PROGRAMMA DI SCIENZE CLASSE 4 G ANNO SCOLASTICO 2014 / 2015 PROF. CLELIA CICCI Nomenclatura dei composti inorganici I nomi delle sostanze. Valenza e numero di ossidazione. La classificazione dei composti inorganici. La nomenclatura dei composti binari con idrogeno , con ossigeno , sali binari . La nomenclatura dei composti ternari : anidridi , idrossidi , sali ternari . Reazioni di sintesi , decomposizione , scambio semplice e doppio, combustione . Reazioni di salificazione . Velocità delle razioni chimiche La cinetica delle reazioni chimiche: velocità di reazione. Fattori influenzano la velocità di reazione :natura dei reagenti, temperatura del processo, concentrazione dei reagenti, superficie di contatto dei reagenti, presenza di catalizzatori. La teoria delle collisioni. L'energia di attivazione. Equilibrio chimico Reazioni complete e incomplete. L'equilibrio chimico: costante di equilibrio (Keq), legge dell'azione di massa. Interpretazione cinetica dell'equilibrio. Il principio di Le Chatelier. Significato del quoziente di reazione e previsione sul raggiungimento dell’ equilibrio. Rapporto tra stato di equilibrio e concentrazione, pressione, temperatura. Definizione e calcolo della Kp. Prodotto di solubilità. Acidi e basi Acidi e basi: secondo Arrhenius e Bronsted-Lowry. Acidi e basi secondo Lewis. Autoprotolisi dell’ acqua . Prodotto ionico del’ acqua . Il pH : misura , significato ed importanza . Indicatori di pH . Acidi e basi deboli : costante di ionizzazione . Equilibrio acido-base; costanti di acidità e di basicità. Forza degli acidi e delle basi (Ka e Kb). Il pH di una soluzione salina : idrolisi salina. Reazioni di neutralizzazione . Indicatori di pH. Equilibri di solubilità e di precipitazione. Prodotto di solubilità . Soluzioni tampone. Elettrochimica Numero di ossidazione Reazioni di ossidoriduzione Bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione con il metodo della variazione del numero di ossidazione e con il metodo delle semireazioni. I tessuti I tessuti: origine, struttura e funzioni dei tessuti . Tessuti epiteliali : struttura e funzioni . Gli epiteli di rivestimento mono e pluristratificati . Le ghiandole esocrine ed endocrine. Tessuti connettivi, tessuto cartilagineo, tessuto osseo. Tessuti muscolari e il tessuto nervoso. Apparato digerente Struttura e funzioni della bocca . La dentizione nell'uomo adulto (numero, tipo e caratteristiche dei vari denti). Anatomia ed istologia dell’apparato digerente. Le ghiandole annesse: salivari, gastriche (parietali e principali), enteriche. Il pancreas esocrino ed endocrino . Il fegato : struttura e funzione . La digestione meccanica: movimenti peristaltici. La digestione chimica: l’attività enzimatica. Prodotti terminali della digestione La funzione di assorbimento. L’assimilazione. Apparato circolatorio Composizione del sangue : globuli rossi , bianchi , piastrine , plasma e siero. Emopoiesi e meccanismo di coagulazione del sangue . Anatomia e fisiologia del cuore e dei vasi sanguigni. La circolazione polmonare e la circolazione sistemica. Il ciclo cardiaco e il suo controllo: sistole, diastole, nodo del seno, nodo atrio-ventricolare, fascio di His. Fattori che determinano variazioni dell'attività cardiaca. Il controllo periferico della pressione sanguigna. Malattie degenerative del sistema circolatorio e del sangue . Apparato respiratorio Anatomia dell’ apparato respiratorio : struttura e funzioni di naso , laringe, faringe ,trachea , bronchi e polmoni . Fisiologia dell’ apparato respiratorio :meccanica respiratoria e controllo della respirazione Bergamo , 6 giugno 2015 Il docente Clelia Cicci I rappresentanti degli studenti Lavoro estivo per studenti senza debito classe 4 G A - Leggere uno dei testi che seguono . B – Studiare l’ apparato respiratorio . In preparazione alla verifica di settembre svolgere gli esercizi del testo . - L’ uomo che scambiò sua moglie per un cappello – Oliver Sacks L'uomo che scambiò sua moglie per un cappello è un saggio neurologico di Oliver Sacks, pubblicato per la prima volta a New York nel 1985. In esso l'autore racconta alcune sue esperienze cliniche di neurologo e descrive