la pedra filosofal · sovint, a la temporització de la química de 3r d’eso (o 4t) s’arria a...

53
LA PEDRA FILOSOFAL

Upload: others

Post on 23-Jul-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

LA PEDRA FILOSOFAL

Page 2: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Què en sabem, de la pedra filosofal?

Page 3: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura
Page 4: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

I més enllà de Harry Potter?

Page 5: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

També la de permetre laimmortalitat i guarir malalties(elixir de la vida)

La pedra filosofal era unasubstància que buscaven elsalquimistes.

Es deia que podia tenir lapropietat de convertir algunsmetalls (plom, zinc, mercuri...)en or i plata.

Page 6: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Per això estava lligada a unavisió espiritual i màgica.

Page 7: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

La Ciència ha avançat moltíssim en els darrers segles...

Page 8: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura
Page 9: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Podria la humanitat aconseguir una pedra filosofal que convertís en or i plata d’altres

metalls?

Page 10: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Què necessitem entendre per respondre-ho?

Page 11: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

PODRÍEM ACONSEGUIR LA PEDRA FILOSOFAL? Quins són els límits del canvi químic?

DOCUMENT D’EXPLICACIÓ PER AL PROFESSORAT

OBJECTIUS I APUNTS DIDÀCTICS GENERALS

L’ús del concepte pedra filosofal ens remet als precedents de la química moderna però també

al món màgic de Harry Potter. Potser una part de l’alumnat té algun coneixement sobre

l’alquímia, encara que sigui distorsionat i/o vinculat a un món misteriós, o de la seva pedra

paradigmàtica. Ara bé, segurament un bon percentatge de l’alumnat segurament té alguna

mena de vivència amb les aventures del noi aprenent de bruixot.

Quin sentit químic té l’explicació d’aquesta pedra filosofal en l’actualitat?

Aquest treball amb l’alumnat planteja, bàsicament, tres objectius sobre els continguts:

• Entendre el canvi químic a partir de la interacció dels àtoms dels elements que

componen les substàncies que hi intervenen.

• Comprendre que el llenguatge químic (nomenclatura, formulació i equació química) ens

ajuda a entendre aquesta interacció.

• Entendre que si els canvis es produeixen per interacció entre partícules atòmiques, la

seva massa s’ha de conservar.

Tot prenent la referència del cicle d’aprenentatge, s’orienta com una activitat seqüencial des

d’una fase exploratòria inicial fins a una primera part d’estructuració.

Es pretén treballar en context, amb tot el que això implica: un marc de treball amb significació

per a l’alumnat, amb la seva participació activa en la construcció del seu coneixement dins del

cicle d’aprenentatge, amb un acostament al model més creïble, entenedor i integrador, amb

una aplicació practica dels coneixements... I, a més, amb el matís de la mirada a les idees del

passat i el contrast amb els nostres dies.

Si bé no és incompatible perquè el professorat podria reconduir-la, és una activitat que pren tot

el sentit si no s’ha treballat encara a classe la nomenclatura i la formulació químiques ja que en

permet la seva introducció connectada íntimament amb la del model de canvi químic.

Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arriba a desenvolupar aquest model

com a part final dels continguts. També la nomenclatura i formulació es treballa amb freqüència

en paral·lel o posteriorment als compostos o enllaços. La didàctica de la química aposta perquè

la seqüència s’iniciï des dels fenòmens observables ̶ les reaccions, el canvi ̶ i s’arribi al model

de matèria per entendre aquests fenòmens.

Tanmateix, l’activitat que proposem, com podem llegir als objectius, parteix de la base del

coneixement previ sobre la composició de la matèria amb els àtoms i l’existència dels diversos

elements. Això és perquè es vol prioritzar el treball amb aquell professorat que no ha enfocat

els continguts amb aquella seqüència. De tota manera, si es reorienta, podria ser aprofitable en

bona part per abordar la introducció del model corpuscular posteriorment.

Page 12: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Caldria remarcar, perquè ben poques activitats ho fan, que plantegem una activitat en què

també es vol treballar la necessitat d’expressar un model de canvi químic i de matèria amb un

llenguatge determinat. És a dir, es vol entendre que el llenguatge químic de la nomenclatura i la

formulació són part dels principis teòrics per definir aquests models.

Una bona part de la feina es basa en reaccions químiques que l’alumnat ha de portar a terme.

Cada professor i professora coneix les possibilitats de treball en el seu centre i amb els seus

grups però, aquesta part, que és experimental, no l’hauríem de deixar perdre: primera, perquè

la implicació de l’alumnat en la realització dels fenòmens que observa li ofereix una experiència

més integradora. Segona, perquè dóna significat al plantejament d’aquesta activitat, en què la

participació activa dels nois i de les noies és la base de l’edificació del seu coneixement.

APORTACIONS INICIALS: QUÈ SABEM DEL CANVI QUÍMIC?

De bon començament, per introduir el context de treball, es pot fer ús de la presentació en què

es fa referència a la pedra filosofal (veure el fitxer adjunt Presentació introductòria_amb notes

per al professorat_la pedra filosofal) Per una banda, hi ha un enllaç amb una seqüència de la

pel·lícula Harry Potter i la pedra filosofal. Per una altra, hi ha imatges i textos que fan referència

al concepte mític i històric de la pedra filosofal de l’alquímia. Hem de lligar aquest concepte amb

la química actual i, en concret, amb el canvi químic. Aquesta presentació acaba amb unes

preguntes que ens menen el conjunt d’activitats que hi desenvoluparem: Podria la humanitat

aconseguir una pedra filosofal que convertís en or i plata d’altres metalls? Que necessitem

entendre per respondre-ho? El professorat haurà d’explicitar que aquest interrogant caldrà que

el sapiguem respondre després d’entendre el canvi químic. Aquesta repte ens ha d’acompanyar

en totes les accions. No ha de ser un simple pretext inicial per després desenvolupar-ne activitats

desconnectades.

En una primera fase exploratòria, el professorat ha d’interpel·lar l’alumnat per allò que entenen

sobre aquest concepte de canvi químic. Pot fer preguntes del tipus: Com podem definir un canvi

químic? Quina és la diferència entre els canvis físics i els canvis químics? Com ens imaginem el

comportament de la matèria (àtoms, molècules...) en un canvi químic?

Evidentment, les respostes poden ser errònies (potser que algú parli de conversió dels àtoms,

per exemple) però no es rectifiquen en aquest moment: la finalitat és que, un cop s’haurà

introduït o perfilat el model, es recuperin aquestes idees i serveixin de contrast i

d’autoavaluació. És important que s’hi pugui generar debat; amb rèpliques i contrarèpliques.

A partir de les preguntes inicials, s’apunten i es recopilen les diverses i diferents respostes que

puguin anar sorgint de manera que es vegin en conjunt (pissarra). En el mateix sentit, poden

generar-se preguntes que també cal recollir i debatre. De tota manera, haurem de tenir present

que si en el mateix curs o l’anterior s’han treballat els àtoms i els elements, l’alumnat hauria de

tenir clara la constitució atòmica de la matèria. Per tant, aquelles idees massa esbiaixades sobre

els continguts que ja s’han estructurat, cal esmenar-les d’entrada. Sempre amb la participació

de tot l’alumnat.

El professorat no hauria d’entrar tampoc en preguntes de detall o d’aprofundiment perquè tot

just encetem la fase inicial. Però, com és lògic, amb les respostes de l’alumnat poden aparèixer

diferents nivells de concreció o, fins i tot, aspectes no estrictament restringits a la naturalesa de

Page 13: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

la matèria, com pot ser l’energia. Les diferents aportacions poden enriquir-se entre elles a partir

d’un diàleg a nivell de classe.

Cal que aquestes contribucions per part de l’alumnat puguin ser dirigides per l’habilitat del

professor o de la professora per aprofitar-ne al màxim d’idees constructives. Si hi ha punts

d’estancament o de monopolització per part d’un grupet reduït, sempre es pot adreçar les

mateixes preguntes a persones concretes que no hi hagin intervingut o bé demanar sobre algun

aspecte que podem considerar interessant o important: quines reaccions químiques coneixeu?

Per quin motiu dels que hem comentat creieu que són canvis químics? Exposeu exemples de

reaccions químiques que veiem cada dia. És el mateix un canvi químic que una reacció química?

De tota manera, pensem que hauria d’aflorar-hi el dubte i el debat sobre si la quantitat de massa

es conserva en un canvi químic. Per tant, hem d’estar amatents, si cal, amb incisos del tipus Com

creieu que es comporta la quantitat de massa en un canvi químic? Hi ha la mateixa al

començament i al final? Pot dependre del tipus de canvis que s’hi produeixi?

També cal saber quan s’han d’acabar aquestes demandes. Si bé depèn del nivell de participació

del grup i la riquesa de les seves idees, aquesta introducció i exploració hauria de desenvolupar-

se en una mitja hora.

Cal que quedi constància de les preguntes del professorat, de les que ha pogut aportar l’alumnat

i de la varietat de respostes que s’han dit per poder fer el contrast de l’evolució de les idees més

endavant. La manera de recollir aquest material dependrà de les eines que faci servir el grup

(apunts escrits de la pissarra, fotografia; document de la carpeta digital...)

EXPERIMENTACIÓ, SUPOSICIONS I DEDUCCIONS:

Després d’aquesta primera fase absolutament dialògica, entrem en una altra en què ha d’haver-

hi la posada en pràctica d’unes reaccions químiques, la seva possible explicació, una primera

presa de contacte amb la formulació i el nom de les substàncies i la confrontació de les seves

idees.

L’ideal per als procediments manipulatius i les discussions que no són generals és fer grups de

treball de 3-4 persones.

Als fitxers adjunts per al professorat hi ha un document amb el llistat d’objectius d’aquestes

activitats (Llistat d'objectius de les activitats experimentals) Cal explicitar per quines raons es

treballa d’aquesta manera. El professorat pot avaluar el moment de fer-ho. Un de bo seria amb

les conclusions o amb el comentari del text final, per lligar-hi caps.

Amb la intenció de facilitar la posterior comprensió dels fenòmens, la introducció del model i el

lligam entre aquest i els noms de les substàncies i les seves fórmules, cal treballar amb elements

i substàncies de composició molt simple: binomials i algunes de ternàries.

És recomanable que, si és possible, els reactius estiguin al màxim de preparats pel professorat.

Aquesta previsió amb les substàncies alhora permet agilitzar el procés.

Page 14: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Fem d’alquimistes tot cremant substàncies (activitat científica_1a part)

Quin és el fonament del canvi químic? Per entendre quina era la perspectiva de l’alquímia, ens

hem de situar al seu nivell: en què es basaven? Què feia possible pensar en l’obtenció d’una

pedra filosofal?

Per això proposem una primera experimentació, l’Activitat científica_1a part FEM

D'ALQUIMISTES! de l’alumnat

A partir de la interacció de substàncies que només s’identifiquen amb alguns dels seus noms

antics prenormatius o històrics o comercials i sense fórmules, l’alumnat haurà d’intentar raonar

si hi ha hagut un canvi químic en allò que han observat i, si és així, intentar justificar de quina

manera s’hi ha comportat la matèria. Es fan totes en un sistema obert. És a dir, en cap cas hi ha

un tancament que pugui evitar que la massa hi quedi retinguda. Al material per al professorat hi

ha la informació de les equacions químiques per a cada reacció proposada (Activitat

científica_1a part FEM D'ALQUIMISTES!_professorat)

Per ajudar a vehicular el que ens interessa, hauran de respondre les demandes que es recullen

a la mateixa activitat de l’alumnat. Cada alumne/a ha d’intentar respondre-les individualment

però amb la prèvia discussió amb el seu grup.

L’alumnat ha de respondre a partir del seu coneixement de base i sobre allò que s’ha pogut

qüestionar en la fase dialògica. Com que el model teòric no està desenvolupat, les possibles

explicacions entren en el camp de les suposicions. Dins d’un grup pot ser que hi hagi opinions

massa distants que no convergeixin en cap punt. Si és així, que cadascú apunti allò que pensa.

De tota manera, pot ser que es doni el cas que una part de l’alumnat plantegi que la reacció ha

fet augmentar la temperatura de manera que l’aigua de la dissolució comença a bullir; que, de

fet, les bombolles són de l’aigua que està vaporitzant-se. Si és així, caldria aclarir-ho. Es pot

demanar que toquin els recipients on s’ha produït el canvi per desmentir-ho. També es pot

muntar l’activitat de manera que es pugui mesurar la temperatura amb un termòmetre. De tota

manera, si es fa així, necessitaria d’una explicació sobre el comportament de la temperatura un

cop avançat el model (energia de les reaccions químiques)

Pel que fa a la temporització, per a aquesta primera activitat experimental dependrà de si hi ha

hagut desplaçament de l’alumnat a un laboratori, si el material per als grups estava preparat,

etc. Una estimació podria ser d’una mitja hora.

Hi anem més enllà: la importància de la massa (I) (activitat científica_2a part)

Es pot entendre el canvi químic sense prendre cap mesura? L’evolució de l’alquímia cap al

mètode científic va requerir la introducció del control de variables en els procediments

experimentals. És important la variació de la massa? Dit d’una altra manera: fins a quin punt pot

ser rellevant la quantitat de matèria per entendre els seus canvis?

