Apartat 1.La radiació, els àtoms i les molècules
- Descripció de la interacció de la radiació electromagnètica amb algunes de les molècules de l’atmosfera. Relació entre l’absorció de radiació IR i l’efecte hivernacle i entre l’absorció de radiació UV i la concentració de l’ozó a l’estratosfera.
- Caracterització del model ondulatori de l’àtom i de la quantificació de l’energia. Concepte d’orbital. Predicció de les configuracions electròniques. Explicació de la periodicitat d’algunes propietats dels àtoms (volum atòmic, energia d’ionització, electronegativitat) en funció de la seva estructura electrònica.
- Descripció d’alguns dels mètodes actuals emprats per l’anàlisi de substàncies: espectroscòpia IR i ressonància magnètica nuclear. Fonament de l’espectroscòpia de masses.
- Relació entre la temperatura i l’energia cinètica mitjana de les molècules d’un gas. Interpretació de les velocitats de difusió dels gasos a partir de la seva massa molecular. Model de gas real per explicar les desviacions respecte del comportament ideal. Caracterització del procés de liquació d’un gas.
Apartat 2.Els canvis d’energia en les reaccions químiques
- Valoració de la importància de l’aspecte energètic de les reaccions químiques, en particular de les reaccions de combustió de compostos orgànics.
- Elaboració del concepte d’energia interna d’una substància a escala microscòpica. Definició d’entalpia d’una substància. Determinació experimental de la calor d’una reacció i interpretació com a variació d’energia interna o d’entalpia. Relació entre l’energia interna i l’entalpia d’una reacció.
- Establiment de la llei de Hess. Visualització de l’entalpia d’una reacció mitjançant un diagrama d’entalpies i càlcul a partir de les entalpies de formació dels compostos que hi intervenen.
- Elaboració del concepte d’entalpia d’enllaç. Consideració dels factors dels quals depèn la fortalesa de l’enllaç: longitud, polaritat i caràcter simple, doble o triple de l’enllaç. Estimació quantitativa de l’entalpia d’una reacció a partir de les entalpies d’enllaç.
- Elaboració del concepte d’entalpia reticular en relació al model electrostàtic del sòlid iònic. Determinació de l’entalpia reticular d’un compost iònic binari a partir de les entalpies de formació, d’atomització i d’ionització dels seus elements.
Apartat 3. L’equilibri de fases i l’equilibri químic
- Representació de l’equilibri de fases d’una substància pura en un diagrama de fases: l’exemple de l’aigua i del diòxid de carboni.
- Caracterització de l’equilibri químic. Diferenciació entre equilibris homogenis i heterogenis. Expressió de les constants Kc i Kp en equilibris químics significatius com ara la reacció de formació de l’amoníac, la reacció de descomposició del carbonat de calci i una reacció d’esterificació. Establiment de la relació entre Kc i Kp.
- Utilització de la comparació entre el quocient de reacció, Qc o Qp, i la constant d’equilibri per predir el sentit d’una reacció. Càlcul de les concentracions a l’equilibri a partir de la constant d’equilibri i de les concentracions inicials.
- Deducció dels factors que influeixen en l’equilibri: concentració, pressió i temperatura, a partir de l’expressió de la constant d’equilibri d’una reacció i predicció i observació experimental del sentit del desplaçament d’un equilibri quan es varia algun d’aquests factors.
Apartat 4.Els equilibris químics iònics
- Revisió de les propietats i estructura dels àcids i de les bases. Modelització de les reaccions àcid-base segons la teoria de Brönsted-Lowry. Establiment de l’equilibri iònic d’autoionització de l’aigua. Comparació de la força relativa d’àcids i de bases mitjançant les constants d’acidesa i de basicitat. Investigació de la variació del pH en diluir un àcid fort i un àcid feble. Predicció qualitativa i càlcul de pH en solucions d’àcids, bases i sals.
- Observació dels canvis de color de diferents indicadors àcid-base i interpretació teòrica. Interpretació de la corba de valoració d’un àcid o d’una base forta i obtenció a partir d’un sistema de captació de dades o d’un programari de simulació. Diferenciació entre punt final i punt d’equivalència d’una valoració.
- Observació de la capacitat reguladora del pH de certes solucions. Concepte qualitatiu de solució reguladora de pH. Investigació experimental de la capacitat reguladora del pH de l’aigua mineral carbònica. Valoració de la importància de la solució reguladora CO2/HCO3-/ CO32- en sistemes com la sang i els oceans.
- Interpretació de l’entalpia de dissolució d’un compost iònic a partir de l’entalpia reticular i l’entalpia d’hidratació dels ions. Observació experimental i caracterització dels equilibris de solubilitat de compostos iònics poc solubles. Relació entre la solubilitat d’un compost iònic poc soluble i la constant del producte de solubilitat, Kps. Predicció de la formació d’un precipitat en mesclar dues solucions iòniques a partir de la comparació entre Qps i Kps.
- Observació experimental i interpretacióqualitativa de la redissolució d’un precipitat mitjançant reaccions àcid-base i de formacióde complexos.
Apartat 5.L’espontaneïtat i la velocitat de les reaccions químiques
- Caracterització del concepte d’espontaneïtat d’una reacció química. Construcció del concepte d’entropia d’una substància. Establiment de la variació d’entropia de l’univers com a criteri de l’espontaneïtat d’un procés. Elaboració del concepte d’energia lliure d’una reacció per decidir l’espontaneïtat de reaccions químiques que tenen lloc a pressió i temperatura constant.
- Relació entre l’energia lliure d’una reacció i el treball útil màxim que es pot obtenir d’aquesta reacció. Càlcul de l’energia lliure estàndard d’una reacció a partir dels valors de l’entalpia i de l’entropia estàndards de la reacció, i a partir d’energies lliures estàndard de formació.
- Caracterització qualitativa i quantitativa del concepte de velocitat de reacció. Investigació experimental de la cinètica d’una reacció química, mitjançant un sistema de captació de dades. Identificació de les diferents etapes elementals que constitueixen el mecanisme d’una reacció. Interpretació molecular qualitativa de la velocitat d’una reacció elemental mitjançant el model de col·lisions i el model de l’estat de transició.
- Concepte de catàlisi i de reacció en cadena. Aplicació per comprendre l’acció dels CFC sobre la capa d’ozó.
Apartat 6.Les piles icel·les electrolítiques
- Caracterització de les semireaccions que tenen lloc en una pila electroquímica. Determinació experimental de la força electromotriu (FEM) d’una pila. Predicció de l’espontaneïtat d’una reacció redox en solució aquosa mitjançant el càlcul de la FEM estàndard a partir dels potencials estàndard d’elèctrode. Relació entre FEM i energia lliure d’una reacció.
- Valoració i comprensió del procés de corrosió dels metalls.
- Realització experimental d’una electròlisi. Caracterització dels processos electroquímics que tenen lloc en l’electròlisi de l’aigua. Descripció d’algunes aplicacions de l’electròlisi: recobriments electrolítics i refinació electrolítica. Descripció del procés industrial d’obtenció de clor i de sosa a partir de l’electròlisi de la salmorra. Descripció del funcionament de les piles de combustible. Valoració de la importància de l’hidrogen com a font d’energia en substitució dels combustibles fòssils.