alcuni casi di pazienti con lesioni encefaliche di vario tipo, che hanno prodotto i comportamenti più dolorosi e imprevedibili. -La scienza divertente – Caprara Belloni Che rapporto lega la viscosità dell'acqua e la peluria che ricopre le palle da tennis? Perché l'acqua riesce a spegnere il fuoco e borbotta quando bolle? In che modo due grandi fisici sovietici, Ioffe e Aleksandrov, pensavano di ricavare un'energia infinita dalla calotta polare? È vero che gli occhi di alcuni animali sono veri e propri sensori all'infrarosso? Perché un ciclista fermo non riesce a mantenere l'equilibrio, mentre invece ci riesce benissimo quando è in moto? A questa e a moltissime altre curiosità di questo tipo rispondono Giovanni Caprara, responsabile di "Corriere Scienza", e Lanfranco Belloni, docente di fisica all'Università Statale di Milano -Adriano Zecchina – Alchimie nell’arte – Zanichelli – La chimica dei pigmenti nella storia della pittura. Come il progresso tecnologico ha influenzato la sensibilità degli artisti - Dario Bressanini - OGM tra leggende e realtà - Zanichelli Illustra le conseguenze a livello economico e sociale . -Rino Rappuoli e Lisa Vozza - I vaccini dell'era globale - Zanichelli I vaccini sono una risorsa straordinaria contro le malattie: costano poco, salvano innumerevoli vite umane, sono più efficaci delle migliori medicine. Ma come si costruisce per esempio il vaccino contro l’influenza? È possibile prevenire le pandemie con i vaccini? «Isola il germe, uccidilo, iniettalo» è il principio empirico usato dai tempi di Pasteur per fabbricare vaccini contro microrganismi pericolosi ma stabili. Oggi grazie alla genomica possiamo prevenire anche le malattie causate dagli agenti infettivi più mutevoli Vi sono anche collegamenti con la recente scoperta del DNA sintetico da parte di Craig Venter, che potrebbe portare la ricerca ad una nuova generazione di vaccini - Sam Kean .Il cucchiaino scomparso e altre storie della tavola periodica degli elementi Adelphi . Ideata autonomamente, nel 1869, da Dmitrij Mendeleev e Julius Lothar Meyer, la "tavola periodica degli elementi" continua a restare per lo più congelata nell'inerzia dei ricordi scolastici. Con il libro di Sam Kean dietro ogni simbolo e ogni numero atomico si spalancano sequenze inimmaginabili in tutti gli ambiti dell'esperienza e della conoscenza umana. Come quelle arcaico-antropologiche sull'antimonio, elemento che troviamo nel giallo del Palazzo di Nabucodonosor e nel mascara delle donne egizie, usato sia per sedurre che per incutere terrore. O, ancora, quelle medico-sanitarie sulla tossicità del nitrato d'argento contrapposta alle qualità terapeutiche dello zolfo, alla base del "prontosil rosso", sulfaminide e primo chemioterapico antibatterico. O, infine, quelle fisico-cosmologiche: tutti gli elementi della tavola, infatti, condividono la stessa genesi stellare (l'esplosione di una supernova) in una fase di contrazione della materia che ha scremato la Terra e gli altri pianeti, oltre quattro miliardi e mezzo di anni fa. Punteggiato di sorprendenti aneddoti (come quello, evocato nel titolo, del cucchiaino di gallio che si scioglie al contatto del tè, permettendo trucchi alla Houdini) e digressioni narrative, il libro di Kean è un'introduzione alla conoscenza di ciò che costituisce il nostro pianeta. Lavoro estivo per studenti con sospensione del giudizio in scienze Anno scolastico 2014 / 15 Classe 4 G Prof. Clelia Cicci Lo studente deve ripassare tutto il programma svolto durante l’ anno . Inoltre deve svolgere il seguente lavoro che contiene 38 domande . Lo studente deve consegnare il lavoro con le risposte corrette relative alle domande chiuse e con le risposte , motivate , relative alle domande aperte. Le domande chiuse, se hanno più di quattro risposte , potrebbero avere più di una risposta corretta 1 - Una generica reazione all’ equilibrio può essere rappresentata con la seguente reazione chimica m A + n B q C + r D 3 Se K eq fosse uguale a 2,5 x 10 , si potrebbe affermare che : 3 a – la velocità della reazione diretta è 2,5 x 10 volte maggiore della velocità della reazione inversa 3 b – la concentrazione di