Els mateixos grups de treball repeteixen l’experiment però ara mesuren la massa inicial i la final

en un sistema obert. Com s’ha fet la primera vegada i amb el mateix sentit d’orientació, caldrà

respondre les qüestions que apareixen en el document (veure Activitat científica_2a part HI

ANEM MÉS ENLLÀ: LA IMPORTÀNCIA DE LA MASSA (I))

Page 15: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Les dues fitxes d’aquestes primeres activitats científiques convé que siguin diferents i que es

reparteixin cada una quan pertoca perquè la informació de la segona no interfereixi en l’activitat

de la primera.

Aquesta altra part experimental i de discussió en petit grup, també pot rondar una mitja hora

de treball.

Un cop hem arribat a aquest punt, cal exposar i contrastar dialècticament els raonaments i les

justificacions de tots els grups de treball a partir de les seves respostes a les fitxes.

A partir d’aquí, fins al final de la redacció de les conclusions, el ritme i la temporització dependrà

de les dinàmiques del grup. Podria implicar-hi entre dues i tres hores.

Sobre els continguts, ens situem en un camp de batalla principal: la conservació de la matèria i

de la massa, que aniran desenvolupant-se amb les següents activitats. La importància de

l’expressió química per entendre com es produeix el canvi serà una altre front que apareixerà

posteriorment.

Pot generar-se un conflicte amb els que han treballat amb productes gasosos. Es pot orientar el

diàleg amb preguntes del tipus: Són matèria els gasos? Per tant, tenen massa? D’on prové el gas

que s’hi ha produït? De quins elements està format? Podem mesurar la seva massa?

Hi anem més enllà: la importància de la massa (II) (activitat científica_3a part)

Per ajudar a la construcció de coneixement, es proposen unes reaccions en què hi participen

clarament els gasos les que es plantegen a Activitat científica_3a part HI ANEM MÉS ENLLÀ: LA

IMPORTÀNCIA DE LA MASSA (II) de l’alumnat:

• Per una banda, l’oxidació de la llana d’acer amb l’oxigen de l’aire però sense cremar.

Podem constatar que l’augment de matèria que es produeix a la llana dins d’una

atmosfera tancada és conseqüència del gas que hi ha perquè s’hi redueix el % en volum

que correspon a l’oxigen.

Aquesta activitat requereix de força temps per observar-ne els resultats definitius; fins

a una setmana. Per això, cal haver tingut previst que l’alumnat fes tota la preparació

amb prou dies. Tot i que no és tan enriquidor, també ho pot haver fet el professorat i

ensenyar el resultat amb l’explicació de quin ha estat el procediment.

Es pot afavorir la velocitat de reacció, i, per tant, escurçar el procés algun dia, si es mulla

el manyoc de la llana d’acer que volem que s’oxidi. De tota manera, el paper que hi juga

aquesta aigua no facilita la comprensió de l’oxidació amb l’aire.

És important recordar que el percentatge d’O2 atmosfèric ronda el 21%. A partir d’aquí,

relacionar-ho amb la variació de volum observada a la proveta. També cal buscar

semblances amb l’oxidació amb foc de la llana d’acer: és el resultat anterior gaire

diferent a l’actual? Per quin motiu? Es comporten els metalls de manera diferent quan

els cremem? Podem establir-hi connexions entre les dues reaccions? I amb d’altres en

què potser podien haver intervingut gasos?

Page 16: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

• Per l’altra banda, la reacció d’efervescència, en què la producció de gas es ben

manifesta, però ara en un sistema tancat, aïllat de fugida de matèria. Es fa la mesura de

la massa abans de la reacció i quan ja s’ha produït. Es pot fer magistralment, que tothom

la posi en pràctica (potser és la millor opció perquè és més vivencial i pot permetre

també més contrast experimental) o que els grups que l’han materialitzat anteriorment

l’ensenyin a tothom amb les noves variables. Se’n contrasten les idees. Hem de buscar-

hi lligams amb allò que hem vist inicialment: Quin paper poden haver jugat els gasos en

les primeres reaccions? Allò que ens havia quedat en el recipient era tot el que s’havia

produït?

Es pot complementar l’experimentació observant que les característiques del gas que

s’hi ha recollit són diferents de les de l’aire: si aconseguim treure els globus sense

perdre’n contingut i els fem un nus, quan els deixem caure ho fan a plom (el gas és més

dens que l’aire) Si aboquem molt a poc a poc el contingut de diversos globus en un únic

recipient no gaire voluminós (per exemple, un vas de precipitats de 200 o 250 mL), el

gas que hi ha apagarà un llumí encès.

Lliguem caps: la composició de les substàncies amb la seva massa (activitat científica_4a

part)

Ara entenem que la massa és una variable que aporta informació sobre el canvi químic. Que ens

aclareix que a la reacció no només cal tenir present allò que veiem o el resultat que ens queda

en un recipient. Els gasos que reaccionen i els gasos que s’originen també hi juguen un paper

clau.

Ara bé, com es comporta la matèria que conté aquesta massa quan hi ha un canvi químic? Quin

paper hi juguen les partícules que coneixem? Hem superat l’alquímia però, què ens falta saber

per deduir els límits de les reaccions i la possibilitat d’aconseguir la pedra filosofal?

Aquesta part, tal com està enfocada, és la que fa servir els coneixements previs sobre els àtoms,

els elements i els enllaços. Perquè es pugui establir el nexe entre la massa de les substàncies i la

seva composició, ens hi remetem: què compon la matèria? Quants tipus d’elements coneixem?

Si els àtoms tenen massa, de quina manera relacionem la massa d’una substància amb els seus

àtoms?

Per facilitar-ne la comprensió vinculada als experiments que hem fet, es proposa l’activitat amb

peces de construcció (tipus LEGO, per exemple) que apareix a l’Activitat científica_4a part

LLIGUEM CAPS: LA COMPOSICIÓ DE LES SUBSTÀNCIES AMB LA SEVA MASSA. Hauran de deduir,

en forma de problema, la relació del número d’àtoms d’un element i les quantitats totals de

substància.

Tot i que és probable que els conceptes hagin aparegut abans, aquesta activitat planteja per

primer cop els conceptes reactiu(s) i producte(s) És així perquè ara anem més enllà d’allò que

veiem o ens queda. Per tant, el professorat, si no ho ha fet, caldria que expliqués aquests

conceptes.

És probable que algun grup faci les seves construccions de manera que entre els reactius i els

productes hi hagi diferent quantitat d’un element. És així perquè s’ha destruït/originat matèria?

Què ha hagut de passar perquè hi hagi aparegut/desaparegut uns àtoms?

Page 17: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Aquest pot ser el moment d’introduir el concepte de les relacions estequiomètriques. Podem

recordar que no tots els elements tenen la mateixa capacitat de formar enllaços i que això té a

veure amb la proporció d’un element respecte un altre en un compost.

Perquè la construcció pugui tenir sentit des del punt de vista estequiomètric, cal que repartim

prou número de peces a cada grup; si pot ser, sobreres, per afavorir la discussió.

És important que tinguin una imatge del seu resultat final (foto a ser possible; si no, un dibuix)

Anirà molt bé per contrastar l’activitat posterior.

Es discuteixen aquests darrers resultats a nivell de grup general i se’n contrasten les idees.

Cal aclarir com és cada substància! (activitat científica_5a part)

L’activitat de les peces de construcció ens ha pogut servir per vincular les masses dels reactius i

dels productes a unes unitats de composició i a unes possibilitats de combinació. Però nosaltres

ja coneixem els elements com les unitats que formen la matèria. Com podem fer-los servir per

anomenar i escriure les substàncies perquè ens indiquin com estan formades? Aquesta és la

darrera etapa de superació de l’alquímia: els noms de les substàncies ens diuen com és la

matèria i, per tant, en un canvi químic, podem entendre què és allò que hi ha passat.

La proposta de Activitat científica_5a part CAL ACLARIR COM ÉS LA SUBSTÀNCIA! intenta fer

palesa la connexió entre el model de matèria i la seva terminologia. Entendre que es poden

derivar uns noms i unes fórmules a partir del coneixement de la composició de la matèria és

relativament fàcil (des de la nostra perspectiva actual). També que això permet que siguin

compresos per tothom de la mateixa manera.

Alhora, s’hi vol reflexionar sobre la informació que ens aporten en un canvi químic i de les

relacions estequiomètriques necessàries per ajustar la reacció.

Cada grup de treball ha de fer un esforç de reflexió amb les demandes que se’ls fa. Tot seguit,

cal fer el plantejament i la discussió en conjunt.

Cal plantejar l’activitat com a un preàmbul per a un desenvolupament posterior de la normativa

IUPAC sobre nomenclatura i formulació: l’objectiu principal és buscar i evidenciar la connexió a

què ens referíem. Si l’aconseguim, les regles les entendrem millor. Temps al temps.

Podríem dir el mateix sobre els procediments d’ajustament de les equacions químiques, que

hem començat a entendre la seva necessitat en l’activitat anterior.

S’han de comentar els noms i les relacions estequiomètriques que ha aportat l’alumnat en les

seves reflexions i dir quina serien les opcions correctes segons la normativa però només com a

idea que la normativa afavoreix que tothom faci i entengui per igual: totes les combinacions d’un

element amb l’oxigen són òxids; un metall enllaçat amb CO3 és sempre un carbonat...

Un cop aclarits aquests aspectes de base cal concloure sobre tots els continguts que han permès

entrar en el model i donar-los forma.

Page 18: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

CONCLUSIONS I ESTRUCTURACIÓ DEL MODEL:

Hem arribat al punt en què sabem el fonament del canvi químic: la seva explicació a partir de

com es comporta la matèria. A partir d’aquí, cal reforçar i lligar totes les idees per atacar de cara

la possibilitat d’aconseguir una pedra filosofal.

Les conclusions fóra bo redactar-les a partir de les frases que va construint l’alumnat; sobre la

base de les idees correctes, evidentment. D’aquesta manera, l’ajudem a la seva pròpia

estructuració. Es poden recuperar les preguntes i respostes sobre el canvi químic que

formulaven a la fase inicial, per veure la possible evolució després de la seqüència didàctica.

Com vam fer en aquella fase, caldria anar recopilant les idees clau.

El professorat potser hauria d’apuntar-hi la seqüència que s’ha anat desenvolupant: Primer ens

hem plantejat què era un canvi químic... Quan hem valorat amb les peces de construcció el paper

dels àtoms...

Aquestes conclusions haurien d’incloure les següents idees necessàriament:

• A diferència del canvi físic, el químic implica l’obtenció de matèria amb una composició

que no és la mateixa que la inicial.

• Hi ha una sèrie d’evidències que ens permeten deduir que s’ha produït un canvi químic

entre les substàncies.

• Una reacció química és la manifestació d’un canvi químic.

• En qualsevol canvi químic hi ha una reordenació dels àtoms dels elements que

componen les substàncies.

• Aquesta reordenació atòmica es produeix per un trencament d’enllaços dins de la

matèria inicial (que anomenem reactius) i la formació de nous que configuren la matèria

resultant (productes)

• Si la matèria el que fa és reordenar-se, tots els àtoms dels reactius han de trobar-se en

els productes (incloent-hi els reactius i productes en forma de gas)

• El nom normatiu (o actual) i les fórmules de les substàncies permeten identificar-ne la

seva composició.

• Es pot deduir el tipus el canvi químic que hi ha hagut a partir de les fórmules químiques

i els noms normatius de les substàncies que hi ha intervingut.

• Si el número d’àtoms és el mateix en els reactius i en els productes, la massa inicial i la

final també serà la mateixa (la massa es conserva)

• Si hi ha una reordenació dels àtoms dels elements, vol dir que en un canvi químic la

matèria ni es crea ni es destrueix.

• Per expressar les proporcions amb què participen les substàncies en un canvi químic per

tal que es conservi la massa i els elements, es fa ús de les equacions estequiomètriques.

Poden sortir d’altres punts que es considerin importants o complementaris. Per exemple, que la

velocitat de les reaccions depèn dels reactius.

Page 19: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Un cop redactades les conclusions generals, s’ha de reprendre les preguntes que havien originat

tota aquesta vehiculació dels continguts: Podria la humanitat aconseguir una pedra filosofal que

convertís en or i plata d’altres metalls? Que necessitem entendre per respondre-ho?

Es pot plantejar directament aquesta pregunta al grup però també s’hi pot afegir algun

complement més atractiu i que pugui tenir, si més no, l’aparença d’un repte. Per exemple:

presentar a la classe una peça de plom (o d’un altre metall) i demanar de quina manera es podria

transformar tot ell en or. Si s’han entès les conclusions, la discussió hauria de ser ràpida i amb

unes preguntes i afirmacions en consonància amb el model.

Evidentment, hem d’anar a raure a que no es pot aconseguir mai una pedra filosofal ja que

qualsevol canvi en la composició de les substàncies implica la reordenació dels àtoms dels seus

elements però aquests elements no transmuten. Com és possible passar de tenir uns àtoms de

Fe a uns àtoms d’Au amb un canvi químic normal? No és possible.

De tota manera, també es pot fer un incís en els fenòmens radioactius, naturals i artificials, en

què sí que pot haver-hi un canvi dels elements però perquè s’hi incideix en el nucli dels àtoms.

