Embedded Files
Aquesta subpestanya presenta informació pre-seleccionada sobre la composició química i estructura dels tipus de materials que es poden trobar a la mostra. L'alumnat pot prendre apunts i després omplir el tiquet de sortida.
Sorra i Vidre
Sorra i Vidre
Tant el vidre com la sorra de la platja són materials formats principalment per diòxid de silici, SiO2. La sorra és vidre natural. El vidre es fabrica a partir de sorra. Propietats SiO2: alta duresa, no conductora, insoluble, temperatura de fusió molt alta, uns 1600ºC.
Sorra de platja
La sorra de les platges d'arreu del món prové de l'erosió dels sediments de les roques. Òbviament, el color, la mida de gra, i la composició varia segons la platja. Com més petita és la mida dels grans de sorra, més vella és la sorra. De tots els minerals existents que conformen les roques de l'escorça de la Terra el quars n'és el més dur, durable, i per això, el més abundant i prevalent a la sorra de platja.
Vidre comú
El vidre comú conté més d'un 70% de SiO2, que a diferència de la sorra no és un cristall ordenat, sinó una substància amorfa, amb els mateixos tetràedres de SiO44- que NO es repeteixen de manera periòdica.
La sorra de platja és quars?
El quars és el mineral més abundant a la sorra. És incolor com el vidre, ara bé, les impureses poden donar-li color.
I les platges que tenen sorra negra?
El percentatge de quars (SiO2) a la sorra de platja pot variar d'entre el 50 i el 98%, segons la platja/zona.
Per què és tan fort el quars?
En el SiO2, els àtoms de Si i O estan units per enllaços covalents, i formen una xarxa cristallina o cristall, de molts tetràedres on al centre hi hauria Si i als vèrtexs O. Al ser tetraedres poden suportar tensions i pressions en qualsevol direcció i sentit de l'espai tridimensional.
Com es fa el vidre?
La sílica pura fon a temperatura molt alta i és massa viscós per treballar-la, així que se li afegeixen sals d'altres metalls com sodi i calci per millorar-ne algunes propietats.
El procés per a obtenir-lo és fondre sorra i altres minerals en un forn per damunt de 1600ºC i després donar-li forma, ja sigui pla per finestres o amb volum per envasos. Petites quantitats de minerals aporten certs elements que donen colors de tota la gamma al vidre.
Plàstic
Plàstic
Material sintètic fet a partir de petroli i compost bàsicament per C i H. Propietats: aïllant tèrmic, insoluble, fàcil de donar-li forma i color, n'existeixen de molt flexibles i tous, i de molt durs, fàcil de variar-ne propietats amb additius (ignífug, antibacterià…) i molt barat.
Petroli, espelmes i plàstics, tots tenen la mateixa composició química, són hidrocarburs: molècules de composició C i H on els carbonis enllaçats formant una cadena d'on i pengen hidrògens. Segons quins plàstics poden contenir també menors quantitats d'altres elements. La gasolina és una mescla d'hidrocarburs on predominen els de cadena de 8 àtoms de carboni. A la cera, en canvi, les cadenes predominants són d'uns 30 àtoms de carboni... i als plàstics les cadenes poden ser de 10.000 àtoms de carboni.
Els plàstics són polímers, és a dir, estan formats d'una unitat anomenada monòmer que s'enllaça una darrera l'altre per formar una macromolècula molt llarga i a vegades ramificada. Una molècula per ser un monòmer cal que (1) tingui un doble enllaç o (2) a cada carboni terminals hi ha d'haver un grup funcional que es pugui enllaçar al grup funcional d'una altra monòmer. Els monòmers no s'enllacen espontàniament. Cal calor, pressió i/o catalitzadors.
Els plàstics s'acaben descomponent en substàncies més senzilles com CO₂ i aigua. Ara bé, aquest procés té lloc en l'escala de centenars d'anys, i abans que passi causa molts problemes mediambientals.
Són aquestes cadenes que confegeixen als plàstics propietats com elasticitat i plasticitat. Hi ha plàstics que fonen en ser escalfats (A, termoplàstics) i altres que carbonitzen (B, termoestables).
Als termoplàstics les cadenes poden lliscar entre elles, en canvi, als plàstics termoestables hi ha enllaços entre cadenes que ho impedeixen. Les cadenes no es poden moure en guanyar moviment (temperatura a nivell macro) i els enllaços es trenquen per donar lloc a altres substàncies (ex química).
