LICEO SCIENTIFICO STATALE “Filippo Lussana” – Bergamo PROGRAMMA DI SCIENZE EFFETTIVAMENTE SVOLTO a.s. 2013-2014 Classe 4C Testi in adozione: Biologia: "LA BIOLOGIA" di Alberghina e Tonini Ed. A.Mondadori Scuola Chimica: "CHIMICA-Concetti e modelli" di Valitutti, Falasca, Tifi, Gentile Ed. Zanichelli Le proprietà delle soluzioni:  - le soluzioni acquose ed elettroliti  - la concentrazione delle soluzioni  - le proprietà colligative  - la solubilità delle soluzioni sature  - solubilità, temperatura e pressione.  concentrazione delle soluzioni. La velocità delle reazioni chimiche:  - che cos'è la velocità di reazione  - l'equazione cinetica  -gli altri fattori che influenzano sulla velocità di reazione  - la teoria degli urti  - l'energia di attivazione  - il meccanismo di reazione. L'equilibrio chimico  - l'equilibrio dinamico  - l'equilibrio chimico: anche i prodotti reagiscono  - la costante di equilibrio  - il quoziente di reazione  - la costante di equilibrio e la temperatura  - la termodinamica dell'equilibrio  - il principio di Le Châthelier  - Equilibri eterogenei ed equilibrio di solubilità. Acidi e basi si scambiano protoni  - le teorie sugli acidi e sulle basi  - la ionizzazione dell'acqua  - la forza degli acidi e delle basi  - come calcolare il pH degli acidi e delle basi  - come misurare il pH  - la neutralizzazione: una reazione tra acidi e basi  - la titolazione acido-base  - l'idrolisi: anche i sali cambiano il pH dell'acqua  - le soluzioni tampone. Anatomia  Breve storia dell'anatomia ( Ippocrate, Leonardo da Vinci, Vesalio, Falloppio, Eustachi, Fabrici, Malpighi)  anatomia e fisiologia: due discipline correlate  interazione tra cellule e tra organi  la comunicazione fra cellule (impulsi elettrici, molecole segnale)  la risposta cellulare rapida o lenta  farmaci agonisti e antagonisti Struttura e funzioni dei principali tessuti umani:  - tessuti epiteliali,  - tessuti connettivi  - tessuto muscolare  - tessuto nervoso L'apparato digerente umano  - Come la digestione fu vista "in diretta"  - organi e condotti  - ingestione e digestione  - l'assorbimento e l'eliminazione  - sindrome da malassorbimento e celiachia  - la regolazione  - fegato  - pancreas Alimentazione e salute  - la dieta corrisponde a un regime alimentare, non a una costrizione  - gruppi nutrizionali  - gli squilibri alimentari all'origine di malattie. La riproduzione e lo sviluppo embrionale  L'apparato riproduttore  Gli organi sessuali maschili  le vie spermatiche trasportano gli spermatozoi nell'uretra  gli organi sesssuali femminili  il ciclo ovarico e il ciclo uterino  funzioni di progesterone ed estrogeni  pap test e mammografia  la contraccezione e lo sviluppo embrionale  la fecondazione  la segmentazione dello zigote  dai tre foglietti ai tessuti e l'organogenesi  Gli annessi embrionali  gravidanza e sviluppo dell'embrione umano  la placenta  lo sviluppo del feto nei tre trimestri di gravidanza  il parto e la nascita Il controllo dell'organismo  Il sistema nervoso: integrazione e controllo delle funzioni  Il neurone  Sviluppo e conduzione degli impulsi  La sinapsi e i neurotrasmettitori  L'encefalo: le strutture fondamentali.  La corteccia cerebrale: mappa e aree funzionali  Ippocampo e amigdala- L'apprendimento e la memoria  Approfondimento: Roger Sperry e gli esperimenti sullo split-brain (da appunti) LAVORO ESTIVO PER TUTTI  Rivedere ed eventualmente sistemare le relazioni delle attività di laboratorio.  Fare gli esercizi .  