ESTRUCTURACIÓ SOBRE LA BASE DEL CONTEXT HISTÒRIC:

Una manera d’ajudar a estructurar les idees del model és entendre com s’hi ha pogut arribar.

Saber que hi ha hagut persones que s’han plantejat dubtes semblants als que nosaltres hem

tingut i anar-los contrastant. El coneixement amb la història de la ciència permet també treballar

la naturalesa de la ciència i la seva humanització; per tant, la seva comprensió. És a dir, facilita

una millor alfabetització lingüística.

En aquest sentit, arribats a aquesta part de la seqüència que plantegem, proposem la lectura

conjunta del text sobre la figura de Lavoisier (veure Un canvi en la manera de mirar, un canvi del

llenguatge) Aquest text caldria anar-lo comentant en aquells punts més rellevants. Perquè el

professorat pugui tenir més referències sobre la importància de les aportacions de Lavoisier i

del seu context històric, pot consultar el document titulat Com és que Lavoisier va ser un

revolucionari lingüístic?

La temporització d’aquesta lectura comentada podria ser, com a molt d’1 hora.

ACTIVITAT AUTOAVALUATIVA:

Sabem que és molt important que l’alumnat sigui conscient de què està aprenent i com ho està

aprenent perquè n’és el principal protagonista. Per això, al llarg d’un cicle d’aprenentatge, ha

d’haver-hi accions avaluadores que treballin la competència d’aprendre a aprendre.

Abans d’anar més enllà en els continguts que puguin estar vinculats al model de canvi químic

(procediments d’ajustaments de reaccions químiques, de càlculs estequiomètrics, de

nomenclatura i formulació, etc.), cal que tot l’alumnat s’ubiqui en allò que ha entès i es plantegi

les possibles opcions de millora.

Per facilitar-ho en aquesta fase, es planteja una autoavaluació individual sobre els continguts

treballats en forma de rúbrica (veure Rúbrica d’autoavaluació)

Aquesta rúbrica es pot fer en 15-20 minuts, aproximadament.

Page 20: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Segons les possibilitats del grup i la manera de treballar de l’alumnat i el professorat, es pot

adaptar la rúbrica a un format digital (Formularis de Google, Corubrics, etc.) És important

expressar la importància de les seves respostes pel retorn que tindran, individualment o

col·lectivament, amb la intenció d’ajudar a entendre aquells aspectes que no s’han assolit prou

bé.

Page 21: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

PODRÍEM ACONSEGUIR LA PEDRA FILOSOFAL? Quins  són  els  límits  del canvi  químic? 

 

DOCUMENT D’EXPLICACIÓ PER AL PROFESSORAT  

OBJECTIUS I APUNTS DIDÀCTICS GENERALS  

L’ús del concepte pedra filosofal ens remet als precedents de la química moderna però també 

al món màgic  de  Harry  Potter.  Potser  una  part  de  l’alumnat  té  algun  coneixement  sobre 

l’alquímia, encara que  sigui distorsionat  i/o vinculat a un món misteriós, o de  la  seva pedra 

paradigmàtica. Ara bé,  segurament un bon percentatge de  l’alumnat  segurament  té  alguna 

mena de vivència amb les aventures del noi aprenent de bruixot.  

Quin sentit químic té l’explicació d’aquesta pedra filosofal en l’actualitat?  

Aquest treball amb l’alumnat planteja, bàsicament, tres objectius sobre els continguts: 

Entendre  el  canvi  químic  a  partir  de  la  interacció  dels  àtoms  dels  elements  que 

componen les substàncies que hi intervenen. 

Comprendre que el llenguatge químic (nomenclatura, formulació i equació química) ens 

ajuda a entendre aquesta interacció. 

Entendre que si els canvis es produeixen per interacció entre partícules atòmiques,  la 

seva massa s’ha de conservar. 

Tot prenent  la referència del cicle d’aprenentatge, s’orienta com una activitat seqüencial des 

d’una fase exploratòria inicial fins a una primera part d’estructuració. 

Es pretén treballar en context, amb tot el que això implica: un marc de treball amb significació 

per a l’alumnat, amb la seva participació activa en la construcció del seu coneixement dins del 

cicle d’aprenentatge, amb un acostament al model més creïble, entenedor  i  integrador, amb 

una aplicació practica dels coneixements... I, a més, amb el matís de la mirada a  les idees del 

passat i el contrast amb els nostres dies. 

Si bé no és incompatible perquè el professorat podria reconduir‐la, és una activitat que pren tot 

el sentit si no s’ha treballat encara a classe la nomenclatura i la formulació químiques ja que en 

permet la seva introducció connectada íntimament amb la del model de canvi químic. 

Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arriba a desenvolupar aquest model 

com a part final dels continguts. També la nomenclatura i formulació es treballa amb freqüència 

en paral∙lel o posteriorment als compostos o enllaços. La didàctica de la química aposta perquè 

la seqüència s’iniciï des dels fenòmens observables  ̶  les reaccions, el canvi  ̶  i s’arribi al model 

de matèria per entendre aquests fenòmens.  

Tanmateix,  l’activitat  que proposem,  com podem  llegir  als objectius, parteix  de  la base del 

coneixement previ sobre la composició de la matèria amb els àtoms i l’existència dels diversos 

elements. Això és perquè es vol prioritzar el treball amb aquell professorat que no ha enfocat 

els continguts amb aquella seqüència. De tota manera, si es reorienta, podria ser aprofitable en 

bona part per abordar la introducció del model corpuscular posteriorment. 

Page 22: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Caldria  remarcar, perquè ben poques  activitats ho  fan, que plantegem una  activitat en què 

també es vol treballar la necessitat d’expressar un model de canvi químic i de matèria amb un 

llenguatge determinat. És a dir, es vol entendre que el llenguatge químic de la nomenclatura i la 

formulació són part dels principis teòrics per definir aquests models. 

Una bona part de la feina es basa en reaccions químiques que l’alumnat ha de portar a terme. 

Cada professor  i professora coneix  les possibilitats de  treball en el seu centre  i amb els seus 

grups però, aquesta part, que és experimental, no l’hauríem de deixar perdre: primera, perquè 

la implicació de l’alumnat en la realització dels fenòmens que observa li ofereix una experiència 

més integradora. Segona, perquè dóna significat al plantejament d’aquesta activitat, en què la 

participació activa dels nois i de les noies és la base de l’edificació del seu coneixement. 

 

APORTACIONS INICIALS: QUÈ SABEM DEL CANVI QUÍMIC? 

De bon començament, per introduir el context de treball, es pot fer ús de la presentació en què 

es fa referència a la pedra filosofal (veure el fitxer adjunt Presentació introductòria_amb notes 

per al professorat_la pedra filosofal) Per una banda, hi ha un enllaç amb una seqüència de  la 

pel∙lícula Harry Potter i la pedra filosofal. Per una altra, hi ha imatges i textos que fan referència 

al concepte mític i històric de la pedra filosofal de l’alquímia. Hem de lligar aquest concepte amb 

la  química  actual  i,  en  concret,  amb  el  canvi  químic. Aquesta  presentació  acaba  amb  unes 

preguntes que ens menen el conjunt d’activitats que hi desenvoluparem: Podria la humanitat 

aconseguir  una  pedra  filosofal  que  convertís  en  or  i  plata  d’altres metalls? Que  necessitem 

entendre per respondre‐ho? El professorat haurà d’explicitar que aquest interrogant caldrà que 

el sapiguem respondre després d’entendre el canvi químic. Aquesta repte ens ha d’acompanyar 

en totes les accions. No ha de ser un simple pretext inicial per després desenvolupar‐ne activitats 

desconnectades. 

En una primera fase exploratòria, el professorat ha d’interpel∙lar l’alumnat per allò que entenen 

sobre aquest concepte de canvi químic. Pot fer preguntes del tipus: Com podem definir un canvi 

químic? Quina és la diferència entre els canvis físics i els canvis químics? Com ens imaginem el 

comportament de la matèria (àtoms, molècules...) en un canvi químic?  

Evidentment, les respostes poden ser errònies (potser que algú parli de conversió dels àtoms, 

per exemple) però no  es  rectifiquen en  aquest moment:  la  finalitat és que, un  cop  s’haurà 

introduït  o  perfilat  el  model,  es  recuperin  aquestes  idees  i  serveixin  de  contrast  i 

d’autoavaluació. És important que s’hi pugui generar debat; amb rèpliques i contrarèpliques. 

A partir de les preguntes inicials, s’apunten i es recopilen les diverses i diferents respostes que 

puguin anar sorgint de manera que es vegin en conjunt (pissarra). En el mateix sentit, poden 

generar‐se preguntes que també cal recollir i debatre. De tota manera, haurem de tenir present 

que si en el mateix curs o l’anterior s’han treballat els àtoms i els elements, l’alumnat hauria de 

tenir clara la constitució atòmica de la matèria. Per tant, aquelles idees massa esbiaixades sobre 

els continguts que ja s’han estructurat, cal esmenar‐les d’entrada. Sempre amb la participació 

de tot l’alumnat. 

El professorat no hauria d’entrar tampoc en preguntes de detall o d’aprofundiment perquè tot 

just encetem la fase inicial. Però, com és lògic, amb les respostes de l’alumnat poden aparèixer 

diferents nivells de concreció o, fins i tot, aspectes no estrictament restringits a la naturalesa de 

Page 23: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

la matèria, com pot ser l’energia. Les diferents aportacions poden enriquir‐se entre elles a partir 

d’un diàleg a nivell de classe. 

Cal que aquestes  contribucions per part de  l’alumnat puguin  ser dirigides per  l’habilitat del 

professor o de  la professora per aprofitar‐ne al màxim d’idees  constructives.  Si hi ha punts 

d’estancament o de monopolització per part d’un  grupet  reduït,  sempre  es pot  adreçar  les 

mateixes preguntes a persones concretes que no hi hagin intervingut o bé demanar sobre algun 

aspecte que podem considerar interessant o important: quines reaccions químiques coneixeu? 

Per quin motiu dels que hem comentat creieu que  són canvis químics? Exposeu exemples de 

reaccions químiques que veiem cada dia. És el mateix un canvi químic que una reacció química? 

De tota manera, pensem que hauria d’aflorar‐hi el dubte i el debat sobre si la quantitat de massa 

es conserva en un canvi químic. Per tant, hem d’estar amatents, si cal, amb incisos del tipus Com 

creieu  que  es  comporta  la  quantitat  de  massa  en  un  canvi  químic?  Hi  ha  la  mateixa  al 

començament i al final? Pot dependre del tipus de canvis que s’hi produeixi? 

També cal saber quan s’han d’acabar aquestes demandes. Si bé depèn del nivell de participació 

del grup i la riquesa de les seves idees, aquesta introducció i exploració hauria de desenvolupar‐

se en una mitja hora. 

Cal que quedi constància de les preguntes del professorat, de les que ha pogut aportar l’alumnat 

i de la varietat de respostes que s’han dit per poder fer el contrast de l’evolució de les idees més 

endavant. La manera de recollir aquest material dependrà de  les eines que faci servir el grup 

(apunts escrits de la pissarra, fotografia; document de la carpeta digital...) 

 

EXPERIMENTACIÓ, SUPOSICIONS I DEDUCCIONS:  

Després d’aquesta primera fase absolutament dialògica, entrem en una altra en què ha d’haver‐

hi  la posada en pràctica d’unes reaccions químiques,  la seva possible explicació, una primera 

presa de contacte amb la formulació i el nom de les substàncies i la confrontació de les seves 

idees. 

L’ideal per als procediments manipulatius i les discussions que no són generals és fer grups de 

treball de 3‐4 persones.  

Als  fitxers adjunts per al professorat hi ha un document amb el  llistat d’objectius d’aquestes 

activitats  (Llistat d'objectius de  les activitats experimentals) Cal explicitar per quines raons es 

treballa d’aquesta manera. El professorat pot avaluar el moment de fer‐ho. Un de bo seria amb 

les conclusions o amb el comentari del text final, per lligar‐hi caps. 

Amb la intenció de facilitar la posterior comprensió dels fenòmens, la introducció del model i el 

lligam entre aquest i els noms de les substàncies i les seves fórmules, cal treballar amb elements 

i substàncies de composició molt simple: binomials i algunes de ternàries.  

És recomanable que, si és possible, els reactius estiguin al màxim de preparats pel professorat. 

Aquesta previsió amb les substàncies alhora permet agilitzar el procés. 

 

 

Page 24: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Fem d’alquimistes tot cremant substàncies (activitat científica_1a part) 

Quin és el fonament del canvi químic? Per entendre quina era la perspectiva de l’alquímia, ens 

hem de situar al seu nivell: en què es basaven? Què feia possible pensar en  l’obtenció d’una 

pedra filosofal? 

Per  això  proposem  una  primera  experimentació,  l’Activitat  científica_1a  part  FEM 

D'ALQUIMISTES! de l’alumnat 

A partir de  la  interacció de substàncies que només s’identifiquen amb alguns dels seus noms 

antics prenormatius o històrics o comercials i sense fórmules, l’alumnat haurà d’intentar raonar 

si hi ha hagut un canvi químic en allò que han observat i, si és així, intentar justificar de quina 

manera s’hi ha comportat la matèria. Es fan totes en un sistema obert. És a dir, en cap cas hi ha 

un tancament que pugui evitar que la massa hi quedi retinguda. Al material per al professorat hi 

ha  la  informació  de  les  equacions  químiques  per  a  cada  reacció  proposada  (Activitat 

científica_1a part FEM D'ALQUIMISTES!_professorat) 

Per ajudar a vehicular el que ens interessa, hauran de respondre les demandes que es recullen 

a la mateixa activitat de l’alumnat. Cada alumne/a ha d’intentar respondre‐les individualment 

però amb la prèvia discussió amb el seu grup. 