ciascun prodotto all’ equilibrio è uguale a è 2,5 x 10 mol / L 3 c – la velocità della reazione diretta è 2,5 x 10 volte minore della velocità della reazione inversa d – L’ equilibrio è decisamente spostato verso i reagenti e - L’ equilibrio è decisamente spostato verso i prodotti 2 – Se si vuole spostare l’ equilibrio a destra per ottenere più prodotti si può ( indica tutte le affermazioni corrette ) A – aumentare la concentrazione dei reagenti B – aumentare la concentrazione dei prodotti C – diminuire la temperatura se la reazione diretta è esotermica D – aumentare la temperatura se la reazione diretta è endotermica E – diminuire la pressione se la reazione diretta determina una diminuzione del volume ( in presenza di reagenti e prodotti gassosi ) F – aumentare la pressione se la reazione diretta determina un aumento del volume ( in presenza di reagenti e prodotti gassosi ) 3 – La seguente generica reazione A (g) + B ( g ) C (g) ha la reazione diretta esotermica . -- 4 Se a 25 °C la Keq è uguale a 2,5 x 10 , quale potrebbe essere la Keq a 200 ° C ? A ) 2,5 x 10 -- 4 B) – 1,5 x 10 –5 C ) 4,2 x 10 –2 D ) 6,3 x 10 –6 4 – La reazione di formazione del’ ammoniaca a partire da idrogeno e ossigeno gassosi viene condotta in un recipiente da 5,00 L alla temperatura di 300 K ; calcola la costante all’ equilibrio Kc sapendo che , all’ equilibrio , sono presenti le seguenti quantità : 2,10 mol di H2 , 1,80 mol di N 2 , 3,20 mol di NH3 5 – In un recipiente da 5,00 L avviene la reazione I2 ( g ) + H 2 ( g ) 2 HI ( g ) All’ inizio vengono introdotte 1 ,00 mol di iodio e 1,00 mol di idrogeno . Calcola le concentrazioni all’ equilibrio , sapendo che la Kc = 8, 32 6 – Data la seguente reazione generica dimensioni della K c . 4 A + 3 B 7 – in un recipiente da 2,00 L si introducono 2 mol di Ba O 2 non bilanciata Ba O 2 (s) Ba O (s) + O2 (g ) Calcola il valore numerico e le dimensioni di k p . (s) 3 C + 2 D , spiega quali sono le che reagisce secondo la seguente reazione 8 – Indica il / i fattore /i che NON influenza / influenzano la velocità di una reazione A – la concentrazione dei prodotti B – la temperatura del sistema C – la superficie di contatto tra i reagenti D – la presenza di un catalizzatore opportuno E – la natura dei reagenti E – nessuna risposta corretta 9 – In relazione alla velocità della reazione Zn (s) + 2 H C l (aq) Zn Cl2 ( aq ) + H2 A – la velocità può essere aumentata se si aumenta la concentrazione di acido cloridrico B – la velocità può essere aumentata utilizzando zinco finemente suddiviso C – la velocità aumenta se si abbassa la temperatura D – la velocità aumenta diluendo la soluzione di acido cloridrico E – la velocità aumenta mettendo lo zinco sotto forma di una unica barretta / laminetta (g) 9 – Per potere diventare uno ione idronio H30+, l’ acqua si comporta da: a - catione b -anione c - base d - acido e - anfotero 10 – Quale affermazione relativa all’ idrolisi è ERRATA A – l’ idrolisi dei sali può portare sia a soluzioni basiche , sia acide e sia neutre B – i sali costituiti da un acido forte e da una base debole in acqua danno soluzioni con pH acido C – i sali costituiti da una base forte ed un acido debole danno idrolisi basica D – la soluzione di sali che idrolizzano è tanto più acida quanto più debole è l’ acido che forma il sale E – si ha idrolisi acida sciogliendo in acqua un sale costituito da un acido forte e da una base debole F – tutte le risposte sono corrette - 11 – Perché si può affermare con sicurezza che H2S O4 è più forte / più debole ( scegli ) dell’ acido HSO4 ? 12 - Quante moli di HCI sono presenti in 100 L di soluzione acquosa di tale sostanza a pH = 5? A - 0,000001 b -] 0,001 c - 0,005 d - 0,00001 e - 100 13 -Quale delle seguenti soluzioni ha pH minore? -3 -4 A - NaOH 10 M b - NaOH 0,1 M c - NaOH 10 M E - NaOH 0,01 M d - NaOH 1M 14 - Una soluzione acquosa a 25°C in cui la concentrazione di H+ è uguale a 10 -8 OH è pari a 10 M: A -ha pH 0,8 B - ha pH 0,5 C – ha pH8,0 D - non esiste -5 M e la concentrazione di E - ha pH 5,0 15 - Quale di queste affermazioni è CORRETTA? A - a pH = 8 la concentrazione di OH- è maggiore di quella di H+ B - a pH = 8 non vi sono H+ e OH C - il pH non dipende dalla concentrazione di OH D - a pH = 8 a concentrazione di H+ è maggiore di quella di OH E - a pH = 8 si ha la stessa concentrazione di H+ e OH 16– Si preparano 250 mL di una soluzione che contiene 2,02 g di HBr . . Calcola il pH della soluzione. 