La majoria de plàstics usats avui varen ser creats entre 1930 i 1960. I des d'aleshores no hem parat de fabricar-ne, sempre a partir de petroli com a matèria primera.
Metalls
Metalls
Els metalls formen les roques i l'escorça de la Terra. Els metalls constitueixen un dels grups principals d'elements, de fet, és el grup més nombrós de la taula periòdica. Propietats: tenen densitat i punt de fusió alts, insolubles, dúctils i/o mal·leables, bons conductors de l'escalfor i de l'electricitat. Amb l'àmplia varietat de metalls que existeixen, una setantena, les seves propietats també poden variar molt d'uns a altres.
Els metalls s’obtenen, generalment, a partir de la transformació d’alguns minerals. Aquests minerals són a les roques, que s’extreuen directament de la natura.
Els metalls en els minerals són compostos, òxids i sals. Els metalls són els elements químics que poden formar cations i enllaços iònics, i així és com s'hi troben als òxids i sals.
M + no M --> enllaç iònic. Ex: CaO, NaCl.
Rarament, trobem metalls purs a la natura, sí que hi ha alguns metalls que es poden trobar purs. En diem metalls nadius com: l'or, la plata, el platí i el coure. Quan els àtoms d'un metall s'enllacen amb altres àtoms també metàl·lics es dona l'enllaç metàl·lic.
M + M --> enllaç metàl·lic Ex: Fe, Ca, Na, Al
Enllaç metàl·lic d'alumini
Núvol electrònic en un enllaç metàl·lic
Aquestes propietats es deuen a l'enllaç metàl·lic propi dels metalls, on els electrons exteriors dels metalls estan lligats només lleugerament als àtoms, formant un “núvol o mar” d'electrons de gran mobilitat que “banya” tots els àtoms.
Les olles i paelles, així com els radiadors estan fets de metall, ja que són bons conductors de la calor.
L'electricitat consisteix en un moviment d'electrons, els elements metàl·lics com que tenen aquest "mar" on els electrons es poden moure, condueixen molt bé l'electricitat.
Per la seva propietat mal·leable i perquè són bons conductors l'element més utilitzat pels cables elèctrics és el coure.
Mal·leables i dúctils. A més, aquest núvol d'electrons també estabilitza l'estructura de manera que si li donem un cop el metall no es trencarà, sinó que canviarà de forma, es deformarà. Això permet que puguem modelar els materials en forma de làmines o fils, útil per fer joieria. Són dúctils i mal·leables.
Repte: Sabries dir quins són els metalls d'aquí sota?
Fils de coure
Mercuri, un dels pocs metalls líquid a Tª.
Granet d'or, vist amb microscòpi.
Alumini i Ferro
Ceràmica
Ceràmica
Les ceràmiques són mescles d'òxids. Siguin quins siguin aquests òxids tenen en comú que fa falta calor per a la seva preparació. La ceràmica més típica és la terrissa, feta d'argila, constituïdes principalment per una mescla d'alúmina i silicats, químicament es diu: silicat hidratat d'alúmina, i la seva fórmula és: Al2O3 · 2 SiO₂ · 2 H₂O. Propietats: Han estat preuats des de l'antiguitat per suportar temperatures molt elevades, que van des dels 1.000 °C fins als 1.600 °C.
Depenen de l'òxid, l'enllaç és en més o menys grau covalent o iònic. A més a més, els materials ceràmics poden tenir una estructura cristal·lina o ser amorfs. Les ceràmiques també poden ser un nitrur (N) o carbur (C) en comptes d'un òxid (O).
Les seves propietats han permès a l'ésser humà des de l'antiguitat donar-li diferents usos, els més importants dels quals es troben en l'edificació per a la fabricació de maons, teules, revestiments paviments i canonades, l'elaboració de recipients, en la ceràmica sanitària i tècnica, en decoració, però també components electrònics per ser aïllants.
Propietats de la ceràmica:
Impermeabilitat. (interessants des del punt de vista alimentari)
Bon aïllant.
Bona Duresa però fràgil
Resistència a la corrosió i compressió
Alta temperatura de fusió, no cremen.
Quines aplicacions té la ceràmica?
Com és que la ceràmica és tova i moldejable i després s'endureix?
La ceràmica és plàstica quan és barrejada amb aigua, però dura i tenaç quan es cou en un forn a més de 750 º C.