L’alumnat ha de respondre a partir del seu coneixement de base  i sobre allò que s’ha pogut 

qüestionar en  la  fase dialògica. Com que el model  teòric no està desenvolupat,  les possibles 

explicacions entren en el camp de les suposicions. Dins d’un grup pot ser que hi hagi opinions 

massa distants que no convergeixin en cap punt. Si és així, que cadascú apunti allò que pensa. 

De tota manera, pot ser que es doni el cas que una part de l’alumnat plantegi que la reacció ha 

fet augmentar la temperatura de manera que l’aigua de la dissolució comença a bullir; que, de 

fet,  les bombolles són de  l’aigua que està vaporitzant‐se. Si és així, caldria aclarir‐ho. Es pot 

demanar que  toquin els  recipients on  s’ha produït el canvi per desmentir‐ho. També es pot 

muntar l’activitat de manera que es pugui mesurar la temperatura amb un termòmetre. De tota 

manera, si es fa així, necessitaria d’una explicació sobre el comportament de la temperatura un 

cop avançat el model (energia de les reaccions químiques) 

Pel que fa a la temporització, per a aquesta primera activitat experimental dependrà de si hi ha 

hagut desplaçament de l’alumnat a un laboratori, si el material per als grups estava preparat, 

etc. Una estimació podria ser d’una mitja hora. 

 

Hi anem més enllà: la importància de la massa (I) (activitat científica_2a part) 

Es pot  entendre  el  canvi químic  sense prendre  cap mesura?  L’evolució de  l’alquímia  cap  al 

mètode  científic  va  requerir  la  introducció  del  control  de  variables  en  els  procediments 

experimentals. És important la variació de la massa? Dit d’una altra manera: fins a quin punt pot 

ser rellevant la quantitat de matèria per entendre els seus canvis? 

Els mateixos grups de treball repeteixen l’experiment però ara mesuren la massa inicial i la final 

en un sistema obert. Com s’ha fet la primera vegada i amb el mateix sentit d’orientació, caldrà 

respondre  les qüestions que apareixen en el document  (veure Activitat científica_2a part HI 

ANEM MÉS ENLLÀ: LA IMPORTÀNCIA DE LA MASSA (I)) 

Page 25: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Les dues fitxes d’aquestes primeres activitats científiques convé que siguin diferents  i que es 

reparteixin cada una quan pertoca perquè la informació de la segona no interfereixi en l’activitat 

de la primera. 

Aquesta altra part experimental i de discussió en petit grup, també pot rondar una mitja hora 

de treball. 

Un cop hem arribat a aquest punt, cal exposar i contrastar dialècticament els raonaments i les 

justificacions de tots els grups de treball a partir de les seves respostes a les fitxes.  

A partir d’aquí, fins al final de la redacció de les conclusions, el ritme i la temporització dependrà 

de les dinàmiques del grup. Podria implicar‐hi entre dues i tres hores. 

Sobre els continguts, ens situem en un camp de batalla principal: la conservació de la matèria i 

de  la massa,  que  aniran  desenvolupant‐se  amb  les  següents  activitats.  La  importància  de 

l’expressió química per entendre com es produeix el canvi serà una altre front que apareixerà 

posteriorment. 

Pot generar‐se un conflicte amb els que han treballat amb productes gasosos. Es pot orientar el 

diàleg amb preguntes del tipus: Són matèria els gasos? Per tant, tenen massa? D’on prové el gas 

que s’hi ha produït? De quins elements està format? Podem mesurar la seva massa? 

 

Hi anem més enllà: la importància de la massa (II) (activitat científica_3a part) 

Per ajudar a  la construcció de coneixement, es proposen unes reaccions en què hi participen 

clarament els gasos les que es plantegen a Activitat científica_3a part HI ANEM MÉS ENLLÀ: LA 

IMPORTÀNCIA DE LA MASSA (II) de l’alumnat: 

Per una banda,  l’oxidació de  la  llana d’acer amb  l’oxigen de  l’aire però sense cremar. 

Podem  constatar  que  l’augment  de matèria  que  es  produeix  a  la  llana  dins  d’una 

atmosfera tancada és conseqüència del gas que hi ha perquè s’hi redueix el % en volum 

que correspon a l’oxigen. 

 

Aquesta activitat requereix de força temps per observar‐ne els resultats definitius; fins 

a una setmana. Per això, cal haver tingut previst que  l’alumnat fes tota  la preparació 

amb prou dies. Tot i que no és tan enriquidor, també ho pot haver fet el professorat i 

ensenyar el resultat amb l’explicació de quin ha estat el procediment.  

 

Es pot afavorir la velocitat de reacció, i, per tant, escurçar el procés algun dia, si es mulla 

el manyoc de la llana d’acer que volem que s’oxidi. De tota manera, el paper que hi juga 

aquesta aigua no facilita la comprensió de l’oxidació amb l’aire. 

És important recordar que el percentatge d’O2 atmosfèric ronda el 21%. A partir d’aquí, 

relacionar‐ho  amb  la  variació  de  volum  observada  a  la  proveta.  També  cal  buscar 

semblances  amb  l’oxidació  amb  foc  de  la  llana  d’acer:  és  el  resultat  anterior  gaire 

diferent a l’actual? Per quin motiu? Es comporten els metalls de manera diferent quan 

els cremem? Podem establir‐hi connexions entre  les dues reaccions? I amb d’altres en 

què potser podien haver intervingut gasos? 

 

Page 26: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Per  l’altra  banda,  la  reacció  d’efervescència,  en  què  la  producció  de  gas  es  ben 

manifesta, però ara en un sistema tancat, aïllat de fugida de matèria. Es fa la mesura de 

la massa abans de la reacció i quan ja s’ha produït. Es pot fer magistralment, que tothom 

la posi en pràctica  (potser és  la millor opció perquè és més vivencial  i pot permetre 

també més contrast experimental) o que els grups que l’han materialitzat anteriorment 

l’ensenyin a tothom amb les noves variables. Se’n contrasten les idees. Hem de buscar‐

hi lligams amb allò que hem vist inicialment: Quin paper poden haver jugat els gasos en 

les primeres reaccions? Allò que ens havia quedat en el recipient era tot el que s’havia 

produït? 

Es pot complementar  l’experimentació observant que  les característiques del gas que 

s’hi  ha  recollit  són  diferents  de  les  de  l’aire:  si  aconseguim  treure  els  globus  sense 

perdre’n contingut i els fem un nus, quan els deixem caure ho fan a plom (el gas és més 

dens que l’aire) Si aboquem molt a poc a poc el contingut de diversos globus en un únic 

recipient no gaire voluminós (per exemple, un vas de precipitats de 200 o 250 mL), el 

gas que hi ha apagarà un llumí encès. 

 

Lliguem caps: la composició de les substàncies amb la seva massa (activitat científica_4a 

part) 

Ara entenem que la massa és una variable que aporta informació sobre el canvi químic. Que ens 

aclareix que a la reacció no només cal tenir present allò que veiem o el resultat que ens queda 

en un recipient. Els gasos que reaccionen i els gasos que s’originen també hi juguen un paper 

clau. 

Ara bé, com es comporta la matèria que conté aquesta massa quan hi ha un canvi químic? Quin 

paper hi juguen les partícules que coneixem? Hem superat l’alquímia però, què ens falta saber 

per deduir els límits de les reaccions i la possibilitat d’aconseguir la pedra filosofal? 

Aquesta part, tal com està enfocada, és la que fa servir els coneixements previs sobre els àtoms, 

els elements i els enllaços. Perquè es pugui establir el nexe entre la massa de les substàncies i la 

seva composició, ens hi remetem: què compon la matèria? Quants tipus d’elements coneixem? 

Si els àtoms tenen massa, de quina manera relacionem la massa d’una substància amb els seus 

àtoms? 

Per facilitar‐ne la comprensió vinculada als experiments que hem fet, es proposa l’activitat amb 

peces  de  construcció  (tipus  LEGO,  per  exemple)  que  apareix  a  l’Activitat  científica_4a  part 

LLIGUEM CAPS: LA COMPOSICIÓ DE LES SUBSTÀNCIES AMB LA SEVA MASSA. Hauran de deduir, 

en forma de problema,  la relació del número d’àtoms d’un element  i  les quantitats totals de 

substància. 

Tot  i que és probable que els conceptes hagin aparegut abans, aquesta activitat planteja per 

primer cop els conceptes reactiu(s) i producte(s) És així perquè ara anem més enllà d’allò que 

veiem o  ens  queda.  Per  tant,  el professorat,  si no ho ha  fet,  caldria que  expliqués  aquests 

conceptes. 

És probable que algun grup faci les seves construccions de manera que entre els reactius i els 

productes hi hagi diferent quantitat d’un element. És així perquè s’ha destruït/originat matèria? 

Què ha hagut de passar perquè hi hagi aparegut/desaparegut uns àtoms?  

Page 27: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Aquest pot ser el moment d’introduir el concepte de  les relacions estequiomètriques. Podem 

recordar que no tots els elements tenen la mateixa capacitat de formar enllaços i que això té a 

veure amb la proporció d’un element respecte un altre en un compost. 

Perquè la construcció pugui tenir sentit des del punt de vista estequiomètric, cal que repartim 

prou número de peces a cada grup; si pot ser, sobreres, per afavorir la discussió. 

És important que tinguin una imatge del seu resultat final (foto a ser possible; si no, un dibuix) 

Anirà molt bé per contrastar l’activitat posterior. 

Es discuteixen aquests darrers resultats a nivell de grup general i se’n contrasten les idees. 

 

Cal aclarir com és cada substància! (activitat científica_5a part) 

L’activitat de les peces de construcció ens ha pogut servir per vincular les masses dels reactius i 

dels productes a unes unitats de composició i a unes possibilitats de combinació. Però nosaltres 

ja coneixem els elements com les unitats que formen la matèria. Com podem fer‐los servir per 

anomenar  i escriure  les substàncies perquè ens  indiquin com estan  formades? Aquesta és  la 

darrera  etapa de  superació de  l’alquímia:  els noms de  les  substàncies  ens  diuen  com  és  la 

matèria i, per tant, en un canvi químic, podem entendre què és allò que hi ha passat. 

La proposta de Activitat científica_5a part CAL ACLARIR COM ÉS LA SUBSTÀNCIA!  intenta  fer 

palesa  la connexió entre el model de matèria  i  la seva  terminologia. Entendre que es poden 

derivar uns noms  i unes fórmules a partir del coneixement de  la composició de  la matèria és 

relativament  fàcil  (des  de  la  nostra  perspectiva  actual).  També  que  això  permet  que  siguin 

compresos per tothom de la mateixa manera.  

Alhora,  s’hi vol  reflexionar  sobre  la  informació que ens aporten en un  canvi químic  i de  les 

relacions estequiomètriques necessàries per ajustar la reacció. 

Cada grup de treball ha de fer un esforç de reflexió amb les demandes que se’ls fa. Tot seguit, 

cal fer el plantejament i la discussió en conjunt. 

Cal plantejar l’activitat com a un preàmbul per a un desenvolupament posterior de la normativa 

IUPAC sobre nomenclatura i formulació: l’objectiu principal és buscar i evidenciar la connexió a 

què ens referíem. Si l’aconseguim, les regles les entendrem millor. Temps al temps. 

Podríem dir el mateix sobre els procediments d’ajustament de  les equacions químiques, que 

hem començat a entendre la seva necessitat en l’activitat anterior. 

S’han de comentar els noms i les relacions estequiomètriques que ha aportat l’alumnat en les 

seves reflexions i dir quina serien les opcions correctes segons la normativa però només com a 

idea que la normativa afavoreix que tothom faci i entengui per igual: totes les combinacions d’un 

element amb l’oxigen són òxids; un metall enllaçat amb CO3 és sempre un carbonat...  

 

Un cop aclarits aquests aspectes de base cal concloure sobre tots els continguts que han permès 

entrar en el model i donar‐los forma. 

 

Page 28: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

CONCLUSIONS I ESTRUCTURACIÓ DEL MODEL:  

Hem arribat al punt en què sabem el fonament del canvi químic: la seva explicació a partir de 

com es comporta la matèria. A partir d’aquí, cal reforçar i lligar totes les idees per atacar de cara 

la possibilitat d’aconseguir una pedra filosofal. 

Les conclusions fóra bo redactar‐les a partir de les frases que va construint l’alumnat; sobre la 

base  de  les  idees  correctes,  evidentment.  D’aquesta  manera,  l’ajudem  a  la  seva  pròpia 

estructuració.  Es  poden  recuperar  les  preguntes  i  respostes  sobre  el  canvi  químic  que 

formulaven a  la fase  inicial, per veure  la possible evolució després de  la seqüència didàctica. 

Com vam fer en aquella fase, caldria anar recopilant les idees clau. 

