|
|
|
|
|
|
|
Què és el treball de recerca? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Proposta de temes
TR de QUIMICA
1.- Són correctes les etiquetes? Estudi de
la relació que hi ha entre els conceptes químics erronis que la población en general té i la publicitat.
Descripció:
• Constatar l’existència d’errades
comunes sobre alguns conceptes químics, per exemple: l’afirmació que el pH
neutre és 5,5.
• Analitzar les etiquetes de
productes dermocosmètics i de neteja fent referència a les dades relacionades
amb conceptes químics, per exemple relatives al pH.
• Comprovar experimentalment el pH d’aquestes
substàncies i classificar-les com a substàncies àcides, bàsiques o neutres.
Responsable : José Mª Gracia
2.- La pluja és àcida? Estudi comparatiu del pH de la pluja en
diferents llocs i dies.
Descripció:
• Estudiar què és, com es forma la
pluja àcida, i quins factors hi influeixen.
• Construir un sistema de recollida
d’aigua de pluja.
• Mesurar el pH en l’aigua de pluja
recollida.
• Comparar el pH de la pluja amb
diferents variables com ara, zona de recollida de la pluja o contaminants
ambientals presents abans i durant la
pluja, utilitzant dades de la xarxa de control mediambiental de la Generalitat
de Catalunya.
Responsable:
José Mª Gracia
3.- Obtenció d’electricitat amb reaccions químiques.
Descripció :
• Estudiar les reaccions redox i la
seva aplicació a l’obtenció d’electricitat.
• Estudiar la història de les piles i reproduir-ne
al laboratori les més importants.
• Mesurar diferents potencials de
reducció per optimitzar la fabricació de la pila.
• Utilitzar diferents materials
quotidians per a la fabricació de piles casolanes i mesura del seu potencial, o
utilització de les piles per tal de fer funcionar diferents aparells elèctrics.
Responsable : José Mª Gracia
4.- A la recerca dels elements: reproducció en el laboratori
d’alguns dels grans experiments que van permetre descubrir els elements de la
taula periòdica.
Descripció:
• Cercar informació sobre la
història de la taula periòdica i la trobada dels diferents elements químics.
• Redissenyar alguns experiments químics tradicionals per a l’obtenció d’elements,
a partir de compostos per diferents metodologies com ara l’electròlisi o les
reaccions químiques.
• Reconstruir la taula periòdica dels elements
amb les reaccions que ens permeten obtenir l’element a partir d’algun compost,
prèvia comprovació en el laboratori de la seva viabilitat.
Responsable : José Mª Gracia
5.- La química de la cuina: estudi dels diferents fenòmens
fisicoquímics que es produeixen durant el procés de cocció i elaboració dels
aliments.
Descripció:
• Classificar els sistemes
materials que trobem habitualment a la cuina.
• Estudiar en profunditat la
formació d’emulsions, solucions, escumes i altres mescles.
• Analitzar l’estabilitat
d’aquestes mescles i els factors que hi intervenen.
• Aplicar aquest estudi a
l’elaboració d’algunes receptes tradicionals com ara les magdalenes, l’all i
oli, o la crema catalana.
Responsable: José Mª Gracia
6.- La qualitat de les
aigües subterrànies.
Descripció :
• Estudiar els fenòmens de formació
d’aqüifers i de lixiviació.
• Estudiar la relació entre els
tipus de roques presents en una zona geogràfica i les característiques de les aigües subterrànies.
• Fer una correcta presa de mostres
d’aigües de diferents aqüífers.
• Analitzar en les mostres d’aigües
obtingudes alguns dels ions que esperaríem que estiguessin presents segons les
característiques del sòl, i relacionar aquests valors amb la solubilitat de les
substàncies.
Responsable:
José Mª Gracia
7.- La química del foc: estudi de diferents combustibles i dels
sistemes d’extinció utilitzats actualment.
Descripció:
• Estudiar les reaccions de
combustió i el triangle del foc.
• Mesurar la capacitat calorífica
d’alguns combustibles.
• Establir una relació entre la
capacitat calorífica d’un combustible, el seu preu i les seves aplicacions
pràctiques.
