Programma di Scienze - Liceo Scientifico Statale "Filippo Lussana"

Liceo Scientifico Statale “Filippo Lussana” – Bergamo
Programma di Scienze
classe 2^A
a. s. 2013 – 2014
Contenuti svolti
Testi - G. Valitutti, A. Tifi, A. Gentile: Esploriamo la chimica – struttura e trasformazioni della materia, (ed. blu) Zanichelli
D. Sadava e altri: Biologia.blu multimediale con i. e-b. Dalle cellule agli organismi - Zanichelli
Le reazioni chimiche e la mole
(cap 5)
Il principio di Avogadro e la massa atomica relativa.
Massa atomica e molecolare, unità di misura
La mole e Il numero di Avogadro.
La massa Molare.
Quantità di sostanza (Numero di moli).
Volume molare
Calcolo della massa molecolare di un composto
Individuazione e calcolo della formula minima di un composto
La Molarità di una soluzione.
Legge delle diluizioni.
Esercizi di stechiometria
La biosfera
Caratteristiche dei viventi: Il DNA, la cellula, la riproduzione e lo sviluppo
Definizione di metabolismo ed omeostasi. Stimoli e recettori
I livelli di organizzazione della vita: dall’atomo ai biomi
Gli ecosistemi, relazioni e componenti. Produttori e fotosintesi.
I regni dei viventi e le loro caratteristiche distintive.
L'evoluzione, variabilità, selezione artificiale e naturale.
Il metodo scientifico. Cos'è una teoria scientifica.
Elementi di chimica
Materiali, miscugli, sostanze ed elementi. I simboli chimici dei tredici elementi più abbondanti negli organismi.
Il modello dell’atomo. Le particelle sub-atomiche. Isotopi ed ioni
Le reazioni chimiche: la conservazione degli atomi e la trasformazione delle molecole
La configurazione elettronica e la regola dell’ottetto
I legami chimici: ionico; covalente omo- ed etero-polare.
Forze di attrazione intermolecolari e legami idrogeno
Le proprietà dell’acqua: coesione; aderenza; calore specifico; capillarità; tensione superficiale; potere solvente.
Gli elettroliti e la dissociazione. Acidi e basi, concetto di pH I sali
Le biomolecole
La chimica del carbonio.
I gruppi funzionali dei principali composti organici (idrocarburi insaturi e no, alcoli, aldeidi, chetoni, acidi
carbossilici, esteri, annine)
I carboidrati: i monosaccaridi (gliceraldeide, glucosio α e β, fruttosio, galattosio, ribosio e de(s)ossiribosio).. I
disaccaridi (saccarosio, lattosio e maltosio). I polisaccaridi (amilosio, amilopectina, glicogeno e cellulosa).
Cenni sulla chitina
I lipidi. Acidi grassi saturi ed insaturi, i trigliceridi e i fosfolipidi. Le cere. Steroidi.
Gli amminoacidi, il legame peptidico. Funzioni e struttura delle proteine.
I nucleotiti e gli acidi nucleici: RNA, DNA,
La cellula
Dimensioni delle cellule e loro esame microscopico
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La cellula procariote
La cellula eucariote: animale e vegetale e loro rispettive caratteristiche
La membrana plasmatica e le giunzioni cellulari
Nucleo e nucleolo: cromatina e cromosomi, ribosomi
Sistemi di membrane: reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi, lisosomi, perossisomi e vescicole di
trasporto
Gli organuli a doppia membrana e loro origine: mitocondri e cloroplasti
I plastidi e i vacuoli. La parete cellulare, primaria e secondaria
Il citoscheletro, flagelli e ciglia
La mitosi
Il DNA, i cromosomi e la loro struttura.
Cariotipo diploide e apolide, autonomi e cromosomi sessuali
Il ciclo cellulare, fasi G1, S, G2, M
Sessualità e riproduzione in biologia
La mitosi negli esseri viventi
Gli stadi della mitosi e la citodieresi.
La meiosi
Riproduzione sessuata e asessuata, cloni e partenogenesi
Funzione e caratteristiche della meiosi
La ricombinazione genica e la variabilità della specie:
a) il crossing-over,
b) l’assortimento casuale dei cromosomi omologhi,
c) la fecondazione casuale di due gameti.
Le fasi della meiosi-I e meiosi-II; analogie e differenze con la mitosi
La Biodiversità e la Storia della vita sulla Terra
Il calendario della comparsa della vita sulla terra
La Sistematica: dal Dominio alla specie e sottospecie
Gli animali, Cordati e vertebrati. I Mammiferi
La teoria dell’evoluzione di Darwin
I fossili e l’evoluzione
Le interpretazioni prescientifiche dell’evoluzione: Aristotele e la catena della Vita. Cuvier e il catastrofismo
Le prime teorie evoluzionistiche, Lamarck
Il tempo geologico: Hutton e l’attualismo (uniformiamo) e Lyell e il gradualismo
Caratteri analoghi e omologhi
Charles Darwin: il viaggio da naturalista e la lunga rielaborazione della teoria
L’evoluzione è un fatto. Discendenza da un antenato comune.