El professorat potser hauria d’apuntar‐hi la seqüència que s’ha anat desenvolupant: Primer ens 

hem plantejat què era un canvi químic... Quan hem valorat amb les peces de construcció el paper 

dels àtoms... 

Aquestes conclusions haurien d’incloure les següents idees necessàriament: 

A diferència del canvi físic, el químic implica l’obtenció de matèria amb una composició 

que no és la mateixa que la inicial. 

Hi ha una sèrie d’evidències que ens permeten deduir que s’ha produït un canvi químic 

entre les substàncies. 

Una reacció química és la manifestació d’un canvi químic. 

En  qualsevol  canvi  químic  hi  ha  una  reordenació  dels  àtoms  dels  elements  que 

componen les substàncies.  

Aquesta  reordenació  atòmica  es  produeix  per  un  trencament  d’enllaços  dins  de  la 

matèria inicial (que anomenem reactius) i la formació de nous que configuren la matèria 

resultant (productes) 

Si la matèria el que fa és reordenar‐se, tots els àtoms dels reactius han de trobar‐se en 

els productes (incloent‐hi els reactius i productes en forma de gas) 

El nom normatiu (o actual) i les fórmules de les substàncies permeten identificar‐ne la 

seva composició. 

Es pot deduir el tipus el canvi químic que hi ha hagut a partir de les fórmules químiques 

i els noms normatius de les substàncies que hi ha intervingut. 

Si el número d’àtoms és el mateix en els reactius i en els productes, la massa inicial i la 

final també serà la mateixa (la massa es conserva) 

Si hi ha una reordenació dels àtoms dels elements, vol dir que en un canvi químic  la 

matèria ni es crea ni es destrueix. 

Per expressar les proporcions amb què participen les substàncies en un canvi químic per 

tal que es conservi la massa i els elements, es fa ús de les equacions estequiomètriques. 

Poden sortir d’altres punts que es considerin importants o complementaris. Per exemple, que la 

velocitat de les reaccions depèn dels reactius. 

Page 29: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Un cop redactades les conclusions generals, s’ha de reprendre les preguntes que havien originat 

tota aquesta vehiculació dels continguts: Podria la humanitat aconseguir una pedra filosofal que 

convertís en or i plata d’altres metalls? Que necessitem entendre per respondre‐ho? 

Es  pot  plantejar  directament  aquesta  pregunta  al  grup  però  també  s’hi  pot  afegir  algun 

complement més atractiu  i que pugui  tenir,  si més no,  l’aparença d’un  repte. Per exemple: 

presentar a la classe una peça de plom (o d’un altre metall) i demanar de quina manera es podria 

transformar tot ell en or. Si s’han entès les conclusions, la discussió hauria de ser ràpida i amb 

unes preguntes i afirmacions en consonància amb el model. 

Evidentment, hem d’anar a  raure a que no es pot aconseguir mai una pedra  filosofal  ja que 

qualsevol canvi en la composició de les substàncies implica la reordenació dels àtoms dels seus 

elements però aquests elements no transmuten. Com és possible passar de tenir uns àtoms de 

Fe a uns àtoms d’Au amb un canvi químic normal? No és possible. 

De tota manera, també es pot fer un incís en els fenòmens radioactius, naturals i artificials, en 

què sí que pot haver‐hi un canvi dels elements però perquè s’hi incideix en el nucli dels àtoms. 

 

ESTRUCTURACIÓ SOBRE LA BASE DEL CONTEXT HISTÒRIC:  

Una manera d’ajudar a estructurar les idees del model és entendre com s’hi ha pogut arribar. 

Saber que hi ha hagut persones que s’han plantejat dubtes semblants als que nosaltres hem 

tingut i anar‐los contrastant. El coneixement amb la història de la ciència permet també treballar 

la naturalesa de la ciència i la seva humanització; per tant, la seva comprensió. És a dir, facilita 

una millor alfabetització lingüística. 

En aquest sentit, arribats a aquesta part de la seqüència que plantegem, proposem la lectura 

conjunta del text sobre la figura de Lavoisier (veure Un canvi en la manera de mirar, un canvi del 

llenguatge) Aquest text caldria anar‐lo comentant en aquells punts més rellevants. Perquè el 

professorat pugui tenir més referències sobre  la  importància de  les aportacions de Lavoisier  i 

del  seu  context  històric,  pot  consultar  el  document  titulat  Com  és  que  Lavoisier  va  ser  un 

revolucionari lingüístic? 

La temporització d’aquesta lectura comentada podria ser, com a molt d’1 hora. 

 

ACTIVITAT AUTOAVALUATIVA:  

Sabem que és molt important que l’alumnat sigui conscient de què està aprenent i com ho està 

aprenent perquè n’és el principal protagonista. Per això, al llarg d’un cicle d’aprenentatge, ha 

d’haver‐hi accions avaluadores que treballin la competència d’aprendre a aprendre. 

Abans d’anar més enllà en els continguts que puguin estar vinculats al model de canvi químic 

(procediments  d’ajustaments  de  reaccions  químiques,  de  càlculs  estequiomètrics,  de 

nomenclatura i formulació, etc.), cal que tot l’alumnat s’ubiqui en allò que ha entès i es plantegi 

les possibles opcions de millora. 

Per facilitar‐ho en aquesta fase, es planteja una autoavaluació  individual sobre els continguts 

treballats en forma de rúbrica (veure Rúbrica d’autoavaluació)  

Aquesta rúbrica es pot fer en 15‐20 minuts, aproximadament. 

Page 30: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Segons  les possibilitats del grup  i  la manera de treballar de  l’alumnat  i el professorat, es pot 

adaptar  la  rúbrica  a  un  format  digital  (Formularis  de  Google,  Corubrics,  etc.)  És  important 

expressar  la  importància  de  les  seves  respostes  pel  retorn  que  tindran,  individualment  o 

col∙lectivament, amb la intenció d’ajudar a entendre aquells aspectes que no s’han assolit prou 

bé. 

Page 31: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

FEM D’ALQUIMISTES TOT CREMANT SUBSTÀNCIES

PODRÍEM ACONSEGUIR LA PEDRA FILOSOFAL?

Procediment

A) En aquest cas, proposem dues possibilitats de reacció d’un carbonat amb un àcid. És

recomanable que el professorat n’esculli una.

A1

Quines substàncies ens han donat? Què ens n’ha quedat?

terra calcària efervescent i esperit de vitriol

CaCO3 + H2SO4(aq)

dissolució de selenita

CaSO4(aq)

La reacció és:

CaCO3 + H2SO4(aq) CaSO4(aq) + CO2(g) + H2O(l)

A2

Quines substàncies ens han donat? Què ens n’ha quedat?

terra calcària efervescent i salfumant

CaCO3 + HCl(aq)

dissolució amb essència de taquidrita

CaCl2(aq)

La reacció és:

CaCO3 + HCl(aq) CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)

El fet de que n’hi hagi dues a triar és pel següent: en el primer cas, la terminologia de les

substàncies es correspon a la que es feia servir abans de Lavoisier. De tota manera, no sempre

disposem d’àcid sulfúric al laboratori escolar. Si en tenim, a més, cal que el diluïm a unes

concentracions no perilloses a la bestreta. En el segon, fem ús de salfumant comercial, que és

més comú, més segur i que no requereix d’una dissolució prèvia. Ara bé, no hem sabut trobar

l’equivalència real del clorur de calci amb el seu possible nom antic. El nom que proposem és

una llicència perquè aquesta substància és un dels principals components del mineral taquidrita.

Les fitxes de l’alumnat estan preparades per a aquesta segona opció. Si es vol canviar, caldrà

modificar la primera d’aquestes reaccions i també l’activitat científica_3a part.

B)

Quines substàncies ens han donat? Què ens n’ha quedat?

Coure

Cu

Coure negre

CuO

És una reacció d’oxidació amb l’oxigen de l’aire:

2 Cu(s) + O2 (g) 2 CuO(s)

Page 32: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

C)

Quines substàncies ens han donat? Què ens n’ha quedat?

Malaquita

CuCO3

Calç de coure

CuO

És una reacció de descomposició:

CuCO3(s) CuO(s) + CO2(g)

Fixem-nos que “calç de coure” (C) i “coure negre” (B) són dos sinònims per a la mateixa

substància. Això ens podrà donar joc a parlar de la importància de la terminologia per entendre

el canvi químic quan arribarem a l’activitat experimental 5.

D)

Quines substàncies ens han donat? Què ens n’ha quedat?

Llana d’acer Rovell

És una reacció d’oxidació amb l’oxigen de l’aire:

Fe(s) + O2 (g) 2 FeO(s)

Page 33: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Com és que Lavoisier va ser un revolucionari lingüístic? Valorem  les  seves  aportacions  al  l lenguatge  didàctic  de   la  química  

 

 

Lavoisier és un dels grans personatges del coneixement que ubiquem en l’àmbit científic. Sigui 

explícitament o no, el treballem a l’ensenyament secundari des de la perspectiva bàsica de  la 

llei de la conservació de la massa.   

Més  enllà  d’aquest  contingut  curricular,  potser  no  fem  prou  incidència  en  l’enorme 

transcendència  de  la  seva  obra  en  el  món  de  la  química  i  en  el  de  tota  la  ciència.  Per 

desconeixement,  falta  de  temps,  etc.  Però,  sens  dubte,  si  hi  entrem  d’una  manera  ben 

treballada, podem generar grans recursos d’alfabetització científica que, per descomptat, també 

poden atènyer les necessitats programàtiques del curs.  

 

D’entrada, un revolucionari.    

Si bé el van matar per formar part de la jerarquia de la hisenda de França, i, per tant, d’allò que 

els revolucionaris que van prendre  la Bastilla  i van decapitar  la monarquia consideraven que 

calia canviar, Antoine Laurent Lavoisier va encapçalar una altra gran revolució: la que va generar 

uns canvis en els models de la química que van permetre un avenç científic incommensurable.  

En molts  textos  es  defineix  aquest  científic  il∙lustrat  com  a  “pare  de  la  química moderna”. 

Aquesta etiqueta  ja denota que  la  seva obra  va  contribuir d’una manera  importantíssima  a 

concebre aquesta disciplina d’una manera diferent a allò que fins aquells moments s’entenia. I, 

veritablement, Lavoisier s’erigeix com un punt d’inflexió: per les idees que aporta, per les accions 

que proposa i pel llenguatge que fa servir. Des d’una lectura kuhniana, Lavoisier evidenciava la 

crisi dels models de la química d’aquella època i va ser el corifeu de la revolució científica que 

va comportar un paradigma nou. 

Sense voler entrar en aprofundiments biogràfics, cal destacar també la seva gran percepció de 

com, quan, on i a qui calia fer extensives les seves idees perquè s’anessin acceptant àmpliament 

i tinguessin el màxim ressò en la comunitat científica de primer nivell. A partir d’un determinat 

moment, ell va ser conscient de la revolució que suposaven les seves idees. De ben segur, la seva 

formació en dret el va ajudar a saber orientar la seva incidència. 

Lavoisier és, per tant, molt més que la persona que va aportar‐nos la idea de la llei que porta el 

seu nom, o  principi de conservació de la massa, que treballem en el temari – i, sens dubte, ho 

fem amb la importància que ha de tenir. 

 

Mètode, model i llenguatge  

Lavoisier, en el  seu  recorregut  científic que el va  significar  com a persona que va permetre 

l’obertura  de  nous  camins  a  la  química,  va  generar  importants  aportacions  concretes:  la 

Page 34: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

descripció dels  tres estats de  la matèria,  la redefinició d’element, el procediment d’obtenció 

d’oxigen, la comparativa dels processos de respiració i combustió... O la conservació de la massa.  

Certament, més enllà de la banalització i tot evitant el concepte d’experiments clau1, que fa anys 

que  la  didàctica  de  la  història  de  la  ciència  lluita  per  erradicar,  els  múltiples  i  diversos 

enfocaments puntuals  i concrets poden ser un recurs de contextualització o d’emmarcament 

històrics. Però, hi ha uns  trets generals en el conjunt de  tota  l’obra de Lavoisier, que es van 

enriquint en la seva seqüenciació i que permeten enquadrar els fets des d’una altra perspectiva 

globalitzadora. Aquesta  permet  assumir  i  valorar  realment  els  seus  grans  canvis.  En  aquest 

sentit,  la  culminació  d’aquest  recorregut  es  troba  recollit  en  dos  títols  de  referència  en  el 

coneixement  científic: el Mètode de nomenclatura química, del 1787, elaborat amb d’altres 

persones  de  renom  (Guyton  de Morveau,  Berthollet  i  Fourcroy)  i  el  Tractat  elemental  de 

Química, publicat el 1789. 

Aquests  trets generals són com pedres angulars que  fonamenten  i estructuren  la seva obra. 

Podem concretar‐los en tres blocs, tot i que íntimament relacionats i dependents, talment com 

un  conglomerat:  el mètode  de  treball,  el  nou model  per  entendre  els  canvis  químics  i  el 

llenguatge per expressar la naturalesa química i per transmetre les idees en química.  