17 - Dati i seguenti acidi: (1) H2S04; (2) CH3COOH; (3) H2S (4) HCN; (5) HCIO4; (6) HNO3; (7) H3PO4; (8) HF, individuare la serie che indica solamente quelli poliprotici. A - (3), (4), (8) b - (2), (4), (6) c-- (1), (2), (3), (7) d - (1), (5) e - (1), (3), (7) 18 -In relazione alla definizione di acido e di base secondo la teoria di Bronsted e Lowry, indica l'unica affermazione sbagliata. a- Una reazione chimica acido-base consiste nel trasferimento di un protone dall'acido alla base . b- Si definiscono basi soltanto le specie chimiche che sono in grado di produrre ioni OH- c -Una specie chimica manifesta le sue proprietà acide solo in presenza di una specie che si comporta da base. D -Si definiscono basi tutte le specie chimiche che sono in grado di acquistare ioni H+. E - Si definiscono acidi tutte le specie chimiche che sono in grado di cedere ioni H+. 19 - Una base coniugata debole è : A – una base molto diluita B – una base che deriva da un acido forte C – una base che non reagisce con gli acidi – D – una base che produce pochi ioni OH E – una base che possiede un doppietto elettronico non impegnato in un legame 20 - L’ acido cianidrico ( HCN ) è un liquido incolore , volatile , tossico e molto infiammabile , con odore caratteristico di mandorle amare . Calcola il pH di una soluzione di HCN 0,1 M 21 - Completa Acido 1 + H 3B O 3 HSO + -- + 4 - + -- ………….. …………………. + HS OH ………………. base 2 …………….. ………………….. NH4 ………………….. + ………………… …………….. + H2 S + + …………………. + ………………… …………………………. + …………………………. 22 – Indica un sale che , in acqua , dia una idrolisi acida e spiega come si comporta affinchè l’ idrolisi sia acida . 23 – Se è possibile , indica una base sia secondo Arrhenius sia secondo Bronsted .Motiva la/e scelta/e . 24 – Spiega come le vene permettono il ritorno del sangue al cuore . 25 – Spiega le differenze e/o le analogie di struttura delle pareti delle vene e arterie ( solo riguardo agli strati di tessuto ) 26– Spiega cosa sono i barocettori , dove si trovano e che effetti producono. 27– Spiega i termini ( tre / quattro righe circa ) : a – eritropoietina e – diastole b – fibrinogeno f – valvola bicuspide c – plasma d – placca aterosclerotica g – nodo seno-atriale 28– Bilancia con il metodo della variazione del numero di ossidazione ( indica i passaggi e quali atomi si ossidano e si riducono ) a - Cu O + N H 3 N2 + H2 O + Cu b –K I + K2 Cr2 O7 + H Cl → I2 + K Cl + Cr Cl3 + H2 O Con il metodo delle semireazioni ( indica i passaggi quali atomi si ossidano e si riducono ) c - K Mn O4 + Fe S O 4 + H 2S O4 K2 S O 4 + Mn S O 4 + Fe ( S O4 ) 4 + H2 O d – Ca3 (P O4 ) 2 + Si O2 + C → Ca Si O3 + P + C O 29 – Il solfato di calcio Ca S O 4 alla temperatura di 25 °C ha Kps = 2,4 x 10 -5. Se in una soluzione di Ca S O 4 le concentrazioni di Ca++ e di S O 4 -- sono 0,01 M e 0,0001 M , si formerà un precipitato ? Motiva 30 – L ‘ aggiunta di glucosio ad una soluzione satura di solfato di calcio . A – non produce alcun effetto b – fa precipitare il sale C – fa precipitare il glucosio d – mancano informazioni ( quali ? ) 31 – La solubilità del Ba C O 3 è 7,14 mol / L a 20 ° C . Se aggiungo K2 C O 3 , cosa succede ? 32 – Zn ( O H ) 2 ha kps = 1,0 x 10 -18 . Calcola la solubilità in mol / L 33 – Sapendo che, in acqua , Kps del solfuro stannico SnS è 10–28, kps del solfuro d’argento Ag2S è 10–49 e che il perclorato di potassio KClO4 ha Kps = 10–2 , stabilisci quale composto è più solubile . Motiva 34 – Disegna un neurone ed parla delle varie parti . 35 – Spiega la differenza tra ghiandole esocrine ed endocrine e fai alcuni esempi. 36 – Spiega le varie parti che riconosci e spiega la funzione del paradonto 37 – Spiga la funzione di HCl ( acido cloridrico ) e del muco prodotti dallo stomaco . 38 – Spiega i termini : a – amilasi salivare e – actina e miosina b – epiglottide c – rinofaringe d – vestibolo della bocca