Selezione naturale e discendenza con modificazioni
Esperienze di laboratorio
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Proprietà dell’acqutrasformazioni chimiche
Indicatori di pH (cavolo roso)
Modelli molecolari: idrocarburi acidi e alcoli. Ii glucidi
Modelli molecolari: Ammine e aminoacidi
Uso del microscopio ottico
Preparazione di epitelio di cipolla e sua osservazione
Preparazione di tessuti vegetali
Esame di tessuti vegetali
Plasmolisi e deplasmolisi di cellule vegetali
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Lavoro estivo di Scienze
classe 2^A
a. s. 2013 – 2014
Letture consigliate, reperibili in qualsiasi sistema bibliotecario
Primo Levi – da: Il sistema periodico – Einaudi, L’ultimo capitolo: Carbonio – (Conosciuto spesso, solo per: Se questo è un
uomo, Levi è in primo luogo uno scrittore, chimico di formazione)
Telmo Pievani – La teoria dell’evoluzione – Il Mulino (Un primo approccio alla teoria che ognuno pensa di aver capito ma ben
pochi conoscono)
Gould Stephen J. - Il pollice del panda – Feltrinelli (anche in edizione nel Saggiatore) (Con il suo stile consueto, diretto e arguto,
Gould spazia tra gli aspetti più disparati della storia naturale: dalla teoria dell'evoluzione di Darwin all'anatomia comparata, dall'evoluzione
della specie umana a diverse teorie scientifiche del passato oggi dimenticate. L'autore mostra anche come la scienza possa essere travisata
per giustificare la discriminazione sessuale o sociale: e come i pregiudizi e i preconcetti siano duri a morire).
Charles Darwin – L’origine delle specie – Universale Scientifica Boringheri (Scritto in modo discorsivo senza tecnicismi, aprì
una nuova era nella biologia)
Esercitazioni estive
Le soluzioni
1. Si pesano 25 g di un sale e sono sciolti in 125 g di acqua, calcola la concentrazione m/m %.
2. In un cilindro graduato ci sono 10,8 g di H2SO4 vengono diluiti fino a 45 mL, calcola la concentrazione
m/m % sapendo che un densimetro immerso indica un valore di 1,140 g/cm3.
3. La densità di una soluzione di HCl vale 1,160 g/mL, sapendo che la sua concentrazione è di 27,00%
m/m, calcola quanti grammi di soluto sono contenuti in 250 mL di soluzione.
4. Sapendo che la densità dell’etanolo è 0,789 g/cm3, calcola quanto alcool è contenuto in 33 cL (una
lattina) delle rispettive bevande:
a) birra bionda a 6,5° (V/V %)
b) birra scura a 9° (V/V %)
5. Calcola quanto acido acetico è contenuto in 500 mL di aceto a 5,5° (m/V %)
6. La concentrazione di CO2 nell’aria è di circa 360 ppm, sapendo che la densità media dell’aria è 1,225
kg/m3, calcola quanti metri cubi d’aria contengono un chilogrammo di diossido di carbonio.
7. La salinità di un bacino è di 34,5 g/L, calcola quanti litri di acqua si devono far evaporare per ottenere
2,000 kg di sale
8. Si pesano 3,40 g di KCl, e si diluiscono fino a 80,0 mL, calcola la concentrazione in g/L.
9. Una soluzione ha una concentrazione di 120 g/L, quale volume se ne deve prelevare perché contenga
15,0 g di soluto?