Potser  val  a  dir  que  Lavoisier,  com  totes  les  persones  que  han  fet  grans  contribucions  al 

coneixement de la humanitat, no les ha generades ni aliè al seu context històric, social i personal, 

ni desconnectat d’un marc d’aprenentatge  i de  comunicació  concrets.  Igualment, no estava 

tocat per la vareta de la veritat absoluta i va anar treballant i perfilant tota una trajectòria. Per 

exemple,  Lavoisier  va  tenir molta  influència, des de  les primeres  etapes de  formació, de  la 

manera de treballar de la física, del llenguatge matemàtic i del tractament numèric de dades o 

de  la sistematització botànica en  la classificació de  les espècies a partir del mètode de Linné. 

Tampoc no podríem entendre  les seves aportacions si no és en un context històric en què va 

haver‐hi molta experimentació que va permetre començar a entendre l’aire i els gasos. Ni potser 

hauria treballat de la mateixa manera el llenguatge si no hagués estat coneixedor de la filosofia 

de Condillac. 

Lligat a això, també cal trencar una llança per l’aportació de la seva dona, Marie‐Anne: va traduir 

obres científiques d’aquell moment amb idees importants (de Priestley, de Cavendish...) que van 

permetre progressar al seu marit pel fet de tenir‐ne coneixement de primera mà; va participar 

activament en el  seu  treball de  laboratori; va  fer els dibuixos dels  instruments que  calia  fer 

servir... El retrat més conegut de Lavoisier no és el d’ell sol sinó del matrimoni: el que va pintar 

l’artista neoclàssic Jacques‐Louis David. Hi apareixen els dos en actitud de treball i Marie‐Anne 

Lavoisier hi figura en primeríssim pla, sense cap interpretació de subordinació; ans el contrari.  

Tot seguit, farem una aproximació molt sintètica a aquests blocs generals. 

 

Mètode  

Des de bon començament, Lavoisier va entendre la necessitat de canviar la manera de treballar 

l’experimentació  química  per  tal  de  tenir  uns  resultats  que  anessin més  enllà  de  la  seva 

interpretació qualitativa i que permetessin elaborar més que suposicions. Defensava el control 

                                                            1 Des del positivisme i lluny de la naturalesa real de la ciència, històricament s’ha considerat (i encara es fa) un experiment clau o crucial aquell procediment que ha estat “revelador” d’una fita científica.  

Page 35: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

de les variables i intentava identificar quines podien ser. Feia un tractament numèric d’aquestes 

variables  tot defugint‐ne  la descripció  subjectiva.  La base operativa  i  l’anàlisi havien de  ser 

empírics. Era necessari, doncs, adequar els instruments del laboratori a tal fi. I era conscient que 

calia partir d’allò més simple per arribar a entendre allò més complex. 

De fet, Lavoisier creia en la validesa de l’adequació a la química del mètode que la física havia 

fet seu temps enrere. Ell prenia com a exemples i referents, per exemple, a Galileu i Newton. 

 

Model  

Les  idees  d’aquest  científic  parisenc  van  permetre  un  relleu  en  el  paradigma  de  com  calia 

entendre els canvis químics i, per tant, com es produeixen les reaccions químiques i quina és la 

matèria que hi participa.  

Al llarg de la seva trajectòria, a partir d’experiments seus i d’altri, va anar elaborant textos que 

van anar desmuntant diferent idees interpretatives sobre la naturalesa de la matèria i la seva 

capacitat de canvi que formaven part de la tradició química; algunes, des de feia segles.  

Va ampliar el concepte d’element a qualsevol matèria que no es descompongués en d’altres de 

més simples, molt més enllà dels quatre elements d’Aristòtil (aigua, aire, terra i foc) i dels tres 

principis de Paracels (mercuri, sal i sofre) També va explicar que tota la matèria té tres estats. 

Amb  temps  i prudència, va aconseguir enderrocar  la  teoria del  flogist, ben  implantada en  la 

comunitat científica des de feia aproximadament un segle, que intentava entendre una part de 

la composició de la matèria i del seu comportament amb la substància flogist. Aquesta teoria no 

es basava  en  evidències  empíriques  i  afavoria  contradiccions  explicatives o  argumentacions 

forçades o poc coherents per donar sentit, sobretot, als fenòmens de combustió, calcinació o 

oxidació.  En  canvi,  va  entendre  que  l’oxigen  tenia  un  paper  principal  en  aquest  tipus  de 

reaccions.  

Lavoisier va concloure quelcom que, si no ho emmarquen en el seu context, ens pot semblar 

sorprenent per  la seva simplicitat  i  lògica actuals: que els canvis químics es produeixen per  la 

combinació de substàncies prèvies i, per tant, hi ha una conservació de massa entre la matèria 

inicial i la final. Va anorrear el concepte de transmutació de la matèria, en què una substància 

pot convertir‐se, sense cap combinació, en una altra. 

 

Llenguatge  

Aquest gran  científic  tenia molt  clar que  calia, per una banda, desfer‐se de  l’obscurantisme 

confús  i secular en  la terminologia química  i, per  l’altra, afavorir una transmissió de  les  idees 

entenedora i didàctica.  

Si entenem que el  llenguatge és conductor de coneixement, potser no ens hauria d’estranyar 

que  les  noves  idees  anessin  acompanyades  d’una  manera  diferent  de  comunicar‐se.  Per 

exemple, podem entendre que, quan Newton i Leibniz van desenvolupar el càlcul infinitesimal, 

es  descrigués  amb  paraules  noves  per  a  conceptes  com  derivada  i  integral,  amb  noves 

expressions algebraiques per treballar‐les, amb una simbologia aportada per primera vegada... 

Page 36: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

De fet,  l’ebullició d’idees noves en química en el segle XVIII va afavorir unes noves formes de 

comunicar. 

En el cas de Lavoisier parlem d’innovació perquè la seva terminologia i el seu discurs nous tenen 

tota  la  intencionalitat d’enllaçar amb els fets  i  les  idees. És a dir, més enllà d’una retòrica de 

convenciment,  ell  tenia molt  clar  que  el  llenguatge  havia  de  expressar  clarament  el model 

explicatiu que interpretés els fenòmens científics. Per tant, necessàriament, el llenguatge forma 

part del coneixement científic.  I si el mètode  i el model havien de canviar, calia adaptar‐lo; a 

nivell de lèxic però també  gramaticalment.  

A més, Lavoisier tenia clar que  la transmissió de  les  idees havien de fer‐se sempre des d’una 

premissa didàctica: que s’entenguessin d’una manera fàcil i que per als  procediments explicatius 

dels fets i dels fenòmens fossin pràctiques. 

Un dels camps de batalla havia de ser la terminologia química de la matèria: abans de la nova 

proposta, els noms eren diferents per a una mateixa substància segons el lloc on es redactava 

un estudi; podien fer referència a característiques o propietats aparents i subjectives  (olor, gust, 

forma cristal∙lina...); podien raure en la seva utilitat o virtuts terapèutiques; podien recordar o 

honorar  llocs geogràfics; etc. Els criteris diversos per a anomenar  les substàncies poc tenia a 

veure en allò que  realment  les componia  i havia generat una  sinonímia  i una polisèmia que 

comportava confusió. 

A partir de la definició d’element com a matèria que no es descompon,  Lavoisier va considerar 

que la nomenclatura dels compostos químics s’havia d’ajustar a les substàncies que es combinen 

i en quina proporció ho  fan. Per  tant, d’aquesta manera, el nom  ja  informa de  la naturalesa 

d’aquesta substància.  

Juntament  amb  els  apòstols  convençuts  amb  qui  va  completar  la  redacció  del Mètode  de 

nomenclatura química, va creure en un sistema binomial, basat en el de Linné, en què s’aporta 

tota aquesta informació. Els noms s’expressen amb arrels i sufixos grecs i llatins: per una banda, 

per  afavorir  la  construcció  lèxica  i  semàntica,  perquè  són  llengües  que  es  declinen  i  l’arrel 

permetia identificar els components i el sufix la proporció en què es troben. Per l’altra, perquè 

l’ús de llengües cultes sense predomini lingüístic feia el sistema molt més cosmopolita. 

Per exemple, si la substància és un compost d’un metall amb l’oxigen, sempre és un òxid, perquè 

dona  rellevància  a  la  presència  d’aquest  oxigen.  Per  completar  el  seu  nom  concret  amb  el 

sistema binomial, es manifesta quin és el metall que s’ha enllaçat amb l’oxigen. Així, per primera 

vegada, s’escriuen els noms d’oxide de plomb  o d’oxide de fer (també en llatí, oxidum plumbi i 

oxidum ferri) que poc tenen a veure en quan a informació amb alguna de les variants de fins a 

aquell moment, com litargiri o safrans de Mart, respectivament.  

L’opció  més  fàcil  a  què  van  optar  diverses  llengües  europees  va  ser  adaptar  aquesta 

nomenclatura a partir del francès tot mantenint l’etimologia, la forma i l’estructura. Per tant, és 

senzill passar d’un oxide de plomb a un òxid de plom, óxido de plomo o lead oxide. 

Uns  altres  exemples:  Els  àcids  són  un  tipus  de  substància  amb  unes  propietats  generals 

identificables i, per tant, s’anomenen genèricament d’aquesta manera. Si n’hi ha dos que estan 

formats  a  partir  d’un  mateix  no  metall  però  amb  una  proporció  diferent  d’oxigen,  són 

substàncies amb comportaments diferents que cal identificar separadament. La manera de fer‐

ho és amb l’arrel del no metall i un sufix que clarifiqui la quantitat d’oxigen. D’aquesta manera, 

l’àcid sulfúric sabem que conté sofre i conté el màxim d’oxigen, a diferència de l’àcid sulfurós, 

Page 37: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

que en conté menys. Si se’n formen sals, la que ho faci a partir de l’àcid sulfúric generarà sulfats 

mentre que les que provinguin del sulfurós originaran sulfits. 

A diferència del mètode de classificació sistemàtica del científic suec, hi ha una capacitat de 

combinatòria de noms enorme: àcid nitrós, àcid nítric, nitrit de potassi, nitrat de plata, òxid de 

plata, òxid de ferro, carbonat de ferro, àcid carbònic...  

Per  completar  la  simplificació  del  llenguatge,  va  simbolitzar  els  elements  amb  figures 

geomètriques de nova creació, tot oblidant el llast alquímic. A més, amb el convenciment de fer 

més senzilla l’expressió i, alhora, connectar‐hi els fets i les idees, va fer ús d’aquesta simbologia 

dels  elements  i  del  llenguatge  algebraic  per  expressar  el  que  avui  en  dia  coneixem  com  a 

equacions químiques. S’hi manifesta clarament la composició dels reactius, la dels productes i 

la seva quantitat proporcional. Per tant, s’hi pot llegir i comprendre quin ha estat el canvi i de 

quina manera s’hi ha produït. 

La seva intencionalitat didàctica era tan gran que va recollir un extens compendi de sinonímia i 

un diccionari amb  les equivalències entre  la  terminologia antiga  i  la nova a  la part  final del 

Mètode de nomenclatura química . 

A  nivell  de  discurs,  va  ser  trencador  per  la  seva  claredat  explicativa,  amb  una  seqüència 

descriptiva entenedora i lògica, tot seguint el que seria l’esquema mental de comprensió. També 

per  la  seva argumentació ben  fonamentada amb el  rigor del mètode experimental. Hem de 

pensar que en  la majoria de textos de  l’època hi havia una presumpció de coneixements que 

dificultava abastar les idees del missatge i el feia assequible a una minoria. 

Lavoisier volia reconstruir la química a través del llenguatge i així ho va explicitar en el Tractat 

elemental de Química. 

 

La revolució (del llenguatge de la química) a l’aula   

Després  d’aquestes  aproximacions  sintètiques  sobre  la  importància  de  l’obra  de  Lavoisier, 

potser  tenim una mica més clar que  la seva obra és quelcom més que un  simple graó en el 

desenvolupament del coneixement científic. 

Cal tenir clar des d’un punt de vista didàctic que, com qualsevol altre gran nom de la ciència, no 

representa ni el punt de partida de moltes de les idees amb què treballava ni el punt final en els 

àmbits que pertoquen a la seva disciplina. Per una banda, el treball en una època determinada, 

com hem comentat abans, depèn del context de coneixements. Per  l’altra, evidentment,  les 

idees evolucionen en més de dos segles de recorregut. Per exemple: a nivell conceptual, l’oxigen 

no té el paper tan absolut en una part dels canvis que creia Lavoisier. Tampoc la quantificació 

de la matèria no s’interpretava encara amb els àtoms, com pocs anys després Dalton aportaria. 

A nivell de l’ús del llenguatge, la simbologia dels elements va passar a identificar les lletres dels 

seus noms a partir de  les aportacions, per anomenar una referència  important, de Berzelius. 

Però el més  rellevant és que els noms dels compostos han anat modificant‐se  i ampliant‐se 

perquè, ni de bon tros, el tipus  i  la quantitat de substàncies que s’han anat coneixent són els 

d’aquella  època:  els  aproximadament  vint  milions  de  compostos  que  s’han  identificat  en 

l’actualitat  evidencien  una  complexitat  que  fa  que  coexisteixin  diferents  mètodes  de 

nomenclatura acceptats internacionalment.  

