Canvis

Teresa Pigrau

Neus Sanmartí

Idees per treballar

Les idees bàsiques per treballar

Idees per revisar

Les idees habituals de l'alumnat per revisar

Els títols tramats en color es corresponen amb les  IDEES PER TREBALLAR,mentre que la seva descripció detallada fa referència a les IDEES PER REVISAR. A la part inferior hi trobareu exemples de bones preguntes. 

En tot canvi, la massa es conserva

Quan un sistema material canvia, les substàncies finals tenen propietats diferents de les inicials. En tot canvi, la massa es conserva. Els canvis es produeixen a l’exercir accions sobre els materials –donar un cop i trencar o esmicolar, interaccionar amb l’aigua, l’aire o altres materials), escalfar (gràcies al Sol o a qualsevol altre font de calor) o fer passar el corrent elèctric,…–. Poden ser més ràpids o més lents i hi ha factors que els poden accelerar.

En un canvi físic es conserven les substàncies i, per tant, les partícules que les formen

Tradicionalment, s’anomenen com a físics o febles aquells que es caracteritzen perquè la substància és la mateixa a l’inici que al final del canvi, tot i que la podem observar com a diferent. És el cas, per exemple, dels canvis d’estat: el gel, l’aigua líquida i el vapor són el mateix material: aigua, i es pot passar d’un estat a l’altre transferint energia en un sentit o en un altre. Cada pas entre estat rep un nom i tots ells són reversibles.

Altres canvis físics o febles interessants per ser estudiats són la dilatació, la difusió i la dissolució.

Quan s’expliquen, és interessant parlar de la conservació del material i dels canvis en l’estructura (que impliquen la conservació de les partícules). Per exemple, un material es dilata perquè les partícules es separen (es mouen més ràpidament) i, per tant ocupen més espai (volum), però no perquè les partícules es dilatin. 

Els nens i les nenes, des de molt petits, poden començar a construir una representació de la conservació de la matèria en els canvis.

Preguntes que poden ajudar a construir aquests conceptes són:

Què penses que passarà al mesclar farina, sucre, sal... amb aigua, oli, alcohol...?

Com expliquem que no en tots els casos observem el mateix? A la barreja continua havent-hi les substàncies que hem mesclat? Com es podria saber? Com s’embruta l’aigua? Què canvia a l’embrutar-la? Per què no hem de tirar l’oli per l’aigüera?. Imatge: Escola de Salàs de Pallars.

Com canvia un material a l’escalfar-lo?

El podem tornar a tenir igual que a l’inici al refredar-lo? Què passa amb la temperatura mentre una substància pura es fon? I amb un vidre? Com és que a vegades s’entelen els vidres?

Imatge: Representació d’alumnes de 7 anys sobre el canvi de l’aigua a l’evaporar-se en els qual es pot comprovar com ja tenen una primera idea de conservació. Aquests alumnes havien fet tot un procés d’imaginar-se la matèria per dins de manera discontínua (Mestre: Andrés Acher)

Què li passa a una dissolució d'aigua i sucre quan l'escalfen?

Exemple de V de Gowin en què els alumnes relacionen la metodologia (què ha passat durant l'experimentació) amb els principis conceptuals.

Com és que una pilota està més “inflada” quan la deixem al Sol?​

Com funciona un termòmetre d’alcohol? Com és que a l’estiu ens costa més posar o treure un anell que a l’hivern?

Com és que es pot escalfar aigua en un vas de paper?

Cada equip d’alumnes que han fet l’experiment, ha construït una V de Gowin a partir de l’experiment realitzat. En aquest cas, una vegada han dissenyat una primera versió de la ‘V’, comparen i discuteixen en gran grup els continguts dels diferents apartats. En funció del que s’ha dit, realitzen la versió definitiva, com la del exemple que es mostra.

Com és que notem un perfum lluny del lloc on està l’ampolla oberta?

Imatge: Victòria Carbó i Montse Padern. Dibuixo una olor que s'escapa de la margarida i va cap al nas

En un canvi químic les substàncies finals són diferents de les inicials i, per tant, les partícules també són diferents ja que es reordenen els àtoms que les formen

Els canvis químics o forts són els que es caracteritzen perquè les substàncies inicials (reactius) són diferents a les que s’obtenen al final del canvi (productes). Pot canviar el color, la densitat, el punt de fusió… Quan cremem fusta, a l’inici teníem cel·lulosa, lignina… i oxigen, i al final tenim altres materials (aigua, diòxid de carboni i cendres). La majoria dels canvis químics no són reversibles, com és el cas de la combustió de la fusta. Un exemple contrari és el del sulfat de coure que és de color blanc i quan reacciona amb l’aigua és de color blau (sulfat de coure pentahidratat). Reconeixem que ha tingut lloc un canvi químic perquè ha canviat el color. Si l’escalfem, en aquest cas tornem a tenir el sulfat de coure inicial (de color blanc).

En els canvis anteriors la massa també es conserva. És a dir, la massa dels reactius es igual a la dels productes. Al cremar fusta, tot i que sembla que “es perd” matèria, si peséssim l’aigua, el diòxid de carboni i les cendres, obtindríem la mateixa massa que sumant la fusta i l’oxigen inicials.

Per explicar un canvi químic o fort no és suficient parlar de ‘partícules’, cal un subnivell més: les partícules són molècules formades per àtoms. Els àtoms són els mateixos abans i després del canvi, però les molècules són diferents, ja que els àtoms es reorganitzen, combinant-se de manera diferent a l’inicial.

Exemples de preguntes que ajuden a construir aquests conceptes poden ser: ​

Es podria fer foc sense aire?

Què hi ha a l’aire que el fa tan important? Es pot cremar alguna cosa (una espelma) si no hi ha aire?

Què fa l’aire quan entra al nostre cos?

Amb què reacciona? Quins productes s’obtenen? Quina diferència hi ha entre l’aire inspirat i l’expirat? Com ho podem saber?  Per què són diferents? Com va canviant el pa quan entra al nostre cos? Imatge: Escola Calós de Ciutadella, Menorca.

Com és que si posem una planta en un armari, es torna de color grogós i finalment mor?

Com expliquem el canvi que observem al cremar magnesi?

Què creus que es necessita per fer focs artificials? Com obtenir focs de colors diferents? Quines precaucions cal tenir per tal que no es produeixin accidents al manipular petards? Com expliquem que si les tenim en compte no ens fem mal?. Imatge: Cremant magnesi (canvi químic)

Com apagar un incendi? Per què?

Sabent què es necessita perquè es produeixi un incendi –materials combustibles, oxigen i temperatures altes-, com actuar si se’n produís un a l’escola?

Com transformar la llet en iogurt?

Com és que el iogurt té un gust diferent al de la llet?

Què li entra a una planta per fabricar el seu aliment i què li surt?

Què fem i què afegim als sòls perquè siguin més adequats per cultivar-hi plantes? Si el sòl és molt àcid, que es pot fer?

Dibuix d’un alumne de 6è de per explicar el canvi que produeix cremar magnesi (Escola Coves d’en Cimany )

Per què es rovella el ferro?

Com és que cobrim el ferro amb pintura de mini? Al ferro rovellat també l’atreu un imant? Per què?

Al posar una pastilla efervescent a l’aigua surt un gas, com puc saber si s’ha dissolt o s’ha produït un canvi químic?

En què ens podem fixar?. Font imatge: https://www.ciensacion.org/