• Documentar-se sobre els sistemes
d’extinció d’incendis i comprovar si hi ha algun tipus de relació entre ells i
els diferents tipus de combustibles.
Responsable:
José Mª Gracia
8.- La reactivitat dels productes de neteja: estudi de la toxicitat
i perillositat dels productes habituals de neteja de la llar.
Descripció:
• Observar quin tipus de
substàncies químiques formen part dels productes de neteja de
la llar.
• Estudiar la toxicologia i
toxicocinètica d’aquestes substàncies i els productes de les seves reaccions.
• Realitzar en el laboratori les
mescles habituals o accidentals de substàncies químiques presents en els
productes de neteja i observació dels productes obtinguts i les seves
conseqüències.
• Establir un sistema d’informació
i de control d’aquestes reaccions per prevenir els possibles accidents dels
usuaris.
Responsable:
José Mª Gracia
9.- La fabricació de cosmètics: estudi i classificació de productes
de dermo-cosmètica.
Descripció:
• Investigar de què estan fets els
cosmètics i com es fabriquen.
• Investigar quins són els passos
que la indústria cosmètica segueix per tal de posar en el mercat una nova línia
de cosmètics.
• Dissenyar una línia de cosmètics pròpia,
ja sigui una línia completa d’higiene (gel de bany, xampú i colònia) o bé una
línia de xampús per diferents tipus de cabell, amb la producció en el
laboratori d’un prototipus.
Responsable: José Mª Gracia
EXEMPLE DE TR
Del cafè a les begudes energètiques.
Quina d’elles té més cafeïna?
1. Tema i hipòtesi del treball
1.1. Elecció del tema
Prendre cafè és un acte quotidià d’un
percentatge molt alt de la població mundial. Els motius de prendre cafè són
molt diversos: forma part de l’esmorzar, ja sigui sol o acompanyat amb llet, el
necessitem per despertar-nos al matí, o després de dinar, per a evitar la
sensació de són que ens obligaria a fer una petita becaina, el prenem a les
nits llargues per mantenir-nos desperts i estudiar per als exàmens importants...
És un fet social, convidem a cafè a un bon
amic o una bona amiga amb qui volem parlar...
Deixant
de banda el gust agradable i característic d’un bon cafè, aquesta sensació de
mantenir-nos desperts, d’espavilar-nos, és la que el fa una de les begudes més
comercialitzades que hi ha. Però la responsable del seu efecte excitant és la
cafeïna, una substància aïllada per primer cop al segle XIX.
Avui
dia, les begudes amb cafeïna han proliferat, es venen al supermercat, i
s’anuncien com a begudes revitalitzants. Però, quina d’elles té més cafeïna?
1.2. Objectius del treball
•
Estudiar la molècula de cafeïna (i substàncies afins, com ara la taurina), la
seva estructura molecular i les seves propietats fisico-químiques.
•
Estudiar els efectes de la cafeïna sobre l’organisme, així com els riscos de toxicitat
i dosi permesa.
•
Observar i catalogar les diferents begudes (naturals i elaborades) que contenen
cafeïna i substàncies afins amb efectes semblants.
•
Procedir a l’extracció i quantificar la cafeïna present en aquestes begudes,
per realitzar una comparació de quina de les begudes en conté més.
•
Comprovar si és possible separar els components de l’extracte i identificar la
cafeïna utilitzant la cromatografia en capa fina.
1.3. Hipòtesis
Fins
fa pocs anys, les úniques begudes excitants que hi havia al mercat eren els
coneguts refrescos de cola. Aquesta era l’alternativa dels joves als quals no
els agradava el cafè, quan volien vèncer aquella sensació de cansament o
d’avorriment.
A
banda d’utilitzar aquestes begudes, o el cafè mateix, es podien comprar a la
farmàcia pastilles de cafeïna que permetien mantenir un estat d’alerta durant
més temps. Actualment, però, hi ha en el mercat diverses begudes excitants, que
en altres països, només es venen a farmàcies. Són aquestes begudes realment el
que prometen? Són begudes que eliminen el cansament i augmenten la capacitat de
concentració?