Com de diferent és l'enllaç en ceràmiques del metàl·lic?
Les ceràmiques són, típicament, més rígides que els metalls. No obstant això, també són trencadisses, cosa que està relacionada amb els enllaços interatòmics. Els metalls presenten més ductilitat o deformació plàstica que les ceràmiques.
Quins tipus d'estructures cristal·lines tenen les argiles?
L'estructura de les argiles consisteix en apilaments polimèrics de capes de tetraedres i octaedres. Les capes tetraèdriques (capes T) estan compostes majoritàriament per Si-O , mentre que les octaèdriques (capes O) d'Al-O o Al-(OH).
Roba
Roba
Dels teixits de la roba, les fibres naturals procedeixen de plantes o animals, com la llana, el cotó, la seda i el lli. Les fibres sintètiques es produeixen a partir de fraccions del petroli, com el polièster, el niló i l'acetat.
Fibres sintètiques
Propietats: Tenen una gran capacitat d'absorció (més o menys el doble que el cotó). Tenen una gran capacitat de neteja. Consumeixen menys agents netejadors. Tenen una gran resistència a les rentades freqüents i es poden rentar a temperatures de fins a 95 °C, cosa que les fa summament higièniques.
Estoig Eastpack fet de poliester
Fibres naturals
Propietats: absorbeixen la humitat i expulsen la calor corporal, es tenyeixen bé, no generen electricitat estàtica, són aïllants i suporta altes temperatures.
Flor de cotó
Com és l'estructura del polímer?
Les matèries primes per a l'obtenció de fibres de polièster són principalment àcid tereftàl·lic i l'etilenglicol.
Com és l'estructura del polímer?
Les matèries primes per a l'obtenció de fibres de polièster són principalment àcid tereftàl·lic i l'etilenglicol.
El cotó té una composició de 95 % de celulosa i 5% de greixos i minerals.
Pedres
Pedres
Les pedres són mescles de minerals. Pedres és una forma més col·loquial de dir roca. Els minerals tenen una composició i una estructura determinada. Segurament hauràs vist anant per la muntanya pedres que tenen una cara totalment plana, com si l'haguéssim tallat amb el ganivet. Això ens indica que la seva estructura interna també està ordenada en capes o cares, i que els seus àtoms estan ordenats.
Sovint tenen una composició d'àtoms metàl·lics combinats amb no-metàl·lics, units per enllaços més o menys iònics.
Els elements metàl·lics més abundants a l'escorça de la Terra són: Fe, Ca, K, Na, Ti...i els no-metalls més abundants són: O, Si, S. Combinats entre si donen lloc a compostos com els silicats SiO2, els aluminosilicats Al 2O 3·2SiO 2·2H2O ,...
Les roques estan formades de minerals
Els minerals tenen una composició coneguda (fórmula)
A vegades són fràgils i a vegades tenaços, a vegades durs i a vegades tous. Els cristalls iònics seran fràgils, ja que en desplaçar una capa d'àtoms es creen repulsions electroestàtiques.
Bolquers, compreses, tampons, tovalloletes i cigars.
Bolquers, compreses, tampons, tovalloletes i cigars.
En els dos anys aproximadament que un nadó fa servir bolques hem generat unes 2 tones de residus.
Tots aquests productes d'un sol ús duren moltíssim com a residu en l'entorn! Per la seva naturalesa és inviable reciclar-los. Sí que podem pensar en alternatives, com les copes menstruals o les calcetes que es poden rentar.
Olors que ja no hi són
Olors que ja no hi són
La descomposició de matèria orgànica dona lloc a molècules petites que, per tant, s'escapen i ens arriben al nas produint pudors.
Aquestes molècules sempre contindran àtoms com C H O N P i S principalment ja que aquests són els elements que formen la matèria orgànica. Podrien haver estat a la sorra, però s'han difós en l'aire i l'ambient.
Allò que hi és i no es veu
Allò que hi és i no es veu
Sovint via aigües subterrànies arriben sals dissoltes. Aquestes sals poden ser provinents de les defecacions d'animals de granja o bé provenen de fertilitzants i pesticides (herbicides, insecticides, fungicides) que s'han afegit als camps de conreu per maximitzar-ne el rendiment de la terra i la producció agrícola.
En línies generals tenim nitrats i fosfats, i en menor quantitat sulfats i clorurs
Fertilitzants_minerals.pdfPage updated
Report abuse