Leggere almeno cinque capitoli di uno dei seguenti libri. Fare una breve sintesi ed esprimere un giudizio personale e le riflessioni che la lettura ha suggerito: L’ uomo che scambiò sua moglie per un cappello – Oliver Sacks L'uomo che scambiò sua moglie per un cappello è un saggio neurologico di Oliver Sacks, pubblicato per la prima volta a New York nel 1985. In esso l'autore racconta alcune sue esperienze cliniche di neurologo e descrive alcuni casi di pazienti con lesioni encefaliche di vario tipo, che hanno prodotto i comportamenti più dolorosi e imprevedibili. La Scienza non ha bisogno di Dio – E. Boncinelli – Ed. Rizzoli In questo saggio il genetista Edoardo Boncinelli si interroga sulle ripercussioni teologiche che scaturiscono dalle recenti scoperte scientifiche, con particolare riferimento alla scoperta del biologo statunitense Craig Venter, che nella primavera del 2010 ha annunciato al mondo intero che per la prima volta nella storia il suo team di ricerca è stato capace di costruire artificialmente in laboratorio una cellula in grado di dividersi. Da questa recente scoperta, Boncinelli si domanda se si può parlare di vita oppure no. Cercando una risposta nella sua vasta cultura scientifica, prova a fornire una definizione di ciò che dovrebbe essere considerato vita. Richiamando le scoperte scientifiche a riguardo, e facendo riferimento al volume dal titolo "Che cos'è la vita?", pubblicato nel 1944 dal premio Nobel per la fisica Edwin Schrödinger, Bonincelli cerca di fornire gli elementi per definire ciò che è naturale e ciò che è artificiale. Lo scienziato approfondisce anche tematiche relative al futuro della genetica e alle implicazioni di carattere etico, filosofico e religioso che si aprono di fronte ai progressi della scienza. Il volume fa riflettere molto e che pone degli interrogativi a cui è difficile poter dare una risposta univoca e completa L'isola dei senza colore di Oliver Sacks Due viaggi in Micronesia dischiudono a Sacks una prospettiva sconfinata di orrori, meraviglie e misteri: la cecità cromatica completa ed ereditaria che si manifesta a Pingelap e Pohnpei, in una terra che è un tripudio di colori; il devastante e inspiegato lytico-bodig, che colpisce con una sorta di paralisi progressiva solo certi abitanti dell'isola di Guam e solo quelli nati in certi anni. Sacks ci racconta questi suoi viaggi passo per passo. Dario Bressanini - OGM tra leggende e realtà - Zanichelli ESERCITAZIONI DI SCIENZE I seguenti esercizi sono stati tratti dal sito http://www.chimica-online.it/esercizi.htm Andando nel sito troverai anche le procedure guidate per la risoluzione degli esercizi. Dunque, in caso di difficoltà, puoi andare a controllare la risoluzione. Puoi anche svolgere altri esercizi. CINETICA CHIMICA 1) La velocità della reazione del secondo ordine: A+ B→ C a una data temperatura è 5,00 mol / (L · s) quando [A] = 2,00 · 10-2 mol/L e [B] = 1,00 · 10-2 mol/L. Calcolare, alla medesima temperatura: a) la costante di velocità della reazione; b) la velocità della reazione quando [A] = 1,00 · 10-2 mol/L e [B] = 3,00 · 10-3 mol/L. [Risultato: a) k = 2,50 · 104 L / (mol · s) ; b)v = 0,750 mol / (L · s)] 2) Per la reazione in soluzione acquosa: C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 (saccarosio)...................(glucosio).......