Realment
tenen més cafeïna que el nostre tradicional cafè? Quines altres substàncies
contenen?
La
nostra hipòtesi és la següent:
Les
begudes excitants contenen cafeïna i altres substàncies similars en
concentració més alta que els refrescos de cola, i fins i tot que el cafè, i
per aquesta raó s’han de consumir amb prudència, a causa dels efectes negatius
que una dosi alta de cafeïna pot tenir.
2. Disseny del treball
Després
de realitzar un estudi bibliogràfic (de notícies i publicacions) d’aquest tema,
ens trobem en condicions d’elaborar un índex.
2.1. Índex provisional
1.
Introducció
2.
La molècula de cafeïna
2.1. Descripció de la
molècula de cafeïna
2.2. Propietats fisicoquímiques de la cafeïna
3. Les altres substàncies similars
4. Els efectes de la cafeïna i substàncies
afins sobre l’organisme
4.1.
La cafeïna com a estimulant del sistema nerviós
4.2.
Efectes tòxics de la cafeïna i substàncies similars
5. Les begudes amb cafeïna i altres
substàncies estimulants.
5.1. El cafè
5.2. Els refrescos de cola
5.3. Les «altres» begudes
estimulants
6.
L’extracció i la caracterització de la cafeïna i molècules afins
7.
Comparació de les concentracions de cafeïna en les diferents begudes
analitzades.
8.
Conclusions
9.
Bibliografia
10.
Annexos
2.2. Metodologia
La
metodologia és qualitativa i quantitativa, ja que d’una banda es farà una
investigació de camp en supermercats i botigues per observar aquestes begudes,
i la informació present en les etiquetes, i de l’altra es farà una investigació
al laboratori on quantificarem la cafeïna present.
Primerament
serà important un treball bibliogràfic a fons, per tal de conèixer les
característiques de la cafeïna i els diversos mètodes d’extracció amb la
intenció d’escollir aquell que ens permeti el millor resultat possible
(utilitzant dissolvents com ara el diclorometà). Com a complement d’aquest
treball bibliogràfic, pot ser interessant la representació de les molècules que
s’han d’estudiar utilitzant models moleculars.
2.3. Pla de treball. Planificació
Durant
l’últim trimestre de 1r de Batxillerat, serà important la recopilació
d’informació sobre la molècula de cafeïna i altres substàncies similars, per
tal de conèixer-ne a fons les característiques i els diversos mètodes d’anàlisi
que s’utilitzen, així com dissolvents possibles d’aquesta molècula.
L’estiu és un bon moment per a recórrer els
supermercats i les botigues de dietètica on podrem observar
les
diferents begudes existents en el mercat. També seria interessant aprofundir en
la informació bibliogràfica que faci referència als efectes de la cafeïna i la
seva toxicitat.
Serà
important organitzar tota la documentació i informació obtinguda en arxius
informàtics, indicant la font d’on s’han extret, de manera que ens resulti
fàcil accedir-hi, i redactar la bibliografia. És conveniente organitzar aquests
arxius en carpetes per separar-los per temes referents als diferents capítols
de l’índex.
En
la investigació de camp, en què s’ha d’estudiar les diferents begudes
existents, convindria realitzar fitxes de cada tipus de beguda (on es faci
constar la marca, el tipus de beguda, la composició o ingredients, amb la
quantitat de cafeïna si hi apareix i fins i tot una fotografia de l’etiqueta
del producte).
Quan
comenci el 2n de Batxillerat, i en funció de la data de lliurament del treball,
convindrà aprofitar a fons el temps disponible i organitzar-lo per poder fer
l’extracció de la cafeïna en el laboratori de les diferents marques de begudes
que volem estudiar. Amb les dades obtingudes, podrem fer una comparativa de les
mateixes i arribar a alguna conclusió.
3. Recerca, obtenció i selecció d’informació
Fonts bibliogràfiques:
•
Lectura de llibres i articles de revistes especialitzades de química i
farmacologia (per exemple: El secreto de la química, Gianni Fochi,
MANONTROPPO; Moléculas en una exposición, John Emsley, ATALAYA).