Page 38: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Aquestes  i moltes d’altres són, però, construccions en  l’àmbit de  la química general sobre els 

mateixos fonaments de paradigma. Ni tan sols la concepció corpuscular actual de la matèria no 

trenca amb la idea fonamental que qualsevol producte és el resultat d’uns reactius precedents 

i que els uns  i els altres conserven  la seva massa. Ni modifica  la manera d’expressar aquesta 

matèria amb una formulació i nomenclatura que s’adiïn a allò que la compon. Podríem dir que 

deriva d’aquestes idees i les reforcen. Evidentment, tampoc no dissol la necessitat de la claredat 

expositiva i didàctica. 

La rellevància de Lavoisier ha estat reconeguda sempre en el món acadèmic i també s’ha valorat 

la seva importància en l’àmbit escolar – de fet, si ens aturem a pensar‐hi, és un dels pocs noms 

vinculats al coneixement científic que habitualment s’expliciten en els llibres de text –. Per això 

podem trobar material divers de treball amb l’alumnat. 

Ara bé, des de  la didàctica de  les ciències trobem a faltar recursos que permetin entendre  la 

seva  gran  aportació  a  nivell  de  llenguatge:  per  primera  vegada  en  química  es  va  plantejar 

aquesta manera d’unificar l’expressió amb el model i els fets i fenòmens i, a més, amb una utilitat 

tan gran i una projecció en el temps fins als nostres dies. Per què no aprofitar‐nos‐en? 

Des del punt de vista didàctic també hauríem de tenir present que cal reorientar les explicacions 

tradicionals sobre la introducció a la nomenclatura i a la formulació perquè, de manera general, 

aboquem a  l’alumnat unes regles memorístiques d’aparença arbitrària  i d’aplicació mecànica. 

Talment com es feia en els centres d’estudi fa més de cent anys. És un absurd que des d’una 

perspectiva actual del món educatiu hi hagi esculls o illots d’immobilisme metodològic. 

Hauríem d’intentar diluir al màxim aquesta sentència de Diderot, expressada al segle XVIII però 

encara vigent: “Els químics són encara un poble diferent, no gaire nombrós, que té una llengua 

pròpia, les seves lleis particulars, els seus misteris i que viu pràcticament aïllat dins d’un poble 

més gran, que mostra poca curiositat pels seus assumptes i que no espera gairebé res de la seva 

indústria” 

Per  això,  hem  dissenyat  l’activitat  Podríem  aconseguir  la  pedra  filosofal?  que  pretén 

desenvolupar una sèrie de continguts  tot enfocant una part dels canvis en el  llenguatge que 

Lavoisier va proposar.  

Page 39: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

FEM D’ALQUIMISTES!

PODRÍEM ACONSEGUIR LA PEDRA FILOSOFAL?

A més dels objectius que t’indicarà el professor/la professora, en aquesta activitat volem

observar i analitzar el comportament d’unes determinades substàncies.

Material

Matràs erlenmeyer, vidres de rellotge o qualsevol recipient per a contenir les substàncies,

trípode o suport universal amb cèrcol, reixeta, gresol o un continent apte per a la

combustió, cremador bunsen, llumins o encenedor, espàtula i tisores.

Procediment

1) Cal que treballeu només amb el canvi que t’assigni el professor/la professora. Senyala

quin és de les quatre opcions possibles.

A)

Quines substàncies ens han donat? Què ens n’ha quedat?

terra calcària efervescent i salfumant dissolució de selenita

B)

Quines substàncies ens han donat? Què ens n’ha quedat?

Coure Coure negre

C)

Quines substàncies ens han donat? Què ens n’ha quedat?

Malaquita Calç de coure

D)

Quines substàncies ens han donat? Què ens n’ha quedat?

Llana d’acer Rovell

Page 40: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

2) Anoteu les característiques de la substància inicial que teniu: color, textura, aparença...

Cas A

3) Apunteu les idees sobre quins seran els canvis visibles que observarem quan reaccionin les substàncies.

4) Introduïu el volum de líquid que us indiquin a un matràs erlenmeyer.

5) Aboqueu la terra calcària efervescent dins del matràs que conté el líquid.

Casos B, C i D

3) Apunteu les idees sobre quins seran els canvis visibles que observarem quan es cremi aquesta substància.

4) Introduïu la quantitat de material que us indiqui el professor/la professora al recipient on el cremarem.

En el cas de la llana d’acer, tallarem la part que ens interessi i hi col·loquem un manyoc esponjat. Cal vigilar la seva manipulació perquè se’ns pot clavar alguna punxa. És preferible fer-la amb guants.

5) Procediu a cremar les substàncies. Excepte amb la llana d’acer, ho farem escalfant el recipient amb la flama. La llana la cremarem directament per la part inferior amb uns llumins o amb l’encenedor de mà fins que comenci la reacció.

6) Observeu-ne els resultats. Preneu nota de quins han estat els canvis visibles en el vostre

material.

7) Responeu les qüestions.

Qüestions

a) A partir de les vostres idees sobre el canvi químic, justifiqueu el motiu pel qual la reacció

que heu observat evidencia aquest tipus de canvi i no un de físic.

b) Contrasteu les vostres idees inicials sobre el canvi que es produiria amb els resultats

obtinguts. Valoreu si són força semblants i expresseu què és allò en què no hi havíeu

pensat.

c) Raoneu el tipus de canvi en la matèria que s’hi ha pogut produir tot fent ús dels noms

de les substàncies que hi han intervingut. Expliqueu les dificultats amb què us trobeu.

d) Deixant de banda el fet que aquests canvis es coneixen des de fa molts anys, amb el que

heu observat i reflexionat, és possible deduir si podríem obtenir or o plata a partir

d’aquestes substàncies inicials quan reaccionessin amb d’altres matèries? Raoneu la

resposta.

Page 41: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

HI ANEM MÉS ENLLÀ: LA IMPORTÀNCIA DE LA MASSA (I)

PODRÍEM ACONSEGUIR LA PEDRA FILOSOFAL?

A més dels objectius que t’indicarà el professor/la professora, en aquesta activitat tornarem a

fer les mateixes reaccions però ara ens fixarem en les variacions de la seva massa.

Material

Al de l’activitat científica anterior, li hem d’afegir una balança digital.

Procediment

1) És important que treballeu amb les mateixes substàncies inicials que a l’activitat Fem

d’alquimistes tot cremant substàncies.

2) Cal que mesureu la massa de les substàncies inicials. Per fer-ho, poseu la quantitat de

material que us indiqui el professor/la professora sobre un vidre de rellotge a la

balança. Tingueu present que no heu de comptar la massa del vidre de rellotge.

En el cas de la mesura del líquid, tareu amb el matràs i afegiu-n’hi fins a aconseguir la

massa que us indiquin.

Les persones que treballeu amb la llana d’acer, recordeu la prevenció que cal que hi

tingueu.

Una opció de treball amb la llana d’acer és fer la seva combustió sobre la balança. Si ho

fem així, cal que ajustem la balança amb una safata d’alumini (és per protegir la

balança) i n’hi col·loquem un manyoc esponjat.

3) Anoteu el resultat.

4) Redacteu la idea o les idees que heu acordat sobre com penseu que serà la possible

variació de massa quan s’hagi produït el canvi (n’hi haurà guany o pèrdua; en quina

quantitat; no n’hi haurà)

5) Procediu a fer la reacció igual que a la vegada anterior.

En el cas que feu la combustió de la llana sobre la balança, també l’heu de començar a

cremar per sota fins que s’activi la reacció.

6) Apunteu el resultat.

7) Responeu les qüestions.

Page 42: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Qüestions

a) Com havíeu fet a l’activitat anterior, contrasteu la vostra idea inicial amb el resultat

obtingut i valoreu si són força semblants.

b) Raoneu el motiu pel qual penseu que hi ha hagut aquest comportament de la massa.

c) Redacteu arguments sobre quin pot ser l’interès científic de conèixer la variació de la

massa en un canvi químic.

d) Raoneu si el coneixement de la massa de les substàncies ens aporta alguna idea sobre

la possibilitat d’obtenir una pedra filosofal.

Page 43: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

HI ANEM MÉS ENLLÀ: LA IMPORTÀNCIA DE LA MASSA (II)

PODRÍEM ACONSEGUIR LA PEDRA FILOSOFAL?

PROCEDIMENT 1: GASOS QUE S’ATRAPEN

Material

Proveta (de 500 mL), un recipient pla i de vores no excessivament altres (per exemple, una safata de

dissecció), balança, regle i llana d’acer.

Procediment

1) Mesurem la massa d’un manyoc de llana de ferro.

2) L’introduïm al fons de la proveta, tot prement-lo perquè s’hi pugui quedar subjecte.

3) Fiquem la proveta amb el manyoc cap per avall en el recipient ple d’aigua.

4) Mesurem amb un regle la distància fins on ha entrat l’aigua en el recipient.

5) Deixem el conjunt de manera estable durant una setmana.

6) Mesurem la distància a què se situa ara l’aigua.

7) Eixuguem la part mullada de la proveta.

8) N’extraiem el manyoc, tot evitant fragmentar-lo.

9) Assequem la llana.

10) Mesurem la seva massa i contrastem amb la que tenia una setmana abans.

PROCEDIMENT 2: GASOS QUE FUGEN

Material

Matràs erlenmeyer o aforat (no gaire gran; preferiblement de 100 o 200 mL), proveta, vidre de

rellotge, espàtula, globus, embut, cinta adhesiva, balança.

Reactius: terra calcària efervescent i salfumant.

Procediment

1) Mesurem amb la proveta 20 mL de dissolució de salfumant.

2) Aboquem aquesta quantitat al matràs.

3) Pesem en un vidre de rellotge 5 g de terra calcària.

4) Amb l’ajut de l’espàtula i l’embut (sec), introduïm els 5g de àlcali dins del globus.

5) Ajustem l’orifici del globus a la boca de l'Erlenmeyer, sense abocar-hi la terra efervescent.

Page 44: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

6) Recobrim l’ajustament amb cinta adhesiva de manera que el globus hi quedi ben fixat i

sense obertures.

7) Mesurem la massa de tot el conjunt a la balança i anotem el seu resultat.

8) Aixequem la base del globus per fer caure la calcària damunt del salfumant.

9) Observem la reacció.

10) Un cop finalitzada la reacció, comprovem la possible variació de massa del conjunt.

Page 45: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

LLIGUEM CAPS: LA COMPOSICIÓ DE LES SUBSTÀNCIES AMB LA

SEVA MASSA

PODRÍEM ACONSEGUIR LA PEDRA FILOSOFAL?

Material

Peces de construcció amb encaix (per exemple, tipus LEGO) de colors diferents.

Procediment

Heu d’intentar reproduir el canvi químic amb què vau experimentar inicialment des d’una visió

d’allò que compon cada una de les substàncies que hi intervenen. Les peces de construcció

representen les diferents unitats de composició: cada peça de color diferent és un tipus d’unitat

concreta.

Requeriments: s’hi ha de veure com són els reactius i, alhora, com són els productes.

cal que les peces simbolitzin que la massa de les substàncies inicials i les finals

ha de ser la mateixa.

Per poder fer-ne les deduccions, s’indica el número de components diferents que hi ha a cada

substància. Per exemple: 1+1+3 significa que aquesta matèria té tres components però un d’ells

amb el triple de quantitat que els altres dos.

A) de la reacció amb la terra calcària efervescent i salfumant

B) de la reacció en què vam cremar coure

C) de la reacció amb la malaquita

Reactius Productes

1r reactiu: 1+1+3

2n: 1+1

1r producte: 1+2

2n: 1+2

3r: 2+1

Reactius Productes

1r reactiu: 1

2n: 2 1+1

Reactius Productes

1r reactiu: 1+1+3 1r producte: 1+1

2n: 1+2

Page 46: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

D) de la reacció en què vam cremar llana d’acer

Quan tingueu el vistiplau del professorat, feu un dibuix/una foto de la reproducció de la vostra

reacció.

Reactius Productes

1r reactiu: 1

2n: 2 1+1

Page 47: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

CAL ACLARIR COM ÉS CADA SUBSTÀNCIA!

PODRÍEM ACONSEGUIR LA PEDRA FILOSOFAL?

Material

Peces de construcció amb encaix (per exemple, tipus LEGO) de colors diferents. La imatge

de la construcció de l’activitat anterior.

Procediment

Tornarem a intentar reproduir el canvi químic de l’activitat anterior però amb un canvi

importantíssim: cada unitat de composició diferent es correspon a un únic element.

Cal tenir presents els mateixos requeriments:

• s’hi ha de veure com són els reactius i, alhora, com són els productes.

• cal que les peces simbolitzin que la massa de les substàncies inicials i les finals ha de ser

la mateixa.

I hem d’afegir-hi aquest altre:

• el número d’unitats dels diferents elements que hi ha als reactius han de ser el mateix

que el que hi ha en els productes

A) de la reacció amb la terra calcària efervescent i salfumant

B) de la reacció en què vam cremar coure

C) de la reacció amb la malaquita

Reactius Productes

1r reactiu: CaCO3

2n: HCl

1r producte: CaCl2

2n: CO2

3r: H2O

Reactius Productes

1r reactiu: Cu

2n: O2 CuO

Reactius Productes

1r reactiu: CuCO3 1r producte: CuO

2n: CO2

Page 48: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

D) de la reacció en què vam cremar llana d’acer

Quan tingueu el vistiplau del professorat, feu un dibuix/una foto de la reproducció de la vostra

reacció.

