Qumica batxillerat – Estudi de les reaccions batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 2 Institut Badalona VII – Seminari de fsica i qumica (Curs

  • View
    216

  • Download
    2

Embed Size (px)

Text of Qumica batxillerat – Estudi de les reaccions batxillerat Interacci entre les radiacions...

  • Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    Unitat 11. Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria

    Lespectre electromagntic

    1. Completa la taula i indica a quines regions de lespectre electromagntic (rdio, microones, IR, visible, UV, etc.) corresponen les radiacions electromagntiques segents?

    Dada: velocitat de la llum en el buit c = 3,0 108 ms-1

    Longitud dona Freqncia Regi de lespectre

    800 nm

    7,5 1014 s-1

    4,1 10-2 m

    105,0 MHz

    2. Calculeu la freqncia duna radiaci visible de llum vermella que t una

    longitud dona de 6500 . Determineu lenergia dun fot daquesta radiaci i dun mol daquests fotons. c = 3,0 108 ms-1 ; h = 6,63 10 -34 Js; NA = 6,0210

    23 mol-1

    3. Busca informaci i contesta: a quina velocitat es propaga la llum en el

    buit, en laire i en laigua? Com pots justificar aquesta diferncia?

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 2

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 1. Connectat a Internet i executa lapplet que trobars a ladrea

    http://phet.colorado.edu/en/simulation/molecules-and-light

    Comprova quin tipus defecte tenen les diferents radiacions electromagntiques (microones, IR, visible, UV) sobre les molcules proposades (CO, N2 , O2, CO2, H2O, NO2 i O3 ). Anota les teves observacions en la taula segent. Molcula Radiaci absorbida

    (microones, IR, visible, UV)

    Efecte sobre les molcules (ionitzaci, transici electrnica, vibracions moleculars,

    rotacions moleculars )

    CO

    N2

    O2

    CO2

    H2O

    NO2

    O3

    http://phet.colorado.edu/en/simulation/molecules-and-light

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 3

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    2. Contesta breument: a) Quines radiacions de lespectre electromagntic sn ionitzants, s a dir,

    tenen prou energia com per arrencar electrons de les molcules i els toms? b) Quin efecte tenen sobre les molcules les radiacions UV proper i visible? c) Quines radiacions provoquen vibracions moleculars? d) Quin tipus de radiacions electromagntiques provoquen rotacions

    moleculars? e) Si sobre una mostra sapliquen simultniament un camp magntic i ones

    rdio, quin tipus de transicions es poden provocar?

    3. Quina longitud dona tenen els anomenats raigs UVA?

    4. Labsorci dun fot infraroig amb nombre dona 2900 cm-1 provoca

    lestirament de lenlla C-H dun alc. Quina longitud dona li correspon i quina s lenergia del fot implicat?

    5. Explica breument el funcionament dun forn de microones. Per qu un forn microones escalfa els aliments i no escalfa altres materials com el vidre o el plstic?

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 4

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    6.

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 5

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    7.

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 6

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    8.

    9.

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 7

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    Mtodes espectroscpics per a lanlisi de substncies Espectroscpia IR

    1.

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 8

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    2.

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 9

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    3.

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 10

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    Espectroscpia UV-visible

    1. El -carot s un pigment vegetal. A continuaci es mostren la seva estructura molecular i el seu espectre dabsorci UV-visible:

    a) Pots justificar, a partir de lestructura de la molcula, perqu aquesta substncia absorbeix intensament en la zona de lespectre visible?

    b) Pots preveure de quin color ser aquesta substncia? c) Saps quins vegetals tenen un elevat contingut de carotens?

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 11

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    2. Les cremes solars contenen unes substncies, els anomenats filtres solars qumics, que absorbeixen les radiacions UVA i UVB, protegint la pell de les cremades provocades per una exposici perllongada al Sol. Alguns exemples daquestes substncies sn laminobenzoat, la benzofenona o els salicilats. Busca informaci sobre aquests compostos, concretament sobre la seva estructura molecular. A partir daquesta estructura raona per qu aquestes substncies sn efectives com a protecci davant les radiacions UV. 3. La fenolftalena s un indicador cid-base molt utilitzat al laboratori. A pH cid i neutre la fenolftalena s incolora i es torna de color rosa (magenta) a pH bsic.

    La figura anterior mostra els espectres UV-visible de les dues formes de la molcula de fenolftalena, la carbinlica (incolora) i la quinode (color rosa). a) Raona quin espectre ( a i b) correspon a cadascuna de les estructures de

    la molcula dindicador. b) Amb lajuda del cercle cromtic justifica el color de la forma quinode de la

    fenolftalena.

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 12

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    Espectroscpia RMN

    1. A quina substncia (1, 2, 3 i 4) correspon cadascun dels espectres RMN de prot segents? Raona les teves respostes. Espectre A Espectre B

    Espectre C Espectre D

    1. 2. 3. 4.

    2.

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 13

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    3. A continuaci es mostra lespectre RMN de prot dun lquid incolor de frmula molecular C2H6O.

    a) En leix dabscisses dels espectres RMN es representa una magnitud anomenada desplaament qumic. Defineix aquest concepte. Quin compost sutilitza com a

    origen de lescala de desplaament qumic ( =0,0 ppm)?

    b) Dos possibles ismers del compost analitzat sn letanol (CH3CH2OH) i el dimetil ter (CH3-O-CH3). A quin daquests ismers correspon lespectre RMN obtingut? Respon de manera raonada.

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 14

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    Espectrometria de masses

    1. Lespectrometria de masses sutilitza principalment per a determinar la massa molecular de les substncies i la seva estructura molecular. Observa els dos espectres de masses segents:

    a) Indica quins pics de cada espectre corresponen al pic base i a li molecular.

    b) Un dels espectres correspon a la 2-pentanona i laltre al ciclohex. Pots relacionar

    cada substncia amb el seu espectre de masses?

    2. A continuaci es mostra lespectre de masses de l1-pent:

    a) Indica breument els processos bsics que tenen lloc dins de lespectrmetre quan un compost es analitzat per espectrometria de masses.

    b) Indica quina magnitud es representa en leix dabscisses dels espectres de masses.

    c) Indica quins dels pics de lespectre corresponen al pic base i a li molecular. Quina s la massa molecular de l1-pent?

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 15

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    3.

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 16

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    Lefecte hivernacle 1. Qu passaria a la Terra si no exists lefecte hivernacle? 2. Quins sn els anomenats gasos hivernacle?

    3. Els gasos hivernacle absorbeixen part de la radiaci infraroja provinent de la superfcie de la Terra, impedint que surti a lespai exterior i provocant un escalfament de la troposfera i del planeta. Expliqueu que li succeeix a les molcules daquests gasos (H2O, CO2, CH4, etc.) quan absorbeixen fotons de radiaci IR. 4. Els grfics segents mostren levoluci de la concentraci en latmosfera

    dalguns gasos defecte hivernacle al llarg dels darrers anys:

    a) Quines conclusions pots extreure dels grfics? b) Busca informaci i indica quines sn les principals fonts demissi de

    cadascun daquests gasos. 5. Busca informaci i respon:

    a) Qu s el Protocol de Kyoto? Qu es va acordar en aquest protocol? b) Quins van ser els principals compromisos als que va arribar a la Cimera

    de Pars de 2015 sobre el canvi climtic?

  • Qumica batxillerat Interacci entre les radiacions electromagntiques i la matria 17

    Institut Badalona VII Seminari de fsica i qumica (Curs 2017-2018)

    La capa doz

    1. Com es forma loz (O3)