•
Investigació de quines begudes existeixen en el mercat amb cafeïna i
recopilació, en fitxes, de les etiquetes i publicitat referent a les begudes
amb aquest additiu presents en el mercat.
Fonts electròniques:
•
Mitjançant els cercadors, accedirem a les dades sobre l’estructura molecular i
els efectes de la cafeïna, així com a les pàgines web de les empreses
fabricants i distribuïdores d’aquestes begudes. Igualment, caldrà obtener
informació sobre tècniques d’anàlisi i d’extracció d’aquestes substàncies. Per exemple:
http://revista.consumer.es/web/es/20020601/actualidad/analisis1/47600_3.php
http://www.scribd.com/doc/7134051/cafeina-mirta
www.aetox.es/revista/revtox.20.2/revtox.20.2.calternativos.pdf
Experiments:
•
En el laboratori: hi ha dos experiments que s’han de repetir amb totes les mostres
que interessi estudiar:
—
L’extracció de la cafeïna: que serà diferent en el cas del cafè, que en
el cas de les begudes estimulants, i que, per tant, haurem d’utilitzar
metodologies diferents (l’extracció de la cafeïna es pot realitzar utilitzant
la tècnica d’extracció líquid-líquid amb diclorometà o algun altre dissolvent
afí, però la preparació de la mostra serà diferent en el cas del cafè que en
les begudes).
— La cromatografia en capa fina de la
cafeïna: caldrà
optimitzar i escollir el dissolvent
adequat per intentar separar la cafeïna de les altres substàncies similars, i
comprovar la viabilitat d’aquest mètode d’anàlisi, per reconèixer la cafeïna i
les altres substàncies.
Treball de camp:
•
En comerços i botigues de dietètica: mitjançant les fitxes proposades
anteriorment, es farà un recull de les begudes presents en el mercat amb
cafeïna, i se separaran les que porten cafeïna de manera natural de les que són
elaborades. També serà interessant catalogar les begudes en funció de la
quantitat de cafeïna amb ajuda del que indica l’etiqueta o la publicitat i de
la bibliografia estudiada.
4. Tractament de la información
•
Ordenar en taules estadístiques les diferents begudes segons que siguin
naturals o elaborades, i segons la quantitat de cafeïna indicada en l’etiqueta
o publicitat.
•
Calcular la quantitat de cafeïna present en les mostres analitzades en el
laboratori en percentatge en massa.
•
Elaborar gràfics comparatius en funció de la quantitat de cafeïna trobada en el
laboratori, i comparar-la amb la publicitada en l’etiqueta.
•
Analitzar dels resultats de la cromatografia en capa fina, amb l’observació de
la resolució de les diferents substàncies estimulants presents en les begudes
(i no en el cafè), com ara la taurina, i possibilitat d’identificació
utilitzant l’Rf.
• Presentar les conclusions sobre quin
producte té més cafeïna i d’altres substàncies similars, per mitjà de bases de
dades, taules i/o gràfics. Amb la informació de què es disposa es pot fer també una
comparació entre les marques i els productes similars entre ells.
•
Presentar unes conclusions generals del treball en què l’alumne/a es prengui
partit sobre la conveniència o no del consum d’aquestes begudes en funció de
l’estudi de laboratori i de l’estudi bibliogràfic, fent referència als efectes
de la cafeïna i de les altres substàncies.
5. Redacció i presentació del treball
Redacció
definitiva del treball organitzant-lo en les parts fixades i tenint cura de la
correcció expressiva, així com de l’organització en taules i gràfics de les dades
obtingudes en el laboratori, factors que també tindrem en compte en la
presentació oral i/o audiovisual.
Serà
interessant, durant el procés de treball en el laboratori, prendre algunes
fotografies que il·lustrin el procediment d’extracció de la cafeïna en les
diferents begudes.
Video de com es fa un TR
https://youtu.be/AWLVM3STnWg
Guia per a realitzar un treball de recerca
TREBALLS RECERCA
(document on es presenten
diferents treballs )