(fruttosio) nota con il nome di "inversione del saccarosio", è stato calcolato a 25°C che la costante specifica di velocità è uguale a 3,22·10-3 h-1. Calcolare la velocità della reazione quando la concentrazione del saccarosio è a) uguale a 0,25 mol/L ; b) uguale a 0,13 mol/L. [Risultato: a) v = 8,05 · 10-4 mol / (L · h) ; b) v = 4,19 · 10-4 mol / (L · h)] 3) Calcolare: a) l'ordine di reazione; b) la costante specifica di velocità della reazione di decomposizione termica dell'aldeide acetica: CH3―CHO(g) → CH4(g) + CO(g) alla temperatura di 518°C, dai seguenti dati sperimentali: Concentrazione iniziale in mol/L dell'aldeide acetica Quantità di aldeide acetica decomposta in mol/(L · s) (velocità iniziale della reazione) 0,150 1,5 · 10-7 0,300 6,0 · 10-7 0,600 24,0 · 10-7 [Risultato: a) 2° ordine ; b) 6,7 · 10-7 (L · mol-1 · s-1)] EQUILIBRIO CHIMICO 1.Si consideri la reazione: FeO(s) + CO(g) <= => Fe(l) + CO2(g) a) Alla temperatura di 1000°C la concentrazione all'equilibrio di CO2 è 6,2·10-4 M e quella di CO è 0,68·10-4 M. Qual è il valore di K? b) Quale concentrazione di CO2 è in equilibrio con CO di concentrazione 2,1·10-4 M alla stessa temperatura? [Risultato: K = 9,1 ; [CO2] = 1,9·10-3 M] 2. Ad una certa temperatura 2 moli di NH3(g) vengono poste in un recipiente da 10 litri. Avviene la seguente reazione all'equilibrio: 2 NH3(g) <= => N2(g) + 3 H2(g) Sapendo che all'equilibrio è presente 1 mole di NH3, determinare il valore della costante di equilibrio Kc e il grado di dissociazione α [Risultato: Kc = 0,017 ; α = 0,50] 3. 2 ml di una soluzione di nitrato d'argento 0,01 M vengono mescolati a 25°C con 100 ml di una soluzione di 0,100 M di ammoniaca. L'argento reagisce reversibilmente con NH3 per dare [Ag(NH3)2]+ attraverso la seguente reazione: Ag+ + 2 NH3 <==> Ag(NH3)2+ la cui costante di equilibrio a 25°C vale Kc = 1,66 · 107 (mol/l)-2. Calcolare la concentrazione di ioni di Ag+ nella soluzione (si suggerisce di tenere conto del valore molto grande della costante di equilibrio). [Risultato: [Ag+] = 1,23 · 10-9M ] IDROLISI 1. 100 ml di una soluzione di idrossido di bario Ba(OH)2 0,075M vengono aggiunti a 100 ml di una soluzione di acido nitrico HNO3 0,150M. Determinare il pH della soluzione finale. [Risultato: pH = 7,0] 2. 22,0 ml di una soluzione di ammoniaca NH3 0,12 M vengono titolati con acido cloridrico HCl 0,110 M. Determinare il pH al punto di equivalenza sapendo che Kb (NH3) = 1,8 · 10-5 [Risultato: pH = 5,24] pH 1. Una soluzione di NaOH a 25°C ha una concentrazione 2,7 · 10-4 M. Determinare il pH della soluzione. [Risultato: pH = 10,43] 2. 1L di una soluzione acido acetico avente pH=3 di viene aggiunta a 1L di una soluzione di acido acetico avente pH=4. Calcolare il pH della soluzione risultante sapendo che Ka (CH3COOH) = 1,8 · 10-5 [Risultato: pH = 3,15] PRODOTTO DI SOLUBILITÀ 1. A 25°C la solubilità in acqua del solfato di bario BaSO4 è 1,22 · 10-5 mol/L. a) Calcolare il prodotto di solubilità del solfato di bario b) Determinare la massa in grammi di sale che si scioglie in 250 mL di acqua. Si trascuri la variazione di volume dovuta all'aggiunta del sale. [Risultato: a) 1,49 · 10-5; b) 7,1 · 10-4 mol/L] SOLUZIONI TAMPONE Calcolare la variazione di pH di una soluzione tampone 0,1M sia in acido acetico che in acetato, quando si aggiungono 0,01 mol/l di HCl, sapendo che la Ka dell'acido acetico è 1,8 · 10-5 mol/l. [Risultato: ΔpH= 0,09] Calcolare i gr di HCOONa che bisogna aggiungere a 550 ml di una soluzione di HCOOH 0,02 M per ottenere un pH = 5,2. Ka (HCOOH) = 1,8 · 10-4 [Risultato: 21,3 g] TITOLAZIONI Quanti grammi di H2SO4 bisogna utilizzare per neutralizzare completamente 5,5 g di carbonato di sodio decaidrato (Na2CO3 · 10 H2O)? [Risultato = 1,88 g] Bergamo, 6 giugno 2014 Firma studenti ….............................................................. …............................................................ Firma docente …...............................................................