Rapporti ponderali
10. In 34,015 g d’acqua ossigenata H2O2 ci sono 2,0160 g di idrogeno. Calcola
a) il rapporto di combinazione H/O
b) il rapporto di composizione % di O nell’acqua ossigenata
c) quanti grammi di composto si possono ottenere con 10,00 g di idrogeno
11. Nel cloruro di magnesio, il rapporto Mg/Cl è 0,347; calcola:
a) quanto cloro si combina con 5 g di magnesio
b) quanto magnesio si combina con 5 g di cloro
c) quanto magnesio è contenuto in 100 g di sale
d) quanto cloro è contenuto in 25 g di sale
12. L’ematite Fe2O3 è il principale minerale di ferro, con un tenore teorico è del 69,94 %. Calcola:
a) il rapporto di composizione Fe/O
b) quanto ferro si ottiene da 150 kg di minerale
c) quanto minerale contiene 1 kg di ferro
Bilanciamento
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Bilancia le seguenti reazioni e nomina i composti in modo tradizionale e IUPAC
__KCl + __H2SO4
__HCl + __K2SO4
__AgCl + __Br2
__AgBr + __Cl2
__Pb(NO3)2 + __KI
__FeO + __C
__PbI2 + __KNO3
__Fe + __CO2
__Al2O3 + __C
__Al + __CO2
__NaF + __H2O
__NaOH + __F2 + __H2
__CaO + __H2O
__ Ca(OH)2
__C2H6 + __ O2
__ CO2 + __H2O
__C3H8 + __ O2
__ CO2 + __H2O
__C2H5OH + __ O2
__ CO2 + __H2O
__ NH4Cl +__NaOH
__NH3 +__NaCl +__H2O
Moli e molarità (PM = “peso” molecolare = MM massa molare) (Vol. molare a c.n. = 22,4L)
(condizioni normali o cn, o standard, o STP: Standard Temperature and Pressare)
1 atm = 760 mm Hg = 760 Torr = 101325 Pascal (Pa)
T = 273,15 K
p = 1 atm )
[1bar = 105 Pa = 0,987 atm]
1. Calcola il PM dell’acido formico HCOOH, dell’etanolo C2H5OH e del glucosio C6H12O6.
2. Calcola le moli in: 40,00 g di Pb; 40,0 g di O2 40,0 g di acqua; 40,0 g di glucosio (C6H12O6)
3. Calcola la massa di 2,5 mol di: alluminio; elio e KNO3.
4. Calcola il numero di atomi o molecole contenuti in 18,50 g di cobalto; azoto; carbonato di calcio.
5. Una massa di 0,64 g di un ossido d’azoto, contiene 0,195 g d’azoto. Calcola la formula minima.
6. Ricava la formula dell’ossido di cromo sapendo che contiene il 68,4% del metallo.
7. Calcola la formula di un carbonato se contiene: Na = 43.4%; C = 11,3% ; O = 45,3 %
8. Calcola il volume a c.s. di CO2 ottenuto dalla calcinazione di 135 kg di calcare, secondo la reazione:
CaCO3 CaO + CO2
9. Calcola la molarità di un acido se 20 mL 12 M vengono diluiti fino a 120 mL.
10.Calcola la molarità di una soluzione di HCl se 3,65 g di esso sono sciolti in 100 cc di soluzione.
11.Calcola la massa di H2SO4 sono contenuti in 60,0 mL di soluzione 2,0 M ?
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12.Si vogliono preparare 250 mL di KMnO4 0,5M, quanto sale è necessario sciogliere?
13.Quanti mL di HCl 5,0 M servono per neutralizzare 2,45 g di NaOH ? Quanto sale si otterrà?
HCl + NaOH NaCl + H2O
14. Quanti mL di HCl 3,0 M servono per neutralizzare 1,60 g di Ca(OH)2 ? Quanto sale si otterrà?
HCl +
Ca(OH)2 CaCl2 +
H2O
(da bilanciare)
15.Calcola quanto idrossido di calcio si ottiene idratando 80 kg di calce viva. CaO + H2O Ca(OH)2
16.Quanta ematite è necessario ridurre con carbone per ottenere 250 kg di ferro? Basterebbero 80 kg di
carbone? Quale sarebbe il volume di CO2 ottenuto in c.s.? Fe2O3 + C Fe + CO2 (da bilanciare)
17.Quanta calce spenta è necessaria per ottenere 100 kg di calcare? Ca(OH)2 + CO2 + CO2 + H2O
18.Quanta soluzione 0,2 M di H2SO4, neutralizzano 2,852 g di KOH portati a 100 cc ? Se fossero portati a
150 cc, cambierebbe il risultato?
KOH + H2SO4 K2SO4 + H2O (da bilanciare)
19.Quale volume di ossigeno a c.s. si ottiene scomponendo totalmente 150 mL di acqua ossigenata (perossido
di H) avente una densità di 1,48 g/cc ?
H2O2 H2O + O2
(da bilanciare)
20.In una beuta cono contenuti 125 mL 0,4 M di Ba(OH)2, con una cannuccia si soffia per un tempo
sufficiente, al termine quanto precipitato si può ottenere teoricamente a carbonatazione completa
dell’idrossido e considerando il sale ottenuto insolubile?
Ba(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O
21.La concentrazione in volumi di una soluzione di acqua ossigenata è il rapporto tra il volume di ossigeno
gassoso, misurato a c.n., che si sviluppa per decomposizione completa dell'acqua ossigenata contenuta nel
volume di soluzione, ed il volume della soluzione stessa. Calcola quanto volume di ossigeno libera una
confezione di H2O2 a 12 vol, posta in un ambiente a 25°C.
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