jucrie. Aciunea este aplicat n punctul de fixare a firului pe jucrie. Spunem c aciunea este localizat. Jucria are o micare de translaie.

Lucreaz i vei aflaGsete i alte modaliti de a aciona asupra jucriei pentru ca aceasta s aib o micare de translaie. Deseneaz schemele coprespunztoare reprezentnd, pentru fiecare situaie gsit, vectorul for. Micarea de translaie poate fi obinut i mpingnd jucria cu mna, aciunea este repartizat pe toat suprafaa de contact dintre mn i jucrie. Vorbim, n acest caz, de o zon de aplicare: n fiecare punct al acesteia putem reprezenta un mic vector for. Admitem c ansamblul acestor vectori for este echivalent unui singur vector for aplicat ntr-un punct C pe care l plasm ntr-un loc convenabil, fr a-i cuta n mod special poziia. Aciunile mecanice pot fi localizate ntr-un punct sau repartizate pe o suprafa. Anumite aciuni mecanice au ca singur efect micarea de rotaie a corpului n jurul propriei axe; acestora le asociem vectorul momentul cuplului sau simplu cuplu (ex. cuplu motor). Folosirea unui dispozitiv de capsat foi de hrtie presupune un contact ntre mn i captul pe care apsm. Acest gen de aciuni se numesc aciuni de contact. Ele pot fi reduse la o singur for exercitat asupra corpurilor i reprezentat de un singur vector

42


for. Distingem, de exemplu: forele elastice, forele de presiune exercitate de solide sau fluide (ap, aer, gaz sub presiune etc), fora muscular, forele de frecare. Dac, ns, capsele de care avem nevoie cad ntmpltor de pe mas, ele sunt supuse aciunii gravitaiei terestre. Pentru a le aduna de pe jos putem utiliza un magnet. Aciunea gravitaiei i aciunea magnetic sunt aciuni la distan. Acestea sunt, n general, rspndite pe toat suprafaa corpurilor i pot fi, de asemenea, asimilate unei singure fore exercitat ntr-un punct i reprezentat de un singur vector for (for la distan). Distingem, de exemplu: forele magnetice, forele electrice, fora de atracie gravitaional.

Aplic1. Reprezint vectorii for asociai aciunilor pe care le recunoti asupra corpurilor din figurile urmtoare. 2. Deseneaz un surfer pe o plan i reprezint vectorii for asociai aciunilor care se exercit asupra planei. 3. Aciunea vntului asupra unei pnze este o aciune de contact sau aciune la distan? 4. Analizeaz aciunile exercitate asupra unui balon meteorologic i reprezint vectorii for corespunztori aciunilor identificate. Ordinul de mrime al unor fore Fatracie gravitaional = 2.1020 N; dou persoane la distana de 1m: Fatracie gravitaional = 2 4.10-7 N; un parautist n aer: G = 500 900 N. Fvnt/pnz = 100 N pe m2 de pnz, pe vnt puternic, pn la de milioane de ori mai mare pe timp de uragan Fatracie electric = 0,79.10-7 N (fora de atracie electric este de 4.1040 ori mai puternic dect fora de atracie gravitaional)

Fatlet/halter = 1000 2000 N (cu antrenament); deget apsnd pe butonul pixului: Fdeget/buton=2,5 N.

Fom/cablu = cteva sute de N cnd e tractat cu ajutorul cablului.

fora unui electromagnet = 100.000 N pn la cteva milioane de N

Ftraciune = 30.000 N

racheta Saturn: pentru a transporta 10.900 kg material pe orbita terestr i 41.000 kg pe orbit lunar: aciunea primei trepte: 340.105 N; aciunea celei de-a doua trepte: 45.105 N; aciunea celei de-a treia trepte: 9.105 N.


43

FORE I MICARE

Aplicaii n lumea vieDiscutai n grup i gsii rspunsulS ne plimbm! Pentru a ine pasul cu tatl su, un copil trebuie s alerge. Care dintre ei merge cu vitez mai mare? Argumenteaz rspunsul tu.

15

Lucreaz i vei aflaAceast activitate i va permite: s calculezi viteza mersului obinuit n m/s; s reprezini grafic acceleraia micrii; s exersezi utilizarea sistemului metric; s realizezi analiza semnificaiei rezultatelor obinute. Loc de desfurare: curtea colii sau terenul de sport. Procedeu: 1. Msoar 15 m; 2. Marcheaz cu hrtie 0, 5 m, 10 m i 15 m; 3. Aranjai-v astfel: prima persoan n dreptul punctului de start (0), urmtoarea la 5 m, urmtoarea la 10 m i ultimul la 15 m; 4. Persoana care se afl n dreptul punctului de start ridic mna, iar ceilali trei, aflai la locurile lor, vor avea cronometre i vor atepta semnalul pe poziiile indicate; 5. n momentul n care cel/ce

secundar stiinte i cursant

Documents