Qüestions

a) Compareu el resultat de la vostra representació actual i la de l’activitat anterior. Hi ha

cap diferència? Si és així, expliqueu-la.

b) Reflexioneu sobre si la representació del canvi ha estat més fàcil o més difícil aquesta

segona vegada.

c) Justifiqueu com s’ha produït el canvi químic que esteu estudiant a partir del vostre

coneixement sobre els enllaços químics.

d) Compareu aquesta representació amb la idea del canvi químic que plantejàveu a la

primera activitat (Fem d’alquimistes!) Valoreu si el fet de conèixer la composició i totes

les substàncies que realment intervenen ajuden a deduir quin és el canvi que s’hi

produeix.

e) Deduïu un nom per a cada substància a partir dels elements que la formen.

f) Escriviu com s’ha produït el canvi a partir:

• de les fórmules dels reactius

• de les fórmules dels productes

• de les relacions que heu establert entre les parts (Atenció! Les fórmules no es poden alterar!)

Reactius Productes

1r reactiu: Fe

2n: O2 FeO

Page 49: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Lectura: Un canvi en la manera de mirar, un canvi del llenguatge.

A la segona meitat del segle XVIII, la Química era ja una ciència important i avançava molt

ràpid. Diverses causes hi van tenir a veure; entre elles, l’ús de nous instruments i d’estris

perfeccionats: les balances eren precises, hi havia recipients per a capturar gasos... En aquesta

època es va observar que ni l’aire ni l’aigua podien ser elements. També es van obtenir gasos

que eren diferents d’allò que respirem. Igualment, es va concloure que no hi havia cossos

sense massa o amb massa negativa, que eren idees que explicaven algunes reaccions

químiques durant aproximadament un segle.

A partir de nous experiments i dels seus resultats, es va comprendre com era el canvi químic i

de quina manera s’hi comportava la matèria. Va ser el francès Antoine Lavoisier la persona que

va modelar i catapultar una visió totalment diferent i moderna del model. Alhora, com a part

d’aquest model, va concebre una modificació radical en el llenguatge de la química per

facilitar-ne la seva comprensió.

Ara bé, d’on partia Lavoisier?

L’estudi de les combustions va ser clau per entendre tot el procés d’explicació del canvi químic.

Lavoisier no va ser el primer a analitzar aquestes reaccions però tenia un avantatge sobre els

seus predecessors: creia fermament que les mesures precises eren part essencial d'un

experiment. La massa que forma part de les substàncies inicials i la de les finals era

importantíssima. Els químics anteriors no s’havien preocupat gaire per aquesta dada. No

tenien el costum de pesar les substàncies perquè no havien valorat prou aquesta variable ¿Era

important una mica més o una mica menys de pes?

La idea de prendre mesures acurades tampoc era nova. L’italià Galileu Galilei l’havia introduïda

dos-cents anys abans però va ser Lavoisier qui la va aplicar a la Química. Lavoisier no es

limitava a observar la combustió d'una substància i examinar les seves cendres residuals.

Abans de cremar-se, pesava la mostra amb tota cura i, al final del procés, ho tornava a fer. De

ben segur que aquesta manera de procedir era afavorida per la seva formació matemàtica i

per la seva feina ja que, a part de científic, era un home que també treballava recaptant

impostos i estava avesat a fer balanços: els diners no desapareixen ni surten del no-res.

Amb aquesta manera de fer, Lavoisier va pensar que una substància podia perdre pes quan

crema perquè allibera gasos. Però els metalls semblava que tinguessin un comportament

diferent. Quan estudiava l’oxidació dels metalls, hi aplicava la mateixa cura en les mesures. Va

comprovar que quan un metall s'oxidava, amb el rovell era més pesat que inicialment.

Semblava com si una nova matèria, sense saber d’on venia, s'hi afegís. Podria ser que els

metalls es combinessin amb un gas?

No n'hi havia prou, per tant, amb totes les cendres i el rovell: havia de pesar també els gasos.

El problema era l'aire que envolta els cossos, tant a l'hora de pesar els gasos que escapaven

d'un objecte en combustió com a l'hora de mesurar la quantitat de gas que abandonava l'aire

per combinar-se amb un metall.

Page 50: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Lavoisier es va adonar que la solució consistia en tancar els gasos i deixar fora l'aire que no

necessitava. Les dues coses les podia aconseguir si preveia que les reaccions químiques havien

de produir-se en un recipient segellat. Els gasos alliberats en la combustió d'una substància no

metàl·lica quedarien capturats dins del recipient. Els necessaris per formar el rovell o participar

en la combustió d’un metall només podien provenir de l'aire que hi havia retingut.

Lavoisier començava per pesar amb tota cura el recipient hermètic, juntament amb la

substància sòlida i l'aire retingut a dins. Després l’escalfava tot enfocant-li la llum solar per

mitjà d'una gran lupa o tot encenent un foc sota. Una vegada que la substància s'havia cremat

o rovellat, tornava a pesar el recipient juntament amb el seu contingut.

El procés el va repetir amb diverses substàncies i, en tots els casos, independentment de quina

fos la que es cremés o rovellés, el recipient aïllat no va mostrar canvis de pes.

Imaginem, per exemple, un tros de fusta reduït a cendres per una combustió. Les cendres, com

és lògic, pesaven menys que la fusta però la diferència de pes quedava compensada pel del gas

alliberat. Al capdavall, el pes del recipient no variava. O, per exemple, l’oxidació d’un tros de

ferro: aquest ferro absorbia gas de l'aire retingut en el recipient i es transformava en rovell. El

rovell era més pesat que el ferro però el guany quedava exactament equilibrat per la pèrdua

de pes de l'aire. Al final, el pes del recipient tampoc canviava.

Els experiments i mesures de Lavoisier van exercir gran influència en el desenvolupament de la

Química. No només van permetre constituir els fonaments per a la interpretació de la

combustió sinó que el van portar a entendre que la matèria ni es crea ni es destrueix, només

canvia d'una forma a una altra. Des d’aquest moment, tot era molt més senzill: tant en tinc al

començament, tant n’hauré de tenir al final (com amb els diners recaptats!)

Aquest és el famós principi de conservació de la matèria. I aquesta idea que la matèria és

indestructible va ajudar a deduir, trenta anys més tard, la teoria que la matèria es compon

d'àtoms.

Lavoisier no es va limitar a reflexionar sobre la part abstracte del canvi químic. Com hem dit

abans, va proposar una manera diferent d’expressar el llenguatge de la Química per ajustar-se

a les noves idees.

Abans de la seva aportació, el nom d’una substància era variable segons qui redactava un

estudi: podia fer referència a característiques o propietats aparents i subjectives (olor, gust,

forma cristal·lina...); podia raure en la seva utilitat o virtuts terapèutiques; podia recordar o

honorar llocs geogràfics; etc. Els criteris per a anomenar la matèria poc tenia a veure amb allò

que realment la componia i podia haver-hi diversos noms per a una mateixa substància. Tot

plegat comportava confusió.

Lavoisier va considerar que la nomenclatura dels compostos químics s’havia d’ajustar a les

substàncies que s’hi combinen i en quina proporció ho fan. Aquestes substàncies són els

elements: hi ha substàncies simples, formades només per elements, i compostes, que ho són

per més d’un. Si les substàncies compostes ho són a partir de les seves substàncies simples,

per què no podem anomenar-les amb el nom d’allò que les formen?

Page 51: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Per tant, així, el nom informa de quina manera trobem els elements que configuren una

substància; és a dir, de la naturalesa del compost.

Aquesta visió de la composició de la matèria lliga íntimament amb la seva massa: si totes les

substàncies simples tenen massa, la massa de les substàncies compostes és la suma de les

masses de les substàncies simples que les formen.

A més, si entenem el canvi químic com la reordenació de les substàncies simples per formar

substàncies diferents a les inicials, podem lligar caps amb les seves masses i deduir que la

massa de la matèria que forma els reactius és la mateixa massa que la dels productes. Cap

matèria pot aparèixer o desaparèixer per art de màgia.

Per tant, Lavoisier va integrar, per una banda, la manera d’anomenar i escriure la matèria i, per

l’altra, la idea de què la componia i quins comportaments podia tenir en un canvi químic.

També va fer servir una simbologia per als elements i el llenguatge algebraic per expressar el

que avui en dia coneixem com a equacions químiques: s’hi manifesta clarament la composició

dels reactius, la dels productes i la seva quantitat proporcional. Aquesta proporcionalitat és

necessària per ajustar tota la quantitat de matèria de manera que sigui igual en massa i en

elements entre les substàncies inicials i les finals. Per tant, s’hi pot llegir i comprendre quin ha

estat el canvi i de quina manera s’hi ha produït.

Amb tot això que acabem de llegir, no ens hauria d’estranyar que Antoine Lavoisier sigui

considerat el pare de la Química moderna.

Page 52: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

Cal que responguis segons allò que creus que has assolit al llarg d’aquestes hores en què hem treballat el canvi químic. És una activitat autoavaluativa, amb la intenció que et situïs respecte els continguts que hem desenvolupat a classe. D’aquesta manera, pots saber què és allò que necessites reforçar per anar més endavant i perquè, si cal, et puguem ajudar.

4 3 2 1

Concepte de canvi químic

Associo clarament el canvi amb uns reactius i uns productes. Puc diferenciar-lo del canvi físic. Puc justificar-lo a partir d’exemples escrits, dibuixats i discutits.

Si bé associo el canvi químic amb uns productes de composició diferent a la dels productes i també puc diferenciar-lo del canvi físic, no tinc gaire clar que pugui reconèixer-lo i justificar-lo en tots els casos.

Crec que entenc la definició de canvi químic però pot ser que hi hagi casos en què un canvi físic també el confondria (per exemple, els canvis d’estat) Tampoc podria justificar-lo en totes les situacions.

No he entès el concepte. Em faig un embolic amb el canvi

físic.

Reordenació atòmica

Tinc clar que en un canvi químic s’han de trencar enllaços entre els àtoms per a formar-ne de nous.

Entenc que els àtoms dels elements dels productes s’organitzen de manera diferent a la dels reactius però no pel trencament i formació d’enllaços.

Sé que els enllaços hi juguen un paper però no sé de quina manera.

No he sabut a què fa referència al llarg d’aquests

dies.

Conservació de la massa

Comprenc que, com que el canvi químic és la reordenació dels àtoms dels reactius, tota la seva massa s’ha de trobar en la dels productes.

Entenc la conservació de la massa només des d’un punt de vista macroscòpic. És a dir, sé que tots els grams inicials s’han de mantenir en la mateixa quantitat a les substàncies finals.

Sé que l’enunciat del principi o llei de conservació de la massa s’aplica en tots els canvis químics però no sé justificar-lo.

Entenc que la massa pot variar en un canvi químic perquè, per exemple, si es formen gasos, se’n perd i, si es forma rovell, se’n guanya.

Conservació de la matèria

Per la mateixa raó de la fila anterior (la reordenació dels àtoms) comprenc que en un canvi químic no es crea ni es destrueix matèria. Hi intervenen tots els àtoms de les substàncies implicades. Ni més, ni menys.

Només des d’un punt de vista macroscòpic, sé que en un canvi químic no poden desaparèixer als productes elements que hi havia als reactius ni tampoc aparèixer-hi d’altres.

Sé que la conservació de la matèria sempre està lligada a la de la massa però no tinc clar a què fa referència.

Crec que la massa no es conserva i, per tant, la matèria tampoc ho fa.

Page 53: LA PEDRA FILOSOFAL · Sovint, a la temporització de la Química de 3r d’ESO (o 4t) s’arria a desenvolupar aquest model com a part final dels continguts. També la nomenclatura

[Escriviu el text]

Nomenclatura i formulació

He après que la manera actual d’anomenar i escriure les fórmules els compostos ens ajuda a identificar-ne la seva composició. També que ens permet deduir més fàcilment el canvi químic que s’ha produït entre uns reactius per obtenir uns determinats productes.

Entenc que la manera actual d’anomenar i escriure les fórmules els compostos permet associar-los a una determinada composició. No la relaciono, però, a la deducció del canvi químic que s’hi hagi pogut produir.

Sé que la nomenclatura i la formulació són importants i que ens ajuden a entendre les substàncies. De tota manera, no entenc ben bé com les apliquem per deduir com són les substàncies.

No he entès la relació que hi ha entre els noms de les substàncies (aigua, per exemple), la seva fórmula i la seva composició. Encara menys, com el nom i la fórmula poden ajudar a entendre cap canvi químic.

Context històric

Entenc que el procés històric per entendre el canvi químic va ser llarg i amb participació de diverses persones. Sé en quin període històric va començar a entendre’s com avui en dia i quina va ser, en aquell moment, la persona més rellevant per les seves aportacions en aquest camp.

Sé en quin període històric va començar a entendre’s com avui en dia i quina va ser, en aquell moment, la persona més rellevant per les seves aportacions en aquest camp. Ara bé, no soc conscient de com va ser el procés per arribar-hi.

Sé el nom de la persona més coneguda per les seves aportacions en el coneixement del canvi químic. No sé situar ni el moment històric en què va viure ni el procés que ell i d’altres persones van seguir per arribar a les seves conclusions.

No soc capaç de saber quin és el recorregut històric dels continguts sobre el canvi químic. Tampoc no sé amb certesa quin és el nom més rellevant que hem treballat.